(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイヤー法によって水酸化アルミニウムを製造するに際し、バイヤー工程でのアルミン酸ソーダ溶液中に、脱色剤としてＢＥＴ比表面積１０ｍ2／ｇ以上、平均粒子径２μｍ以上、及びカルシウム含有量（酸化カルシウム換算）５質量％以下の水酸化マグネシウムを３ｇ／リットル以上の割合で添加し、脱色処理した後に濾過して得られた脱色処理液から水酸化アルミニウムを析出せしめることを特徴とする高白色水酸化アルミニウムの製造方法。
【請求項２】
バイヤー工程でのアルミン酸ソーダ溶液中に脱色剤を添加し、混合して接触処理する混合接触工程と、接触処理後の混合物を固液分離して脱色処理された脱色処理液を回収する固液分離工程と、回収された脱色処理液から水酸化アルミニウムを析出させる析出工程と、析出した水酸化アルミニウムを固液分離して回収する製品回収工程とを有するバイヤー法によって水酸化アルミニウムを製造する方法であり、脱色剤としてＢＥＴ比表面積１０ｍ2／ｇ以上、平均粒子径２μｍ以上、及びカルシウム含有量（酸化カルシウム換算）５質量％以下の水酸化マグネシウムを３ｇ／リットル以上の割合で使用すると共に、脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度を測定し、この脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度測定値により製品回収工程で回収されて混合接触工程に循環される分離回収液の循環使用率を制御することを特徴とする高白色水酸化アルミニウムの製造方法。
【請求項３】
脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度測定値が０．１５以下のとき分離回収液の循環使用率を１００％に、この波長３８０ｎｍ吸光度測定値が０．１５を超えるとき所定濃度の新しい苛性ソーダ水溶液を加えて吸光度測定値が０．１５となる希釈率に対応する循環使用率に設定し、製品の黄色ばみを制御する請求項２に記載の高白色水酸化アルミニウムの製造方法。
【請求項４】
混合接触工程での脱色剤添加量が３〜５ｇ／リットルの割合である請求項２又は３に記載の高白色水酸化アルミニウムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、バイヤー法によって水酸化アルミニウムを製造するに際し、バイヤー工程での着色物質を含むアルミン酸ソーダ溶液から白色度の高い水酸化アルミニウムを製造するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水酸化アルミニウムは、工業的には、ボーキサイトを苛性ソーダ溶液で処理して得られたアルミン酸ソーダ溶液に、水酸化アルミニウムの種子を添加してアルミン酸ソーダを加水分解し、水酸化アルミニウムを析出させる、いわゆるバイヤー法により製造されている。
【０００３】
析出した水酸化アルミニウムを濾過して回収された濾液（即ち、アルミン酸ソーダ溶液）は、再び新しい原料のボーキサイトを溶解させ、種子を添加し、加水分解して水酸化アルミニウムを析出させる操作を繰り返す。その結果、次第にアルミン酸ソーダ溶液中にボーキサイト由来の着色物質が蓄積し、これに伴って析出する水酸化アルミニウムが着色してくる。
【０００４】
このため、白色度の高い水酸化アルミニウムを製造するときには、このようにして調製された水酸化アルミニウムを原料とするバイヤー工程で、水酸化アルミニウムを新しい苛性ソーダ水溶液又は高白色水酸化アルミニウム製造工程内の循環アルミン酸ソーダ溶液中に溶解し、得られたアルミン酸ソーダ水溶液に高白色の水酸化アルミニウムを種子として添加し、再び加水分解を行っている。
しかしながら、たとえこのような製造工程を採用しても、原料水酸化アルミニウム中の着色物質が次第に蓄積してくる。
【０００５】
