(57)【要約】【課題】アルミニウムドロスの湿式処理において、アンモニアガスの発生を防止する技術を実現する。【解決手段】処理装置（１）は、窒化アルミニウムを含む窒素系化合物を含有するアルミニウムドロス（２０）と水系媒体とを含有する水スラリーを収容するフラスコ（２）と、当該水スラリーに酸化性ガスを供給するためのガス供給装置とを有する。当該水スラリーに酸化性ガスを接触させることにより、水スラリー中のアンモニアを酸化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化アルミニウムを含む窒素系化合物を含有するアルミニウムドロスと、水系媒体と、を含有する水スラリーを収容可能な槽と、
前記槽に収容されている前記水スラリーに、前記水スラリー中でアンモニアを酸化可能な酸化性ガスを供給するためのガス供給装置と、を有するアルミニウムドロスの処理装置。
【請求項２】
前記酸化性ガスがオゾンである、請求項１に記載のアルミニウムドロスの処理装置。
【請求項３】
窒化アルミニウムを含む窒素系化合物を含有するアルミニウムドロスと水系媒体とを含有する水スラリー、または、前記水スラリーより放出されたガスに、酸化性ガスを接触させて前記水スラリーまたは前記ガス中のアンモニアを酸化する工程を含む、アルミニウムドロスの処理方法。
【請求項４】
前記酸化性ガスにオゾンを用いる、請求項３に記載のアルミニウムドロスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムドロスの処理装置およびアルミニウムドロスの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムドロスはアルミニウム溶解時に発生する副産物であり、主成分である酸化物の他に、Ａｌ、ＡｌＮ、および微量のハロゲン等を含む。アルミニウムドロスは、コストの問題などから、鉄鋼プロセスにて主に再利用されている。アルミニウムドロスに含まれるＣｌおよびＦ等のハロゲンは、鉄鋼プロセスにおいてスラグまたはダストに分配され、これらからリサイクルされる路盤材等を汚染することがある。よって、アルミニウムドロスを再利用する場合、ハロゲンを除去することが望まれている。
【０００３】
アルミニウムドロスからのハロゲンの除去方法として、アルミニウムドロスを水と接触させる湿式処理において、アルミニウムドロスの水スラリーからアンモニア含有ガスを分離し、当該ガスを二酸化酸素と接触させて、当該湿式処理で発生するアンモニアを炭酸アンモニウムに変換する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０１５９２３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アルミニウムドロスの湿式処理中にアンモニアガスが発生する。このため、当該湿式処理の槽からガスが漏出することを防止する処置を講じる必要がある。しかしながら、従来の技術では、処理装置における排気ガスに係る構成の簡素化の観点から検討の余地が残されている。
【０００６】
本発明の一態様は、アルミニウムドロスの湿式処理において、アンモニアガスの発生を防止する技術を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアルミニウムドロスの処理装置は、窒化アルミニウムを含有するアルミニウムドロスと水系媒体とを含有する水スラリーを収容可能な槽と、槽に収容されている水スラリーに、水スラリー中でアンモニアを酸化可能な酸化性ガスを供給するためのガス供給装置とを有する。
【０００８】
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアルミニウムドロスの処理方法は、窒化アルミニウムを含有するアルミニウムドロスと水系媒体とを含有する水スラリーに酸化性ガスを接触させて水スラリー中のアンモニアを酸化する工程を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、アルミニウムドロスの湿式処理において、アンモニアの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るアルミニウムドロスの処理装置における構成の一例を模式的に示す図である。
