(57)【要約】アルミナ調製プロセスを提供する。このプロセスは、アルミニウム含有材料をＨＣｌで溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、この浸出液から固形物を分離するステップと、浸出液をＨＣｌと反応させて液体及びＡｌＣｌ３の形式のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得るステップと、この液体から沈殿物を分離するステップと、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に変換するのに効果がある条件の下に沈殿物を加熱するステップと、また随意的にこれにより生じたガス状のＨＣｌを回収するステップとを有する。これらプロセスを使用して、様々な他の生成物、例えばヘマタイト、ＭｇＯ、シリカ及び種々の金属の酸化物、種々の金属の硫酸塩及び塩化物、並びに希土類元素、希少金属、及びアルミニウムを調製することもできる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナを調製するプロセスであって、
アルミニウム含有材料をＨＣｌにより溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、また前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、
前記浸出液をＨＣｌと反応させ、液体及びＡｌＣｌ３の形態のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得て、また前記沈殿物を前記液体から分離するステップと、及び
ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に変換するのに効果的な条件の下に前記沈殿物を加熱し、またこれにより副生成物として生じたガス状ＨＣｌを随意的に回収するステップと
を有する、プロセス。
【請求項２】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約２５〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより溶脱する、プロセス。
【請求項３】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約２５〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１２５〜約２２５℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項４】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約２５〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１６０〜約１９０℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項５】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約２５〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１６０〜約１７５℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項６】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約２５〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１８５〜約１９０℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項７】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより溶脱する、プロセス。
【請求項８】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１２５〜約２２５℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項９】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１６０〜約１９０℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１０】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１６０〜約１７５℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１１】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１８５〜約１９０℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１２】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約３２重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１２５〜約２２５℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１３】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約３２重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１６０〜約１９０℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１４】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約３２重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１６０〜約１７５℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１５】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約３２重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１８５〜約１９０℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１６】
請求項１〜１５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、さらに、前記副生成物として生ずるガス状ＨＣｌを水と反応させることによって前記ガス状ＨＣｌを再利用し、約２５〜約４５重量％の濃度を有する組成物を得るステップと、及び前記組成物を使用して前記アルミニウム含有材料を溶脱するのに使用するステップとを有する、プロセス。
【請求項１７】
請求項１６記載のプロセスにおいて、前記副生成物として生じ、再利用されるガス状ＨＣｌは、水と反応させて約２６〜約４２重量％の濃度を有する組成物を得るものとし、また前記組成物は、約１２５〜約２２５℃の温度で前記アルミニウム含有材料と反応させて前記アルミニウム含有材料を溶脱するものとした、プロセス。
【請求項１８】
請求項１６記載のプロセスにおいて、前記副生成物として生じ、再利用されるガス状ＨＣｌは、水と反応させて約２８〜約４０重量％の濃度を有する組成物を得るものとし、また前記組成物は、約１５０〜約２００℃の温度で前記アルミニウム含有材料と反応させて前記アルミニウム含有材料を溶脱するものとした、プロセス。
【請求項１９】
請求項１６記載のプロセスにおいて、前記副生成物として生じ、再利用されるガス状ＨＣｌは、水と反応させて約３０〜約３８重量％の濃度を有する組成物を得るものとし、また前記組成物は、約１５０〜約２００℃の温度で前記アルミニウム含有材料と反応させて前記アルミニウム含有材料を溶脱するものとした、プロセス。
【請求項２０】
請求項１９記載のプロセスにおいて、前記副生成物として生じ、再利用されるガス状ＨＣｌは、水と反応させて約１８〜約３６重量％の濃度を有する組成物を得るものとした、プロセス。
【請求項２１】
請求項１９記載のプロセスにおいて、前記副生成物として生じ、再利用されるガス状ＨＣｌは、水と反応させて約２５〜約３６重量％の濃度を有する組成物を得るものとした、プロセス。
【請求項２２】
請求項１９記載のプロセスにおいて、前記組成物は、約１６０〜約１８０℃の温度で前記アルミニウム含有材料と反応させて前記アルミニウム含有材料を溶脱するものとした、プロセス。
【請求項２３】
請求項１９記載のプロセスにおいて、前記組成物は、約１６０〜約１７５℃の温度で前記アルミニウム含有材料と反応させて前記アルミニウム含有材料を溶脱するものとした、プロセス。
【請求項２４】
請求項１９記載のプロセスにおいて、前記組成物は、約１６５〜約１７０℃の温度で前記アルミニウム含有材料と反応させて前記アルミニウム含有材料を溶脱するものとした、プロセス。
【請求項２５】
請求項１〜２４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記液体は、少なくとも１種類の塩化鉄を含む、プロセス。
【請求項２６】
請求項２５記載のプロセスにおいて、前記少なくとも１種類の塩化鉄は、ＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３又はそれらの組合せとした、プロセス。
【請求項２７】
請求項２５又は２６記載のプロセスにおいて、前記液体は、前記少なくとも１種類の塩化鉄を少なくとも３０重量％の濃度で有する濃縮液体となるよう濃縮し、また次いで約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解する、プロセス。
【請求項２８】
請求項２５又は２６記載のプロセスにおいて、前記液体は、前記少なくとも１種類の塩化鉄を少なくとも３０重量％の濃度で有する濃縮液体となるよう濃縮し、また次いで約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解するとともに、塩化第二鉄の濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、また前記ヘマタイトを回収する、プロセス。
【請求項２９】
請求項２５又は２６記載のプロセスにおいて、前記少なくとも１種類の塩化鉄は、約１６５〜約１７０℃の温度で加水分解する、プロセス。
【請求項３０】
請求項２５又は２６記載のプロセスにおいて、前記液体は、前記少なくとも１種類の塩化鉄を少なくとも３０重量％の濃度で有する濃縮液体となるよう濃縮し、また次いで約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解するとともに、塩化第二鉄の濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、前記ヘマタイトを回収する、また希土類元素及び／又は希少金属を前記液体から回収する、プロセス。
【請求項３１】
請求項３０記載のプロセスにおいて、前記少なくとも１種類の塩化鉄は、約１５５〜約１７０℃の温度で加水分解する、プロセス。
【請求項３２】
請求項３０又は３１記載のプロセスにおいて、さらに、前記希土類元素及び／又は希少金属の回収後に、前記液体をＨＣｌと反応させてＭｇＣｌ２の沈殿物を生じさせるステップと、及び該沈殿物を回収するステップとを有する、プロセス。
【請求項３３】
請求項３０又は３１記載のプロセスにおいて、さらに、ＭｇＣｌ２をＭｇＯに焼成するステップを有する、プロセス。
【請求項３４】
請求項３０又は３１記載のプロセスにおいて、さらに、ＭｇＣｌ２をＭｇＯに焼成するステップと、前記副生成物として生じたガス状ＨＣｌを水と接触させることによって前記ガス状ＨＣｌを再利用し、約２５〜約４５重量％の濃度を有する組成物を得るステップと、及び前記組成物を使用して前記アルミニウム含有材料を溶脱するのに使用するステップとを有する、プロセス。
【請求項３５】
請求項３０又は３１記載のプロセスにおいて、さらに、ＭｇＣｌ２をＭｇＯに焼成するステップと、前記副生成物として生じたガス状ＨＣｌを水と接触させることによって前記ガス状ＨＣｌを再利用し、約１８〜約４５重量％の濃度を有する組成物を得るステップと、及び前記組成物を使用して前記アルミニウム含有材料を溶脱するのに使用するステップとを有する、プロセス。
【請求項３６】
請求項３０〜３５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、さらに、前記希土類元素及び／又は希少金属の回収の下流で、前記液体からＮａＣｌを回収するステップと、前記ＮａＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させるステップと、及びほぼ選択的にＮａ２ＳＯ４を沈殿させるステップとを有する、プロセス。
【請求項３７】
請求項３０〜３６のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、さらに、前記希土類元素及び／又は希少金属の回収の下流で、前記液体からＫＣｌを回収するステップと、前記ＫＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させるステップと、及びほぼ選択的にＫ２ＳＯ４を沈殿させるステップとを有する、プロセス。
【請求項３８】
請求項３０〜３５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、さらに、前記希土類元素及び／又は希少金属の回収の下流で、前記液体からＮａＣｌを回収するステップと、電気分解を実施してＮａＯＨ及びＮａＯＣｌを生ずるステップとを有する、プロセス。
【請求項３９】
請求項３０〜３５及び３８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、さらに、前記希土類元素及び／又は希少金属の回収の下流で、前記液体からＫＣｌを回収するステップと、前記ＫＣｌを反応させるステップと、電気分解を実施してＫＯＨ及びＫＯＣｌを生ずるステップとを有する、プロセス。
【請求項４０】
請求項２５又は２６記載のプロセスにおいて、前記液体は、前記少なくとも１種類の塩化鉄を少なくとも３０重量％の濃度で有する濃縮液体となるよう濃縮し、また次いで前記少なくとも１種類の塩化鉄を約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解するとともに、塩化第二鉄の濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、また前記ヘマタイトを回収し、ＮａＣｌ及び／又はＫＣｌを前記液体から抽出する、プロセス。
【請求項４１】
請求項４０記載のプロセスにおいて、さらに、前記ＮａＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させ、ほぼ選択的にＮａ２ＳＯ４を沈殿させるステップを有する、プロセス。
【請求項４２】
請求項４０記載のプロセスにおいて、さらに、前記ＫＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させ、ほぼ選択的にＫ２ＳＯ４を沈殿させるステップを有する、プロセス。
【請求項４３】
請求項４０記載のプロセスにおいて、さらに、前記ＮａＣｌの電気分解を実施してＮａＯＨ及びＮａＯＣｌを生ずるステップを有する、プロセス。
【請求項４４】
請求項４０記載のプロセスにおいて、さらに、前記ＫＣｌの電気分解を実施してＫＯＨ及びＫＯＣｌを生ずるステップを有する、プロセス。
【請求項４５】
請求項１〜４４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、及び前記固形物を洗浄して少なくとも９５％の純度を有するシリカを得るステップを有する、プロセス。
【請求項４６】
請求項１〜４４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、及び前記固形物を洗浄して少なくとも９８％の純度を有するシリカを得るステップを有する、プロセス。
【請求項４７】
請求項１〜４４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、及び前記固形物を洗浄して少なくとも９９％の純度を有するシリカを得るステップを有する、プロセス。
【請求項４８】
請求項１〜４７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、前記浸出液をガス状ＨＣｌと反応させて、前記液体及び前記アルミニウムイオンを含む前記沈殿物を得るステップを有し、前記沈殿物は、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化によって形成されるものとした、プロセス。
【請求項４９】
請求項１〜４７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、前記浸出液を乾燥したガス状ＨＣｌと反応させて、前記液体及び前記アルミニウムイオンを含む前記沈殿物を得るステップを有し、前記沈殿物は、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化によって形成されるものとした、プロセス。
【請求項５０】
請求項４８又は４９記載のプロセスにおいて、前記ガス状ＨＣｌは、少なくとも８５重量％のＨＣｌ濃度とした、プロセス。
【請求項５１】
請求項４８又は４９記載のプロセスにおいて、前記ガス状ＨＣｌは、少なくとも９０重量％のＨＣｌ濃度とした、プロセス。
【請求項５２】
請求項４８又は４９記載のプロセスにおいて、前記ガス状ＨＣｌは、約９０重量％のＨＣｌ濃度とした、プロセス。
【請求項５３】
請求項４８又は４９記載のプロセスにおいて、前記ガス状ＨＣｌは、約９０〜約９５重量％の濃度とした、プロセス。
【請求項５４】
請求項４８〜５３のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化中、前記液体は、約２５〜約３５重量％のＨＣｌ濃度に維持する、プロセス。
【請求項５５】
請求項４８〜５３のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化中、前記液体は、約３０〜約３２重量％のＨＣｌ濃度に維持する、プロセス。
【請求項５６】
請求項４８〜５５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記ＨＣｌは、副生成物として生じたガス状ＨＣｌから得る、プロセス。
【請求項５７】
請求項１〜５６のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、前記プロセス中に回収して少なくとも３０％の濃度を有するＨＣｌに前記浸出液を反応させ、前記液体及び前記アルミニウムイオンを含む前記沈殿物を得るステップを有し、前記沈殿物は、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化によって形成されるものとした、プロセス。
【請求項５８】
請求項４８〜５７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記結晶化は、約４５〜約６５℃の温度で実施する、プロセス。
【請求項５９】
請求項４８〜５７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記結晶化は、約５０〜約６０℃の温度で実施する、プロセス。
【請求項６０】
請求項１〜５９のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を実施することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項６１】
請求項１〜６０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも１２００℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項６２】
請求項１〜６０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも１２５０℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項６３】
請求項１〜６０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも９００℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項６４】
請求項１〜６３のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏをα-Ａｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項６５】
請求項１〜６０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも３５０℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項６６】
