JPH05170434A - 低ソーダ赤泥の製造方法 - Google Patents
低ソーダ赤泥の製造方法Info
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- JPH05170434A JPH05170434A JP3339054A JP33905491A JPH05170434A JP H05170434 A JPH05170434 A JP H05170434A JP 3339054 A JP3339054 A JP 3339054A JP 33905491 A JP33905491 A JP 33905491A JP H05170434 A JPH05170434 A JP H05170434A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
- C01F7/066—Treatment of the separated residue
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バイヤー方法で多量に生成する不溶解残渣の
赤泥には有用な成分が含まれているにも拘らず、産業廃
棄物として捨てさる他なかったが、セメント用副原料等
の用途に有効に利用できる低ソ−ダ赤泥として製造でき
る方法を提供する。 【構成】 バイヤー工程の前段処理工程として、特定量
のボーキサイトを粉砕１した後、バイヤー工程の場合よ
りアルカリ濃度が高いアルミネ−ト液で反応性シリカを
できる限り抽出２し、抽出液と不溶解残渣とに固液分離
３し、抽出液からソ−ダライトを晶析４せしめる脱硅工
程を循環させる。同時に、不溶解残渣は通常のバイヤー
工程のボーキサイトと全く同様に処理され、アルミナ抽
出６し、不溶解残渣としての低ソ−ダ赤泥を排出７し、
低ソ−ダ赤泥分離液から水酸化アルミニウムを析出８す
る等のバイヤー本工程を繰り返す。
赤泥には有用な成分が含まれているにも拘らず、産業廃
棄物として捨てさる他なかったが、セメント用副原料等
の用途に有効に利用できる低ソ−ダ赤泥として製造でき
る方法を提供する。 【構成】 バイヤー工程の前段処理工程として、特定量
のボーキサイトを粉砕１した後、バイヤー工程の場合よ
りアルカリ濃度が高いアルミネ−ト液で反応性シリカを
できる限り抽出２し、抽出液と不溶解残渣とに固液分離
３し、抽出液からソ−ダライトを晶析４せしめる脱硅工
程を循環させる。同時に、不溶解残渣は通常のバイヤー
工程のボーキサイトと全く同様に処理され、アルミナ抽
出６し、不溶解残渣としての低ソ−ダ赤泥を排出７し、
低ソ−ダ赤泥分離液から水酸化アルミニウムを析出８す
る等のバイヤー本工程を繰り返す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はボーキサイトをアルカリ
水溶液またはアルミン酸アルカリ溶液（以下アルミネー
ト液という）で高圧高温溶解処理することにより、アル
ミナ分等をボーキサイトから抽出し、析出により水酸化
アルミニウムを製造するという、いわゆるバイヤー工程
に於て発生する不溶解残渣、すなわち赤泥に関するもの
である。さらに詳しくは、低廉なセメント原料などとし
て最適である低ソ−ダ赤泥の製造方法に関するものであ
る。
水溶液またはアルミン酸アルカリ溶液（以下アルミネー
ト液という）で高圧高温溶解処理することにより、アル
ミナ分等をボーキサイトから抽出し、析出により水酸化
アルミニウムを製造するという、いわゆるバイヤー工程
に於て発生する不溶解残渣、すなわち赤泥に関するもの
である。さらに詳しくは、低廉なセメント原料などとし
て最適である低ソ−ダ赤泥の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】水酸化アルミニウム・アルミナの製造方
法としては、ボーキサイトをアルミネート液と混合し高
圧高温条件下でアルミナ分を抽出した後、不溶解残渣を
分離したアルミネート液に水酸化アルミニウムを種子と
して添加し、該溶液を加水分解する、いわゆるバイヤー
方法により行うのが一般的である。その高圧高温溶解時
に生成し、不溶解残渣として排出されるものは赤泥と呼
ばれ、アルミナ１ｔｏｎ当たり約７００〜８００ｋｇと
多量に生成するので、その有効活用がバイヤー方法を採
用している企業にとって永年の課題であったがその有効
利用が困難なため、多額の費用をかけて産業廃棄物とし
て全量捨てる他なかった。しかしながら環境規制が強化
されつつある為、早急に赤泥の有効な利用対策の確立が
求められている。バイヤー方法の原料であるボーキサイ
トには第１成分として水酸化アルミニウム、第２成分と
して酸化鉄、その他の成分としてはシリカ、チタニア等
が含まれる。このボーキサイトを高圧高温溶解処理する
と、水酸化アルミニウム分・シリカ分などがアルミネー
ト液中に部分的に溶け出す。溶出した水酸化アルミニウ
ムは種子が加えられ、析出せしめられるまではアルミネ
−ト液中で比較的安定であり、アルミネート液に溶け出
すことのできるシリカ分は反応性シリカ（Ｒ−ＳｉＯ
2 ）と呼び、その反応性シリカは溶解時に短時間で過飽
和状態となり易く、濃度が高くなると、アルミネ−ト液
中では安定でなく、ソーダライトとして晶析し易い。
法としては、ボーキサイトをアルミネート液と混合し高
圧高温条件下でアルミナ分を抽出した後、不溶解残渣を
分離したアルミネート液に水酸化アルミニウムを種子と