【図２】実施例および比較例の湿式処理における排気ガス中のアンモニア濃度の継時的な変化を示すグラフである。
【図３】比較例の湿式処理における排気ガス中のアンモニア濃度の継時的な変化を示すグラフである。
【図４】実施例の湿式処理によるアルミニウムドロスにおけるハロゲン除去率を示すグラフである。
【図５】実施例の湿式処理によるアルミニウムドロスにおける金属アルミニウムの改質率を示すグラフである。
【図６】実施例の湿式処理によるアルミニウムドロスにおける窒素の改質率を示すグラフである。
【図７】実施例の湿式処理前後における、アルミニウムドロスのＸＲＤ（Ｘ線回折測定）パターンを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［処理装置］
本発明の一実施形態に係る処理装置は、アルミニウムドロスを湿式処理するための処理装置であり、水スラリーを収容可能な槽と、当該槽に収容されている水スラリーに酸化性ガスを供給するためのガス供給装置とを有する。
【００１２】
（槽）
当該槽は、水スラリーを収容可能であればよい。たとえば、当該槽は、アルミニウムドロスの湿式処理を実施するのに十分な化学的な安定性および機械的な強度を有することが好ましい。また、当該槽の形態は、限定されない。たとえば、当該槽は、開放されている槽であってもよいし、気密に塞ぐことが可能な形態の槽であってもよい。
【００１３】
（水スラリー）
水スラリーとは、アルミニウムドロスと水系媒体とを含有する液状の混合物である。水スラリーにおいて、アルミニウムドロスは分散質であり、水系媒体は分散媒である。当該水スラリーにおけるアルミニウムドロスの含有量は、アルミニウムドロスの湿式処理を実施可能な範囲において適宜に決めることが可能である。たとえば、当該含有量は、当該湿式処理を効率よく実施する観点から、水系媒体１００質量部に対して１０質量部以上であることが好ましく、２０質量部以上であることがより好ましく、４０質量部以上であることがさらに好ましい。また、上記の含有量は、当該湿式処理においてアルミニウムドロスからハロゲンの十分な除去および反応熱による突沸防止の観点から、水系媒体１００質量部に対して３０質量部以下であることが好ましく、２０質量部以下であることがより好ましく、１０質量部以下であることがさらに好ましい。
【００１４】
（アルミニウムドロス）
アルミニウムドロスは、少なくとも窒化アルミニウムを含む窒素系化合物とハロゲンとを含有する。アルミニウムドロスは、例えばアルミニウムの溶解工程において副生する組成物であり、通常、アルミニウムの酸化物を主成分とし、金属アルミニウム、前述の窒素系化合物、および、前述のハロゲンを微量含有する。窒素系化合物は、アルミニウムと窒素とを含む化合物であって、水との接触によりアンモニアを生成する化合物である。当該窒素系化合物の例には、窒化アルミニウムおよびアルミニウムの酸窒化物が含まれる。アルミニウムの酸窒化物の例として、ＡｌＯＮ等が含まれる。ハロゲンの例には、フッ素および塩素が含まれる。
【００１５】
アルミニウムドロスにおける組成比は、限定されず、湿式処理後の用途に応じて適宜に決めることが可能である。たとえば、アルミニウムドロスは、上記の溶解工程の副生物そのものであってもよいし、当該副生物の処理品であってもよい。たとえば、当該処理品は、当該副生物の処理によって、アルミニウムドロス中の所望の成分（窒化アルミニウム、金属アルミニウム、酸化アルミニウム等）の含有量が調整された組成物であってもよい。
【００１６】
アルミニウムドロスの形態は、限定されないが、水スラリーにおいて水系媒体との接触性を十分に高める観点から、粒子であることが好ましい。当該粒子のサイズは、限定されず、上記の水系媒体との接触性の観点からは小さいことが好ましいが、形態の調整に係る作業性などに応じて、適宜に決めることが可能である。たとえば、アルミニウムドロスの粒子の粒径は、数平均粒径で２０〜５００μｍであってよい。
【００１７】
（水系媒体）
水系媒体は、水を主成分として（例えば５０質量％超）含有する液状の媒体である。水系媒体は、アルミニウムドロス中からハロゲンを除去する湿式処理に利用可能であればよい。水系媒体は、水そのものであってもよいし、他の成分をさらに含有していてもよい。当該他の成分は、一種でもそれ以上でもよい。例えば、本実施形態における湿式処理に有利と考えられる成分である。当該他の成分の例には、湿式処理に伴って前述の窒素系化合物から発生するアンモニアを酸化可能な酸化剤、当該アンモニアを中和する酸性成分、および、硫酸等の、水中へ溶解したアルミニウム等と反応し意図的に化合物を析出させるための成分、が含まれる。水系媒体における当該他の成分の含有量は、本実施形態の効果が得られる範囲であって、かつ当該他の成分による効果が得られる範囲において、適宜に決めることが可能である。