請求項１〜６０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約３５０℃〜約５００℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項６７】
請求項１〜６０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約３７５℃〜約４５０℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項６８】
請求項１〜６０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約３７５℃〜約４２５℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項６９】
請求項１〜６０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約３８５℃〜約４００℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項７０】
請求項６６〜７０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏをβ-Ａｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項７１】
請求項１〜７０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップは、２段階循環流動床反応炉を経て焼成するステップを含む、プロセス。
【請求項７２】
請求項１〜７０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップは、予加熱システムを有する２段階循環流動床反応炉を経て焼成するステップを含む、プロセス。
【請求項７３】
請求項７２記載のプロセスにおいて、前記予加熱システムはプラズマトーチを有する、プロセス。
【請求項７４】
請求項７３記載のプロセスにおいて、前記プラズマトーチは、焼成反応炉内に流入する空気を予加熱するのに有効である、プロセス。
【請求項７５】
請求項７３記載のプロセスにおいて、前記プラズマトーチは、焼成反応炉内に噴射するスチームを生ずるのに有効である、プロセス。
【請求項７６】
請求項７３記載のプロセスにおいて、前記プラズマトーチは、流動床反応炉における流動化媒体としてのスチームを生ずるのに有効である、プロセス。
【請求項７７】
請求項１〜７６のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップは、１段階焼成を実施するステップを含むものとした、プロセス。
【請求項７８】
請求項１〜７７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を実施することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有し、前記焼成はスチーム噴射を含むものとした、プロセス。
【請求項７９】
請求項７８記載のプロセスにおいて、スチームは、約１４.０６〜約４９.２２ｋｇ／ｃｍ２（約２００〜約７００psig）の圧力で噴射する、プロセス。
【請求項８０】
請求項７８記載のプロセスにおいて、スチームは、約２１.０９〜約４９.２２ｋｇ／ｃｍ２（約３００〜約７００psig）の圧力で噴射する、プロセス。
【請求項８１】
請求項７８記載のプロセスにおいて、スチームは、約２８.１３〜約４９.２２ｋｇ／ｃｍ２（約４００〜約７００psig）の圧力で噴射する、プロセス。
【請求項８２】
請求項７８記載のプロセスにおいて、スチームは、約３８.６７〜約４５.７ｋｇ／ｃｍ２（約５５０〜約６５０psig）の圧力で噴射する、プロセス。
【請求項８３】
請求項７８記載のプロセスにおいて、スチームは、約４０.４３〜約４３.９５ｋｇ／ｃｍ２（約５７５〜約６２５psig）の圧力で噴射する、プロセス。
【請求項８４】
請求項７８記載のプロセスにおいて、スチームは、約４１.４９〜約４２.８９ｋｇ／ｃｍ２（約５９０〜約６１０psig）の圧力で噴射する、プロセス。
【請求項８５】
請求項７８〜８４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、スチームを噴射し、また流動化を実施するためプラズマトーチを使用する、プロセス。
【請求項８６】
請求項７８〜８４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、スチームを噴射し、また流動化を実施するためプラズマトーチを使用する、プロセス。
【請求項８７】
請求項７８〜８４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、スチームを過加熱する、プロセス。
【請求項８８】
請求項１〜８７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、化石燃料、一酸化炭素、プロパン、天然ガス、精製燃料ガス、石炭、又は塩素化ガス及び／又は溶媒の燃焼によって生ずるＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を実施することにより、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項８９】
請求項１〜８７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、到来する精錬ガス又は還元オフガスのガス混合気の燃焼によって生ずるＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を実施することにより、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項９０】
請求項１〜８７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、以下のガス混合気、すなわち、
ＣＨ４    ：０〜約１容積％
Ｃ２Ｈ６  ：０〜約２容積％
Ｃ３Ｈ８  ：０〜約２容積％
Ｃ４Ｈ１０：０〜約１容積％
Ｎ２       ：０〜約０.５容積％
Ｈ２       ：約０.２５〜約１５.１容積％
ＣＯ    ：約７０〜約８２.５容積％
ＣＯ２    ：約１.０〜約３.５容積％
を含むガス混合気の燃焼によって生ずるＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を実施することにより、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項９１】
請求項９０記載のプロセスにおいて、前記ガス混合気にはＯ２がほとんどないものとする、プロセス。
【請求項９２】
請求項１〜８７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、電気加熱、ガス加熱、マイクロ波加熱によって生ずるＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を実施することにより、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項９３】
請求項１〜９２のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップは、流動床反応炉による焼成を実施するステップを含む、プロセス。
【請求項９４】
請求項９３記載のプロセスにおいて、前記流動床反応炉は、金属塩化物から選択した金属触媒を含むものとする、プロセス。
【請求項９５】
請求項９３記載のプロセスにおいて、前記流動床反応炉は、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２又はそれらの組合せを含むものとする、プロセス。
【請求項９６】
請求項９３記載のプロセスにおいて、前記流動床反応炉はＦｅＣｌ３を含むものとする、プロセス。
【請求項９７】
請求項１〜９６のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは半連続プロセスとする、プロセス。
【請求項９８】
請求項１〜９６のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは連続プロセスとする、プロセス。
【請求項９９】
請求項１〜９８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも９３％のＡｌ２Ｏ３回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項１００】
請求項１〜９８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約９０％〜約９５％のＡｌ２Ｏ３回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項１０１】
請求項１〜１００のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも９８％のＦｅ２Ｏ３回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項１０２】
請求項１〜１００のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約９８％〜９９.５％のＦｅ２Ｏ３回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項１０３】
請求項１〜１０２のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも９６％のＭｇＯ回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項１０４】
請求項１〜１０２のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約９６％〜約９８％のＭｇＯ回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項１０５】
請求項１〜１０４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも９８％のＨＣｌ回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項１０６】
請求項１〜１０４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも９９％のＨＣｌ回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項１０７】
請求項１〜１０４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約９８％〜約９９.９％のＨＣｌ回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項１０８】
請求項１〜１０７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約４.０７９kg/cm２〜約１０.２kg/cm２（約４〜約１０バール）の圧力で溶脱する、プロセス。
【請求項１０９】
請求項１〜１０７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約４.０７９kg/cm２〜約８.１５８kg/cm２（約４〜約８バール）の圧力で溶脱する、プロセス。
【請求項１１０】
請求項１〜１０７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約５.０９９kg/cm２〜約６.１１８kg/cm２（約５〜約６バール）の圧力で溶脱する、プロセス。
【請求項１１１】
請求項１〜１１０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、さらに、アルミニウム含有材料の溶脱前に、場合によってアルミニウム含有材料に含まれるフッ素の除去を行う予溶脱ステップを有する、プロセス。
【請求項１１２】
請求項１〜１１１のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料をＨＣｌで溶脱してアルミニウムイオン及び前記固形物を含む前記浸出液を得るステップと、前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、及びさらに前記固形物を処理して前記固形物に含まれるＴｉＯ２からＳｉＯ２を分離するステップとを有する、プロセス。
【請求項１１３】
請求項１〜１１１のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料をＨＣｌで溶脱してアルミニウムイオン及び前記固形物を含む前記浸出液を得るステップと、前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、及びさらに前記固形物をＨＣｌで処理して前記固形物に含まれるＴｉＯ２からＳｉＯ２を分離するステップとを有する、プロセス。
【請求項１１４】
請求項１〜１１１のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料をＨＣｌで溶脱してアルミニウムイオン及び前記固形物を含む前記浸出液を得るステップと、前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、及びさらに前記固形物を、２０重量％未満の濃度のＨＣｌ、８５℃未満の温度、及びＭｇＣｌの存在下で処理して前記固形物に含まれるＴｉＯ２からＳｉＯ２を分離するステップとを有する、プロセス。
【請求項１１５】
請求項１〜１１４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料はアルミノケイ酸塩鉱物から選択する、プロセス。
【請求項１１６】
請求項１〜１１４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は粘土質岩とする、プロセス。
【請求項１１７】
請求項１〜１１４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料はボーキサイトとする、プロセス。
【請求項１１８】
請求項１〜１１４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は工業用耐火材料とする、プロセス。
【請求項１１９】
請求項１〜１１４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は赤泥とする、プロセス。
【請求項１２０】
請求項１〜１１９のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、赤泥の生成を回避するのに有効である、プロセス。
【請求項１２１】
請求項１〜１２０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記回収したＨＣｌは浄化及び／又は濃縮する、プロセス。
【請求項１２２】
請求項１２１記載のプロセスにおいて、前記回収したＨＣｌは、膜蒸留プロセスにより浄化する、プロセス。
【請求項１２３】
請求項１２１記載のプロセスにおいて、前記回収したＨＣｌは、ガス状ＨＣｌであり、またＨ２ＳＯ４で処理してガス状ＨＣｌに存在する水分量を減少させる、プロセス。
【請求項１２４】
請求項１２３記載のプロセスにおいて、前記回収したＨＣｌは、ガス状ＨＣｌであり、またＨ２ＳＯ４対向流と接触するよう、密に充填したカラムに通過させてガス状ＨＣｌに存在する水分量を減少させる、プロセス。
【請求項１２５】
請求項１２４記載のプロセスにおいて、前記カラムは、ポリプロピレン又はポリトリメチレンテレフタレートを密に充填したものとする、プロセス。
【請求項１２６】
請求項１２１、１２３〜１２５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、ガス状ＨＣｌの濃度を少なくとも５０％上昇させる、プロセス。
【請求項１２７】
請求項１２１、１２３〜１２５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、ガス状ＨＣｌの濃度を少なくとも６０％上昇させる、プロセス。
【請求項１２８】
請求項１２１、１２３〜１２５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、ガス状ＨＣｌの濃度を少なくとも７０％上昇させる、プロセス。
【請求項１２９】
請求項１２１記載のプロセスにおいて、前記回収したＨＣｌは、ガス状ＨＣｌであり、またＣａＣｌ２で処理してガス状ＨＣｌに存在する水分量を減少させる、プロセス。
【請求項１３０】
請求項１２９記載のプロセスにおいて、前記回収したＨＣｌは、ガス状ＨＣｌであり、またＣａＣｌ２を密に充填したカラムに通過させてガス状ＨＣｌに存在する水分量を減少させる、プロセス。
【請求項１３１】
請求項１２１〜１３０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記ガス状ＨＣｌの濃度は、処理前に共沸点より低い値から、処理後に共沸点より高い値に上昇させる、プロセス。
【請求項１３２】
アルミニウムを調製するプロセスであって、
アルミニウム含有材料をＨＣｌにより溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、また前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、
前記浸出液をＨＣｌと反応させ、液体及びＡｌＣｌ３の形態のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得て、また前記沈殿物を前記液体から分離するステップと、
ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に変換するのに効果的な条件の下に前記沈殿物を加熱し、またこれにより副生成物として生じたガス状ＨＣｌを随意的に回収するステップと、及び
前記Ａｌ２Ｏ３をアルミナに変換するステップと
を有する、プロセス。
【請求項１３３】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約２５〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより溶脱する、プロセス。
【請求項１３４】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約２５〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１２５〜約２２５℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１３５】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約２５〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１６０〜約１９０℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１３６】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約２５〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１６０〜約１７５℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１３７】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約２５〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１８５〜約１９０℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１３８】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより溶脱する、プロセス。