して添加し、該溶液を加水分解する、いわゆるバイヤー
方法により行うのが一般的である。その高圧高温溶解時
に生成し、不溶解残渣として排出されるものは赤泥と呼
ばれ、アルミナ１ｔｏｎ当たり約７００〜８００ｋｇと
多量に生成するので、その有効活用がバイヤー方法を採
用している企業にとって永年の課題であったがその有効
利用が困難なため、多額の費用をかけて産業廃棄物とし
て全量捨てる他なかった。しかしながら環境規制が強化
されつつある為、早急に赤泥の有効な利用対策の確立が
求められている。バイヤー方法の原料であるボーキサイ
トには第１成分として水酸化アルミニウム、第２成分と
して酸化鉄、その他の成分としてはシリカ、チタニア等
が含まれる。このボーキサイトを高圧高温溶解処理する
と、水酸化アルミニウム分・シリカ分などがアルミネー
ト液中に部分的に溶け出す。溶出した水酸化アルミニウ
ムは種子が加えられ、析出せしめられるまではアルミネ
−ト液中で比較的安定であり、アルミネート液に溶け出
すことのできるシリカ分は反応性シリカ（Ｒ−ＳｉＯ
2 ）と呼び、その反応性シリカは溶解時に短時間で過飽
和状態となり易く、濃度が高くなると、アルミネ−ト液
中では安定でなく、ソーダライトとして晶析し易い。
【０００３】ソ−ダライトは高温で安定であり、Ａｌ2
Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ｎａ2 Ｏ等からなる物質であり、晶析
に際しアルミネ−ト液中のシリカを取り込む。即ち液中
にシリカ分が存在しない限りソーダライトは生成できな
い。
Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ｎａ2 Ｏ等からなる物質であり、晶析
に際しアルミネ−ト液中のシリカを取り込む。即ち液中
にシリカ分が存在しない限りソーダライトは生成できな
い。
【０００４】したがって、通常のバイヤー工程におい
て、不溶解残渣として排出される赤泥の中には、第２成
分であった酸化鉄と、溶解時に晶析したソーダライトと
が主成分として含まれる。この赤泥の組成は原料ボーキ
サイトの組成の違いによって若干異なるが、Ｆｅ2 Ｏ3
が４０〜５０重量％、ソーダライトが２０〜５０重量％
の範囲にある。その他には石英、ＴｉＯ2 、アルミナ水
和物、石灰石がそれぞれ数重量％含まれている。この組
成のような、単一では有用な成分からなる赤泥が投棄さ
れているのは、有効に利用するには含まれる成分の種類
が多く、含有割合が少なすぎるからであり、各成分毎分
別するには技術的に困難が伴う上に、たとえ出来たとし
ても現時点ではコスト的に見合わない。したがって、赤
泥を有効に利用する対策としては、各成分が混在のまま
で活用できる用途を探さなくてはならない。従来から各
成分混在のままの赤泥を活かす用途としてはセメント用
副原料としての利用方法が考えられてきた。ポルトラン
ドセメント用副原料特に鉄源として望ましい特性は
（１）セメント中の鉄含有量が３〜６重量％となるよう
に配合されているので、酸化鉄の含有量が高いこと、
（２）一般用ポルトランドセメントはアルカリ分（Ｎａ
2 Ｏ＋０．６５８Ｋ2 Ｏ）が１％以下、低アルカリポル
トランドセメントのそれは０．６％以下となるように配
合調製されており、原料として用いられる粘土からも混
入するので、アルカリ分はできる限り低いこと、（３）
金属粒子などを含まないこと、（４）重金属をはじめと
した有害物質を含まないことなどである。赤泥はアルカ
リ分を多く含む点を除いては鉄源としての条件に適合す
る。赤泥中のＫ2 Ｏは無視できる程度の含有量であるの
で、そのままセメント用副原料として利用するために
は、前述の（２）より赤泥中のＮａ2 Ｏ分としては少な
くとも１重量％以下にする必要がある。
て、不溶解残渣として排出される赤泥の中には、第２成
分であった酸化鉄と、溶解時に晶析したソーダライトと
が主成分として含まれる。この赤泥の組成は原料ボーキ
サイトの組成の違いによって若干異なるが、Ｆｅ2 Ｏ3
が４０〜５０重量％、ソーダライトが２０〜５０重量％
の範囲にある。その他には石英、ＴｉＯ2 、アルミナ水
和物、石灰石がそれぞれ数重量％含まれている。この組
成のような、単一では有用な成分からなる赤泥が投棄さ
れているのは、有効に利用するには含まれる成分の種類
が多く、含有割合が少なすぎるからであり、各成分毎分
別するには技術的に困難が伴う上に、たとえ出来たとし
ても現時点ではコスト的に見合わない。したがって、赤
泥を有効に利用する対策としては、各成分が混在のまま
で活用できる用途を探さなくてはならない。従来から各
成分混在のままの赤泥を活かす用途としてはセメント用
副原料としての利用方法が考えられてきた。ポルトラン
ドセメント用副原料特に鉄源として望ましい特性は
（１）セメント中の鉄含有量が３〜６重量％となるよう
に配合されているので、酸化鉄の含有量が高いこと、
（２）一般用ポルトランドセメントはアルカリ分（Ｎａ
2 Ｏ＋０．６５８Ｋ2 Ｏ）が１％以下、低アルカリポル
トランドセメントのそれは０．６％以下となるように配
合調製されており、原料として用いられる粘土からも混
入するので、アルカリ分はできる限り低いこと、（３）
金属粒子などを含まないこと、（４）重金属をはじめと
した有害物質を含まないことなどである。赤泥はアルカ
リ分を多く含む点を除いては鉄源としての条件に適合す
る。赤泥中のＫ2 Ｏは無視できる程度の含有量であるの
で、そのままセメント用副原料として利用するために