そこで、白色度の高い水酸化アルミニウムを製造するためには、アルミン酸ソーダ溶液から加水分解して水酸化アルミニウムを析出させる前に、原料の水酸化アルミニウム由来の着色物質を分離除去することが必要になり、従来においても、例えば、オゾン等で着色物質を酸化処理する方法（オゾン酸化法）、活性アルミナを用いる方法（活性アルミナ法、特開昭47-8,510号公報）、Ｍｇ及びＣａの酸化物、水酸化物、炭酸塩、珪酸塩、及び蓚酸塩と、Ｂａの炭酸塩、珪酸塩、蓚酸塩、及び硫酸塩とからなるアルカリ土類金属化合物から選ばれた１種又は２種以上を用いる方法（アルカリ土類金属化合物法、特公昭57-31,527号公報）等の方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記オゾン酸化法には簡便であるという利点はあるが、安全性の点で問題があり、また、活性アルミナ法には同時に金属不純物をも除去できるという利点はあるが、製造コストが嵩むという問題があり、しかも、これらいずれの方法も求められる高白色度を達成できないという問題がある。
【０００７】
これに対して、アルカリ土類金属化合物法には高白色度を達成できるという利点はあるが、用いる添加物質の粒子径、ＢＥＴ比表面積等の性状や添加量によって、得られる水酸化アルミニウムの白色度が大きく左右されたり、また、仮にアルカリ土類金属化合物法のように、目的とする白色度の高い水酸化アルミニウムが得られたとしても、アルミニウム分がアルミン酸カルシウム（３ＣＡ）等として失われるアルミ分ロスが多く、しかも、発生したアルミン酸カルシウムが熱交換器などの工程内配管にスケールとして付着し、工程操業に悪影響を及ぼす等の問題を引き起こし、工業的には改善の余地がある。
【０００８】
そこで、本発明者らは、上述した従来方法の場合のような問題がなく、しかも、高い白色度を有する水酸化アルミニウムを工業的に有利に製造することができる方法について鋭意検討した結果、アルミン酸ソーダ溶液中の着色物質を吸着する水酸化マグネシウムの吸着性能を高めるだけでなく、同時に濾過性能を維持できると共にアルミ分及び／又はソーダ分のロスをも可及的に抑制できる方法に到達し、本発明を完成した。
【０００９】
従って、本発明の目的は、単に高い白色度を有するだけでなく、濾過性能に優れているほかアルミナ分及び／又はソーダ分のロスを可及的に抑制でき、工業的に有利に水酸化アルミニウムを製造することができる高白色水酸化アルミニウムの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本願の第一の発明は、バイヤー法によって水酸化アルミニウムを製造するに際し、バイヤー工程でのアルミン酸ソーダ溶液中に、脱色剤としてＢＥＴ比表面積１０ｍ2／ｇ以上、平均粒子径２μｍ以上、及びカルシウム含有量（酸化カルシウム換算）５質量％以下の水酸化マグネシウムを３ｇ／リットル以上の割合で添加し、脱色処理した後に濾過して得られた脱色処理液から水酸化アルミニウムを析出せしめることを特徴とする高白色水酸化アルミニウムの製造方法である。
【００１１】
また、本願の第二の発明は、析出させて得られた水酸化アルミニウムを原料とするバイヤー工程でのアルミン酸ソーダ溶液中に脱色剤を添加し、混合して接触処理する混合接触工程と、接触処理後の混合物を固液分離して脱色処理された脱色処理液を回収する固液分離工程と、回収された脱色処理液から水酸化アルミニウムを析出させる析出工程と、析出した水酸化アルミニウムを固液分離して回収する製品回収工程とを有するバイヤー法によって水酸化アルミニウムを製造する方法であり、脱色剤としてＢＥＴ比表面積１０ｍ2／ｇ以上、平均粒子径２μｍ以上、及びカルシウム含有量（酸化カルシウム換算）５質量％以下の水酸化マグネシウムを３ｇ／リットル以上の割合で添加すると共に、脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度を測定し、この脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度測定値により製品回収工程で回収されて混合接触工程に循環される分離回収液の循環使用率を制御することを特徴とする高白色水酸化アルミニウムの製造方法である。
【００１２】
本願の第一の発明において、アルミン酸ソーダ溶液と脱色剤とを接触させる混合接触工程で脱色剤として添加される水酸化マグネシウムは、ＢＥＴ比表面積が１０ｍ2／ｇ以上、好ましくは１４ｍ2／ｇ以上であり、平均粒子径が２μｍ以上、好ましくは３μｍ以上であり、また、カルシウム含有量（酸化カルシウム換算）が５質量％以下、好ましくは２質量％以下である。
【００１３】