【請求項１３９】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１２５〜約２２５℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１４０】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１６０〜約１９０℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１４１】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１６０〜約１７５℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１４２】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約４５重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１８５〜約１９０℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１４３】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約３２重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１２５〜約２２５℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１４４】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約３２重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１６０〜約１９０℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１４５】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約３２重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１６０〜約１７５℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１４６】
請求項１３２記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約１８〜約３２重量％の濃度を有するＨＣｌにより約１８５〜約１９０℃の温度で溶脱する、プロセス。
【請求項１４７】
請求項１３２〜１４６のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、さらに、前記副生成物として生ずるガス状ＨＣｌを水と反応させることによって前記ガス状ＨＣｌを再利用し、約２５〜約４５重量％の濃度を有する組成物を得るステップと、及び前記組成物を使用して前記アルミニウム含有材料を溶脱するのに使用するステップとを有する、プロセス。
【請求項１４８】
請求項１４７記載のプロセスにおいて、前記副生成物として生じ、再利用されるガス状ＨＣｌは、水と反応させて約２６〜約４２重量％の濃度を有する組成物を得るものとし、また前記組成物は、約１２５〜約２２５℃の温度で前記アルミニウム含有材料と反応させて前記アルミニウム含有材料を溶脱するものとした、プロセス。
【請求項１４９】
請求項１４７記載のプロセスにおいて、前記副生成物として生じ、再利用されるガス状ＨＣｌは、水と反応させて約２８〜約４０重量％の濃度を有する組成物を得るものとし、また前記組成物は、約１５０〜約２００℃の温度で前記アルミニウム含有材料と反応させて前記アルミニウム含有材料を溶脱するものとした、プロセス。
【請求項１５０】
請求項１４７記載のプロセスにおいて、前記副生成物として生じ、再利用されるガス状ＨＣｌは、水と反応させて約３０〜約３８重量％の濃度を有する組成物を得るものとし、また前記組成物は、約１５０〜約２００℃の温度で前記アルミニウム含有材料と反応させて前記アルミニウム含有材料を溶脱するものとした、プロセス。
【請求項１５１】
請求項１５０記載のプロセスにおいて、前記副生成物として生じ、再利用されるガス状ＨＣｌは、水と反応させて約１８〜約３６重量％の濃度を有する組成物を得るものとした、プロセス。
【請求項１５２】
請求項１５０記載のプロセスにおいて、前記副生成物として生じ、再利用されるガス状ＨＣｌは、水と反応させて約２５〜約３６重量％の濃度を有する組成物を得るものとした、プロセス。
【請求項１５３】
請求項１５０記載のプロセスにおいて、前記組成物は、約１６０〜約１８０℃の温度で前記アルミニウム含有材料と反応させて前記アルミニウム含有材料を溶脱するものとした、プロセス。
【請求項１５４】
請求項１５０記載のプロセスにおいて、前記組成物は、約１６０〜約１７５℃の温度で前記アルミニウム含有材料と反応させて前記アルミニウム含有材料を溶脱するものとした、プロセス。
【請求項１５５】
請求項１５０記載のプロセスにおいて、前記組成物は、約１６５〜約１７０℃の温度で前記アルミニウム含有材料と反応させて前記アルミニウム含有材料を溶脱するものとした、プロセス。
【請求項１５６】
請求項１〜１５５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記液体は、少なくとも１種類の塩化鉄を含む、プロセス。
【請求項１５７】
請求項１５６記載のプロセスにおいて、前記少なくとも１種類の塩化鉄は、ＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３又はそれらの組合せとした、プロセス。
【請求項１５８】
請求項１５６又は１５７記載のプロセスにおいて、前記液体は、前記少なくとも１種類の塩化鉄を少なくとも３０重量％の濃度で有する濃縮液体となるよう濃縮し、また次いで約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解する、プロセス。
【請求項１５９】
請求項１５６又は１５７記載のプロセスにおいて、前記液体は、前記少なくとも１種類の塩化鉄を少なくとも３０重量％の濃度で有する濃縮液体となるよう濃縮し、また次いで約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解するとともに、塩化第二鉄の濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、また前記ヘマタイトを回収する、プロセス。
【請求項１６０】
請求項１５６又は１５７記載のプロセスにおいて、前記少なくとも１種類の塩化鉄は、約１６５〜約１７０℃の温度で加水分解する、プロセス。
【請求項１６１】
請求項１５６又は１５７記載のプロセスにおいて、前記液体は、前記少なくとも１種類の塩化鉄を少なくとも３０重量％の濃度で有する濃縮液体となるよう濃縮し、また次いで約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解するとともに、塩化第二鉄の濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、前記ヘマタイトを回収する、また希土類元素及び／又は希少金属を前記液体から回収する、プロセス。
【請求項１６２】
請求項１６１記載のプロセスにおいて、前記少なくとも１種類の塩化鉄は、約１５５〜約１７０℃の温度で加水分解する、プロセス。
【請求項１６３】
請求項１６１又は１６２記載のプロセスにおいて、さらに、前記希土類元素及び／又は希少金属の回収後に、前記液体をＨＣｌと反応させてＭｇＣｌ２の沈殿物を生じさせるステップと、及び該沈殿物を回収するステップとを有する、プロセス。
【請求項１６４】
請求項１６２又は１６３記載のプロセスにおいて、さらに、ＭｇＣｌ２をＭｇＯに焼成するステップを有する、プロセス。
【請求項１６５】
請求項１６３又は１６４記載のプロセスにおいて、さらに、ＭｇＣｌ２をＭｇＯに焼成するステップと、前記副生成物として生じたガス状ＨＣｌを水と接触させることによって前記ガス状ＨＣｌを再利用し、約２５〜約４５重量％の濃度を有する組成物を得るステップと、及び前記組成物を使用して前記アルミニウム含有材料を溶脱するのに使用するステップとを有する、プロセス。
【請求項１６６】
請求項１６３又は１６４記載のプロセスにおいて、さらに、ＭｇＣｌ２をＭｇＯに焼成するステップと、前記副生成物として生じたガス状ＨＣｌを水と接触させることによって前記ガス状ＨＣｌを再利用し、約１８〜約４５重量％の濃度を有する組成物を得るステップと、及び前記組成物を使用して前記アルミニウム含有材料を溶脱するのに使用するステップとを有する、プロセス。
【請求項１６７】
請求項１６１〜１６６のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、さらに、前記希土類元素及び／又は希少金属の回収の下流で、前記液体からＮａＣｌを回収するステップと、前記ＮａＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させるステップと、及びほぼ選択的にＮａ２ＳＯ４を沈殿させるステップとを有する、プロセス。
【請求項１６８】
請求項１６１〜１６７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、さらに、前記希土類元素及び／又は希少金属の回収の下流で、前記液体からＫＣｌを回収するステップと、前記ＫＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させるステップと、及びほぼ選択的にＫ２ＳＯ４を沈殿させるステップとを有する、プロセス。
【請求項１６９】
請求項１６１〜１６６のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、さらに、前記希土類元素及び／又は希少金属の回収の下流で、前記液体からＮａＣｌを回収するステップと、電気分解を実施してＮａＯＨ及びＮａＯＣｌを生ずるステップとを有する、プロセス。
【請求項１７０】
請求項１６１〜１６６及び１６９のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、さらに、前記希土類元素及び／又は希少金属の回収の下流で、前記液体からＫＣｌを回収するステップと、前記ＫＣｌを反応させるステップと、電気分解を実施してＫＯＨ及びＫＯＣｌを生ずるステップとを有する、プロセス。
【請求項１７１】
請求項１５６又は１５７記載のプロセスにおいて、前記液体は、前記少なくとも１種類の塩化鉄を少なくとも３０重量％の濃度で有する濃縮液体となるよう濃縮し、また次いで前記少なくとも１種類の塩化鉄を約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解するとともに、塩化第二鉄の濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、また前記ヘマタイトを回収し、ＮａＣｌ及び／又はＫＣｌを前記液体から抽出する、プロセス。
【請求項１７２】
請求項１７１記載のプロセスにおいて、さらに、前記ＮａＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させ、ほぼ選択的にＮａ２ＳＯ４を沈殿させるステップを有する、プロセス。
【請求項１７３】
請求項１７１記載のプロセスにおいて、さらに、前記ＫＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させ、ほぼ選択的にＫ２ＳＯ４を沈殿させるステップを有する、プロセス。
【請求項１７４】
請求項１７１記載のプロセスにおいて、さらに、前記ＮａＣｌの電気分解を実施してＮａＯＨ及びＮａＯＣｌを生ずるステップを有する、プロセス。
【請求項１７５】
請求項１７１記載のプロセスにおいて、さらに、前記ＫＣｌの電気分解を実施してＫＯＨ及びＫＯＣｌを生ずるステップを有する、プロセス。
【請求項１７６】
請求項１３２〜１７５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、及び前記固形物を洗浄して少なくとも９５％の純度を有するシリカを得るステップを有する、プロセス。
【請求項１７７】
請求項１３２〜１７５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、及び前記固形物を洗浄して少なくとも９８％の純度を有するシリカを得るステップを有する、プロセス。
【請求項１７８】
請求項１３２〜１７５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、及び前記固形物を洗浄して少なくとも９９％の純度を有するシリカを得るステップを有する、プロセス。
【請求項１７９】
請求項１３２〜１７８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、前記浸出液をガス状ＨＣｌと反応させて、前記液体及び前記アルミニウムイオンを含む前記沈殿物を得るステップを有し、前記沈殿物は、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化によって形成されるものとした、プロセス。
【請求項１８０】
請求項１３２〜１７８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、前記浸出液を乾燥したガス状ＨＣｌと反応させて、前記液体及び前記アルミニウムイオンを含む前記沈殿物を得るステップを有し、前記沈殿物は、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化によって形成されるものとした、プロセス。
【請求項１８１】
請求項１７９又は１８０記載のプロセスにおいて、前記ガス状ＨＣｌは、少なくとも８５重量％のＨＣｌ濃度とした、プロセス。
【請求項１８２】
請求項１７９又は１８０記載のプロセスにおいて、前記ガス状ＨＣｌは、少なくとも９０重量％のＨＣｌ濃度とした、プロセス。
【請求項１８３】
請求項１７９又は１８０記載のプロセスにおいて、前記ガス状ＨＣｌは、約９０重量％のＨＣｌ濃度とした、プロセス。
【請求項１８４】
請求項１７９又は１８０記載のプロセスにおいて、前記ガス状ＨＣｌは、約９０〜約９５重量％の濃度とした、プロセス。
【請求項１８５】
請求項１７９〜１８４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化中、前記液体は、約２５〜約３５重量％のＨＣｌ濃度に維持する、プロセス。
【請求項１８６】
請求項１７９〜１８４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化中、前記液体は、約３０〜約３２重量％のＨＣｌ濃度に維持する、プロセス。
【請求項１８７】
請求項１７９〜１８４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記ＨＣｌは、副生成物として生じたガス状ＨＣｌから得る、プロセス。
【請求項１８８】
請求項１３２〜１８７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、前記プロセス中に回収して少なくとも３０％の濃度を有するＨＣｌに前記浸出液を反応させ、前記液体及び前記アルミニウムイオンを含む前記沈殿物を得るステップを有し、前記沈殿物は、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化によって形成されるものとした、プロセス。
【請求項１８９】
請求項１７９〜１８８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記結晶化は、約４５〜約６５℃の温度で実施する、プロセス。
【請求項１９０】
請求項１７９〜１８８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記結晶化は、約５０〜約６０℃の温度で実施する、プロセス。
【請求項１９１】
請求項１３２〜１９０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を実施することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項１９２】
請求項１３２〜１９０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも１２００℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項１９３】
請求項１３２〜１９０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも１２５０℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項１９４】
請求項１３２〜１９０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも９００℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項１９５】
請求項１３２〜１９０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏをα-Ａｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項１９６】
請求項１３２〜１９０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも３５０℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項１９７】
請求項１３２〜１９０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約３５０℃〜約５００℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項１９８】
請求項１３２〜１９０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約３７５℃〜約４５０℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項１９９】
請求項１３２〜１９０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約３７５℃〜約４２５℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項２００】
請求項１３２〜１９０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約３８５℃〜約４００℃の温度で前記沈殿物を加熱することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項２０１】
請求項１９６〜２００のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏをβ-Ａｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項２０２】
請求項１３２〜２０１のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップは、２段階循環流動床反応炉を経て焼成するステップを含む、プロセス。
【請求項２０３】
請求項１３２〜２０２のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップは、予加熱システムを有する２段階循環流動床反応炉を経て焼成するステップを含む、プロセス。
【請求項２０４】
請求項２０３記載のプロセスにおいて、前記予加熱システムはプラズマトーチを有する、プロセス。
【請求項２０５】
請求項２０３記載のプロセスにおいて、前記プラズマトーチは、焼成反応炉内に流入する空気を予加熱するのに有効である、プロセス。
【請求項２０６】
請求項２０３記載のプロセスにおいて、前記プラズマトーチは、焼成反応炉内に噴射するスチームを生ずるのに有効である、プロセス。
【請求項２０７】
請求項２０３記載のプロセスにおいて、前記プラズマトーチは、流動床反応炉における流動化媒体としてのスチームを生ずるのに有効である、プロセス。
【請求項２０８】
請求項１３２〜２０７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップは、１段階焼成を実施するステップを含むものとした、プロセス。
【請求項２０９】
請求項１３２〜２０８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を実施することによってＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有し、前記焼成はスチーム噴射を含むものとした、プロセス。
【請求項２１０】
請求項２０９記載のプロセスにおいて、スチームは、約１４.０６〜約４９.２２ｋｇ／ｃｍ２（約２００〜約７００psig）の圧力で噴射する、プロセス。
【請求項２１１】
請求項２０９記載のプロセスにおいて、スチームは、約２１.０９〜約４９.２２ｋｇ／ｃｍ２（約３００〜約７００psig）の圧力で噴射する、プロセス。
【請求項２１２】
請求項２０９記載のプロセスにおいて、スチームは、約２８.１３〜約４９.２２ｋｇ／ｃｍ２（約４００〜約７００psig）の圧力で噴射する、プロセス。
【請求項２１３】
請求項２０９記載のプロセスにおいて、スチームは、約３８.６７〜約４５.７ｋｇ／ｃｍ２（約５５０〜約６５０psig）の圧力で噴射する、プロセス。
【請求項２１４】
請求項２０９記載のプロセスにおいて、スチームは、約４０.４３〜約４３.９５ｋｇ／ｃｍ２（約５７５〜約６２５psig）の圧力で噴射する、プロセス。
【請求項２１５】
請求項２０９記載のプロセスにおいて、スチームは、約４１.４９〜約４２.８９ｋｇ／ｃｍ２（約５９０〜約６１０psig）の圧力で噴射する、プロセス。
【請求項２１６】
請求項２０９〜２１５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、スチームを噴射し、また流動化を実施するためプラズマトーチを使用する、プロセス。
【請求項２１７】
請求項２０９〜２１５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、スチームを噴射し、また流動化を実施するためプラズマトーチを使用する、プロセス。
【請求項２１８】