は、前述の（２）より赤泥中のＮａ2 Ｏ分としては少な
くとも１重量％以下にする必要がある。
【０００５】赤泥低ソーダ化に極めて有効な対策は、赤
泥中に全くソーダライトが含まれないようにする事であ
る。というのは、赤泥中のＮａ2 Ｏの大部分がソーダラ
イトに含まれて存在しているからである。したがって赤
泥中にソーダライトが含まれないようにするために種々
の方法が考案されてきた。例えばソーダライトの構成分
であるシリカをボーキサイトから予め抽出し、除くこと
によりソーダライトの生成を抑えようとする方法（特公
昭５８ー３９６９）、粉砕ボーキサイトの粒度が細かい
ほど反応性シリカ含有量が高いことと、アルミナ分とシ
リカ分の溶出速度差が大きいこととを利用した方法（特
開昭６３−１９０７０９）などがある。
泥中に全くソーダライトが含まれないようにする事であ
る。というのは、赤泥中のＮａ2 Ｏの大部分がソーダラ
イトに含まれて存在しているからである。したがって赤
泥中にソーダライトが含まれないようにするために種々
の方法が考案されてきた。例えばソーダライトの構成分
であるシリカをボーキサイトから予め抽出し、除くこと
によりソーダライトの生成を抑えようとする方法（特公
昭５８ー３９６９）、粉砕ボーキサイトの粒度が細かい
ほど反応性シリカ含有量が高いことと、アルミナ分とシ
リカ分の溶出速度差が大きいこととを利用した方法（特
開昭６３−１９０７０９）などがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法では、反応性シリカを十分に抽出するには不適切
な条件であったため、赤泥中にソーダライトが残存する
結果となり、赤泥中のアルカリ分含有量が３重量％以上
となり、セメント用副原料としてそのまま利用するには
Ｎａ2 Ｏ分の低減が不十分であった。バイヤー工程の高
圧高温溶解時に、ボーキサイトからのアルミナ分の溶
出、シリカ分の溶出、ソーダライトの生成がどの様に起
こっているかを模式的に示すと図１の通りである。溶解
反応器にボーキサイトとアルミネート液の混合スラリー
が流入すると始めに反応性シリカ分が溶出を開始する。
これと前後してアルミナ分も溶け出すが、このアルミナ
分は液中に溶存し、種子を加え析出させるまで、アルミ
ネート液中で比較的安定な状態にある。
の方法では、反応性シリカを十分に抽出するには不適切
な条件であったため、赤泥中にソーダライトが残存する
結果となり、赤泥中のアルカリ分含有量が３重量％以上
となり、セメント用副原料としてそのまま利用するには
Ｎａ2 Ｏ分の低減が不十分であった。バイヤー工程の高
圧高温溶解時に、ボーキサイトからのアルミナ分の溶
出、シリカ分の溶出、ソーダライトの生成がどの様に起
こっているかを模式的に示すと図１の通りである。溶解
反応器にボーキサイトとアルミネート液の混合スラリー
が流入すると始めに反応性シリカ分が溶出を開始する。
これと前後してアルミナ分も溶け出すが、このアルミナ
分は液中に溶存し、種子を加え析出させるまで、アルミ
ネート液中で比較的安定な状態にある。
【０００７】しかしながら反応性シリカが溶出し、液中
シリカ濃度が上昇し完全に抽出しないうちに、安定し溶
存しておれなくなり、ソーダライトとして晶析し易い傾
向が強まる。晶析したソーダライトは高温で安定であ
り、Ｓｉを必須構成分とするので、晶析の際アルミネー
ト液中の反応性シリカを取り込むので反応性シリカ濃度
は著しく低下する。したがって反応性シリカが完全に溶
出した後その全量がソーダライトとして晶析させるよう
な商業的選択が必要になる。つまり、反応性シリカ溶出
反応とソーダライト晶析反応とを完全に分けて行うこと
により、セメント用副原料としてそのまま利用できる低
ソ−ダ赤泥の製造方法を確立することが本発明の課題で
ある。
シリカ濃度が上昇し完全に抽出しないうちに、安定し溶
存しておれなくなり、ソーダライトとして晶析し易い傾
向が強まる。晶析したソーダライトは高温で安定であ
り、Ｓｉを必須構成分とするので、晶析の際アルミネー
ト液中の反応性シリカを取り込むので反応性シリカ濃度
は著しく低下する。したがって反応性シリカが完全に溶
出した後その全量がソーダライトとして晶析させるよう
な商業的選択が必要になる。つまり、反応性シリカ溶出
反応とソーダライト晶析反応とを完全に分けて行うこと
により、セメント用副原料としてそのまま利用できる低
ソ−ダ赤泥の製造方法を確立することが本発明の課題で
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は低ソ−ダ赤
泥の製造方法の確立について鋭意研究した結果、通常の
バイヤー工程に工夫を加えることにより、セメント用副
原料として適した品質水準の低ソ−ダ赤泥と、従来のバ
イヤー工程による場合と全く変わらない品質の水酸化ア
ルミニウムおよびソ−ダライトを製造する方法を見出
し、本発明を完成するに至った。本発明の要旨はバイヤ
ー工程の前段処理工程として、バイヤー工程の場合より
アルカリ濃度が高いアルミン酸アルカリ溶液を用いてボ
ーキサイト中の主成分の中で反応性シリカ分のみをでき
る限り抽出し、抽出液と不溶解残渣とに固液分離し、該
抽出液に種子を添加しソ−ダライトを晶析せしめる脱硅
工程を循環する工程と、該不溶解残渣をボーキサイトと
全く同様にバイヤー工程で処理し、水酸化アルミニウム
またはアルミナを製造する本工程とからなることを特徴
とする低ソ−ダ赤泥の製造方法にある。
泥の製造方法の確立について鋭意研究した結果、通常の