ＢＥＴ比表面積については、１０ｍ2／ｇより小さいと、その脱色性能が不足し、経済的な水酸化マグネシウムの使用量、例えば１〜２．５ｇ／リットルでは所望の白色度（例えば、脱色処理液の３８０ｎｍ吸光度（黄味）０．１５以下）を達成することができない。
また、平均粒子径については、２μｍより小さくなると、脱色処理後の濾過分離性が著しく低下し、濾過時間が長くなり、また、多数台の濾過機を必要とする等、経済的に負担が増大する。
更に、脱色剤として添加される水酸化マグネシウム中のカルシウム含有量（酸化カルシウム換算）については、５質量％を超えると、酸化カルシウムとアルミン酸ソーダとが反応してアルミン酸カルシウムを生成し、アルミ分ロスが増加するほか、熱交換器等の工程内配管にスケールとして付着し、生産性や作業性が低下する原因になる。
【００１４】
本発明方法においては、このような水酸化マグネシウムを脱色剤として混合接触工程でアルミン酸ソーダ溶液中に３ｇ／リットル以上、好ましくは３〜５ｇ／リットルの割合で添加し、脱色処理した後に濾過して得られた脱色処理液から水酸化アルミニウムを析出せしめる。この際に、アルミン酸ソーダ溶液中に添加する水酸化マグネシウムの添加量が３ｇ／リットルより少ないと、脱色効果が得られず所望の白色度を達成できない場合がある。また、添加量の上限については、所望の白色度を達成するという観点からは特に存在しないが、１０ｇ／リットル以上添加しても格別な白色度向上効果はない。
【００１５】
この混合接触工程での処理条件については、温度については水酸化アルミニウムの析出が起こらない温度、例えば８０〜１５０℃程度までが好適であり、また、接触時間については０．５〜７時間が適当である。
【００１６】
また、接触処理後の混合物を固液分離して脱色処理された脱色処理液を回収する固液分離工程では、一般に、真空濾過機、加圧濾過機、砂濾過機等を好適に用いることができ、より好ましくは、ケリーフィルター等の加圧濾過機を用いるのがよい。
【００１７】
上記固液分離工程で得られた脱色処理液については、次にこの脱色処理液から水酸化アルミニウムを析出させる析出工程に移送され、従来のバイヤー法と同様に、脱色処理液中に水酸化アルミニウムの種子を添加し、水酸化アルミニウムを析出させる操作が行われる。
【００１８】
そして、この析出工程での析出操作に先駆けて、例えば、吸光光度分析法等の手段を用いて脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度を経時的に又は定期的に測定し、得られた脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度測定値により製品回収工程で回収されて循環される分離回収液の循環使用率を制御する。
ここで、製品回収工程で回収されて循環される分離回収液の循環使用率とは、高白色水酸化アルミニウムの製造工程に戻す母液量を析出終了段階で得られる希薄アルミン酸ソーダ溶液、製品濾過時の濾液及び濾過して得られた水酸化アルミニウムの洗浄液の合計に対する高白色水酸化アルミニウムの製造工程に戻す母液量の割合を意味する。
【００１９】
この脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度測定値による分離回収液の循環使用率の制御は、製品の水酸化アルミニウムに要求される白色度に応じて任意に設定できるものであるが、例えば、白色度を示す指標の１つである色差計により測定したｂ値が３以下、好ましくはｂ値２以下にまで到達させるためには、脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度測定値が０．１５以下のとき分離回収液の循環使用率を１００％に、この波長３８０ｎｍ吸光度測定値が０．１５を超えるとき所定濃度の新しい苛性ソーダ水溶液を加えて吸光度測定値が０．１５となる希釈率に対応する循環使用率に設定し、製品の黄色ばみを制御するのがよい。
【００２０】
このようにして析出工程で脱色処理液から水酸化アルミニウムを析出させて得られたスラリーは、次にこのスラリー中から製品の水酸化アルミニウムを回収する製品回収工程に移送され、例えばドラムフィルター等の手段により固液分離されると共に、得られた水酸化アルミニウムについては、付着水中の溶解性着色物質を除去するために、好ましくは精製水により洗浄され、乾燥して製品とされる。