請求項２０９〜２１５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、スチームを過加熱する、プロセス。
【請求項２１９】
請求項１３２〜２１８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、化石燃料、一酸化炭素、プロパン、天然ガス、精製燃料ガス、石炭、又は塩素化ガス及び／又は溶媒の燃焼によって生ずるＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を実施することにより、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項２２０】
請求項１３２〜２１８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、到来する精錬ガス又は還元オフガスのガス混合気の燃焼によって生ずるＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を実施することにより、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項２２１】
請求項１３２〜２１８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、以下のガス混合気、すなわち、
ＣＨ４    ：０〜約１容積％
Ｃ２Ｈ６  ：０〜約２容積％
Ｃ３Ｈ８  ：０〜約２容積％
Ｃ４Ｈ１０：０〜約１容積％
Ｎ２       ：０〜約０.５容積％
Ｈ２       ：約０.２５〜約１５.１容積％
ＣＯ    ：約７０〜約８２.５容積％
ＣＯ２    ：約１.０〜約３.５容積％
を含むガス混合気の燃焼によって生ずるＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を実施することにより、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項２２２】
請求項２２１記載のプロセスにおいて、前記ガス混合気にはＯ２がほとんどないものとする、プロセス。
【請求項２２３】
請求項１３２〜２１８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、電気加熱、ガス加熱、マイクロ波加熱によって生ずるＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を実施することにより、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有する、プロセス。
【請求項２２４】
請求項１３２〜２２３のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップは、流動床反応炉による焼成を実施するステップを含む、プロセス。
【請求項２２５】
請求項２２４記載のプロセスにおいて、前記流動床反応炉は、金属塩化物から選択した金属触媒を含むものとする、プロセス。
【請求項２２６】
請求項２２４記載のプロセスにおいて、前記流動床反応炉は、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２又はそれらの組合せを含むものとする、プロセス。
【請求項２２７】
請求項２２４記載のプロセスにおいて、前記流動床反応炉はＦｅＣｌ３を含むものとする、プロセス。
【請求項２２８】
請求項１３２〜２２７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは半連続プロセスとする、プロセス。
【請求項２２９】
請求項１３２〜２２７のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは連続プロセスとする、プロセス。
【請求項２３０】
請求項１３２〜２２９のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも９３％のＡｌ２Ｏ３回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項２３１】
請求項１３２〜２２９のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約９０％〜約９５％のＡｌ２Ｏ３回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項２３２】
請求項１３２〜２３１のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも９８％のＦｅ２Ｏ３回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項２３３】
請求項１３２〜２３１のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約９８％〜９９.５％のＦｅ２Ｏ３回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項２３４】
請求項１３２〜２３３のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも９６％のＭｇＯ回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項２３５】
請求項１３２〜２３３のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約９６％〜約９８％のＭｇＯ回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項２３６】
請求項１３２〜２３５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも９８％のＨＣｌ回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項２３７】
請求項１３２〜２３５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、少なくとも９９％のＨＣｌ回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項２３８】
請求項１３２〜２３５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、約９８％〜約９９.９％のＨＣｌ回収収率を達成するのに有効である、プロセス。
【請求項２３９】
請求項１３２〜２３８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約４.０７９kg/cm２〜約１０.２kg/cm２（約４〜約１０バール）の圧力で溶脱する、プロセス。
【請求項２４０】
請求項１３２〜２３８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約４.０７９kg/cm２〜約８.１５８kg/cm２（約４〜約８バール）の圧力で溶脱する、プロセス。
【請求項２４１】
請求項１３２〜２３８のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は、約５.０９９kg/cm２〜約６.１１８kg/cm２（約５〜約６バール）の圧力で溶脱する、プロセス。
【請求項２４２】
請求項１３２〜２４１のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、さらに、アルミニウム含有材料の溶脱前に、場合によってアルミニウム含有材料に含まれるフッ素の除去を行う予溶脱ステップを有する、プロセス。
【請求項２４３】
請求項１３２〜２４２のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料をＨＣｌで溶脱してアルミニウムイオン及び前記固形物を含む前記浸出液を得るステップと、前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、及びさらに前記固形物を処理して前記固形物に含まれるＴｉＯ２からＳｉＯ２を分離するステップとを有する、プロセス。
【請求項２４４】
請求項１３２〜２４２のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料をＨＣｌで溶脱してアルミニウムイオン及び前記固形物を含む前記浸出液を得るステップと、前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、及びさらに前記固形物をＨＣｌで処理して前記固形物に含まれるＴｉＯ２からＳｉＯ２を分離するステップとを有する、プロセス。
【請求項２４５】
請求項１３２〜２４４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料をＨＣｌで溶脱してアルミニウムイオン及び前記固形物を含む前記浸出液を得るステップと、前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、及びさらに前記固形物を、２０重量％未満の濃度のＨＣｌ、８５℃未満の温度、及びＭｇＣｌの存在下で処理して前記固形物に含まれるＴｉＯ２からＳｉＯ２を分離するステップとを有する、プロセス。
【請求項２４６】
請求項１３２〜２４５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料はアルミノケイ酸塩鉱物から選択する、プロセス。
【請求項２４７】
請求項１３２〜２４５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は粘土質岩とする、プロセス。
【請求項２４８】
請求項１３２〜２４５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料はボーキサイトとする、プロセス。
【請求項２４９】
請求項１３２〜２４５うちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は工業用耐火材料とする、プロセス。
【請求項２５０】
請求項１３２〜２４５のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記アルミニウム含有材料は赤泥とする、プロセス。
【請求項２５１】
請求項１３２〜２５０のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記プロセスは、赤泥の生成を回避するのに有効である、プロセス。
【請求項２５２】
請求項１３２〜２５１のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記回収したＨＣｌは浄化及び／又は濃縮する、プロセス。
【請求項２５３】
請求項２５２記載のプロセスにおいて、前記回収したＨＣｌは、膜蒸留プロセスにより浄化する、プロセス。
【請求項２５４】
請求項２５２記載のプロセスにおいて、前記回収したＨＣｌは、ガス状ＨＣｌであり、またＨ２ＳＯ４で処理してガス状ＨＣｌに存在する水分量を減少させる、プロセス。
【請求項２５５】
請求項２５４記載のプロセスにおいて、前記回収したＨＣｌは、ガス状ＨＣｌであり、またＨ２ＳＯ４対向流と接触するよう、密に充填したカラムに通過させてガス状ＨＣｌに存在する水分量を減少させる、プロセス。
【請求項２５６】
請求項２５５記載のプロセスにおいて、前記カラムは、ポリプロピレン又はポリトリメチレンテレフタレートを密に充填したものとする、プロセス。
【請求項２５７】
請求項２５２〜２５６のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、ガス状ＨＣｌの濃度を少なくとも５０％上昇させる、プロセス。
【請求項２５８】
請求項２５２〜２５６のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、ガス状ＨＣｌの濃度を少なくとも６０％上昇させる、プロセス。
【請求項２５９】
請求項２５２〜２５６のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、ガス状ＨＣｌの濃度を少なくとも７０％上昇させる、プロセス。
【請求項２６０】
請求項２５２記載のプロセスにおいて、前記回収したＨＣｌは、ガス状ＨＣｌであり、またＣａＣｌ２で処理してガス状ＨＣｌに存在する水分量を減少させる、プロセス。
【請求項２６１】
請求項２５２記載のプロセスにおいて、前記回収したＨＣｌは、ガス状ＨＣｌであり、またＣａＣｌ２を密に充填したカラムに通過させてガス状ＨＣｌに存在する水分量を減少させる、プロセス。
【請求項２６２】
請求項２５２〜２６１のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記ガス状ＨＣｌの濃度は、処理前に共沸点より低い値から、処理後に共沸点より高い値に上昇させる、プロセス。
【請求項２６３】
請求項１３２〜２６２のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記Ａｌ２Ｏ３のアルミニウムへの変換は、ホール−エルー法によって実施する、プロセス。
【請求項２６４】
請求項１３２〜２６２のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記Ａｌ２Ｏ３のアルミニウムへの変換は、２００℃より低い温度での還元環境及び炭素を使用することによって実施する、プロセス。
【請求項２６５】
請求項１３２〜２６４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記Ａｌ２Ｏ３のアルミニウムへの変換は、ウェーラー法によって実施する、プロセス。
【請求項２６６】
請求項１３２〜２６４のうちいずれか一項記載のプロセスにおいて、前記Ａｌ２Ｏ３のアルミニウムへの変換は、Ａｌ２Ｏ３をＡｌ２Ｓ３に変換し、また次にＡｌ２Ｓ３をアルミニウムに変換することによって実施する、プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本件出願は、２０１１年９月１６日に出願した米国特許出願第６１／５３５，４３５号、２０１２年１月１０日に出願した米国特許出願第６１／５８４，９３７号及び２０１２年７月６日に出願した米国特許出願第６１／６６８，６４６号の優先権を主張する。これら文献は参照により全体として本明細書に組込まれるものとする。
【０００２】
本発明は、アルミナ生産に適用する化学分野における改良に関する。例えば、アルミニウム含有材料からアルミニウム抽出を経てアルミナを生産するプロセスに関する。これらプロセスは、他の生成物、例えばヘマタイト、ＭｇＯ、シリカ及び種々の金属酸化物、種々の金属の硫酸塩及び塩化物、並びに希土類元素、希少金属、及びアルミニウムを調製するのにも効率的である。
【背景技術】
【０００３】
アルミナ生産には幾つかの既知のプロセスがあった。その多くは出発材料としてボーキサイトを使用するものであった。これらプロセスは主にアルカリ性のプロセスであり、長年にわたって用いられてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなアルカリ性プロセスは、付加価値のある二次生成物を分離及び抽出するのに効率が悪く、したがって、環境に重大な影響を残すという欠点があった。溶脱（浸出）ステップのために塩酸を用いる開発が行われてきたが、このようなプロセスは、不純物及びとくに、鉄の多くの部分を除去するのに効率が悪いことが分かった。例えば、適切かつ経済的技術、とくに、連続プロセスを使用するとき、鉄の除去は実行するのが困難でもあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、アルミナ及び随意的に他の生成物を調製するプロセスを提供し、このプロセスは、
アルミニウム含有材料をＨＣｌにより溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、また前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、
前記浸出液をＨＣｌと反応させ、液体及びＡｌＣｌ３の形態のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得て、また前記沈殿物を前記液体から分離するステップと、
ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に変換するのに効果的な条件の下に前記沈殿物を加熱し、またこれにより副生成物として生じたガス状ＨＣｌを回収するステップと、及び
副生成物として生じたガス状ＨＣｌを水と反応させることによってガス状ＨＣｌを再利用し、ＨＣｌの共沸性濃度（２０.２重量％）より高い濃度を有する組成物を得て、この組成物をさらなる量のアルミニウム含有材料と反応させ、このアルミニウム含有材料を溶脱するステップと
を有する。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、アルミナ及び随意的に他の生成物を調製するプロセスを提供し、このプロセスは、
アルミニウム含有材料をＨＣｌにより溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、また前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、
前記浸出液をＨＣｌと反応させ、液体及びＡｌＣｌ３の形態のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得て、また前記沈殿物を前記液体から分離するステップと、
ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に変換するのに効果的な条件の下に前記沈殿物を加熱し、またこれにより副生成物として生じたガス状ＨＣｌを回収するステップと、及び
副生成物として生じたガス状ＨＣｌを水と反応させることによってガス状ＨＣｌを再利用し、約１８〜約４５重量％又は約２５〜約４５重量％の濃度を有する組成物を得て、この組成物をさらなる量のアルミニウム含有材料と反応させ、このアルミニウム含有材料を溶脱するステップと
を有する。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、アルミナ及び随意的に他の生成物を調製するプロセスを提供し、このプロセスは、
アルミニウム含有材料をＨＣｌにより溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、また前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、
前記浸出液をＨＣｌと反応させ、液体及びＡｌＣｌ３の形態のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得て、また前記沈殿物を前記液体から分離するステップと、
ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に変換するのに効果的な条件の下に前記沈殿物を加熱し、またこれにより副生成物として生じたガス状ＨＣｌを回収するステップと、及び
副生成物として生じたガス状ＨＣｌを水と反応させることによってガス状ＨＣｌを再利用し、約１８〜約４５重量％又は約２５〜約４５重量％の濃度を有する組成物を得て、この組成物を、アルミニウム含有材料を溶脱するのに使用するステップと
を有する。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、アルミナ及び随意的に他の生成物を調製するプロセスを提供し、このプロセスは、
アルミニウム含有材料をＨＣｌにより溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、また前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、
前記浸出液をＨＣｌと反応させ、液体及びＡｌＣｌ３の形態のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得て、また前記沈殿物を前記液体から分離するステップと、
ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に変換するのに効果的な条件の下に前記沈殿物を加熱し、またこれにより副生成物として生じたガス状ＨＣｌを回収するステップと、及び
副生成物として生じたガス状ＨＣｌを浸出液と反応させることによってガス状ＨＣｌを再利用し、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態のアルミニウムイオンを沈殿させるステップと
を有する。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、アルミナ及び随意的に他の生成物を調製するプロセスを提供し、このプロセスは、
アルミニウム含有材料をＨＣｌにより溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、また前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、
前記浸出液をＨＣｌと反応させ、液体及びＡｌＣｌ３の形態のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得て、また前記沈殿物を前記液体から分離するステップと、
ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に変換するのに効果的な条件の下に前記沈殿物を加熱するステップと
を有する。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、アルミナ及び随意的に他の生成物を調製するプロセスを提供し、このプロセスは、
アルミニウム含有材料をＨＣｌにより溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、また前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、
前記浸出液をＨＣｌと反応させ、液体及びＡｌＣｌ３の形態のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得て、また前記沈殿物を前記液体から分離するステップと、
ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に変換するのに効果的な条件の下に前記沈殿物を加熱し、また随意的に副生成物として生じたガス状ＨＣｌを回収するステップと
を有する。
【００１１】
本発明の一態様によれば、アルミニウム及び随意的に他の生成物を調製するプロセスを提供し、このプロセスは、
アルミニウム含有材料をＨＣｌにより溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、また前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、
前記浸出液をＨＣｌと反応させ、液体及びＡｌＣｌ３の形態のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得て、また前記沈殿物を前記液体から分離するステップと、
ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に変換するのに効果的な条件の下に前記沈殿物を加熱するステップと、及び
前記Ａｌ２Ｏ３をアルミニウムに変換するステップと
を有する。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、アルミニウム及び随意的に他の生成物を調製するプロセスを提供し、このプロセスは、
アルミニウム含有材料をＨＣｌにより溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、また前記固形物を前記浸出液から分離するステップと、
前記浸出液をＨＣｌと反応させ、液体及びＡｌＣｌ３の形態のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得て、また前記沈殿物を前記液体から分離するステップと、
ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に変換するのに効果的な条件の下に前記沈殿物を加熱し、またこれにより副生成物として生じたガス状ＨＣｌを随意的に回収するステップと、及び
前記Ａｌ２Ｏ３をアルミニウムに変換するステップと
を有する。
【００１３】
以下図面につき単なる例示として、本発明の種々の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による、アルミナ及び様々な他の生成物を調製するプロセスの実施形態のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による溶脱時間の関数としてのＡｌ及びＦｅの抽出パーセンテージ（％）を示す抽出曲線のグラフである。
【図３】本発明による、アルミナ及び様々な他の生成物を調製するプロセスの他の実施形態のブロック図である。
【図４】本発明によるＨＣｌを浄化／濃縮するプロセスの実施形態を示すブロック図である。
【図５】本発明によるＨＣｌを浄化／濃縮するプロセスの実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明による、アルミナ及び様々な他の生成物を調製するプロセスにおける他の実施形態のブロック図である。
【図７】本発明による、アルミナ及び様々な他の生成物を調製するプロセスにおけるさらに他の実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の非限定的な実施形態により本発明の技術を説明する。
【００１６】
アルミニウム含有材料は、例えば、アルミニウム含有鉱石から選択することができる。（例えば、アルミノケイ酸塩鉱物、粘土、粘土質岩、霞石、泥岩、緑柱石、氷晶石、ガーネット、スピネル、ボーキサイト、陶土、又はこれらの組合せを使用できる。）アルミニウム含有材料は、再利用（リサイクル）した工業用アルミニウム含有材料、例えば、スラグ、赤泥又は飛散灰とすることもできる。
【００１７】
本明細書に使用する用語「赤泥」は、例えば、アルミナ生産中に生じた工業用廃棄生成物を意味する。例えば、このような廃棄生成物は、シリカ、アルミニウム、鉄、カルシウム、及び随意的にチタンを含むことがあり得る。さらに、一連の微量成分、例えば、Ｎａ，Ｋ，Ｃｒ，Ｖ，Ｎｉ，Ｂａ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｐｂ及び／又はＺｎ等を含むことがあり得る。例えば、赤泥は、約１５〜８０重量％のＦｅ２Ｏ３、約１〜３５重量％のＡｌ２Ｏ３、約１〜６５重量％のＳｉＯ２、約１〜２０重量％のＮａ２Ｏ、約１〜２０重量％のＣａＯ、及び０〜約３５重量％のＴｉＯ２を含むことがあり得る。他の例によれば、赤泥は、約３０〜６５重量％のＦｅ２Ｏ３、約１０〜２０重量％のＡｌ２Ｏ３、約３〜５０重量％のＳｉＯ２、約２〜１０重量％のＮａ２Ｏ、約２〜８重量％のＣａＯ、及び０〜約２５重量％のＴｉＯ２を含むことがあり得る。
【００１８】
本明細書に使用する用語「飛散灰」は、燃焼で生じた工業用廃棄生成物を意味する。例えば、このような廃棄生成物は、種々の元素、例えばシリカ、酸素、アルミニウム、鉄、カルシウムを含むことがあり得る。例えば、飛散灰は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含むことがある。例えば、飛散灰は、さらに、酸化カルシウム（ＣａＯ）及び／又は酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を含むことがあり得る。例えば、飛散灰は煙道ガスとともに生ずる微粒子を有する場合がある。例えば、飛散灰は石炭の燃焼中に生じ得る。例えば、飛散灰は、ヒ素、ベリリウム、水銀、モリブデン、セレニウム、ストロンチウム、タリウム、及び／又はバナジウムから選択した少なくとも１つの元素を含むことがあり得る。例えば、飛散灰は、希土類元素及び希少金属を含むこともあり得る。例えば、飛散灰はアルミニウム含有材料と見なすことができる。
【００１９】
本明細書に使用する用語「スラグ」は、例えば、酸化アルミニウム、及び随意的に他の酸化物、例えば、カルシウム、マグネシウム、鉄、及び／又はケイ素の酸化物を含む工業用廃棄生成物を意味する。
【００２０】
本明細書に使用する用語「希土類元素」（「ＲＥＥ」とも記述される）は、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテチウムから選択した希元素を意味する。本明細書に使用する用語「希少金属（レアメタル）」は、インジウム、ジルコニウム、リチウム、及びガリウムから選択した希少金属を意味する。これら希土類元素及び希少金属は、種々の形態、例えば、塩化物、酸化物、水酸化物等の形態の下での元素形態（又は金属形態）をとることがあり得る。本明細書に使用する用語「希土類（レアアース）」は、上述した「希土類元素」の同義語として使用する。
【００２１】
本明細書に使用する用語「少なくとも１種類の塩化鉄」は、ＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３又はそれらの組合せを意味する。
【００２２】
本明細書に使用する用語「ヘマタイト」は、α-Ｆｅ２Ｏ３、γ-Ｆｅ２Ｏ３、β-ＦｅＯ（ＯＨ）又はそれらの組合せを意味する。
【００２３】
本明細書に使用する用語「鉄イオン」は、例えば、Ｆｅイオンのすべてのあり得る形態から選択した少なくとも１つのタイプの鉄イオンを含むイオンを意味する。例えば、少なくとも１つのタイプの鉄イオンとしては、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋又はそれらの組合せがある。
【００２４】
本明細書に使用する用語「アルミニウムイオン」は、例えば、Ａｌイオンのすべてのあり得る形態から選択した少なくとも１つのタイプのアルミニウムイオンを含むイオンを意味する。例えば、少なくとも１つのタイプのアルミニウムイオンとしては、Ａｌ３＋がある。
【００２５】
本明細書に使用する用語「少なくとも１つのアルミニウムイオン」は、例えば、Ａｌイオンのすべてのあり得る形態から選択した少なくとも１つのタイプのアルミニウムイオンを意味する。例えば、少なくとも１つのアルミニウムイオンとしては、Ａｌ３＋がある。
【００２６】
本明細書に使用する用語「少なくとも１つの鉄イオン」は、例えば、Ｆｅイオンのすべてのあり得る形態から選択した少なくとも１つのタイプの鉄イオンを意味する。例えば、少なくとも１つの鉄イオンとしては、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋又はそれらの組合せがある。
【００２７】
本明細書に使用する用語「少なくとも１つの沈殿した鉄イオン」は、例えば、固形物形態に沈殿したＦｅイオンのすべてのあり得る形態から選択した少なくとも１つのタイプの鉄イオンを意味する。例えば、このような沈殿物内に存在する少なくとも１つの鉄イオンとしては、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋又はそれらの組合せがある。
【００２８】
本明細書に使用する「約」、「およそ」のような程度を示す用語は、修飾される用語の最終結果が大幅に変化しないような妥当な偏差量を意味する。これら程度を示す用語は、この偏差が修飾する語彙を無効にしないならば、少なくとも±５％又は少なくとも±１０％の偏差を含むものと解釈すべきである。
【００２９】
例えば、アルミニウム含有材料は、濃度が約１０〜約５０重量％、約１５〜約４５重量％、約１８〜約４５重量％、約１８〜約３２重量％、約２０〜約４５重量％、約２５〜約４５重量％、約２６〜約４２重量％、約２８〜約４０重量％、約３０〜約３８重量％、又は２５〜３６重量％であるＨＣｌで溶脱することができる。
【００３０】
例えば、アルミニウム含有材料は、約１２５〜約２２５℃、約１５０〜約２００℃、約１６０〜約１９０℃、約１８５〜約１９０℃、約１６０〜約１８０℃、約１６０〜約１７５℃、約１６５〜約１７０℃の温度で溶脱することができる。
【００３１】
例えば、アルミニウム含有材料は、約４.０７９〜約１０.２ｋｇｆ／ｃｍ２（約４〜約１０バール）、約４.０７９〜約８.１５８ｋｇｆ／ｃｍ２（約４〜約８バール）、約５.０９９〜約６.１１８ｋｇｆ／ｃｍ２（約５〜約６バール）の圧力で溶脱することができる。
【００３２】
例えば、プロセスは、さらに、ＨＣｌが水と接触することによって生ずるガス状ＨＣｌを再利用（リサイクル）して、約１８〜約４５重量％又は約２５〜約４５重量％の濃度の組成物を得るステップを有することができる。
【００３３】
例えば、プロセスは、さらに、ＨＣｌが水と接触することによって生ずるガス状ＨＣｌを再利用して、約１８〜約４５重量％又は約２５〜約４５重量％の濃度の組成物を得るステップと、及びこの組成物を使用してアルミニウム含有材料を溶脱するステップと有することができる。
【００３４】
例えば、液体は塩化鉄を含むことができる。塩化鉄はＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３及びこれらの組合せのうち少なくとも１つとすることができる。
【００３５】
例えば、液体は少なくとも３０重量％濃度の塩化鉄を含むことができ、次に約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解することができる。
【００３６】
例えば、液体は、塩化鉄濃度が少なくとも３０重量％の濃縮液体となるまで濃縮し、次に塩化第二鉄濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持しつつ、この塩化鉄を約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、ヘマタイトを回収することができる。
【００３７】
例えば、ヘマタイトを有する非加水分解性成分は、選択抽出の観点から循環ループにおいて約０.１２５〜約５２重量％の濃度まで濃縮することができる。
【００３８】
例えば、液体は、少なくとも１種類の塩化鉄が少なくとも３０重量％の濃度を有する濃縮液体となるまで濃縮し、次に約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解することができる。
【００３９】
例えば、液体は、少なくとも１種類の塩化鉄が少なくとも３０重量％の濃度を有する濃縮液体となるまで濃縮し、次に塩化第二鉄濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持しつつ、この少なくとも１種類の塩化鉄を約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、ヘマタイトを回収することができる。
【００４０】
例えば、液体は、少なくとも１種類の塩化鉄が少なくとも３０重量％の濃度を有する濃縮液体となるまで濃縮し、次に塩化第二鉄濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持しつつ、この少なくとも１種類の塩化鉄を約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、ヘマタイトを回収し、また液体から希土類元素及び／又は希少金属回収することができる。
【００４１】
例えば、少なくとも１種類の塩化鉄は、約１５０〜約１７５、１５５〜約１７０、又は１６５〜約１７０℃の温度で加水分解することができる。
【００４２】
例えば、液体は、塩化鉄が少なくとも３０重量％の濃度を有する濃縮液体となるまで濃縮し、次に塩化第二鉄濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持しつつ、この塩化鉄を約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、ヘマタイトを回収し、また液体から希土類元素及び／又は希少金属回収することができる。
【００４３】
例えば、本発明プロセスは、さらに、希土類元素及び／又は希少金属を回収した後、液体をＨＣｌと反応させてＭｇＣｌ２を沈殿させるステップと、このＭｇＣｌ２を回収するステップとを有する。
【００４４】
例えば、本発明プロセスは、さらに、ＭｇＣｌ２をＭｇＯに焼成するステップを有する。
【００４５】
例えば、本発明プロセスは、さらに、希土類元素及び／又は希少金属を回収した後、液体をＨＣｌと反応させるステップと、これに続き選択的にＮａ２ＳＯ４を沈殿させるステップとを有する。例えば、Ｎａ２ＳＯ４は、液体をＨ２ＳＯ４と反応させることによって沈殿させることができる。
【００４６】
例えば、本発明プロセスは、さらに、希土類元素及び／又は希少金属を回収した後、液体をＨＣｌと反応させるステップと、これに続き選択的にＫ２ＳＯ４を沈殿させるステップとを有する。例えば、Ｋ２ＳＯ４は、Ｈ２ＳＯ４を添加することによって沈殿させることができる。
【００４７】
例えば、液体は、塩化鉄が少なくとも３０重量％の濃度を有する濃縮液体となるまで濃縮し、次に塩化第二鉄濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持しつつ、この塩化鉄を約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、ヘマタイトを回収し、また液体をＨＣＬと反応させる。例えば、このようなプロセスは、さらに、液体をＨ２ＳＯ４と反応させてほぼ選択的にＮａ２ＳＯ４を沈殿させるステップを有することができる。このプロセスは、さらに、液体をＨ２ＳＯ４と反応させてほぼ選択的にＫ２ＳＯ４を沈殿させるステップを有することができる。
【００４８】
例えば、本発明プロセスは、プロセス中に得られた乾燥した個別の塩（例えば、ナトリウム塩又はカリウム塩）をＨ２ＳＯ４と反応させ、また市場性のあるＫ２ＳＯ４及びＮａ２ＳＯ４を生成しかつ約１５〜約９０重量％の塩酸を回収する間にＨＣｌを回収することができる。
【００４９】
例えば、このプロセス中に生成される塩化ナトリウムは、硫酸との化学反応を受けて硫酸ナトリウムを生じ、また塩酸を再生する。塩化カリウムは、硫酸との化学反応を受けて硫酸カリウムを生じ、また塩酸を再生する。代案として、塩化ナトリウム及び塩化カリウムの塩水溶液を塩素アルカリの適合した小電解セルへの供給材料とすることができる。この後者の場合、共通塩基（ＮａＯＨ及びＫＯＨ）及び漂白剤（ＮａＯＣｌ及びＫＯＣｌ）を生成する。
【００５０】
例えば、本発明プロセスは、さらに、希土類元素及び／又は希少金属を回収した後、液体からＮａＣｌを回収し、ＮａＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させ、ほぼ選択的にＮａ２ＳＯ４を沈殿させるステップを有することができる。
【００５１】
例えば、本発明プロセスは、さらに、希土類元素及び／又は希少金属の回収の下流工程で、液体からＫＣｌを回収し、ＫＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させ、ほぼ選択的にＫ２ＳＯ４を沈殿させるステップを有することができる。
【００５２】
例えば、本発明プロセスは、さらに、希土類元素及び／又は希少金属の回収の下流工程で、液体からＮａＣｌを回収し、ＮａＯＨ及びＮａＯＣｌを生成するための電気分解を実施するステップを有することができる。
【００５３】
例えば、本発明プロセスは、さらに、希土類元素及び／又は希少金属の回収の下流工程で、液体からＫＣｌを回収し、ＫＣｌを反応させ、ＫＯＨ及びＫＯＣｌを生成する電気分解を実施するステップを有することができる。
【００５４】
例えば、液体は、少なくとも１種類の塩化鉄が少なくとも３０重量％の濃度を有する濃縮液体となるまで濃縮し、次に塩化第二鉄濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持しつつ、この少なくとも１種類の塩化鉄を約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、ヘマタイトを回収し、また液体からＮａＣｌ及び／又はＫＣｌを抽出する。
【００５５】
例えば、本発明プロセスは、さらに、ＮａＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させて、ほぼ選択的にＮａ２ＳＯ４を沈殿させるステップを有することができる。
【００５６】
例えば、本発明プロセスは、さらに、ＫＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させて、ほぼ選択的にＫ２ＳＯ４を沈殿させるステップを有することができる。
【００５７】
例えば、本発明プロセスは、さらに、ＮａＣｌの電気分解を実施して、ＮａＯＨ及びＮａＯＣｌを生成するステップを有することができる。
【００５８】
例えば、本発明プロセスは、さらに、ＫＣｌの電気分解を実施して、ＫＯＨ及びＫＯＣｌを生成するステップを有することができる。
【００５９】
例えば、本発明プロセスは、浸出液から固形物を分離し、また固形物を洗浄して、純度が少なくとも９５％、少なくとも９６％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、少なくとも９９.５％、又は少なくとも９９.９％のシリカを得るステップを有することができる。
【００６０】
例えば、本発明プロセスは、浸出液をガス状ＨＣｌと反応させて、液体及びＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得るステップを有することができる。
【００６１】
例えば、本発明プロセスは、浸出液を乾燥したガス状ＨＣｌと反応させて、液体及びＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得るステップを有することができる。
【００６２】
例えば、本発明プロセスは、浸出液を、回収し、上述したような再生及び／又は浄化した少なくとも３０重量％の酸と反応させて、液体及びＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態のアルミニウムイオンを含む沈殿物を得るステップを有することができる。
【００６３】
例えば、本発明プロセスは、浸出液をガス状ＨＣｌと反応させて、液体と、アルミニウムイオンを含む沈殿物であって、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化によって形成された、該沈殿物とを得るステップを有することができる。
【００６４】
例えば、本発明プロセスは、浸出液を乾燥したガス状ＨＣｌと反応させて、液体と、アルミニウムイオンを含む沈殿物であって、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化によって形成された、該沈殿物とを得るステップを有することができる。