バイヤー工程に工夫を加えることにより、セメント用副
原料として適した品質水準の低ソ−ダ赤泥と、従来のバ
イヤー工程による場合と全く変わらない品質の水酸化ア
ルミニウムおよびソ−ダライトを製造する方法を見出
し、本発明を完成するに至った。本発明の要旨はバイヤ
ー工程の前段処理工程として、バイヤー工程の場合より
アルカリ濃度が高いアルミン酸アルカリ溶液を用いてボ
ーキサイト中の主成分の中で反応性シリカ分のみをでき
る限り抽出し、抽出液と不溶解残渣とに固液分離し、該
抽出液に種子を添加しソ−ダライトを晶析せしめる脱硅
工程を循環する工程と、該不溶解残渣をボーキサイトと
全く同様にバイヤー工程で処理し、水酸化アルミニウム
またはアルミナを製造する本工程とからなることを特徴
とする低ソ−ダ赤泥の製造方法にある。
【０００９】以下、本発明の詳細について述べる。まず
はバイヤー工程の前段処理工程である脱硅工程について
述べる。この脱珪工程ではバイヤー工程よりアルカリ濃
度即ち代表的にはＮａＯＨ濃度が高いアルミネ−ト液を
循環使用する。というのは前述のようにボーキサイト中
の主成分の中で反応性シリカのみをできる限り多く抽出
出来る最適濃度に設定するためである。この循環アルミ
ネート液のＮａＯＨ濃度が高くなるほど反応性シリカの
溶解能は高くなる。たとえば図２に示す通り、シリカの
最大溶解能（溶液の状態如何に拘らず、溶かし込めるシ
リカの最大量を示す。）はＮａＯＨ濃度が１５０ｇ／ｌ
ではＳｉＯ2 濃度は４ｇ／ｌ程度であるが、２００ｇ／
ｌであると８ｇ／ｌ程度であり、２５０ｇ／ｌになると
１２ｇ／ｌ程度にまで増大する。アルミネ−ト液のシリ
カ溶解能が高まれば、シリカ溶存安定性（いかに晶析せ
ずに溶存状態に留まれるかの度合を示す。）も高くな
り、ソーダライトとして晶析しにくくなり、結果的にシ
リカ分の抽出のみが行えることになる。したがって循環
アルミネート液ＮａＯＨ濃度は高いほうが良い。
はバイヤー工程の前段処理工程である脱硅工程について
述べる。この脱珪工程ではバイヤー工程よりアルカリ濃
度即ち代表的にはＮａＯＨ濃度が高いアルミネ−ト液を
循環使用する。というのは前述のようにボーキサイト中
の主成分の中で反応性シリカのみをできる限り多く抽出
出来る最適濃度に設定するためである。この循環アルミ
ネート液のＮａＯＨ濃度が高くなるほど反応性シリカの
溶解能は高くなる。たとえば図２に示す通り、シリカの
最大溶解能（溶液の状態如何に拘らず、溶かし込めるシ
リカの最大量を示す。）はＮａＯＨ濃度が１５０ｇ／ｌ
ではＳｉＯ2 濃度は４ｇ／ｌ程度であるが、２００ｇ／
ｌであると８ｇ／ｌ程度であり、２５０ｇ／ｌになると
１２ｇ／ｌ程度にまで増大する。アルミネ−ト液のシリ
カ溶解能が高まれば、シリカ溶存安定性（いかに晶析せ
ずに溶存状態に留まれるかの度合を示す。）も高くな
り、ソーダライトとして晶析しにくくなり、結果的にシ
リカ分の抽出のみが行えることになる。したがって循環
アルミネート液ＮａＯＨ濃度は高いほうが良い。
【００１０】しかしながら、ＮａＯＨ濃度が高くなると
液粘度が上昇し固液分離に時間を要するという問題があ
る。このため、循環アルミネート液のＮａＯＨ濃度は１
８０ｇ／ｌから５００ｇ／ｌ、望ましくは２００ｇ／ｌ
から３００ｇ／ｌが良い。この液濃度が決定されると、
下記の式（１）からボーキサイト仕込量が規定される。
液粘度が上昇し固液分離に時間を要するという問題があ
る。このため、循環アルミネート液のＮａＯＨ濃度は１
８０ｇ／ｌから５００ｇ／ｌ、望ましくは２００ｇ／ｌ
から３００ｇ／ｌが良い。この液濃度が決定されると、
下記の式（１）からボーキサイト仕込量が規定される。
【００１１】
【数２】
【００１２】ボーキサイト仕込量は望ましくは式（１）
で求められたボーキサイト量の５０％から９５％の範囲
が良い。その際の抽出温度は９０℃から１５０℃、望ま
しくは１００℃から１２０℃の範囲がよい。抽出温度は
９０℃未満だと反応性シリカが溶出するのに時間がかか
り、実用的ではない。また１５０℃以上になるとソーダ
ライトの生成が促進され、好ましくない。また抽出時間
は、循環アルミネ−ト液のＮａＯＨ濃度と抽出温度にも
関係するが図３を基に求めた時間の±３０％以内、望ま
しくは±１５％以内が良い。またシリカと同時にボーキ
サイトからアルミナ分も溶出するが基本的にはその影響
は問題とはならない。
で求められたボーキサイト量の５０％から９５％の範囲
が良い。その際の抽出温度は９０℃から１５０℃、望ま
しくは１００℃から１２０℃の範囲がよい。抽出温度は
９０℃未満だと反応性シリカが溶出するのに時間がかか
り、実用的ではない。また１５０℃以上になるとソーダ
ライトの生成が促進され、好ましくない。また抽出時間
は、循環アルミネ−ト液のＮａＯＨ濃度と抽出温度にも
関係するが図３を基に求めた時間の±３０％以内、望ま
しくは±１５％以内が良い。またシリカと同時にボーキ
サイトからアルミナ分も溶出するが基本的にはその影響
は問題とはならない。
【００１３】次にソーダライト晶析条件について述べ
る。シリカを十分に溶出させるために、バイヤー工程の
場合よりＮａＯＨ濃度が高いアルミネ−ト液を用いた。
そのためシリカ溶存安定性が著しく増大するが、ソーダ
ライトの生成は起きにくくなる。そこでソーダライト晶
析工程については珪酸塩鉱物を種子として添加し、脱硅
反応を誘起することが望ましい。種子としては合成ソー
ダライトまたはバイヤー工程のスケール・ゼオライトな