【００１８】
（ガス供給装置）
ガス供給装置は、上記の槽中の水スラリーに酸化性ガスを供給可能であればよい。当該ガス供給装置は、例えば、ガス発生装置と、上記水スラリー中にガスを供給するガス供給部材とによって構成することが可能である。
【００１９】
ガス発生装置は、酸化性ガスを発生するための装置であり、酸化性ガスの種類に応じて適宜に構成可能である。ガス供給部材は、酸化性ガスに対する十分な耐性を有するとともに、水スラリー中の水系媒体と酸化性ガスとを十分に気液接触可能に酸化性ガスを水スラリーに供給可能であることが好ましい。ガス供給部材は、バブリングによる水スラリーの撹拌を可能とする部材であってもよいし、酸化性ガスと水スラリーとの接触性を高めるために微細な気泡の発生を可能とする部材であってもよい。また、単に水スラリー表面付近にガスを吹き付けるものでもよい。たとえば、ガス供給部材は、ガス供給管であってもよいし、多孔質焼結体で構成されるバブリングノズルであってもよい。
【００２０】
ガス供給装置は、本実施形態の効果が得られる範囲において、上記した以外の他の構成をさらに有していてもよい。たとえば、ガス供給装置は、供給すべきガス中に空気を含ませるための送風機、ガス中の微粒子または化学成分をガス中から除去するためのフィルタおよびトラップの一方または両方、をさらに有していてもよい。
【００２１】
（酸化性ガス）
酸化性ガスは、本実施形態における水スラリー中でアンモニアを酸化可能な性質を有するガスであればよい。酸化性ガスは、一種でもそれ以上でもよい。酸化性ガスの例には、オゾンが含まれる。酸化性ガスは、水スラリー中でのアルミニウムドロスに対する安定性の観点、アンモニアに対する酸化作用の強さの観点、および、分解による無害化の観点から、オゾンであることが好ましい。
【００２２】
（処理装置における他の構成）
本実施形態の処理装置は、本実施形態の効果が得られる範囲において、前述した槽およびガス供給装置以外の他の構成をさらに有していてもよい。このような他の構成の例には、温度調整装置、センサ、排気処理装置および撹拌装置が含まれる。
【００２３】
温度調整装置は、槽内の水スラリーの温度を調整するための装置である。温度調整装置は、槽の形態に応じて、公知の温度調整装置の中から適宜に決めることが可能である。温度調整装置の例には、槽の外周面に配置されるジャケットおよび当該ジャケットに熱媒を供給する熱媒供給装置、水浴ならびに油浴が含まれる。
【００２４】
センサは、槽中の水スラリーの状態を検出するための装置である。センサは、一種でもそれ以上でもよい。センサの例には、水スラリーの温度を検出するための温度計、水スラリーのｐＨを検出するためのｐＨメータ、および、水スラリーの酸化還元電位（ＯＲＰ）を検出するためのＯＲＰメータ、が含まれる。
【００２５】
排気処理装置は、槽から排出される排気ガスを適宜に処理するための装置である。排気処理装置は、例えば、槽に接続される排気管と、排気ガス中の酸性成分またはアルカリ成分を捕集するためのフィルタまたはトラップとを有していてもよい。
【００２６】
撹拌装置は、槽内の水スラリーを撹拌するための装置である。撹拌装置を用いる場合では、水スラリーに供給される酸化性ガスの気泡による撹拌効果が不要となることから、酸化性ガスを微細な気泡となるように水スラリーに供給することが可能となる。よって、撹拌装置を用いることは、水系媒体とアルミニウムドロスとの接触性、および、酸化性ガスと水スラリーとの接触性、を十分に高める観点から好ましい。当該撹拌装置には、公知の撹拌装置を用いることができる。
【００２７】
（処理装置の具体的態様）
本実施形態処理装置の一例を、図１を参照して説明する。
【００２８】
図１に示されるように、処理装置１は、フラスコ２、ガス供給管３、オゾン発生装置４、エアポンプ５、ＯＲＰメータ６、ｐＨメータ７、排気管８、ゴム栓９、水浴１０およびヒータ１１を有する。
【００２９】
フラスコ２は、ガラス製である。フラスコ２は、前述の槽に該当する。