【００２１】
一方、この製品回収工程で固液分離操作により回収された分離回収液（例えば、濾液や洗浄液）は、上記析出操作に先駆けて測定された脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度測定値により制御された割合で混合接触工程に循環され、また、残りの分離回収液は従来の水酸化アルミニウムの製造工程の内液として処理される。
【００２２】
本発明方法によって得られる水酸化アルミニウムは、脱色剤としてＢＥＴ比表面積１０ｍ2／ｇ以上、平均粒子径２μｍ以上、及びカルシウム含有量（酸化カルシウム換算）５質量％以下の水酸化マグネシウムを３ｇ／リットル以上の割合で使用しているで、色差計によるｂ値３以下、好ましくは２以下にまで到達し、人造大理石の充填剤、歯磨き粉の研磨剤、製紙用の充填材やコーティング材等の用途を始めとして、高白色度が要求される種々の用途に好適に用いられる。
【００２３】
本発明方法においては、このように白色度に優れた水酸化アルミニウムを製造することができるだけでなく、脱色剤として平均粒子径２μｍ以上の水酸化マグネシウムを用いているので、脱色処理後の濾過分離性が著しく向上し、工業的に有利に水酸化アルミニウムを製造することができる。
【００２４】
しかも、脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度測定値により分離回収液の循環使用率を制御すれば、上述した高白色度を維持しながら、アルミ分及び／又はソーダ分のロスを可及的に抑制することができ、更に工業的に有利に高白色水酸化アルミニウムを製造することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の一例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
【００２６】
図１において、混合接触工程、加熱工程、第一濾過工程、析出工程、及び第二濾過工程からなる本発明の好適な高白色水酸化アルミニウムの製造工程が示されている。
【００２７】
混合接触工程では、原料の水酸化アルミニウムと、析出工程で得られた希薄アルミン酸ソーダ溶液と、第二濾過工程で得られた濾液が母液として、また、脱色剤としての水酸化マグネシウムと、新鮮な水酸化ナトリウム溶液とが混合される。
【００２８】
また、加熱工程では、混合接触工程で得られた混合物が通常８０〜１５０℃、好ましくは１００〜１３０℃の範囲に加熱され、次いで第一濾過工程では、水酸化アルミニウムが析出しない温度条件で濾過され、脱色処理液と水酸化マグネシウムを主体とする濾滓成分とに固液分離される。
【００２９】
第一濾過工程で得られた脱色処理液は、次に析出工程に移送され、この析出工程では、種子として添加される高白色水酸化アルミニウムの存在下に加水分解され、水酸化アルミニウムの結晶が析出し成長する。そして、この析出工程で生成したスラリーは、更に第二濾過工程に導入され、この第二濾過工程で固液分離され、精製水等で洗浄されて製品の高白色水酸化アルミニウムが回収される。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
【００３１】
実施例１
高白色水酸化アルミニウム製造用のバイヤー工程から戻ったアルミン酸ソーダ溶液と、通常の水酸化アルミニウム製造用のバイヤー工程で得られた水酸化アルミニウムの濾過粒とを、Ｎａ2Ｏ：１５５ｇ／リットル及びＡｌ2Ｏ3：１５０ｇ／リットルとなるように混合し、この溶液中にＢＥＴ比表面積１４．１ｍ2／ｇ、平均粒子径２．４μｍ、及びカルシウム含有量（酸化カルシウム換算）１．１質量％の水酸化マグネシウム〔Ｍｇ（ＯＨ）2〕３ｇ／リットル（実質Mg(OH)2量：2.97 g/l）を添加し、加圧容器中で攪拌下に１３０℃、６時間の条件で脱色処理し、次いでブフナーにより濾過して脱色処理液と濾滓成分を得た。
【００３２】
得られた脱色処理液について、吸光光度分析法を用いて波長３８０ｎｍの吸光度測定を行うと共に、残渣成分については、水洗後、Ｘ線回折装置によりその成分｛水酸化マグネシウム〔Ｍｇ（ＯＨ）2〕及び／又はアルミン酸カルシウム（３ＣＡ）｝を確認し、更に、濾過処理の際の濾過性を○：良好、及び×：不良により評価した。
また、上記脱色処理液を用いて実際に水酸化アルミニウムを析出させ、得られた水酸化アルミニウムのｂ値を色差計で測定した。
結果を表１に示す。
【００３３】
実施例２
実施例１で用いた水酸化マグネシウムを５ｇ／リットル（実質Mg(OH)2量：4.95 g/l）用いた以外は、上記実施例１と同様にして脱色処理し、得られた脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度、残渣成分のＸ線回折測定、及び濾過性の評価を行った。
結果を表１に示す。
【００３４】
比較例１
ＢＥＴ比表面積４．７ｍ2／ｇ、平均粒子径１．４μｍ、及びカルシウム含有量（酸化カルシウム換算）０．１質量％の水酸化マグネシウム３ｇ／リットル（実質Mg(OH)2量：2.997 g/l）を用いた以外は、上記実施例１と同様にして脱色処理し、得られた脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度、残渣成分のＸ線回折測定、及び濾過性の評価を行った。
結果を表１に示す。
【００３５】
比較例２
ＢＥＴ比表面積１７．６ｍ2／ｇ、平均粒子径４．１μｍ、及びカルシウム含有量（酸化カルシウム換算）８．４質量％の水酸化マグネシウム３ｇ／リットル（実質Mg(OH)2量：2.75 g/l）を用いた以外は、上記実施例１と同様にして脱色処理し、得られた脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度、残渣成分のＸ線回折測定、及び濾過性の評価を行った。
結果を表１に示す。
【００３６】
比較例３
ＢＥＴ比表面積２０．４ｍ2／ｇ、平均粒子径３．２μｍ、及びカルシウム含有量（酸化カルシウム換算）０．８質量％の水酸化マグネシウム１ｇ／リットル（実質Mg(OH)2量：0.992 g/l）を用いた以外は、上記実施例１と同様にして脱色処理し、得られた脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度、残渣成分のＸ線回折測定、及び濾過性の評価を行った。
結果を表１に示す。
【００３７】
比較例４
水酸化マグネシウムを全く用いなかった以外は、上記実施例１と同様にして脱色処理し、得られた脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度、残渣成分のＸ線回折測定、及び濾過性の評価を行った。
結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
0004337267.tif 000002
【００３９】
実施例３
図1に示す水酸化アルミニウムの製造設備を使用し、ある年の４月から翌年３月にかけて、以下の条件で制御して高白色水酸化アルミニウムの製造を行った。脱色処理液の波長３８０ｎｍ吸光度測定値が０．１５以下のとき分離回収液の循環使用率を１００％とし、この波長３８０ｎｍ吸光度測定値が０．１５を超えるとき濃度約５０％の新しい苛性ソーダ水溶液を加えて吸光度測定値が０．１５となる希釈率に対応する循環使用率に設定した。
【００４０】
この実施例３の操業について、各月毎に反応槽中の原液総量Ａ（水酸化アルミニウムを濾過した後に反応槽に戻された濾液を含む）と、この反応槽中に新たに添加された苛性ソーダ量Ｂと、これら原液総量Ａと新規添加苛性ソーダ量Ｂとから算出される循環使用率Ｒ（％）とを求めると共に、得られた代表的な高白色水酸化アルミニウムについて、バッチ毎にハンター色差計でｂ値を測定し、月毎にその平均値を求めた。
結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
0004337267.tif 000003
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、単に高い白色度を有する水酸化アルミニウムを製造することができるだけでなく、濾過性能を維持し、また、アルミナ分及び／又はソーダ分のロスを可及的に抑制しつつ、水酸化アルミニウムを工業的に有利に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図1は、本発明の好適な実施の形態を示すフローチャートである。
【図１】
0004337267.tif 000004