どが望ましい。種子添加率は比表面積で５ｍ2 ／ｌから
２００ｍ2 ／ｌ、望ましくは３０ｍ2／ｌから８０ｍ2
／ｌの範囲にはいるように添加する。その際の温度は１
１０℃から２００℃、望ましくは１２０℃から１８０℃
である。晶析の時間は液のＮａＯＨ濃度にも関係するが
基本的には図４より求めた脱硅時間が良い。この時間は
シリカ溶出時間ほど厳密に管理する必要はないが、でき
るだけ液中シリカ濃度を低下させた方がよい。
る。シリカを十分に溶出させるために、バイヤー工程の
場合よりＮａＯＨ濃度が高いアルミネ−ト液を用いた。
そのためシリカ溶存安定性が著しく増大するが、ソーダ
ライトの生成は起きにくくなる。そこでソーダライト晶
析工程については珪酸塩鉱物を種子として添加し、脱硅
反応を誘起することが望ましい。種子としては合成ソー
ダライトまたはバイヤー工程のスケール・ゼオライトな
どが望ましい。種子添加率は比表面積で５ｍ2 ／ｌから
２００ｍ2 ／ｌ、望ましくは３０ｍ2／ｌから８０ｍ2
／ｌの範囲にはいるように添加する。その際の温度は１
１０℃から２００℃、望ましくは１２０℃から１８０℃
である。晶析の時間は液のＮａＯＨ濃度にも関係するが
基本的には図４より求めた脱硅時間が良い。この時間は
シリカ溶出時間ほど厳密に管理する必要はないが、でき
るだけ液中シリカ濃度を低下させた方がよい。
【００１４】脱硅工程を図示すればたとえば図５のよう
なプロセスが考えられる。即ち粉砕機にてボーキサイト
を粉砕１し、シリカ抽出槽に送る２。ここで前述の条件
で十分なシリカ溶出を行った後、固液分離３する。この
分離には通常のケリーフィルター、フィルタープレスな
どを用いても構わない。この脱硅工程の不溶解残渣はバ
イヤー本工程のアルミナ抽出反応工程に、該抽出液はソ
ーダライト晶析工程４へ送られ、可溶性シリカはソーダ
ライトとして系外へ排出される。この前段処理工程で用
いられたアルミネ−ト液ではバイヤー本工程よりはＮａ
ＯＨ濃度が高く、処理温度および処理時間ともに厳しく
管理されている。また、アルミネ−ト液が前段処理工程
から持ち出されるのは、可溶性シリカ溶出処理時のボー
キサイト不溶解残渣に付着している量に限られる。この
持ち出しによる液不足分はバイヤー本工程の循環アルミ
ネ−ト液を煮詰めて使ってもさしつかえない。
なプロセスが考えられる。即ち粉砕機にてボーキサイト
を粉砕１し、シリカ抽出槽に送る２。ここで前述の条件
で十分なシリカ溶出を行った後、固液分離３する。この
分離には通常のケリーフィルター、フィルタープレスな
どを用いても構わない。この脱硅工程の不溶解残渣はバ
イヤー本工程のアルミナ抽出反応工程に、該抽出液はソ
ーダライト晶析工程４へ送られ、可溶性シリカはソーダ
ライトとして系外へ排出される。この前段処理工程で用
いられたアルミネ−ト液ではバイヤー本工程よりはＮａ
ＯＨ濃度が高く、処理温度および処理時間ともに厳しく
管理されている。また、アルミネ−ト液が前段処理工程
から持ち出されるのは、可溶性シリカ溶出処理時のボー
キサイト不溶解残渣に付着している量に限られる。この
持ち出しによる液不足分はバイヤー本工程の循環アルミ
ネ−ト液を煮詰めて使ってもさしつかえない。
【００１５】バイヤー本工程に送られたボーキサイト不
溶解残渣はアルミナ分を抽出６され、その際の不溶解残
渣は低ソ−ダ赤泥として排出され、続いて該低ソ−ダ赤
泥分離液は水酸化アルミニウムが晶析８させられる。こ
のようにして出来た低ソ−ダ赤泥は十分な水洗滌だけで
Ｎａ2 Ｏ分が１重量％以下になる。この様に赤泥にソー
ダライトを含ませないようにした本発明により不要な赤
泥が発生することなく、またアルミネート液中へのコン
タミネーションもないので非常に有効な方法である。
溶解残渣はアルミナ分を抽出６され、その際の不溶解残
渣は低ソ−ダ赤泥として排出され、続いて該低ソ−ダ赤
泥分離液は水酸化アルミニウムが晶析８させられる。こ
のようにして出来た低ソ−ダ赤泥は十分な水洗滌だけで
Ｎａ2 Ｏ分が１重量％以下になる。この様に赤泥にソー
ダライトを含ませないようにした本発明により不要な赤
泥が発生することなく、またアルミネート液中へのコン
タミネーションもないので非常に有効な方法である。
【００１６】
【実施例】次に実施例により、本発明の内容を具体的に
説明するが、本発明方法はこれに限定されるものではな
い。 （実施例１）粉砕したオ−ストラリア産ボーキサイト
（反応性シリカ含有量２．８重量％）約３００ｇをＮａ
ＯＨ濃度２５０ｇ／ｌ、Ａｌ2 Ｏ3 濃度１８０ｇ／ｌの
組成を持つアルミネート液１０００ｃｃに加え、１０５
℃で攪拌しつつ、熱処理した。約９０分後、このスラリ
ーをただちに加圧濾過によって固液分離し、抽出液と不
溶解残渣とに分けた。抽出液には粉砕したボーキサイト
溶解工程の配管スケールなどを加え、１３０℃でソーダ
ライトを析出させ、固液分離し、ソーダライトとしてＳ
ｉＯ2 を除いた。一方、不溶解残渣はバイヤー工程に送
り、ＮａＯＨ濃度１５０ｇ／ｌ、Ａｌ2Ｏ3 濃度６０ｇ
／ｌの組成を持つアルミネート液に抽出後のＡｌ2 Ｏ3
濃度／ＮａＯＨ濃度が０．８となるように加え、１４０
℃で約１時間アルミナ分の抽出を行った。これを抽出
後、不溶解残渣と液とを分離し、液は水酸化アルミニウ
ムの析出に用いた。この液のＳｉＯ2 濃度は０．５ｇ／
ｌであり、水酸化アルミニウムの析出には支障の無いレ
ベルであった。不溶解残渣として排出された赤泥は水洗
し、湿式分析したところ、Ｎａ2 Ｏ分は０．９重量％し