【００３０】
ガス供給管３は、フラスコ２に固定されている管であって、フラスコ２の底部近傍まで延出している。オゾン発生装置４は、ガス供給管３に接続されており、オゾンガスを定量的に発生する。エアポンプ５は、オゾン発生装置４に接続されており、オゾン発生装置４およびガス供給管３を介してフラスコ２に空気を定量的に供給する。ガス供給管３、オゾン発生装置４およびエアポンプ５は、前述のガス供給装置の一例である。
【００３１】
ＯＲＰメータ６およびｐＨメータ７は、それぞれフラスコ２に固定され、フラスコ２に収容された水スラリーに十分に浸漬する位置まで延出している。ＯＲＰメータ６およびｐＨメータ７は、前述したセンサに該当する。
【００３２】
排気管８は、フラスコ２に固定されており、フラスコ２内の気相部となる位置に開口している。排気管８は、前述した排気処理装置の一例である。
【００３３】
ゴム栓９は、フラスコ２の開口部を気密に塞いでいる。処理装置１において、フラスコ２は、気密に塞がれた槽となっている。
【００３４】
水浴１０は、熱媒として水を収容しており、フラスコ２に対して、フラスコ２の収容液の周囲に当該熱媒が十分に接触する位置に配置されている。ヒータ１１は、水浴１０中の水を必要に応じて加熱する装置である。水浴１０およびヒータ１１は、前述した温度調整装置に該当する。
【００３５】
フラスコ２に、例えばアルミニウムドロス２０と水とを含む水スラリーを収容することでアルミニウムドロスからハロゲンを除去するアルミニウムドロスの湿式処理が実施される。処理装置１において、酸化性ガスとしてのオゾンを水スラリーに供給すると、当該湿式処理を含む本実施形態におけるアルミニウムドロスの処理が実施される。以下、本実施形態に係るアルミニウムドロスの処理方法を説明する。
【００３６】
［処理方法］
本実施形態に係るアルミニウムドロスの処理方法は、水スラリーと酸化性ガスを共存させて、水スラリー中および水スラリーより気相中に放出されたガス中のアンモニアを酸化する工程を含む。
【００３７】
たとえば、処理装置１において、フラスコ２中の水スラリーにガス供給管３から、オゾンと空気の混合ガスを供給する。混合ガスは、空気を含むため、水スラリーの撹拌効果が得られる十分な流量で水スラリーに供給される。ガス供給管３から発生する気泡は、水スラリーを十分に撹拌する。よって、アルミニウムドロスと水系媒体とが十分に接触する。
【００３８】
アルミニウムドロスは水と反応すると、式（１）のように反応し、アンモニアが発生する。
【００３９】
ＡｌＮ＋３Ｈ２Ｏ→Ａｌ（ＯＨ）３＋ＮＨ３      （１）
また、当該混合ガスは、水スラリーとも十分に接触する。よって、酸化性ガスであるオゾンが水スラリーと十分に接触する。水スラリーに放出されたアンモニアは、酸化性ガスと接触すると酸化される。このため、特有の臭気を発しなくなる。たとえば、酸化性ガスとしてのオゾンとは、下記式（２）に示すように反応する。よって、アンモニアの大気への拡散が抑制される。
【００４０】
ＮＨ３＋２Ｏ３→ＨＮＯ３＋Ｈ２Ｏ＋２Ｏ２      （２）
水スラリーへの酸化性ガスの供給量は、アルミニウムドロスからアンモニアが発生する速度に応じて、発生するアンモニアの酸化を実施する十分な量となるように決めることができる。たとえば、アンモニアの発生速度は、水スラリーの温度に応じて異なることがあり、水スラリーの温度が高いと速くなる。また、例えば、アルミニウムドロスと水系媒体との接触性が高まる程アンモニアは発生しやすくなる。よって、アルミニウムドロスの粒径を小さくする、あるいは、アルミニウムドロスの粒子の表面積を広くする（例えば多孔質粒子とする）と、アンモニアの発生速度が速くなる。
【００４１】
上記の供給量は、排気ガス中のアンモニアの濃度に基づいて適宜に調整することが可能であり、例えば、排気ガス中にアンモニアが実質的に検出されないように決めてもよい。
【００４２】
水浴１０は、ヒータ１１と連動して、フラスコ２内の水スラリーの温度を所望の温度（例えば２５℃）に維持する。このような温度の制御は、本実施形態における処理の安定性および効率を十分に高める観点から好ましい。
【００４３】
ＯＲＰメータ６およびｐＨメータ７の検出値から、水スラリーの物性が確認される。たとえば、水スラリーのｐＨは、アンモニアが発生すると高くなる傾向にあり、アンモニアの酸化処理が進むと、硝酸の発生により低くなる傾向がある。よって、上記の検出値に応じて、水スラリー中の水系媒体を交換してもよい。