【００６５】
例えば、ガス状ＨＣｌは、濃度が少なくとも８５重量％又は少なくとも９０重量％のＨＣｌを有することができる。
【００６６】
例えば、ガス状ＨＣｌは少なくとも９０重量％、又は約９０重量％〜約９５重量％のＨＣｌを有することができる。
【００６７】
例えば、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化中、液体は、約２５重量％〜約３５重量％又は約３０重量％〜約３２重量％のＨＣｌ濃度に維持することができる。
【００６８】
例えば、結晶化は、約４５〜約６５℃又は約５０〜約６０℃の温度で実施することができる。
【００６９】
例えば、ＨＣｌは、副生成物として生じたガス状ＨＣｌから得ることができる。
【００７０】
例えば、本発明によるプロセス中、アルミニウム含有材料の所定バッチ又は所定量を溶脱し、次にＡｌＣｌ３に変換し、ＡｌＣｌ３のＡｌ２Ｏ３への焼成中に生じたＨＣｌを使用して、例えば、アルミニウム含有材料の他の所定バッチ又は所定量を溶脱する。
【００７１】
例えば、本発明プロセスは、沈殿物を、少なくとも８５０，９００，９２５，９３０，１０００，１１００，１２００又は１２５０℃の温度で加熱して、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に変換することができる。
【００７２】
例えば、ＡｌＣｌ３のＡｌ２Ｏ３への変換ステップは、ＡｌＣｌ３の焼成ステップを含むことができる。
【００７３】
例えば、焼成は、ＡｌＣｌ３をβ-Ａｌ２Ｏ３に変換するのに効果的である。
【００７４】
例えば、焼成は、ＡｌＣｌ３をα-Ａｌ２Ｏ３に変換するのに効果的である。
【００７５】
例えば、ＡｌＣｌ３のＡｌ２Ｏ３への変換ステップは、２段式循環流動床反応炉による焼成を実施するステップを有することができる。
【００７６】
例えば、ＡｌＣｌ３のＡｌ２Ｏ３への変換ステップは、予加熱システムを有する２段式循環流動床反応炉による焼成を実施するステップを有することができる。
【００７７】
例えば、ＡｌＣｌ３のＡｌ２Ｏ３への変換ステップは、例えば、約３００〜６００℃、約３２５〜約５５０℃、約３５０〜約５００℃、約３７５〜約４５０℃、約３７５〜約４２５℃、約３８５〜約４００℃及び／又は噴射スチームでの焼成を実施するステップを有することができる。
【００７８】
例えば、ＡｌＣｌ３のＡｌ２Ｏ３への変換ステップは、例えば、約３５０℃の低温、及び／又は噴射スチームでの焼成を実施するステップを有することができる。
【００７９】
例えば、ＡｌＣｌ３のＡｌ２Ｏ３への変換ステップは、例えば、約６００℃の低温、及び／又は噴射スチームでの焼成を実施するステップを有することができる。
【００８０】
例えば、ＡｌＣｌ３のＡｌ２Ｏ３への変換ステップは、燃焼源として石炭を使用し、またガス抜きユニットを使用することによって焼成を実施するステップを有することができる。
【００８１】
例えば、スチーム（又は水蒸気）は、約１４.０６〜約４９.２２ｋｇ／ｃｍ２（約２００〜約７００psig）、約２１.０９〜約４９.２２ｋｇ／ｃｍ２（約３００〜約７００psig）、約２８.１３〜約４９.２２ｋｇ／ｃｍ２（約４００〜約７００psig）、約３８.６７〜約４５.７ｋｇ／ｃｍ２（約５５０〜約６５０psig）、約４０.４３〜約４３.９５ｋｇ／ｃｍ２（約５７５〜約６２５psig）、又は約４１.４９〜約４２.８９ｋｇ／ｃｍ２（約５９０〜約６１０psig）の圧力で噴射させることができる。
【００８２】
例えば、流動化を実施するため、スチーム（又は水蒸気）を噴射させ、またプラズマトーチを使用することができる。
【００８３】
例えば、スチーム（又は水蒸気）は過加熱することができる。
【００８４】
例えば、ＡｌＣｌ３のＡｌ２Ｏ３への変換ステップは、一酸化炭素（ＣＯ）による焼成を実施するステップを有することができる。
【００８５】
例えば、ＡｌＣｌ３のＡｌ２Ｏ３への変換ステップは、精製燃料ガス（ＲＦＧ）による焼成を実施するステップを有することができる。
【００８６】
例えば、焼成は、水蒸気又はスチームを噴射することによって、及び／又は化石燃料、一酸化炭素、精製燃料ガス、石炭、又は塩素化ガスから選択した燃焼源及び／又は溶媒を使用することによって、実施することができる。
【００８７】
例えば、焼成は、水蒸気又はスチームを噴射することによって、及び／又は天然ガス又はプロパンから選択した燃焼源を使用することによって、実施することができる。
【００８８】
例えば、焼成は、電気加熱、ガス加熱、マイクロ波加熱による熱供給によって実施することができる。
【００８９】
例えば、流動床反応炉は、金属塩化物から選択した金属触媒を有することができる。
【００９０】
例えば、３流動床反応炉は、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２又はその組合せとした金属触媒を有することができる。
【００９１】
例えば、流動床反応炉は、ＦｅＣｌ３とした金属触媒を有することができる。
【００９２】
例えば、予加熱システムは、プラズマトーチを有することができる。
【００９３】
例えば、スチームは流動化媒体加熱として使用することができる。加熱は電気的なものとすることができる。
【００９４】
例えば、プラズマトーチを使用して、焼成反応炉を予加熱することができる。
【００９５】
例えば、プラズマトーチを使用して、焼成反応炉内に注入する空気を予加熱することができる。
【００９６】
例えば、プラズマトーチを使用して、流動床を予加熱することができる。
【００９７】
例えば、焼成媒体は、Ｏ２（酸化）の観点からほぼ中性のものとすることができる。例えば、焼成媒体は還元焼成を優位に行うもの（例えば、約１００ｐｐｍのＣＯ濃度）とすることができる。
【００９８】
例えば、焼成媒体は、Ｃｌ２の形成を阻害するものが効果的である。
【００９９】
例えば、本発明プロセスは、以下のガス混合気の燃焼により行うＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を実施することによって、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２ＯをＡｌ２Ｏ３に変換するステップを有することができる。ガス混合気は、以下のものを含むものとする。すなわち、
ＣＨ４    ：０〜約１容積％
Ｃ２Ｈ６  ：０〜約２容積％
Ｃ３Ｈ８  ：０〜約２容積％
Ｃ４Ｈ１０：０〜約１容積％
Ｎ２       ：０〜約０.５容積％
Ｈ２       ：約０.２５〜約１５.１容積％
ＣＯ    ：約７０〜約８２.５容積％
ＣＯ２    ：約１.０〜約３.５容積％
を含む。
【０１００】
このような混合気は、ガスにおける１５.３〜１６.３容積％の還元に効率的であり、したがって、循環流動床の実際の運転で１５.３〜１６.３％の能力向上が判明した。したがって、同一フローに対して運営コストは０.６５×１６.３％＝１０.６％になることを示す。
【０１０１】
例えば、流動床での空気対天然ガス比（Ｎｍ３／ｈ対Ｎｍ３／ｈ）は約９.５〜約１０とすることができる。
【０１０２】
例えば、流動床での空気対ＣＯガス比（Ｎｍ３／ｈ対Ｎｍ３／ｈ）は約２〜約３とすることができる。
【０１０３】
例えば、本発明プロセスは、アルミニウム含有材料を溶脱する前に、アルミニウム含有材料に任意に含まれているフッ素を除去する予溶脱ステップを有することができる。
【０１０４】
例えば、本発明プロセスは、アルミニウム含有材料をＨＣｌで溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、この浸出液から固形物を分離するステップと、及びさらにこの固形物を処理してこれに含まれているＴｉＯ２からＳｉＯ２を分離するステップとを有することができる。
【０１０５】
例えば、本発明プロセスは、アルミニウム含有材料をＨＣｌで溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、この浸出液から固形物を分離するステップと、及びさらにこの固形物をＨＣｌで処理してこれに含まれているＴｉＯ２からＳｉＯ２を分離するステップとを有することができる。
【０１０６】
例えば、本発明プロセスは、アルミニウム含有材料をＨＣｌで溶脱し、アルミニウムイオン及び固形物を含む浸出液を得て、この浸出液から固形物を分離するステップと、及びさらにこの固形物を２０重量％未満の濃度のＨＣｌで８５℃未満の温度により処理してこれに含まれているＴｉＯ２からＳｉＯ２を分離するステップとを有することができる。
【０１０７】
例えば、ＡｌＣｌ３のＡｌ２Ｏ３への変換ステップは、一段階焼成を実施するステップを有することができる。
【０１０８】
例えば、焼成は、スチームによる異なる温度で実施することができる。過熱スチームが適用される温度は、約３５０〜約５５０℃、約３５０〜約９４０℃、約３５０〜１２００℃とすることができる。
【０１０９】
例えば、加水分解装置の多段蒸発ステップを実施し、エネルギー消費を劇的に減らすことができる。
【０１１０】
例えば、本発明プロセスは、Ａｌ２Ｏ３の収率を少なくとも９３％、少なくとも９４％、少なくとも９５％、約９０〜約９５％、約９２〜約９５％又は約９３〜約９５％にする上で効果的である。
【０１１１】
例えば、本発明プロセスは、Ｆｅ２Ｏ３の収率を少なくとも９８％、少なくとも９９％、約９８〜約９９.５％、又は約９８.５〜約９９.５％にする上で効果的である。
【０１１２】
例えば、本発明プロセスは、ＭｇＯの収率を少なくとも９６％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、又は約９６〜約９８％にする上で効果的である。
【０１１３】
例えば、本発明プロセスは、ＨＣｌの収率を少なくとも９８％、少なくとも９９％、又は約９８〜約９９.９％にする上で効果的である。
【０１１４】
例えば、本発明プロセスは、内部濃縮ループによる内部プロセスを使用することによって、希土類元素の塩化物（ＲＥＥ-Ｃｌ）及び希少金属の塩化物（ＲＭ-Ｃｌ）の収率を約７５〜約９６.５％にする上で効果的である。
【０１１５】
例えば、本発明プロセスは、非加水分解性の要素による約９９．７５％の塩酸の収率提供する上で効果的である。
【０１１６】
例えば、アルミニウム含有材料は粘土質岩とすることができる。
【０１１７】
例えば、アルミニウム含有材料はボーキサイトとすることができる。
【０１１８】
例えば、アルミニウム含有材料は赤泥とすることができる。
【０１１９】
例えば、アルミニウム含有材料は飛散灰とすることができる。
【０１２０】
例えば、アルミニウム含有材料は工業用耐火物材料から選択することができる。
【０１２１】
例えば、アルミニウム含有材料はアルミノケイ酸塩鉱物から選択することができる。
【０１２２】
例えば、本発明プロセスは、赤泥の生成を回避する上で効果的である。
【０１２３】
例えば、アルミナ及び他の生成物はほぼ赤泥がない。
【０１２４】
例えば、ＨＣｌは再利用することができる。例えば、このような再利用されるＨＣｌは濃縮及び／又は浄化することができる。
【０１２５】
例えば、ガス状ＨＣｌはＨ２ＳＯ４によって濃縮及び／又は浄化することができる。例えば、ガス状ＨＣｌは密に充填したカラムに通過させ、このカラムにＨ２ＳＯ４対向流に接触させることができる。例えば、そうすることによって、ＨＣｌの濃度は、少なくとも５０重量％、少なくとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも７５重量％、少なくとも８０重量％、約５０重量％〜約８０重量％、約５５重量％〜約７５重量％、又は約６０重量％に上昇することができる。例えば、カラムは、ポリマーを、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）又はポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）を密に充填することができる。
【０１２６】
例えば、ガス状ＨＣｌはＣａＣｌ２によって濃縮及び／又は浄化することができる。例えば、ガス状ＨＣｌはＣａＣｌ２を密に充填したカラムに通過させることができる。
【０１２７】
例えば、本発明プロセスは、さらに、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）をアルミニウムに変換するステップを有することができる。アルミナのアルミニウムへの変換は、例えば、ホール−エルー法を使用することによって実施することができる。種々の特許及び特許文献、例えば、米国特許出願公開第２０１０／００６５４３５号、同第２００２／００５６６５０号、米国特許第５，８７６，５８４号、同第６，５６５，７３３号に記載された周知のプロセスを参照されたい。変換は、米国特許第７，８６７，３７３号、同第４，２６５，７１６号、同第６，５６５，７３３号に記載されたような他の方法（アルミナを硫化アルミニウムに変換し、次いで硫化アルミニウムをアルミニウムに変換する）によって実施することもできる。例えば、アルミニウムは、２００℃より低い温度での還元環境及び炭素を使用することにより生産することができる。アルミニウムは、カリウム及び無水塩化アルミニウムを使用する還元（ウェーラー法）によって生産することができる。
【０１２８】
図１に示す一実施例によれば、本発明プロセスは、以下のステップを含むことができる（図１の参照符号は以下のステップに対応する）。すなわち、
1-  アルミニウム含有材料を、約５０〜８０μｍの平均粒度に微細化する。
2-  微細化及び分類した材料を塩酸で処理し、この処理は、所定温度及び圧力の下で、他の元素、例えば鉄、マグネシウム、及び希土類元素及び／又は希少金属を含む他の金属とともにアルミニウムを溶解することができる。シリカ及びチタン（原材料に存在する場合）は全体的に未溶解のままとなる。
3-  溶脱ステップからの母溶液には分離、クリーニング段階の処理を加え、溶液における金属塩化物から浄化したシリカを分離できるようにする。
4-  ステップ１から得られた使用済みの酸（浸出液）は、これを晶析装置内に散布することによって、乾燥しかつ高い濃度に濃縮したガス状塩化水素で濃度上昇させる。この結果、最少の他の不純物を含む塩化アルミニウム６水和物の結晶化（沈殿物）を生ずる。この段階での塩化鉄の濃度に基づいて、さらなる結晶化ステップを必要とする場合がある。次に、この沈殿物を液体から分離する。
5-  塩化アルミニウム６水和物を、次に高温で焼成し（例えば、回転キルン、流動床等によって）、アルミナ形態物が得られるようにする。このとき、高度に濃縮されたガス状塩化水素を回収し、過剰分はできるだけ最高濃度となる液状形態にして、酸溶脱ステップに使用（再利用）できるようにする。
6-  次に、塩化鉄（ステップ４で得られた液体）を、Ｆｅ２Ｏ３（ヘマタイト形態）抽出及び加水分解からの酸回収の観点から低温で予濃縮及び加水分解をする。焼成ステップ（ステップ５）、溶脱中の部分発熱作用（ステップ１）、及びプロセスの他の段階からのすべての熱回収は、予濃縮器に回収する。
10-  ヘマタイトの除去後、希土類元素及び／又は希少金属に富む溶液を処理することができる。図３に示すように、内部循環を行い（ヘマタイトの除去後）、また希土類元素及び／又は希少金属に富む溶液を結晶化段階４に使用する。希土類元素及び／又は希少金属の抽出は、国際公開第２０１２／１２６０９２号（PCT/CA2012/000253）及び／又は国際公開第２０１２／１４９６４２号（PCT/CA2012/000419）に記載のように行うことができる。これら２つの文献は参照により全体的に本明細書に組入れられるものとする。
他の非加水分解性金属塩化物（Ｍｅ-Ｃｌ）、例えば、ＭｇＣｌ２等には以下のステップを加える。
7-  低温で塩化マグネシウム及び他の非加水分解性生成物に富む溶液を、晶析装置内に散布することによって、乾燥しかつ高度に濃縮したガス状塩化水素で濃度上昇させる。この結果、例えば、塩化ナトリウム及び塩化カリウムの除去後に六水和物としての塩化マグネシウムの沈殿を生ずる。
8-  次に、塩化マグネシウム六水和物を焼成し（回転キルン、流動床等のいずれかによって）、また極めて高濃度の塩酸を再生し、また溶脱ステップに戻す。
9-  他のＭｅ-Ｃｌに対して標準的な熱加水分解ステップを加え、このステップにおいて、混合した酸化物（Ｍｅ-Ｏ）を生成することができ、また共沸点における塩酸（２０．２重量％）を再生する。
【０１２９】
ＮａＣｌに対してＨ２ＳＯ４と化学反応させ、共沸濃度における又は共沸濃度より高い濃度のＮａ２ＳＯ４及びＨＣｌを生成することができる。さらに、ＫＣｌに対してＨ２ＳＯ４と化学反応させ、共沸濃度における又は共沸濃度より高い濃度のＫ２ＳＯ４及びＨＣｌを生成することができる。塩化ナトリウム及び塩化カリウムの塩水溶液は、塩素アルカリの適合した小電解セルへの供給材料とすることができる。この後者の場合、共通塩基（ＮａＯＨ及びＫＯＨ）及び漂白剤（ＮａＯＣｌ及びＫＯＣｌ）をＨＣｌとともに生成する。
【０１３０】
例えば、液体は、塩化鉄濃度が少なくとも３０重量％の濃縮液体となるまで濃縮し、次に塩化第二鉄濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持しつつ、この塩化鉄を約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、ヘマタイトを回収することができる。
【０１３１】
例えば、液体は、塩化鉄濃度が少なくとも３０重量％の濃縮液体となるまで濃縮し、次に塩化第二鉄濃度を少なくとも６５重量％のレベルに維持しつつ、この塩化鉄を約１５５〜約３５０℃の温度で加水分解し、液体及び沈殿ヘマタイトを含む組成物を生じ、ヘマタイトを回収し、また希土類元素及び／又は希少金属を液体から回収することができる。例えば、本発明プロセスは、さらに、希土類元素及び／又は希少金属を回収した後、液体をＨＣｌと反応させてＭｇＣｌ２の沈殿を生ぜしめ、またこのＭｇＣｌ２を回収するステップを有することができる。
【０１３２】
上述したように、種々のアルミニウム含有材料を本明細書に記載する本発明プロセスの出発材料として使用することができる。実施例によれば粘土及びボーキサイトで実施した。しかし、当業者であれば、本発明によるこの連続プロセスは、高い含有率のシリカ（＞５５％）及び不純物、並びに比較的低い含有率のアルミニウム（例えば、約１５％程度）をも取扱うことができ、しかも経済的及び技術的に実行可能であることを理解できるであろう。Ａｌ２Ｏ３で満足のいく収率（＞９３〜９５％）を達成することができ、また希土類元素及び／又は希少金属では７５％より高い収率を達成することができる。多くの場合、事前の熱処理は不要である。本明細書に記載の本発明プロセスは、極めて高い濃度での溶脱及び酸回収に関する特別な技術を含み、したがって、アルカリ性のプロセスに比べて幾つかの利点をもたらす。
【０１３３】
ステップ１において、鉱石を、熱処理をする、しないに係わらず、破砕し、粉末化し、乾燥し、また分類し、平均粒度が約５０〜８０μｍになるようにする。
【０１３４】
ステップ２において、粉末化した原材料を反応炉に導入し、溶脱フェーズを受けるようにする。
【０１３５】
ステップ２に使用する溶脱用の塩酸は、ステップ５，６，８，９，１０及び１１（図３参照）からの酸を再利用又は再生することができ、その濃度は１５重量％〜４５重量％にわたり変動することができる。より高い濃度は、膜分離、極低温及び／又は高圧手法を用いて得ることができる。酸溶脱は、加圧下及び沸点に近い温度で実施することができ、これにより最小の蒸解時間及び拡大した反応度（９０％〜１００％）が可能となる。溶脱（ステップ２）は半連続モードで行うことができ、この場合、反応の所定段階で残っているふりーな塩酸とともに使用済み酸を高度に濃縮した酸で代替し、又は酸／鉱物比を減少することができ、したがって、反応時間を減少し、また反応速度論を向上することができる。例えば、反応速度論定数ｋは０.５〜０.７５ｇ／モルＬとすることができる。
【０１３６】
上述したように、アルカリ金属、鉄、マグネシウム、ナトリウム、カルシウム、カリウム、希土類元素及び他の元素も、異なる段階で塩化物形態をとる。シリカは未溶解のままであり、また液体／固形物分離及びクリーニング段階を経る（ステップ３）。本明細書に記載の本発明プロセスは、塩酸回収率を最大化するため、残っているフリーな塩酸及び溶液中の塩化物の最大量を回収しようとし、レーキ分類、バンドフィルタろ過、遠心分離、等の技術を使用する。純ＳｉＯ２（１つの付加的溶脱段階）を純度９９％min.のナノウォーターでクリーニングする。シリカのない母液は、使用済み酸（種々の金属塩化物及び水）と称され、また結晶化ステップ（ステップ４）を経る。
【０１３７】
ステップ４において、相当量の塩化アルミニウムを有する使用済み酸（又は浸出液）を、次にステップ５から得られる又は再利用される乾燥したかつ高度に濃縮したガス状塩化水素で、又は含水ＨＣｌ（＞３０重量％）で飽和状態にし、この結果、塩化アルミニウム６水和物（ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏ）の沈殿物を生ずる。残留した沈殿物を、次に洗浄しまたろ過又は遠心分離してから、焼成段階（ステップ５）に送る。この後、ステップ４からの残っている使用済み酸を酸回収システムに送って処理し（ステップ６〜８）、この酸回収システムで純粋二次生成物を得る。
【０１３８】
ステップ５において、酸化アルミニウム（アルミナ）を高温条件から直接得る。得られたガス状形態の高度に濃縮された塩化水素を結晶化のためにステップ４及び７に供給し、そこで疎水性の薄膜に通して処理することができる。過剰な塩化水素を吸収し、また再生した酸としての、共沸点における濃度よりも高い（＞２０．２％）高度に濃縮した酸を溶脱ステップ２に使用する。例えば、このような濃縮は、約１８〜約４５重量％、約２５〜約４５重量％、又は約２５〜約３６重量％とすることができる。