か含まれていなかった。
説明するが、本発明方法はこれに限定されるものではな
い。 （実施例１）粉砕したオ−ストラリア産ボーキサイト
（反応性シリカ含有量２．８重量％）約３００ｇをＮａ
ＯＨ濃度２５０ｇ／ｌ、Ａｌ2 Ｏ3 濃度１８０ｇ／ｌの
組成を持つアルミネート液１０００ｃｃに加え、１０５
℃で攪拌しつつ、熱処理した。約９０分後、このスラリ
ーをただちに加圧濾過によって固液分離し、抽出液と不
溶解残渣とに分けた。抽出液には粉砕したボーキサイト
溶解工程の配管スケールなどを加え、１３０℃でソーダ
ライトを析出させ、固液分離し、ソーダライトとしてＳ
ｉＯ2 を除いた。一方、不溶解残渣はバイヤー工程に送
り、ＮａＯＨ濃度１５０ｇ／ｌ、Ａｌ2Ｏ3 濃度６０ｇ
／ｌの組成を持つアルミネート液に抽出後のＡｌ2 Ｏ3
濃度／ＮａＯＨ濃度が０．８となるように加え、１４０
℃で約１時間アルミナ分の抽出を行った。これを抽出
後、不溶解残渣と液とを分離し、液は水酸化アルミニウ
ムの析出に用いた。この液のＳｉＯ2 濃度は０．５ｇ／
ｌであり、水酸化アルミニウムの析出には支障の無いレ
ベルであった。不溶解残渣として排出された赤泥は水洗
し、湿式分析したところ、Ｎａ2 Ｏ分は０．９重量％し
か含まれていなかった。
【００１７】（実施例２）粉砕したインドネシア産ボー
キサイト（反応性シリカ含有量３．７重量％）約２００
ｇを、ＮａＯＨ濃度２００ｇ／ｌ、Ａｌ2 Ｏ3 濃度１４
０ｇ／ｌの組成を持つアルミネート液１０００ｃｃに加
え、１０５℃で攪拌しつつ、熱処理した。約１時間後、
このスラリーをただちに加圧濾過によって固液分離し、
抽出液と不溶解残渣とに分けた。抽出液には粉砕したボ
ーキサイト溶解工程の配管スケールなどを加え、１３０
℃でソーダライトを析出させ、固液分離し、ソーダライ
トとしてＳｉＯ2 を除いた。一方、不溶解残渣はバイヤ
ー工程に送られ、ＮａＯＨ濃度１５０ｇ／ｌ、Ａｌ2 Ｏ
3 濃度６０ｇ／ｌの組成を持つアルミネート液に、抽出
後のＡｌ2 Ｏ3 濃度／ＮａＯＨ濃度が０．８となるよう
に加え、１４０℃で約１時間アルミナ分の抽出を行っ
た。これを抽出後、不溶解残渣と抽出液とに分離し、抽
出液は水酸化アルミニウムの析出に用いた。この液のＳ
ｉＯ2 濃度は０．６ｇ／ｌであり、水酸化アルミニウム
の析出には支障の無いレベルであった。不溶解残渣とし
て排出された赤泥は水洗し、湿式分析したところ、Ｎａ
2 Ｏ分は０．８重量％しか含まれていなかった。
キサイト（反応性シリカ含有量３．７重量％）約２００
ｇを、ＮａＯＨ濃度２００ｇ／ｌ、Ａｌ2 Ｏ3 濃度１４
０ｇ／ｌの組成を持つアルミネート液１０００ｃｃに加
え、１０５℃で攪拌しつつ、熱処理した。約１時間後、
このスラリーをただちに加圧濾過によって固液分離し、
抽出液と不溶解残渣とに分けた。抽出液には粉砕したボ
ーキサイト溶解工程の配管スケールなどを加え、１３０
℃でソーダライトを析出させ、固液分離し、ソーダライ
トとしてＳｉＯ2 を除いた。一方、不溶解残渣はバイヤ
ー工程に送られ、ＮａＯＨ濃度１５０ｇ／ｌ、Ａｌ2 Ｏ
3 濃度６０ｇ／ｌの組成を持つアルミネート液に、抽出
後のＡｌ2 Ｏ3 濃度／ＮａＯＨ濃度が０．８となるよう
に加え、１４０℃で約１時間アルミナ分の抽出を行っ
た。これを抽出後、不溶解残渣と抽出液とに分離し、抽
出液は水酸化アルミニウムの析出に用いた。この液のＳ
ｉＯ2 濃度は０．６ｇ／ｌであり、水酸化アルミニウム
の析出には支障の無いレベルであった。不溶解残渣とし
て排出された赤泥は水洗し、湿式分析したところ、Ｎａ
2 Ｏ分は０．８重量％しか含まれていなかった。
【００１８】（実施例３）実施例１で得られたソーダ低
含有赤泥３００重量部と普通ポルトランドセメント１０
０重量部と水５０重量部を（水セメント比０．５）、ミ
キサーに投入し、約３分間混練して得たモルタルセメン
トを１０ｍｍ×１０ｍｍ×４０ｍｍの型に流し込んだ。
これを振動機で１分間加振して締め固めを実施した。そ
ののち数時間、常温の室内に放置した。そののち２０±
１℃相対湿度９０％以上の恒温湿潤箱にいれて２０時間
養生を行った。この成形体を脱枠し、２８日間２０±１
℃の水中で標準養生を行った。こうして得られた成形体
を破砕し、目開き３００μｍの篩を通過し、１５０μｍ
を通過しない程度の試料粉を得た。この試料粉をＡＳＴ
Ｍ Ｃ ２８９の方法に従い溶出テストを行い、溶解シ
リカ量（Ｓｃ）とアルカリ濃度減少量（Ｒｃ）との関連
を調べたところ、Ｓｃ＝８０．１ｍＭｏｌ／ｌ、Ｒｃ＝
１０６．５ｍＭｏｌ／ｌであり、低ソーダ赤泥はアルカ
リ骨材反応を起こさない骨材であることがわかった。
含有赤泥３００重量部と普通ポルトランドセメント１０
０重量部と水５０重量部を（水セメント比０．５）、ミ
キサーに投入し、約３分間混練して得たモルタルセメン
トを１０ｍｍ×１０ｍｍ×４０ｍｍの型に流し込んだ。
これを振動機で１分間加振して締め固めを実施した。そ
ののち数時間、常温の室内に放置した。そののち２０±
１℃相対湿度９０％以上の恒温湿潤箱にいれて２０時間
養生を行った。この成形体を脱枠し、２８日間２０±１
℃の水中で標準養生を行った。こうして得られた成形体
を破砕し、目開き３００μｍの篩を通過し、１５０μｍ
を通過しない程度の試料粉を得た。この試料粉をＡＳＴ
Ｍ Ｃ ２８９の方法に従い溶出テストを行い、溶解シ
リカ量（Ｓｃ）とアルカリ濃度減少量（Ｒｃ）との関連
を調べたところ、Ｓｃ＝８０．１ｍＭｏｌ／ｌ、Ｒｃ＝
１０６．５ｍＭｏｌ／ｌであり、低ソーダ赤泥はアルカ