【００４４】
本実施形態の処理方法は、アルミニウムドロスからのハロゲンの除去、アルミニウムドロスの金属分の除去、アルミニウムドロスからのアンモニアの発生の停止、および水スラリー中からのアンモニアの除去、の少なくともいずれかによって、その終点を決めることが可能である。ハロゲンや金属分については、水スラリー中のアルミニウムドロスの組成を分析することにより確認することが可能である。アンモニアの発生の停止は、例えば、水スラリーのｐＨの上昇が実質的に停止したこと、または、排気ガスからアンモニアが実質的に検出されないこと、によって確認することが可能である。当該終点となる、アルミニウムドロス中のハロゲンの含有量、あるいは、水スラリーのｐＨまたは排気ガス中のアンモニアの濃度、は、処理済みのアルミニウムドロスの用途に応じて適宜に決めてよい。
【００４５】
上記の終点を迎えた水スラリーからアルミニウムドロスを分離することにより、処理済みのアルミニウムドロスが得られる。本実施形態の処理方法は、当該分離のためのろ過などの操作、濾過物の洗浄、乾燥などの、水スラリーからアルミニウムドロスを回収するための操作も必要に応じて含んでよい。
【００４６】
（処理済みアルミニウムドロスの用途）
本実施形態によれば、金属分、窒素分、ハロゲンが除去されたアルミニウムドロスが得られる。当該アルミニウムドロスは、水との接触によって発熱を伴いアンモニアや水素ガスを実質的に発生しない。よって、鉄鋼プロセス以外の他の用途への利用が可能である。たとえば、セラミック材料として利用することが可能となり、建材などの各種セラミック製品の原料として利用することが可能になる。
【００４７】
［変形例］
本実施形態における処理対象物は、アルミニウムの溶解工程における副生物のアルミニウムドロスに限らない。たとえば、当該処理対象物は、窒化アルミニウムを含有するセラミック組成物であってもよい。
【００４８】
本実施形態は、アルミニウムドロスの表面積を増やす処理を含んでもよい。たとえば、水系媒体に混合される前のアルミニウムドロスを粉砕する処理を含んでもよいし、当該アルミニウムドロス中の金属Ａｌを溶解することにより当該アルミニウムドロスを多孔質化する処理を含んでもよい。
【００４９】
本実施形態において、酸化性ガスは、水スラリーへ、連続して供給してもよいし、断続的に供給してもよい。たとえば、センサにより検出される水スラリーの物性値に応じて、当該物性値が第一の閾値を超える場合のみ酸化性ガスを水スラリーに供給し、第二の閾値を下回る場合に酸化性ガスの供給を停止してもよい。この場合、第一の閾値と第二の閾値は同じでも異なってもよい。
【００５０】
［まとめ］
以下の説明から明らかなように、本実施形態に係るアルミニウムドロスの処理装置（１）は、窒化アルミニウムを含む窒素系化合物を含有するアルミニウムドロス（２０）と水系媒体とを含有する水スラリーを収容可能な槽（フラスコ２）と、当該槽に収容されている水スラリーに、水スラリー中でアンモニアを酸化可能な酸化性ガスを供給するためのガス供給装置とを有する。また、本実施形態に係るアルミニウムドロスの処理方法は、当該水スラリー、または、前記水スラリーより放出されたガスに、酸化性ガスを接触させて水スラリーまたは前記ガス中のアンモニアを酸化する工程を含む。上記の実施形態によれば、アルミニウムドロスの湿式処理において、アンモニアの発生を防止することができる。
【００５１】
本実施形態において、酸化性ガスがオゾンであることは、水スラリーからのアンモニアの放出を防止する観点からより一層効果的である。
【００５２】
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明の以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが参考として援用される。
【実施例】
【００５３】
以下、特に記載がない限り、「％」は「質量％」を示す。
【００５４】
［アルミニウムドロスの準備］
アルミニウムメーカーより提供された金属アルミニウム含有率が低く鉄鋼用アルミニウムドロスとしては極めて品位の低いアルミニウムドロスを実験に使用した。使用したアルミニウムドロスの化学組成を以下の表１に示す。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
［水系媒体Ａの調製］
水系媒体Ａとして、試薬の次亜塩素酸ナトリウム水溶液（富士フイルム和光純薬株式会社製、Ｃｌとして５．０％以上）を準備した。
【００５７】
［水系媒体Ｂの調製］
水に、オゾンと酸素の混合ガスを０．５ｍＬ／分吹き込み、オゾンを飽和させた。吹き込みガス中のオゾン濃度は７０ｇ／ｍ３以上である。こうして、オゾンを含有する水系媒体Ｂを調製した。
【００５８】
［実施例１］
図１に示すような処理装置１を用いてアルミニウムドロスの湿式処理を行った。なお、排気管８は、不図示のガスバックと接続されている。
【００５９】
フラスコ２に４５０ｍＬの水系媒体Ｂと４５ｇのアルミニウムドロスとを収容して水スラリーを調製した。次いで、水浴１０の水温を調整してフラスコ２内の水スラリーの温度を５０℃に調整した。ガス供給管３から空気とオゾンの混合ガスを０．５ｍＬ／分の流量で水スラリーに供給した。水スラリーへのオゾンの供給量は約２ｇ／時間である。こうして、アルミニウムドロスの湿式処理を開始した。当該湿式処理中、水スラリーの温度、ｐＨ、ＯＲＰを検出した。また、湿式処理中、ガスバック中の排気ガスを回収し、検知管により排気ガス中のアンモニアガスの濃度を測定した。
【００６０】
湿式処理の開始から１２０分後に、フラスコ２から水スラリーを採取し、目開きが１μｍのメンブレンフィルタを用いて当該水スラリーから固形物を分離した。こうして湿式処理されたアルミニウムドロスを得た。
【００６１】
［比較例１］
オゾン酸素混合ガスを用いず空気のみを用い、水系媒体Ｂに代えて水を用いる以外は実施例１と同様にして、アルミニウムドロスの湿式処理を実施した。
【００６２】
［比較例２］
水系媒体Ｂに代えて水系媒体Ａを用いる以外は比較例１と同様にして、アルミニウムドロスの湿式処理を実施した。
【００６３】
［評価結果］
（１）アンモニア発生量
湿式処理における排気中のアンモニアガスの濃度を測定した。結果を図２および３に示す。
【００６４】
実施例１の湿式処理における排気中のアンモニアガスの濃度の測定結果を図２に示す。図２から明らかなように、実施例１では、排気中にはアンモニアガスが実質的には検出されなかった。これは、アルミニウムドロスから溶出したアンモニアが水スラリー中でオゾンと反応し、即時に酸化されたため、と考えられる。以上のことから、実施例１のオゾン酸素混合ガスによる処理が圧倒的に実用的であることが分かった。
【００６５】
比較例における排気中のアンモニアガスの濃度の測定結果を図３に示す。比較例１の処理（空気吹き込み）では、湿式処理において継時的にアンモニアガスが発生した。これは、アルミニウムドロスからアンモニアが徐々に溶出しているため、と考えられる。
【００６６】
また、比較例２では、一定量のアンモニア除去効果が確認された。一方、本条件において全量のアンモニアを除去することができなかった。また、湿式処理の後期にアンモニアガスが発生した。これは、水系媒体中の一定量の次亜塩素酸ナトリウムがアンモニアと反応した後にその効果が得られなくなったためと考えられる。なお、比較例２では、アルミニウムドロスおよび廃液中に塩素成分が高濃度で残留した。
【００６７】
（２）アルミニウムドロスからのハロゲン除去率
湿式処理前後のアルミニウムドロスの組成を定量分析した。湿式処理後のアルミニウムドロスには、乾燥後のものを用いた。定量分析は、ＪＩＳ  Ｇ  ２４０２に従った。そして、湿式処理前後において、フッ素および塩素のそれぞれについてハロゲンの除去率を求めた。ハロゲンの除去率Ｒｈは、湿式処理前のハロゲンの量をＨ１、湿式処理後のハロゲンの量をＨ２とすると、下記式で表される。
【００６８】
（式）  Ｒｈ（％）＝｛（Ｈ１−Ｈ２）／Ｈ１｝×１００
実施例１における結果を図４に示す。本実施条件において、高いハロゲン除去率を示した。これより、オゾン酸素混合ガス吹き込みを実施しても、アルミニウムドロスからのハロゲンの除去は可能であることが分かった。
【００６９】
（３）金属Ａｌの改質率
ハロゲンに代えて金属アルミニウムを定量する以外は上記（２）と同様にして、湿式処理前後における金属アルミニウムの改質率を求めた。ここで改質は、金属アルミニウムが水との反応により水酸化物へ改質されることを意味する。アルミニウムと水は、下記式（３）に示すように反応する。
【００７０】
Ａｌ＋３Ｈ２Ｏ→１．５Ｈ２＋Ａｌ（ＯＨ）３      （３）
金属アルミニウムの改質率Ｒａは、湿式処理前の金属アルミニウムの量をＡ１、湿式処理後の金属アルミニウムの量をＡ２とすると、下記式で表される。
【００７１】
（式）  Ｒａ（％）＝｛（Ａ１−Ａ２）／Ａ１｝×１００
実施例１における結果を図５に示す。本条件においてアルミニウムドロス中の金属アルミニウムは４５時間の処理でほぼ完全に除去できていることが分かった。
【００７２】
（４）窒素分の改質率
処理前の窒素系化合物である窒化アルミニウムは水との反応により水酸化アルミニウムに改質される。実施例１における窒素改質率の経時変化を図６に示す。窒素改質率Ｒｂは、湿式処理前のアルミニウムドロス中窒素濃度から算出した窒化アルミニウムの量をＡ３、処理後の固体中窒素濃度から算出した窒化アルミニウムの量をＡ４とすると、下記式で表される。
【００７３】
（式）  Ｒｂ（％）＝｛（Ａ３−Ａ４）／Ａ３｝×１００
図６に示すように、金属アルミニウム同様に本条件下において４５時間の処理でほぼ完全に窒素が改質除去されたことがわかる。
【００７４】
また、実施例１による処理後のアルミニウムドロスの組成分析結果を表２に示す。
【００７５】
【表２】
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【００７６】
表２より、金属アルミニウム、窒化アルミニウム、ハロゲン類の全てが極めて低濃度まで除去・改質できていることが分かった。
【００７７】
（５）アルミニウムドロスのＸＲＤパターン
図７は実施例１における処理前後のアルミニウムドロスのＸＲＤパターンを示している。図７より、処理前にアルミニウムドロス中に存在していた金属アルミニウム（Ａｌ）および窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が改質されて水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）になったことが分かる。また、元々アルミニウムドロスの主成分であった酸化物（ＭｇＡｌ２Ｏ４およびＡｌ２Ｏ３）は処理後も変わらずに存在していたことが確認できる。
【００７８】
［実施例のまとめと考察］
以上より、アルミニウムドロスの湿式処理において、オゾンを用いることによってアンモニアの発生を防止することができることが分かった。また、オゾン処理でも、アルミニウムドロスからのハロゲンの除去は可能であることが分かった。また、オゾン処理によって、アルミニウムドロス中の金属アルミニウムおよび窒素を改質除去できることも分かった。
【００７９】
アルミニウムドロスの湿式処理において、二酸化炭素を用いて、アンモニアを炭酸塩として固定化する手段も考えられる。しかしながら、炭酸水素アンモニウムは容易に分解してアンモニア、二酸化炭素、水に分解することや、炭酸水素アンモニウムそのものの溶解度が高いことから、極めて高濃度の二酸化炭素が水溶液に含まれていないとアンモニアを固定化することができない。また炭酸アンモニウムであってもやはり容易に熱分解してアンモニアを放出してしまうことや、固定化には高濃度の二酸化炭素雰囲気が必要となるため、二酸化炭素を用いた処理では、アンモニアの発生を完全に防止することができないと考えられる。したがって、実施例１のオゾン酸素混合ガスによる処理が、上記の二酸化炭素による固定化に比べて、処理後のスラリーからアンモニアが再放出されない点で明らかに有利と考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明によれば、アルミニウムドロスの不純物成分処理の普及が期待され、その結果、処理済みアルミニウムドロスの新たな用途の開発およびその利用の増加が期待される。たとえば、処理済みアルミニウムドロスは、セラミック材料としての再利用が期待される。
【符号の説明】
【００８１】
１  処理装置
２  フラスコ
３  ガス供給管
４  オゾン発生装置
５  エアポンプ
６  ＯＲＰメータ
７  ｐＨメータ
８  排気管
９  ゴム栓
１０  水浴
１１  ヒータ
２０  アルミニウムドロス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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