JPH0339976B2 - - Google Patents

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JPH0339976B2
JPH0339976B2 JP61059075A JP5907586A JPH0339976B2 JP H0339976 B2 JPH0339976 B2 JP H0339976B2 JP 61059075 A JP61059075 A JP 61059075A JP 5907586 A JP5907586 A JP 5907586A JP H0339976 B2 JPH0339976 B2 JP H0339976B2
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    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/14—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates
    • C01F7/144—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates from aqueous aluminate solutions by precipitation due to cooling, e.g. as part of the Bayer process
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    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、主に熱電解によりアルミニウムに転
換されるアルミナの主要な製造方法であるバイヤ
ー法によるアルミナの製造に使用することを目的
とした過飽和アルミン酸ナトリウム液を撹拌なし
に分解する方法及び装置に係る。バイヤー法は、
ボーキサイトを適当な濃度の水酸化ナトリウム水
溶液で熱処理し、アルミナを可溶化させると共に
アルミン酸ナトリウム過飽和溶液を生成する。鉱
物の非分解残留物(赤泥)を構成している固相を
分離した後、三水酸化アルミニウム沈澱を生じさ
せるためにアルミン酸ナトリウム過飽和溶液に沈
澱生成の際の種晶となる水酸化アルミニウムを接
種して反応させる。
一般に当業者に「分解」と称されているこの処
理は、一般に数個の連続段階によつて実施され、
特に温度、種晶の粒度及び導入量、液循環のため
の連続槽の配置及び場合によつては再循環により
特徴づけられている。
現在当分野で稼動しているバイヤー式工業用ア
ルミナ設備は全て撹拌式分解器を使用している。
この場合、撹拌及び液循環が停止すると槽底部に
アルミナ三水和物の不可逆性堆積が生じ、槽を排
出及び化学的に洗浄する必要が生じるので、この
ような撹拌及び液循環の停止を避けるように細心
の注意を払つて設備を構成及び使用しなければな
らない。
[従来技術の問題] 実際に、分解器の底部に固体の蓄積を避け、場
合によつてはアルミン酸塩液中の三水酸化アルミ
ニウム懸濁液の均一性を確保するためには、撹拌
式に分解を実施するのが論理的であると思われ
る。
しかし乍ら、非撹拌式にはいくつかの利点があ
る。まず第一に、当業者には周知の通り完全に撹
拌された均質な媒体よりもすぐれた運動性能をも
たらすピストン流により反応が行われるので、ア
ルミン酸塩液の分解速度が増加する。
次に、品質面では、非撹拌式は三水酸化アルミ
ニウムの微粒子の凝集プロセスを促進させ得るの
で、微粒子の極めて少ない粒度分布を得るのに好
ましい効果をもつ。
更に付言するなら、空気噴射にせよ機械的撹拌
にせよ撹拌により消費されるエネルギーを無視す
ることはできない。1000m3のオーダーの体積の場
合、撹拌を生じるのに必要な電力は槽当たり数十
キロワツト(例えば50〜55Kw/1000m3)である
と推算できる。
[従来技術の状況] 非撹拌型「バイヤー式」過飽和アルミン酸塩溶
液分解器を開示している文献は、現状では見当た
らない。仏国特許出願公開第2446799号
(CA1117274)が弱撹拌式分解方法を開示してい
る程度に留まり、該方法は側部多孔アームを備え
る回転噴霧管を使用して、分解工程中に液内に乱
流を生じないように分解器の下部にアルミン酸塩
液を導入するものである。排液は分解器の上部か
ら溢流させることにより排出し、粗粒度の三水和
物分散液は下部から回収する。この方法は、アル
ミン酸塩液を下から上に循環させるもので、弱撹
拌流動床式分解と同様であると考えられ、この方
法を使用すると液の循環速度は比較的小さい。
[発明の目的及びそれを達成するための手段] 本発明の目的は、現状の思想及び工業界での実
情に反して、バイヤー法によるボーキサイトの分
解により生じた過飽和アルミン酸ナトリウム液の
非撹拌式分解を実現することにある。
より詳細には、本発明の第1の目的は、バイヤ
ー法によるボーキサイトのアルカリ分解により生
じたアルミン酸ナトリウムの過飽和液の分解方法
であり、前記分解はアルミナ三水和物の種晶の導
入によりアルミナ三水和物のアルミン酸ナトリウ
ム懸濁液(以下、単に「懸濁液」と称する)を形
成することから開始され、前記方法はここで「分
解器」と称する非撹拌反応器の上部に懸濁液を導
入し、分解器の下部から懸濁液を抽出することを
特徴とする。アルミナ工業では、分解器で使用さ
れる容量及び流量により、1.5〜10m/h、好ま
しくは3〜7m/hの範囲で懸濁液の下降速度を
選択することができる。
本発明の第2の目的は、非撹拌式分解方法を実
施するための装置を提供することにあり、該装置
は、上部に懸濁液の導入装置と下部に懸濁液の抽
出装置とを備える円筒−円錐形の反応器から構成
されていることを特徴とし、前記懸濁液の抽出装
置は円錐部の頂点の近傍に開口されている。
アルミン酸塩懸濁液の抽出装置は、下部に加圧
空気の噴射手段、上部に脱気槽を備える管から構
成されており、前記脱気槽には、下流への移送管
が連結されている。
以下、本発明を実施するための装置の鉛直断面
図である第1図及び第2図を参考に、本発明を具
体的に説明する。
分解器は、円筒形の上部2と円錐形の底部3と
から構成される円筒−円錐形槽1である。懸濁液
は円錐の底部でプランジヤ管4により吸引され
る。管4は、その鉛直部分にエマルジヨン化柱を
形成する圧縮空気注入装置5を備えている。エマ
ルジヨン化されたアルミナ水和物の懸濁液は、脱
気槽6内を上昇し、下流への移送管7を充填す
る。移送管は分離弁8を備えている。更に、脱気
槽6は所謂分解器への再循環用溢流口9を備えて
いる。
移送される懸濁液の量は、管5から注入される
空気の量に従つて変化する。空気量の調節は分解
器内の液面の高さで実施される。この量は固定空
気量を補足しながら空気注入管の閉塞を阻止し、
移送量をより均一に維持せしめる。固定空気量は
弁10により確保され、他方、遠隔制御弁11
は、分解器内のアルミン酸懸濁液の液面の高さに
応じた空気量の調節を確保する。
非撹拌槽への供給が停止すると、移送管7に設
けられた弁8は自動的に閉じ、これと同時に、同
様に遠隔制御される空気弁12が前述の2個の弁
と並列に開く。この弁を開くと空気注入量が増加
し、脱気槽6の上部に設けられた溢流口9により
槽における懸濁液の内部循環が確保され、槽の底
部における固体の不可逆的な蓄積が避けられる。
回路は更に少なくとも、1個の通常停止用補助弁
13を備えている。
管系14を通つて前槽から移送されたアルミナ
三水和物の懸濁液は、例えば乳化剤として機能さ
せるべく管17から導入された少量の圧縮空気を
下部から供給される一連の浸漬形傾斜小管16又
は当業者に既知の任意の等価手段から構成される
15のような分配機により、分解器の全液面18
に均等に分配されることが好ましい。
第2図においては、懸濁液の抽出は外部管4に
より円錐3の底部で実施され、上昇は空気注入管
5又はポンプ19により得られる。いずれの場合
も管4の上部は、槽1に向かう再循環用管と、少
なくとも1個の分離弁8を有する下流方向管7と
を備えている。なお、第2図においては、分配器
15の図示は省略されている。
従来通りにバイヤー法のアルミン酸ナトリウム
液は、苛性Na2Oの濃度と苛性ソーダの重量に対
するアルミナ(Al2O3で表わされる)の重量比
RPとにより規定される。苛性ソーダは、分解す
べきアルミン酸ナトリウム水溶液中にアルミン酸
ナトリウムの結合形態及び遊離水酸化ナトリウム
の形態で存在するNa2Oの総量で表わされる。
第1の分解器に導入される懸濁物中に存在して
いる液は、一般にRPが約1.05〜1.10、苛性Na2O
の含有量が約150〜160g/である。
分解器へは表面から供給し、底部から懸濁液を
抽出し、低速流即ち「ピストン流」式に水力的に
機能する。この低速流は撹拌を形成せず、槽内に
安定な動力的平衡を形成することができる。
平衡状態における液の各単位断面(水平断面)
はRPが一定(但し各断面毎に異なる)であり、
全個所において従来の非連続分解(所謂「バツチ
式」)の運動理論に極めて近い状態が維持されな
がら上から下に移動する。
[実施例] 実施例 1 2個の直列な分解器から成る第1の工業用設備
で、以下の条件下に本発明を実施した。
●各分解槽の特徴: 容積=1250m3 円筒部の高さ=17m 円錐部の高さ=9m、頂角60゜ 水平断面積=63m2 ●供給懸濁液の特徴: 苛性ソーダ1に対しアルミン酸ソーダ150g 乾燥材料=720g/ 粒度D50=45μm 温度=60℃ ●水力学的及び化学的特徴: 第1段の槽: 流量=430m3/h 速度=6.8m/h 入口RP=1.03 出口RP=0.89 化学的洗浄の周期期間=4カ月毎(同様の撹拌
槽では3カ月毎) 第2の槽: 流量=215m3/h 速度=3.4m/h 入口RP=0.89 出口RP=0.78 化学的洗浄の周期期間=5カ月以上(同様の撹
拌槽では4カ月毎) (撹拌層での出口RP=0.82) 実施例 2 単独の分解器を備える第2の工業用設備で、以
下の条件下に本発明を実施した。