リ骨材反応を起こさない骨材であることがわかった。
【００１９】（比較例１）粉砕したインドネシア産ボー
キサイト（反応性シリカ含有量３．７重量％）約１３０
ｇを、ＮａＯＨ濃度１５０ｇ／ｌ、Ａｌ2 Ｏ3 濃度６０
ｇ／ｌの組成を持つアルミネート液１０００ｃｃに加
え、１４０℃で攪拌しつつ、熱処理した。約１時間後、
このスラリーをただちに加圧濾過によって固液分離し、
抽出液と不溶解残渣とに分けた。抽出液は水酸化アルミ
ニウムの析出に用いた。この液のＳｉＯ2 濃度はボーキ
サイト処理前と同じ０．５ｇ／ｌであり、水酸化アルミ
ニウムの析出には支障の無いレベルであった。不溶解残
渣として排出された赤泥は水洗し、湿式分析したとこ
ろ、Ｎａ2 Ｏ分を約８重量％含んでいた。
キサイト（反応性シリカ含有量３．７重量％）約１３０
ｇを、ＮａＯＨ濃度１５０ｇ／ｌ、Ａｌ2 Ｏ3 濃度６０
ｇ／ｌの組成を持つアルミネート液１０００ｃｃに加
え、１４０℃で攪拌しつつ、熱処理した。約１時間後、
このスラリーをただちに加圧濾過によって固液分離し、
抽出液と不溶解残渣とに分けた。抽出液は水酸化アルミ
ニウムの析出に用いた。この液のＳｉＯ2 濃度はボーキ
サイト処理前と同じ０．５ｇ／ｌであり、水酸化アルミ
ニウムの析出には支障の無いレベルであった。不溶解残
渣として排出された赤泥は水洗し、湿式分析したとこ
ろ、Ｎａ2 Ｏ分を約８重量％含んでいた。
【００２０】（比較例２）比較例１で得られた通常の赤
泥３００重量部と普通ポルトランドセメント１００重量
部と水５０重量部を（水セメント比０．５）、ミキサー
に投入し、約３分間混練して得たモルタルセメントを１
０ｍｍ×１０ｍｍ×４０ｍｍの型に流し込んだ。これを
振動機で１分間加振して締め固めを実施した。これを数
時間、常温の室内に放置した。そののち２０±１℃相対
湿度９０％以上の恒温湿潤箱にいれて２０時間養生を行
った。この成形体を脱枠し、２８日間２０±１℃の水中
で標準養生を行った。こうして得られた成形体を破砕
し、目開き３００μｍの篩を通過し、１５０μｍを通過
しない程度の試料粉を得た。この試料粉をＡＳＴＭ Ｃ
２８９の方法に従い、溶出試験を行い、溶解シリカ量
（Ｓｃ）とアルカリ濃度減少量（Ｒｃ）との関連を調べ
たところ、Ｓｃ＝２３５．３ｍＭｏｌ／ｌ、Ｒｃ＝７
０．５ｍＭｏｌ／ｌであり、通常の赤泥はアルカリ骨材
反応を起こす反応性骨材であることが判った。
泥３００重量部と普通ポルトランドセメント１００重量
部と水５０重量部を（水セメント比０．５）、ミキサー
に投入し、約３分間混練して得たモルタルセメントを１
０ｍｍ×１０ｍｍ×４０ｍｍの型に流し込んだ。これを
振動機で１分間加振して締め固めを実施した。これを数
時間、常温の室内に放置した。そののち２０±１℃相対
湿度９０％以上の恒温湿潤箱にいれて２０時間養生を行
った。この成形体を脱枠し、２８日間２０±１℃の水中
で標準養生を行った。こうして得られた成形体を破砕
し、目開き３００μｍの篩を通過し、１５０μｍを通過
しない程度の試料粉を得た。この試料粉をＡＳＴＭ Ｃ
２８９の方法に従い、溶出試験を行い、溶解シリカ量
（Ｓｃ）とアルカリ濃度減少量（Ｒｃ）との関連を調べ
たところ、Ｓｃ＝２３５．３ｍＭｏｌ／ｌ、Ｒｃ＝７
０．５ｍＭｏｌ／ｌであり、通常の赤泥はアルカリ骨材
反応を起こす反応性骨材であることが判った。
【００２１】
【発明の効果】本発明により、多額の費用をかけて投棄
している赤泥の商業的な活用が可能になったため、バイ
ヤー方法を採用している企業において永年の課題であ
り、環境規制強化からその操業の将来の大きなガンとな
っていた赤泥対策が確立出来た。また赤泥と共に投棄さ
れていたソ−ダライトが副産物として回収され、ゼオラ
イト等の原料として有効に活用出来るなど、バイヤー工
程の経済性向上にも大きい効果を示す。
している赤泥の商業的な活用が可能になったため、バイ
ヤー方法を採用している企業において永年の課題であ
り、環境規制強化からその操業の将来の大きなガンとな
っていた赤泥対策が確立出来た。また赤泥と共に投棄さ
れていたソ−ダライトが副産物として回収され、ゼオラ
イト等の原料として有効に活用出来るなど、バイヤー工
程の経済性向上にも大きい効果を示す。
【図１】バイヤー法ボーキサイト溶解工程における、ボ
ーキサイト中反応性シリカとアルミナ分の液中への溶出
状況およびソーダライトの生成反応を模式的に示す。
ーキサイト中反応性シリカとアルミナ分の液中への溶出
状況およびソーダライトの生成反応を模式的に示す。
【図２】アルミネート液のＮａＯＨ濃度に対するシリカ
溶解能を示す。
溶解能を示す。
【図３】アルミネート液のＮａＯＨ濃度に対するシリカ
溶出に要する時間を示す。
溶出に要する時間を示す。
【図４】ソーダライトの晶析に要する時間を示す。
【図５】代表的な低ソ−ダ赤泥製造工程を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年４月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】追加
【補正内容】
【符号の説明】 １ ボーキサイト粉砕 ２ 反応性シリカ抽出 ３ 固液分離 ４ ソーダライト晶析 ５ 固液分離 ６ アルミナ抽出 ７ 固液分離 ８ 水酸化アルミニウム析出 ９ 固液分離
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
Claims (3)