【０１３９】
ステップ４後に、種々の塩化物誘導体（マグネシウム、希土類元素及び希少金属とともに主に鉄）が鉄抽出ステップを経る。このようなステップは、例えば、国際公開第２００９／１５３３２１号（参照により全体として本明細書に組込まれるものとする）に記載された技術を使用して実施することができる。
【０１４０】
ステップ６において、低温（１５５〜３５０℃）での加水分解を実施し、純Ｆｅ２Ｏ３（ヘマタイト）を生成し、また少なくとも１５％濃度の塩酸を再生する。国際公開第２００９／１５３３２１号に記載の方法は、塩化鉄及び塩化第二鉄、またできればこれら混合物の溶液を処理し、フリーな塩酸を一連のステップ、予濃縮ステップ、酸化ステップに送り、ここで塩化鉄を酸化して第二鉄の形態にし、最終的に加水分解装置と称される作動ユニット内での加水分解ステップを受け、この加水分解ステップにおいて、塩化第二鉄濃度を６５重量％に維持して、濃縮により確実に１５〜２０.２％の塩化水素濃度にするリッチガス流、及び物理的分離ステップを後に受ける純ヘマタイトを生ずる。凝結の潜熱を回収して予濃縮に送り、また焼成段階（ステップ５）からの過剰な熱とともに熱入力として使用する。
【０１４１】
加水分解装置（ステップ６）からの母溶液は、部分的に第１ステップの結晶化プロセスに循環させ、そこでは非加水分解性元素の濃度増加が観測される。鉄の除去後、溶液は、非加水分解性元素に富み、また主に塩化マグネシウム、又はできれば他の元素（種々の塩化物）及び希土類元素及び希少金属の混合物を含む。
【０１４２】
塩化物からの希土類元素及び希少金属は、加水分解装置の作動ユニット内で高度に濃縮され（ステップ６）、また母溶液から抽出され（ステップ１０）、そこで様々な既知の技術を用いて一連の個別ＲＥ-Ｏ（希土類酸化物）を抽出することができる。とりわけ、本発明プロセスによれば、加水分解装置内で以下の元素、すなわち、スカンジウム（Ｓｃ）、ガリウム（Ｇａ）、イットリウム（Ｙ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ランタン（Ｌａ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、エルビウム（Ｅｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、及びこれらの組合せを高濃度に濃縮することができる。希土類元素及び／又は希少金属を抽出するのに使用する技術は、例えば、ツォウ（Zhou）氏らによる非特許文献（RARE METALS, Vol.27, No.3, 2008, P223-227）及び特許文献（米国特許公開第２００４／００４２９４５号）に記載されており、これら文献は参照により全体として本明細書に組入れられるものとする。当業者であれば、他の様々なプロセスを普通に使用して希土類元素及び／又は希少金属を抽出し、またバイヤー法も使用できることは理解するであろう。例えば、種々の溶剤抽出技術を使用することができる。或る元素に関しては、オクチルフェニルリン酸塩（ＯＰＡＰ：octylphenyl acid phosphate）及びトルエンを用いる技術を使用することができる。ＨＣｌは剥離剤として使用することができる。これはＣｅ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３等を回収するのに効果的である。例えば、塩化第二鉄分離のためにシュウ酸及び金属鉄を使用する異なるシーケンスを使用することができる。
【０１４３】
付加価値金属、主にマグネシウムに富むステップ６及び１０からの使用済み酸性溶液はステップ７に送って処理する。この溶液は、ステップ５からの乾燥しかつ高度に濃縮されたガス状塩化水素で飽和状態にし、この結果、塩化マグネシウム６水和物の沈殿を生ずる。例えば、この沈殿は含水形態で３０重量％のＨＣｌで行うことができる。残留した沈殿物を焼成段階のステップ８に送り、そこで純ＭｇＯ（＞９８重量％）を収得し、また高度に濃縮した塩酸（例えば、少なくとも３８％）を再生し、溶脱ステップ（ステップ２）に転送する。ステップ７への代替的ルートは、ステップ８からの乾燥したガス状塩酸を使用する。
【０１４４】
ステップ９において、未変換の金属塩化物は熱加水分解ステップ（７００〜９００℃）の処理を加え、混合した酸化物を生じ、そこで１５〜２０.２重量％濃度の塩酸を回収することができる。
【０１４５】
図３に示す他の実施例によれば、本発明プロセスは、図１に示す実施例と同様であるが、以下に説明する若干に変更点を含んでいる。
【０１４６】
実際、図３に示すように、本発明プロセスは、（ステップ６後又はステップ１０の直前に）結晶化ステップ４への内部循環を有する。この場合、加水分解装置からの母溶液（ステップ６）は全体的に又は部分的に結晶化ステップ４に循環させ、そこで希土類元素及び／又は希少金属を含む非加水分解性元素に関する濃度上昇を生ずる。
【０１４７】
このようなステップは、希土類元素及び／又は希少金属の濃度を大幅に上昇させる上で有用であり、したがって、ステップ１０における抽出を容易にすることができる。
【０１４８】
ステップ７に関しては、低温で塩化マグネシウム及び他の非加水分解性生成物に富む溶液を、上述したように、乾燥しかつ高度に濃縮したガス状塩化水素を晶析装置内に散布することによって、濃度上昇させる。この結果、６水和物としての塩化マグネシウムの沈殿物を生ずる（例えば、塩化ナトリウム及び塩化カリウム除去後に）。このことは、含水形態のＨＣｌで行うこともできる。
【０１４９】
図３に示すように、別のステップ１１を追加することができる。塩化ナトリウムを硫酸と化学反応させて、硫酸ナトリウムを得るとともに、共沸点以上の濃度の塩酸を再生する。塩化カリウムを硫酸と化学反応させて、硫酸カリウムを得るとともに、共沸点以上の濃度の塩酸を再生する。塩化ナトリウム及び塩化カリウムの塩水溶液は、塩素アルカリの適合した小電解セルへの供給材料とすることができる。この後者の場合、共通塩基（ＮａＯＨ及びＫＯＨ）及び漂白剤（ＮａＯＣｌ及びＫＯＣｌ）を生成し、またこれらを本発明プロセスにおける他の領域（洗浄装置等）にある程度再使用ことができる。
【０１５０】
以下は非限定的実施例である。
【０１５１】
実施例１
アルミナ及び様々な他の生成物の調製
出発材料として、粘土サンプルをカナダ国ケベックのグランデ・バレー地域から採取した。
【０１５２】
これらの結果は、それぞれ約９００ｋｇのサンプルから行った８０回の試験の平均を示す。
【０１５３】
採掘状態の原粘土を粉末化しまた分類した後、以下の組成となった。
Ａｌ２Ｏ３：１５％〜２６％
ＳｉＯ２  ：４５％〜５０％
Ｆｅ２Ｏ３：８％〜９％
ＭｇＯ  ：１％〜２％
希土類元素及び／又は希少金属：０．０４％〜０.０７％
ＬＯＩ  ：５％〜１０％
【０１５４】
この材料は、この後、１４０〜１７０℃、１８〜３２重量％ＨＣｌで２段階手順により溶脱する。粘土の酸溶脱可能成分除去に必要とされる化学量論的量に基づいて１０〜２０％の化学論的過剰分にしてＨＣｌ溶液を使用した。半連続的作動の第１溶脱段階（ステップ２）において、２.５時間にわたり塩酸総量のうち必要量又は所定割合量に粘土を接触させた。使用済み酸を除去した後、この粘土を再び最小１８重量％塩酸溶液に約１.５時間にわたり同一温度及び同一圧力で接触させた。
【０１５５】
１段階溶脱による鉄及びアルミニウム双方に関して得られた代表的抽出曲線を図２に示す。
【０１５６】
浸出液をろ過し、固形物を水で洗浄し、普通の分析技術を用いて分析した（図１のステップ３参照）。得られたシリカの純度は９５.４％であり、何らかの塩化物及びＨＣｌはなかった。
【０１５７】
溶脱及びシリカ除去の後、種々の金属塩化物の濃度は以下のとおりであった。
ＡｌＣｌ３ ：１５〜２０％
ＦｅＣｌ２ ：４〜６％
ＦｅＣｌ３ ：０.５〜２.０％
ＭｇＣｌ２ ：０.５〜２.０％
フリーＨＣｌ：５〜５０ｇ／ｌ
【０１５８】
次に、使用済み酸は、約９０〜９８％純度の乾燥した気相の塩酸を用いて２段階で結晶化し、塩化アルミニウム６水和物内に２５ｐｐｍ未満の鉄が形成された。溶液中のＨＣｌ（液相）の濃度は、約２２〜約３２％、又は２５〜約３２％であった。回収した結晶化材料（最小純度９９.８％のＡｌＣｌ３からの水和物）を９３０℃又は１２５０℃で焼成し、こうしてアルミナのα部分を得た。
【０１５９】
焼成段階で発生する気相のＨＣｌ濃度は、３０％より高い濃度を有し、ＡｌＣｌ３及びＭｇＣｌ２の結晶化に使用（再利用）した。過剰塩酸を溶脱ステップに必要な目標濃度となるよう吸収する。
【０１６０】
塩化鉄（第二鉄形で約９０〜９５％）を、純ヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）としての抽出の観点から、水熱プロセスに送る。これは、国際公開２００９／１５３３２１号に記載された技術である、焼成、熱加水分解および浸出（溶脱）段階からの完全な熱回収を伴う低温加水分解により行うことができる。
【０１６１】
次に、希土類元素及び希少金属を、シリカ、アルミニウム、鉄及び水の大部分を除去し、続いて加水分解装置から結晶化に至る予濃縮を行ってある母溶液から抽出する。希土類元素は、加水分解装置自体内における１回の通過により、すなわち、濃縮ループをせずに、平均で４.０〜１０.０倍に濃縮できることが観測された。加水分解装置内で（１回通過）以下の濃縮係数が確認された。
Ｃｅ＞６
Ｌａ＞９
Ｎｄ＞７
Ｙ＞９
【０１６２】
残留塩化マグネシウムを乾燥しかつ高度に濃縮した塩酸とともに散布し、高濃度（例えば、３８.４％に達する濃度）の酸を回収しながらＭｇＯに焼成する。
【０１６３】
次に、他の非加水分解性成分を含む混合した酸化物（Ｍｅ-Ｏ）に対して７００〜８００℃で熱加水分解反応を加え、回収した酸（１５〜２０.２％）を、例えば溶脱システムに再転送した。
得た総収量：
Ａｌ２Ｏ３：９３〜９５％回収
Ｆｅ２Ｏ３：９８〜９９.５％回収
希土類元素及び／又は希少金属：７５〜９３％最小回収
ＭｇＯ：９６〜９８％回収
廃棄材料：０〜５％最大
ＨＣｌの全体的回収：９９.７５％最小
溶脱に供給されるＨＣｌ濃度：１８〜３２％
赤泥生成：なし
【０１６４】
実施例２
アルミナ及び様々な他の生成物の調製
【０１６５】
同様の供給材料（粘土に代わるボーキサイト）を実施例１につき説明したように溶脱段階まで処理し、実施例１で確立した条件の下で容易に溶脱できることが分かった。鉄に関しては１００％、及びアルミニウムに関しては９０〜９５％にわたる抽出割合が得られた。技術は経済的に実施可能であり、有害な副生成物（赤泥）は生じなかった。試験したサンプルは種々の濃度であり、Ａｌ２Ｏ３（５１％まで達する）、Ｆｅ２Ｏ３（２７％まで達する）、及びＭｇＯ（１.５％まで達する）であった。
【０１６６】
実施例３
ＨＣｌガス濃縮及び浄化：Ｈ２ＳＯ４ルート
Ｈ２ＳＯ４を使用して、ＨＣｌの浄化を実施することができる。この浄化は、密に充填したカラムを使用してＨ２ＳＯ４対向流を流して実施することができる（図４参照）。これにより、回収したＨＣｌを、共沸点（２０．１重量％）を超える濃度を有するＨＣｌに変換し、最小で約６０〜約７０％だけ濃度を上昇させることができる。
【０１６７】
水はＨ２ＳＯ４によって吸収し、この後、Ｈ２ＳＯ４再生は、Ｈ２ＳＯ４が約９５〜約９８％重量％の濃度に戻す場合に適用する。この段階で硫黄を含まない水放出をリサイクルして戻し、結晶化溶解等に使用する。カラム充填は、ポリプロピレン又はポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）を有することができる。
【０１６８】
燃焼エネルギーは、排ガス予加熱空気及び酸素濃縮で行うことができる。酸素濃縮：＋２％は火炎温度を最大で４００℃まで上昇させる。
【０１６９】
実施例４
ＨＣｌ濃縮及び浄化：塩化カルシウムを塩化カルシウム６水和物にする（吸収／脱着プロセス）
図５に示すように、ＣａＣｌ２を使用してＨＣｌを乾燥することができる。実際、ＣａＣｌ２を使用してＨＣｌ内に含まれる水を吸収することができる。この場合、ＣａＣｌ２は六塩化物形態（ＣａＣｌ２・Ｈ２Ｏ）に変換され、１つの飽和状態系が実質的に再生モードに切替わり、このモードでは、アルミナの焼成排ガス及び酸化マグネシウムスプレーの炙り出しから回収した熱い空気を導入して、固定床を再生する。このようなイオン／交換型プロセスを図４に示すことができ、またサイクルは一方のカラムから他方のカラムに切替わるよう反転させることができる。
【０１７０】
当業者であれば、実施例３及び４で説明したプロセスを種々の異なるやり方で使用することができることは理解するであろう。例えば、これらプロセスは、本明細書で説明した種々のプロセスと組合せることができる。例えば、このような浄化技術を図１，３又は６に示すプロセスに組込むことができる。例えば、これら技術をステップ５，６，８，９，１０及び１１（図１及び図３参照）から選択した少なくとも１つのステップの下流で使用することができる。それらは、ステップ４及び／又はステップ７の下流で使用することもできる。それらはステップ１０４〜１１１（図６参照）から選択した少なくとも１つのステップの下流で使用することもできる。
【０１７１】
実施例５
アルミナ及び様々な他の生成物の調製
この実施例は図６及び７で示したプロセスを使用して実施した。図６及び７で示したプロセスは、図７が追加段階、すなわち、段階１１２及び１１３を示す点でのみ相違することに留意されたい。
【０１７２】
原材料調製
原材料の例として粘土を、粘土調製プラント１０１における二次粉砕機で処理した。垂直ローラミル（例えば、フューラー−ロッシュＬＭ３０.４１）の乾燥基礎部で乾燥粉末化及び分類を行う。粘土調製段階１０１には３基のローラミルを有し、２基はおおよそ１６０〜１８０ｔｐｈの能力で稼働させ、１基はスタンバイさせる。原材料は、必要であれば、６３ミクロンよりも８５％小さいものに微細化することができる。次に、加工された材料は均質化サイロに貯蔵してから酸溶脱プラントの溶脱段階１０２に供給する。以下の表１は段階１０１中に得られた結果を示す。鉱石がフッ素元素を含む場合、特別な処理を加えてから溶脱段階１０２を実施することができる。塩酸の存在により、フッ素はフッ化水素酸を生ずることができる。この酸は腐食作用が極めて強く、人体の健康にタメージを与える。したがって、溶脱段階１０２を行う前に、随意的処理であるフッ素分離段階１１２を行う。この段階１１２では、段階１０１からの加工した材料を予溶脱処理における酸で処理し、フッ化水素酸を除去するステップを有することができる。したがって、原材料組成に基づき、フッ素分離段階１１２（又は予溶脱段階１１２）を実施することができる。
【０１７３】
【表１】
2014526431.tif 000003
【０１７４】
酸溶脱
次に、酸溶脱段階１０２を、８０ｍ３のガラス内張り反応炉内で半連続的に行った。半連続モードは、反応期間に反応した酸の１／３をより高い濃度の再生した酸と交換するステップを有し、このことは反応速度論を大幅に向上する。反応炉構成は、例えば、一連の３基の反応炉を有する。
【０１７５】
溶脱は、高温及び高圧（例えば、約１６０〜１９５℃の温度及び約５.０９９kg/cm２〜約８.１５８kg/cm２(約５〜約８バール)の圧力で一定期間の時間にわたり行った。反応時間は目標とする反応度（Ａｌ２Ｏ３９８％）、溶脱モード、酸強度、及び加える温度／圧力の関数であった。
【０１７６】
酸溶脱段階１０２から回収した使用済み酸は、次に段階１０３で未反応シリカ及び二酸化チタンからろ過し、すべてのフリーなＨＣｌ及び塩化物を回収する自動化フィルタプレスに通過させて洗浄した。このことは、例えば、ＳｉＯ２の最大量約３０ｐｐｍが使用済み溶液に入り込むことができる。この場合、ほぼ９６％＋濃度ＳｉＯ２である清浄化したシリカが生成される。種々のオプションがこの時点で可能である。例えば、９６％シリカは、苛性浴による最終中和、クリーニング、及びブリケット化してから保存する。他の実施例によれば、他の溶脱ステップを追加することにより浄化したシリカに、固形物分離ステップを続けて行い、これによりＴｉＯ２の除去を確実にする（図７における段階１１３）。この特別な場合、９９.５％＋の高純度シリカが生成される。段階１１３において、チタン及びケイ素は種々の手法で互いに分離することができる。例えば、段階１０３から得られる固形物を９０℃又は８０℃未満の温度及び低い酸濃度でＭｇＣｌ２の存在の下に溶脱することができる。例えば、酸濃度は２５％又は２０％未満とすることができる。酸はＨＣｌ又はＨ２ＳＯ４とすることができる。このような場合、チタンはこのような溶脱後に溶解性を示すままであるが、チタンは依然として固形形態をとる。段階１１３後に得られたこれら固形物及び液体は、次に分離して最終的にＴｉＯ２及びＳｉＯ２を生ずる。シリカをクリーニングするための注水及び水流は１：１（シリカ／水）の比（１５０ｔ/ｈのＳｉＯ２／１５０ｔ/ｈのＨ２Ｏ）とするが、プロセスにおいて、閉ループにおける洗浄水循環ステップを有し、シリカを最終クリーニングし、また溶脱段階で生ずるすべての塩化物及びフリーＨＣｌを回収するための限定量の処理水を必要とする。以下の表２は段階１０２で得られた結果を示す。
【０１７７】
【表２】
2014526431.tif 000004
【０１７８】
ＡｌＣｌ３の結晶化
約２０〜３０％濃度の塩化アルミニウムを有する使用済み酸を、次に結晶化段階１０４で処理した。乾燥しかつ高度に濃縮した気相のＨＣｌ（＞９０重量％）を２段結晶化反応炉内に散布し、これにより塩化アルミニウム６水和物の結晶化を可能にする。
【０１７９】
これら反応炉を通過する酸の流量は６７５ｍ３／ｈとし、この高い発熱反応中約５０〜６０℃に維持した。熱は回収し、またプラントの酸浄化段階１０７の部分と熱交換し、これにより適正な熱伝達を確実にし、またプラントの熱消費を最小化した。塩化アルミニウムの溶解度は、他の元素と比較すると急激に低下し、結晶化反応炉内におけるフリーのＨＣｌの濃度が上昇する。沈殿／結晶化のためのＡｌＣｌ３の濃度は約３０％であった。
【０１８０】
結晶化中のＨＣｌ濃度は、したがって、約３０〜３２重量％であった。
【０１８１】
結晶化段階１０４からの水溶液は、つぎに熱水酸回収プラントの段階１０５に送るとともに、結晶は焼成プラントにおける分解／焼成段階１０６で処理した。
【０１８２】
１段の結晶化段階又は多段結晶化段階を行うことができる。例えば、２段結晶化段階を実施することができる。
【０１８３】
以下の表３Ａ及び３Ｂに段階１０４中に得られた結果を示す。
【０１８４】
【表３Ａ】
2014526431.tif 000005
【表３Ｂ】
2014526431.tif 000006
【０１８５】
焼成及び熱水酸回収
焼成段階１０６は、予加熱システムとともに２段循環流動床（ＣＦＢ：circulating fluid bed）を使用する。予加熱システムはプラズマトーチを有し、処理するためのスチームを加熱する。結晶を分解／焼成段階で処理する。塩酸の大部分は、約３５０℃の温度で作動した第１段階で放出するとともに、第２段階は焼成自体を行う。双方の段階から酸（それらのプロセスから回収した酸の約６６〜６８％）を回収して、酸溶脱段階１０２又は酸浄化段階１０７のいずれかに送る。約９３０℃の温度で動作する第２反応炉内において、主に酸溶脱段階１０２からの洗浄水を使用して２つのカラム内に通して、凝結及び吸収により酸を回収した。この段階からの潜熱を大量の水と同時に回収し、このことは正味の水投入量を制限した。
【０１８６】
酸化鉄生成及び酸回収段階１０５のシステムにおいては、結晶化段階１０４からの水溶液を先ず予濃縮段階を経て、加水分解反応炉内での処理を行う。ここでは、低温（約１６５℃）処理中にヘマタイトを生成した。加水分解装置から再循環ループをとり、予濃縮装置に再循環させ、ＲＥＥ，Ｍｇ，Ｋ及び他の元素の濃縮を可能にする。この再循環ループは、希土類元素の塩化物及び／又は希少金属の塩化物並びに種々の金属塩化物の濃度を、これら生成物を沈殿させることなく、ヘマタイトとともに所定程度に上昇させることができる。
【０１８７】
プラント内の酸バランスに基づいて、回収した酸を段階１０２又は１０７のいずれかに送り込む。表４は段階１０５で得られた結果を示す。
【０１８８】
【表４】
2014526431.tif 000007
【０１８９】
表５は段階１０６で得られた結果を示す。
【０１９０】
【表５】
2014526431.tif 000008
【０１９１】
希土類元素及び希少金属の抽出
段階１０５の再循環から取出した流れを、次に希土類元素及び希少金属抽出段階１０８のために処理し、この段階１０８において、残留鉄の第二鉄（Ｆｅ２＋）への還元を行い、その後一連の溶剤抽出段階を行う。反応剤は、シュウ酸、ＮａＯＨ、ＤＥＨＰＡ（ジ-(２-エチルヘキシル)リン酸）及びＴＢＰ（トリ-ｎ-ブチルリン酸塩）有機溶液とし、ケロシン及びＨＣｌを使用して希土類元素及び希少金属塩化物を水酸化物に変換した。水酸化物形態の希土類元素及び希少金属からの特別な焼成を行う前に、対向流有機溶媒のＨＣｌを使用する溶液剥離を行い、高純度の個別酸化物に変換する。イオン交換技術もポリトリメチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と同一の効果を達成することができる。
【０１９２】
段階１０５からの鉄粉、又はＦｅＯのようなスクラップ金属を、母溶液におけるＦｅ３＋濃度に応じたレート（割合）で使用することができる。１ｔｐｈのレートのＨＣｌ（１００重量％）を、ＲＥＥ溶剤抽出（ＳＸ）分離及び希土類元素及び／又は希少金属シュウ酸塩の再溶脱における剥離される溶液として必要になり得る。
【０１９３】
極めて高品質の脱塩化又はナノ化した水を１００ｔｐｈのレートで剥離溶液及び沈殿物洗浄に添加した。
【０１９４】
シュウ酸を二水和物として０.２ｔｐｈのレートで添加し、希土類元素及び希少金属シュウ酸塩沈殿物形成に寄与させた。０.５ｔｐｈのレートでＮａＯＨ又はＭｇＯＨを中和剤として使用することができる。
【０１９５】
５００ｇ/ｈのレートでＤＥＨＰＡのＳＸ有機溶液を希土類元素分離の活性試薬として使用するとともに、５ｋｇ/ｈのレートでＴＢＰのＳＸ有機溶液をガリウム回収及びイットリウム分離のための活性試薬として使用した。最後にキシレン希釈液をおよそ２ｋｇ/ｈのレートですべてのＳＸ段階に使用した。焼成は電気回転炉内で間接加熱により行い、内容物をＲＥＥ２Ｏ３（酸化物形態）に変換し、また生成物純度を維持する。
【０１９６】
段階１０８に関して行った種々の試験結果を表６に示す。
１つのラインをサブセクション（５）に分割し、溶剤抽出を使用して以下の要素を単離した。
・Ｇａ２Ｏ３
・Ｙ２Ｏ３
・Ｓｃ２Ｏ３
・Ｅｕ２Ｏ３＋Ｅｒ２Ｏ３＋Ｄｙ２Ｏ３
・Ｃｅ２Ｏ３＋Ｎｄ２Ｏ３＋Ｐｒ２Ｏ３
【０１９７】
【表６】
2014526431.tif 000009

【０１９８】
代案として、段階１０８は、国際公開第２０１２／１２６０９２号（PCT/CA2012/000253）及び／又は国際公開第２０１２／１４９６４２号（PCT/CA2012/000419）に記載のように実施することができる。
【０１９９】
段階１０８及び１０９後の溶液は、主に、ＭｇＣｌ２、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ２、ＦｅＣｌ２／ＦｅＣｌ３、及びＡｌＣｌ３を含み、次いで段階１１１の処理を受けさせる。ＭｇＯに続いてＮａ，Ｋ，Ｃａを段階１１０で特別な順序で結晶化することによって抽出し、先ずＮａを、続いてＫを、次にＣａを抽出する。この技術は、例えば、イスラエルにおける死海の塩処理プラントで用いることができ、ＭｇＯを生産し、また原材料からアルカリを除去することができる。
【０２００】
ＨＣｌ再生
アルカリ（Ｎａ、Ｋ）を結晶化した後、塩酸のアルカリ再生段階１１０のプラントに送って処理し、高度に濃縮した塩酸（ＨＣｌ）を回収した。変換用に選択したプロセスは付加価値生成物を生ずることができる。
【０２０１】
ＨＣｌを回収する上でＮａＣｌ及びＫＣｌを変換するのに種々の選択肢を利用できる。一実施例では、それらＮａＣｌ及びＫＣｌを高度に濃縮した硫酸（Ｈ２ＳＯ４）に接触させ、それぞれ硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）及び硫酸カリウム（Ｋ２ＳＯ４）を生じ、また９０重量％より高い濃度のＨＣｌを再生することができる。他の実施例は、塩化ナトリウム及び塩化カリウムの塩水溶液を塩素アルカリの適合した小電解セルへの供給材料とすることができる。この後者の場合、共通塩基（ＮａＯＨ及びＫＯＨ）及び漂白剤（ＮａＯＣｌ及びＫＯＣｌ）をＨＣｌとともに生成する。ＮａＣｌ及びＫＣｌ双方の塩水の電気分解は、異なるセルで行い、これらセル内で電流は必要な化学反応に適合するよう調整する。双方の場合、２段階プロセスとし、塩水に高電流を流し、塩基（ＮａＯｈ又はＫＯＨ）が塩素（Ｃｌ２）及び水素（Ｈ２）とともに生成される。次に、Ｈ２及びＣｌ２に共通の火炎を当て、ここで気相の高度に濃縮された酸（１００重量％）が生成され、この酸を結晶化段階１０４に直接するか、又は乾燥した高度に濃縮された酸を必要とする結晶化段階に使用することができる。
【０２０２】
酸化マグネシウム
多くの要素（例えば、ＡｌＣｌ３、ＦｅＣｌ３、ＲＥＥ-Ｃｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ）がほとんどなくなったが、ＭｇＣｌ２に富む減縮流を、次に酸化マグネシウム処理段階１１１のプラントに送る。ＭｇＯでは、ＭｇＣｌ２及び任意な他の残留不純物の熱加水分解によって酸化物に変換するとともに、酸の再生を行う。第１ステップは予蒸発／結晶化段階であったが、ここでカルシウムを除去し、また硫酸との簡単な化学反応により、ジプサム、すなわち二水硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）に変換し、このためにＭｇＯの分離が必要である。このことは、ＭｇＯのロースト及びエネルギー消費を僅かにする一方で、ＨＣｌの大幅な回収能力を向上させる。次のステップは、スプレーローストによるＭｇＯ濃縮溶液の特別な熱加水分解であった。２つの主な生成物、すなわち、さらに処理するＭｇＯ及びＨＣｌ（約１８重量％）を生じ、ＨＣｌは上流の溶脱段階１０２又は塩酸浄化段階１０７のプラントのいずれかに再利用のため戻した。スプレーロースト装置から導出されるＭｇＯ生成物は、さらに洗浄、浄化、及び目標とする品質に応じた最終的な焼成を必要とすることができる。浄化及び焼成は、洗浄−水和反応ステップ及び標準の焼成ステップを有する。
【０２０３】
スプレーロースト装置からのＭｇＯは高度に化学的活性を示し、また直接水タンクに注入し、ここで水と反応して水における溶解度の低い水酸化マグネシウムを形成する。残存する微量塩化物、例えば、ＭｇＣｌ２、ＮａＣｌは水に溶解した。Ｍｇ（ＯＨ）２懸濁液は、濃縮槽内で沈降させた後、真空ドラムフィルタに転送し、残りの水を除去した。清浄化されたＭｇ（ＯＨ）２は次に焼成反応炉に転送し、ここで垂直多段炉内での高温に晒される水は、水和反応から放出され、またＭｇ（ＯＨ）２からＭｇＯ及び水への変化を可能にする。この時点で酸化マグネシウムは高純度（＞９９％）であった。
【０２０４】
ＨＣｌ浄化
塩酸浄化段階１０７は、異なる段階（例えば、段階１０５，１０６，１１１）から再生したＨＣｌの浄化に効果的であり、結晶化のための純度を上げるとともに、乾燥しかつ高度に濃縮された酸（９０重量％）は散布剤として使用することができる。段階１０７によれば、さらに、段階１０２に戻る酸の濃度（約２２〜約３２重量％）を制御し、また酸及び水の全体的バランスをとることができる。プラントの全体的水バランスをとることは、主に、洗浄水を結晶化段階における吸収媒体、急冷剤、又は溶解媒体として再使用することによって行われる。
【０２０５】
例えば、浄化は膜蒸留プロセスによって実施することができる。ここで適用する膜蒸留プロセスは、異なる温度の２つの水溶液を疎水性薄膜に通して分離するとき生ずる。このプロセスの駆動力は、これら溶液間の温度勾配によって生ずる部分的蒸気圧力差によって供給される。蒸気は熱い側から冷たい側に移行する。このような理論に縛られるつもりはないが、分離メカニズムは、ＨＣｌ／水混合液の蒸気／液体平衡に基づくものであった。このような技術は、実際上、ＨＣｌ／水系、Ｈ２ＳＯ４／水系、並びに海水から飲料水を得ること及びナノウォーター生成を目的とした塩化ナトリウム水溶液の商業用大規模系に適用されてきた。したがって、膜蒸留は、多孔質疎水性薄膜を経る蒸発に基づく分離プロセスであった。このプロセスは、約６０℃で行い、また内部水循環ループを有する段階１０４及び１０２から熱を回収し、薄膜に到来する温度を一定に維持する上で効果的であった。例えば、３００，０００ｍ２の等価表面積を有する８個の薄膜を使用することができ、１薄膜あたり約７５０ｍ３／ｈの流量で共沸点よりずっと高い（すなわち、＞３６％）ＨＣｌ濃度をうることができ、最終的に９０％濃度が圧力蒸留（精留カラム）によって得られる。
【０２０６】
再生される酸を疎水性薄膜に通して処理し、ＨＣｌから水を分離することによるＨＣｌ浄化は、したがって、ＨＣｌ濃度を約３６％（共沸点よりも高い）まで上昇させ、したがって、圧力剥離カラムを通過させる１段精留で、結晶化段階のための気相で＞９０％濃度ＨＣｌが得られ、またしたがって、結晶化段階に入る酸濃度を３０〜３５％（液状）まで制御することができる。
【０２０７】
段階１０７に示すように、この段階１０７は約６０℃で作動し、熱入力は段階１０２〜１１０からの熱回収によって供給される。精留カラムは、再沸騰ボイラー部分における約１４０℃で作動させた。双方のシステムは平衡状態及びバランスのとれた状態にあったため、正味エネルギー必要条件は中立的（実際は、Ａｌ２Ｏ３で-3.5Gj/tという負側）であった。
【０２０８】
例えば、酸浄化は、活性化したアルミナ床上で吸着技術を使用することによって実施することができる。連続モードで少なくとも２個の吸着カラムを必要とし、どちらか一方のカラムで吸着を行い、また他方で再生を行う。再生は、熱ガス又は減圧ガスを対向流として供給することによって行うことができる。この技術は、結果として１００重量％の浄化ガスを生ずる。
【０２０９】
例えば、酸浄化は、塩化カルシウムを水の同伴剤として使用することによって行うことができる。希薄塩酸溶液は、カラムを通過する濃い塩化カルシウム溶液と接触させる。このとき水は塩酸溶液から除去され、９９.９％のガス状ＨＣｌがプロセスから出力される。冷却水及び極低温冷却剤を使用して、ＨＣｌ内の残留水を凝結させる。薄いＣａＣｌ２溶液は、塩化カルシウムの回収を確実にする蒸発器によって濃縮する。カラムに供給される到来ＨＣｌ溶液における不純物に基づいて、若干の金属は塩化カルシウムが濃縮された溶液を汚染するおそれがある。Ｃａ（ＯＨ）２による沈殿及びろ過によって、これら不純物を除去できる。カラムは、例えば、０.５０９９ｋｇ／ｃｍ２（０.５バール）で作動することができる。この技術によれば、ＨＣｌの９８％を回収できる。
【０２１０】
表７は、図６に示すプロセスに関して得られた結果を示す。
【０２１１】
【表７】
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【０２１２】
表８〜２６は、図６に示すプロセスに従って生じた生成物に関連して得られた結果を産業界の標準と比較して示す。
【０２１３】
【表８】
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【０２１４】
【表９】
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【０２１５】
【表１０】
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【０２１６】
【表１１】
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【０２１７】
【表１２】
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【０２１８】
【表１３】
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【０２１９】
【表１４】
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【０２２０】
【表１５】
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【０２２１】
【表１６】
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【０２２２】
【表１７】
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【０２２３】
【表１８】
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【０２２４】
【表１９】
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【０２２５】
【表２０】
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【０２２６】
【表２１】
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【０２２７】
【表２２】
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【０２２８】
【表２３】
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【０２２９】
【表２４】
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【０２３０】
【表２５】
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【０２３１】
【表２６】
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【０２３２】
本発明プロセスによれば、既知のプロセスに対して多くの重要な利点及び相違を提供する。
【０２３３】
本発明プロセスは完全連続で経済的に溶液を供給し、これにより様々なタイプの材料からアルミナをうまく抽出するとともに、高度に濃縮された希土類元素及び希少金属を含む付加価値のある超純度の高い二次生成物を得ることができる。本明細書に記載した技術によれば、革新的な総酸回収量及び回収した酸の超高濃度を可能にする。これを半連続溶脱手法と組合せるとき、極めて高い抽出収量に貢献し、また塩化アルミニウム結晶化及び他の付加価値元素濃縮の特別な方法を可能にする。これらプロセスによれば、さらに、このように生成したアルミナを含むアルミニウムを調製できる。
【０２３４】
とくに、使用する設備タイプ（例えば、垂直ローラミル）及び特別な運用により、原材料粉末化、乾燥、及び分類作業は、様々な種類の材料硬度（例えば、炉スラグ）、様々なタイプの水分量（３０％）及び到来する粒径に適用可能である。確立された粒径は、溶脱段階で鉱石と酸との間の最適接触を可能にし、また迅速な反応速度を可能にする。使用される粒径は、塩酸との接触時における摩損問題を劇的に減少し、簡素化した冶金／内張り層の使用を可能にする。
【０２３５】
本発明によるプロセスの他の利点は、高温と到来する塩酸の高い濃度を組合せることである。フリー塩酸による駆動力を系統的に使用する半連続作動と組合せると、鉄及びアルミニウムの抽出収率が、基本的バッチプロセスにおける基準時間の約４０％よりすくない時間で、それぞれ１００％及び９８％に達する。共沸点における濃度より高いＨＣｌ濃度の他の利点は、潜在能力を高める。共沸点における濃度より高いＨＣｌ濃度及び半連続手法は、技術に大きな進歩をもたらす。
【０２３６】
溶脱段階での対向流洗浄後にシリカから母溶液分離のために使用した技術の他の利点は、バンドフィルタが９６％を超える期待される純度を有する超純シリカをもたらす点である。
【０２３７】
乾燥し、清浄化し、また高度に濃縮したガス状ＨＣｌを散布剤として使用することによるＡｌＣｌ３をＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶化によれば、鉄及び他の不純物が１００万分の数パーツしかない純度の高い塩化アルミニウムを得ることができる。最小の段階数だけで適正な結晶成長が可能である。
【０２３８】
ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成と、極めて高濃度のガスを生成するＡｌ２Ｏ３との直接的相互連係によれば、晶析装置内における連続したＨＣｌ濃縮の正確な調整、及びひいては結晶成長及び結晶化プロセスの適正な制御を可能にする。
【０２３９】
本件出願人は、アルミニウムを含む様々な材料（アルミニウムを含んでいるボーキサイト、アルミノケイ酸塩材料、スラグ、赤泥、飛散灰）からアルミナ及び他の付加価値生成物のためほぼ全体的に塩酸回収する完全に統合化した連続プロセスを発見した。実際、本発明プロセスは、ほぼ純粋な純アルミナ及び他の浄化した付加価値生成物、例えば、浄化したシリカ、純ヘマタイト、純粋な他の無機化合物（例えば、酸化マグネシウム）及び希土類元素生成物を生産することができる。さらに、本発明プロセスは、酸溶脱作業前に事前の熱処理は不要である。酸溶脱は半連続技術を使用し、高圧及び高温条件で、また極めて高い塩酸濃度により実施することができる。さらに、本発明プロセスは、売り物にならない残留物は何ら生ずることがなく、したがって、アルカリプロセスの場合のような環境に有害な残留物を廃絶することができる。
【０２４０】
高温焼成段階の利点は、必要とされるアルミナのα形態を制御できることに加えて、共沸点におけるＨＣｌ濃度よりも高い液状形態での塩酸濃度（＞３８％）を得る上で、またひいては溶脱段階に投入するより高いＨＣｌ濃度を得る上で有効なことである。焼成段階の塩酸ネットワークは２つの結晶化系に相互接続し、また圧力調節によって過剰ＨＣｌは最も高い可能な液状濃度で吸収することができる。低水分量（＜２％）の塩化物六水和物が到来する供給の利点によれば、連続的に共沸点濃度よりも高い濃度の酸を回収できる。このＨＣｌバランスがとれた、プロセスに３つの共通部分に共沸点より高い濃度での重複使用は、技術の大きな進歩である。
【０２４１】
他の利点は、酸化鉄及び塩酸回収ユニットに到来する化学物質（塩化第二鉄）を使用する点であり、この塩酸回収ユニットにおいて、任意の焼成部分、熱加水分解部分及び溶脱部分からの過剰な熱負荷は回収して、金属塩化物の母溶液を予濃縮し、したがって、極めて低温で極めて純粋なヘマタイトの形態における塩化第二鉄の加水分解、及び共沸点におけるよりも高い同一濃度での酸再生を可能にする。
【０２４２】
塩化第二鉄の加水分解段階における即時プロセスのさらに大きな利点は、塩化物形態における希土類元素を加水分解反応炉内で、加水分解段階と結晶化段階との間における内部ループを経て濃縮できる点である。本発明プロセスが漸進的濃度比を適用する種々のステップから恩恵を受ける利点がある。したがって、この段階で内部濃縮ループの他に、シリカ、アルミニウム、鉄を得るとともに、飽和に近い平衡の溶液（フリー塩酸のない大量の水蒸発）を得ることにより、つぎに所定割合レベルになるとき種々の技術を使用して特別な酸化物（ＲＥ-Ｏ）の塩化第二鉄除去浄化を行う後に、１００万分の数部分の希土類元素及び非加水分解性元素を到来供給部に送り、直接加水分解装置でそれらを高い割合で濃縮することができる。このとき、利点は二重に得られる、すなわち、統合化プロセス段階を使用しての希土類元素の極めて高いレベルの濃縮が得られ、また最も重要なことに、この手法は、溶脱段階後の使用済み酸の主な流れ（極めて希釈された）が、主な塩化アルミニウム流を汚染し、したがって、Ａｌ２Ｏ３の収率に影響を及ぼすリスクを回避する。従来技術の他の重要な改善は、完全統合化に加えて、成分の選択的除去により、希土類元素の濃縮を比較的高い濃度（パーセンテージ）にできる点である。
【０２４３】
本発明プロセスの他の利点は、アルミナ焼成段階又は酸化マグネシウムの直接焼成のどちらかからＨＣｌ（いずれの場合でも、気相又は液相の高度に濃縮された酸を生ずる）の散布によりＭｇＣｌ２を選択的結晶化できる点である。塩化アルミニウムの特別な結晶化と焼成反応炉との直接的相互接続によって、ＨＣｌガスの極めて高い濃度（約８５〜約９５重量％、約９０〜約９５重量％、又は約９５重量％）により、目標とする酸化マグネシウム品質に基づいて晶析装置に対して連続的に正確な調整を行うことができる。このプロセス段階（ＭｇＯ生産又は他の付加価値金属酸化物）が到来するプロセス化学物質供給に基づいて必要となる場合、希土類元素抽出ポイントをこの付加的段階後にすべきであり、この利点は追加濃縮効果が加わる点である。
【０２４４】
熱加水分解によれば、任意な残留塩化物の最終変換を可能にし、また（粘土を出発材料とする場合）肥料として使用できる精製した酸化物生産を可能にし、塩酸回収を有するプロセスからの大量の洗浄水の処理を閉ループにおいて溶脱段階のための共沸点で行うことができる。この最後の段階の利点は、酸回収のプロセスループを完全に閉ループとした点、及び上述したように、いかなるタイプの原材料を処理する間に、環境に有害な残留物を何ら発生することがないことを保証する点に関連する。
関連する。
【０２４５】
従来技術に対する大きな貢献は、本発明が提案した完全統合化プロセスが、とりわけボーキサイトの処理を経済的に、赤泥又は有害残留物を発生することなく実際に行える点にある。他の天然原材料（任意の適当なアルミニウム含有材料又はアルミニウム鉱石）に適用できること、塩酸の総合的回収及び共沸点（例えば約２１％〜約３８％）における濃度よりも高い全体的濃度を使用することの他に、付加価値のある二次生成物の選択的抽出及び環境条件に対するコンプライアンス（変換コストに対する高い競争力を維持しつつ）が得られる点が従来技術に対する大きな利点である。
【０２４６】
本発明は塩酸処理を使用して純粋な酸化アルミニウム調製をするとともに、高純度かつ高品質の生成物（無機化合物）を生産しまた希土類元素及び希少金属を抽出する完全統合化プロセスを提供することを説明した。
【０２４７】
上述の実施例１〜５に関して、当業者であれば、使用する出発材料、すなわち、粘土質岩、ボーキサイト、陶土、霞石、アルミノケイ酸塩鉱物、赤泥、スラグ、飛散灰、工業用耐火材料等に応じて、若干のパラメータを調整する必要があることは、やはり理解できるであろう。実際、所定パラメータ、例えば、反応時間、濃度、温度は、選択した出発材料（アルミニウム含有材料）の反応性に従って変化し得る。
【０２４８】
とくに特別な実施形態につき説明したが、これらに対する多くの変更は当業者には明らかであろう。したがって、上述の説明及び添付図面は特別な実施例であり、限定的なものと捉えるべきではない。
【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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【国際調査報告】
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