●分解槽の特徴: 容積=3000m3 円筒部の高さ=24m 円錐部の高さ=10m 水平断面積=113.5m2 ●供給懸濁液の特徴: アルミン酸ソーダ=165g/ 乾燥材料=650g/ 粒度D50=80μm 温度=60℃・水力的特徴: ●水力学的特徴 速度=3.1m/h 流量=350m3/h 入口RP=0.95 出口RP=0.82 [発明の効果] (a) エネルギーの利得については既に述べた通り
である。撹拌及び空気乳化式分解器では撹拌に
数10Kw、乳化用に空気10Nm3/mnを必要とす
るが、本発明では撹拌エネルギー全部を節約す
ることができ、管4内に懸濁液を上昇させるた
めの空気消費量も減じられ、約1〜2Nm3/mn
である。
このような槽の設備費用は撹拌機に比較して
著しく廉価である。
(b) 撹拌式分解器に比較して使用法が著しく容易
である。
非撹拌式分解器は底部にスケールを形成しな
い。壁の堆積は撹拌槽に生じる堆積と同程度で
ある。
液面調節は非常に容易であり、特に供給流量
の変動時或いは全面的な停止時に、管4内の空
気噴射及び場合によつては溢流口9からの再循
環を調節して行なえばよい。全般的な電気的故
障の場合には、少量の圧縮空気を使用して再循
環を確保し、従つて槽底部の不可逆的な堆積を
避ければ十分である。このような故障は機械的
撹拌式分解器の場合、或いは乳化用圧縮空気の
流量が多量の場合にはしばしば重大である。
(c) 方法の観点では、非撹拌式であること及び一
方向流であることから、 (1) 槽内にデツドゾーンが存在せず、槽の全有
効容積を使用できる。空気乳化による従来の
撹拌層ではエマルジヨンを形成する空気容量
が槽の全容積の10〜15%に達する。
(2) 「ピストン」流であるため、反応が秩序的
である。
という2理由により、分解器の容積は反応の進
行に有効に使用される。
このような種々の理由から、本発明の実施はバ
イヤー液からのアルミナの連続製造方法を著しく
改良するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の非撹拌式分解器の概略鉛直断
面図、第2図は本発明の変形例の概略鉛直断面図
である。 1……反応器、2……円筒部、3……円錐部、
4……懸濁液抽出装置、5……空気噴射装置、6
……脱気槽、7……移送管、9……溢流口、14
……懸濁液導入装置、15……分配器、16……
浸漬傾斜管、18……開放液面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 バイヤー法によるボーキサイトのアルカリ浸
    蝕によつて得られるアルミン酸ナトリウムの過飽
    和溶液の分解方法であつて、まずこの過飽和溶液
    にアルミナ三水和物の種晶を混合して、懸濁液を
    形成させることから始める方法において、この懸
    濁液を、「分解器」と称される非撹拌式反応器の
    上部に、一カ所からの流入流が開放された液面全
    体に均一に分散されるように導入し、1.5ないし
    10m/hの速度で非撹拌式分解器中を下降させ、
    分解器の下部から抽出して下流に移送することを
    特徴とする方法。 2 分解器中の懸濁液の下降速度を、3ないし7
    m/hにすることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の方法。 3 上部に懸濁液の導入管14を設け、下部円錐
    部3の近辺に懸濁液の抽出管4を開口させた円筒
    −円錐形反応器1において、管14から流入する
    懸濁液を開放された液面18全体に均一に分散さ
    せるための手段15を設けることを特徴とするバ
    イヤー法によるボーキサイトのアルカリ浸蝕によ
    つて得られるアルミン酸ナトリウムの過飽和溶液
    を、アルミナ三水和物の種晶を懸濁させた後非撹
    拌式に分解する方法を実施するための装置。 4 アルミン酸塩の懸濁液を抽出する手段が、下
    部に圧縮空気注入手段5と上部に脱気槽6とを備
    えた管4からなり、その脱気層6には、懸濁液を
    下流に移送するための管7が連結されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の装
    置。 5 管14から流入する懸濁液を開放された液面
    18全体に均一に分散させるための手段が、反応
    器の上部に液中に浸漬させて設けた複数の傾斜管
    16と、その下部に接続する圧縮空気導入管17
    とからなることを特徴とする特許請求の範囲第3
    項に記載の装置。 6 分解器内の懸濁液の液面の高さに応じて、5
    に注入される圧縮空気の量を調節するためのバル
    ブ11を設けることを特徴とする特許請求の範囲
    第4項に記載の装置。
JP61059075A 1985-03-20 1986-03-17 アルミナ製造用アルミン酸ナトリウム液の非攪拌式分解方法及び装置 Granted JPS61215213A (ja)

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GB (2) GB2172587B (ja)
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