- 【請求項１】ボーキサイトをアルミン酸アルカリ溶液で
溶解処理し、不溶解残渣として赤泥を排出し、赤泥分離
溶液から水酸化アルミニウムを析出せしめ、これを焼成
してアルミナを製造するバイヤー工程において、 ボーキサイトをバイヤー工程の場合よりアルカリ濃度が
高いアルミン酸アルカリ溶液で処理して可溶性シリカ分
をできる限り抽出し、抽出液と不溶解残渣とに固液分離
し、該抽出液に種子を添加してソーダライトとして晶析
分離する脱硅工程を循環する前段処理工程と、該不溶解
残渣をボーキサイトと全く同様にバイヤー工程で処理す
る本工程とからなることを特徴とする低ソーダ赤泥の製
造方法。 - 【請求項２】脱硅工程に用いるアルミン酸アルカリ溶液
のＮａＯＨ濃度が１８０ｇ／ｌ〜５５０ｇ／ｌであるこ
とを特徴とする請求項１記載の低ソーダ赤泥の製造方
法。 - 【請求項３】脱硅工程でのボーキサイト仕込量が下記の
式（１）で求められる量の４０％〜１００％であること
を特徴とする請求項１記載の低ソーダ赤泥の製造方法。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33905491A JP3269649B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 水酸化アルミニウムまたはアルミナ及び低ソーダ赤泥の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33905491A JP3269649B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 水酸化アルミニウムまたはアルミナ及び低ソーダ赤泥の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05170434A true JPH05170434A (ja) | 1993-07-09 |
| JP3269649B2 JP3269649B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=18323824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33905491A Expired - Fee Related JP3269649B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 水酸化アルミニウムまたはアルミナ及び低ソーダ赤泥の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3269649B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6528028B2 (en) | 1999-12-28 | 2003-03-04 | Showa Denko K.K. | Process for treating bauxite in which a desilication product and an insoluble residure are separately precipitated |
| JP2006045053A (ja) * | 2004-07-05 | 2006-02-16 | Showa Denko Kk | アルミニウム塩溶液の製造方法、アルミニウム塩溶液、アルミニウム塩、アルミニウム塩溶液を用いる浄化装置、アルミニウム塩溶液を使用して製造された物品 |
| JP2007516922A (ja) * | 2003-12-24 | 2007-06-28 | マウント・アスパイアリング・ジオケミストリー・コンサルタンツ・プロプライエタリー・リミテッド | 流体処理用多孔性粒状材料、セメント系組成物およびそれらの製造方法 |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP33905491A patent/JP3269649B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6528028B2 (en) | 1999-12-28 | 2003-03-04 | Showa Denko K.K. | Process for treating bauxite in which a desilication product and an insoluble residure are separately precipitated |
| JP2007516922A (ja) * | 2003-12-24 | 2007-06-28 | マウント・アスパイアリング・ジオケミストリー・コンサルタンツ・プロプライエタリー・リミテッド | 流体処理用多孔性粒状材料、セメント系組成物およびそれらの製造方法 |
| JP2006045053A (ja) * | 2004-07-05 | 2006-02-16 | Showa Denko Kk | アルミニウム塩溶液の製造方法、アルミニウム塩溶液、アルミニウム塩、アルミニウム塩溶液を用いる浄化装置、アルミニウム塩溶液を使用して製造された物品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3269649B2 (ja) | 2002-03-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |