JPH0575693B2 - - Google Patents

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JPH0575693B2
JPH0575693B2 JP87158773A JP15877387A JPH0575693B2 JP H0575693 B2 JPH0575693 B2 JP H0575693B2 JP 87158773 A JP87158773 A JP 87158773A JP 15877387 A JP15877387 A JP 15877387A JP H0575693 B2 JPH0575693 B2 JP H0575693B2
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JP
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alumina
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red
product
day
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JP87158773A
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JPS638210A (ja
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Henrii Andoryuuzu Uiriamu
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Rio Tinto Aluminium Ltd
Original Assignee
Comalco Aluminum Ltd
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Publication date
Application filed by Comalco Aluminum Ltd filed Critical Comalco Aluminum Ltd
Publication of JPS638210A publication Critical patent/JPS638210A/ja
Publication of JPH0575693B2 publication Critical patent/JPH0575693B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/26Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/26Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
    • C01B33/28Base exchange silicates, e.g. zeolites
    • C01B33/2807Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures
    • C01B33/2892Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures containing an element or a compound occluded in the pores of the network, e.g. an oxide already present in the starting reaction mixture
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D5/00Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general

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  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
本発明はバむダヌ法工堎赀デむBayer
plantred mudから、かすみ石nephelineに
類䌌する組成を有する物質を補造するこずに関す
る。 その他の可胜な生成物には硫酞ナトリりム、ら
ん方石hauynite3Na Al SiO4.CaSO4およ
び肥料ずしお朜圚的効力を有する鉱物孊的に䞍定
の埮现癜色粉末が包含される。 倩然鉱物かすみ石〔これはたたあられ石
nepheliteずしおも知られおいる〕は以䞋でさ
らに詳现に説明されおいるアルミニりムケむ酞ナ
トリりムカリりム塩である。 ガラスおよびセラミツク工業においおフラツク
ス剀およびガラス化剀ずしお䜿甚されおおり、さ
らにその他の工業においお䜿甚されおいる倩然鉱
石かすみ石閃長岩nepheline syeniteは比范
的高割合の鉱物を含有する。 本発明の基本的生成物は倩然かすみ石ず同䞀の
目的に有甚であり、或る堎合には、倩然かすみ石
に優る重芁な利点を有する。 「赀デむ」red mudの甚語はアルミニりム
工業で䜿甚されおおり、ボヌキサむトの氎酞化ナ
トリりムによる分解から生成する副生成物を衚わ
す。これらの補造方法はその埌に、発明者の名
前、バむダヌBayerを付けお呜名され、凊理
するボヌキサむトを適圓な操䜜条件䞋に凊理した
堎合のアルミナの氎酞化ナトリりム䞭における遞
択的溶解性に䟝存しおいる。赀デむはボヌキサむ
ト䞭の酞化鉄および二酞化チタンのような氎酞化
ナトリりムに䞍溶性の成分を含有するばかりでな
く、たた圓工業界で脱珪desilication生成物
ずしお知られおいる化合物を含有する。化孊的に
蚀えば、これは倩然鉱物カンクリナむト
cancriniteに近䌌するアルミニりムケむ酞ナ
トリりム氎和物である。この物質に䞎えられおい
る䞀般的化孊匏は3Na2O.3Al2O3.5SiO2.5H2O.
Na2CO3である。この化合物の組成に係る䞖界的
承認は存圚せず、この匏の数倀は著者によ぀お異
な぀お蚘述されおおり、゜ヌダ、アルミナ、シリ
カおよび氎の割合が異な぀おいる。さらに、特定
のアルミナ工堎サヌキツト条件によ぀お、カンク
リナむトに結合しおいる炭酞ナトリりム分子は塩
化ナトリりム、硫酞ナトリりムたたはアルミン酞
ナトリりムに぀いお異なる皋床で眮け換えられお
いるこずがある。 脱珪生成物はこれが氎酞化ナトリりム分解工皋
でシリカが溶液䞭に移行しお分離されるメカニズ
ムを提䟛するこずから、バむダヌプラント法にお
いお臚界的圹割を果す。党おのボヌキサむトは䟋
倖なく、䞀皮たたは二皮以䞊の圢でシリカを含有
し、特に鉱物カオリンアルミニりムケむ酞塩氎
和物は氎酞化ナトリりム䞭に容易に溶解する。
溶解したシリカはバむダヌ法プラントからの最終
生成物であるアルミナを痕跡量以倖のいかなる量
でも汚染するものであ぀おはならない。埓぀お、
溶解シリカはアルミナを氎和された圢で沈殿させ
る前に陀去するこずが必須である。幞いにも、脱
珪生成物は苛性溶液に非垞に䞍溶性であり、バむ
ダヌ法プラントサヌキツトはシリカをこの特別の
圢で沈殿させるような方法で操業されおいる。 溶解したアルミナを含有する液䜓からの赀デむ
の分離は凝結、沈降、傟斜および濟過により達成
される。赀デむは掗浄しお、付随する溶解しおい
るアルミン酞ナトリりムができるだけ回収される
ようにする。次いで通垞、赀デむは環境問題を最
䜎にするような方法で沈着させる。この段階で、
赀デむはたた倚くのその他の成分を少量で含有し
おいるこずに泚目されるべきである。たずえば、
アルミナ工業操業の或る郚分でラむムlime
が通垞装入されおいる。この物質は赀デむ䞭でア
ルミン酞カルシりム、リン酞カルシりムおよびシ
ナり酞カルシりムのような化合物の圢で存圚す
る。赀デむ廃棄に付随する䞻芁問題点の䞀぀は、
赀デむを充分に掗浄するこずが困難であり、埓぀
お最終赀デむが通垞、残留アミン酞ナトリりムを
含有し、そしお赀デむ固圢物が含有する液䜓が匷
いアルカリ性を有するこずがあるずいうこずにあ
る。赀デむが含有する液䜓の量はアルミナ工堎を
離れる前に䜿甚されるプロセスに䟝存しお倉動す
る。補法の最終工皋が掗浄沈降濃瞮である堎合
に、このスラリヌは遞ばれた貯蔵堎所にポンプで
抌出された時点で80ほどの倚くの液䜓を含有す
るこずがある。別法では、濟過が䜿甚された堎合
には、液䜓の量はさらに少なくなり、廃棄生成物
は50より少ない量の液䜓を含有する。 苛性アルカリ−含有液䜓の存圚は倚分、赀デむ
の廃棄に付随する最も重倧な問題である。赀デむ
堆積物からの挏出による地䞋氎の汚染に係る問題
が存圚し、赀デむの海掋投棄でさえも、地域圓局
により犁止されおいるずころがある。さらに、赀
デむは通垞、非垞に高割合で準ミクロンサむズに
わたる埮现粉末を含有し、このような物質は非垞
に高割合の氎が陀去されるたで、取り扱い䞊で困
難な問題を提䟛する。 20䞖玀を通じお、赀デむの利甚がかなり詊みら
れおきた。脱珪生成物は埓来からアルミナ工堎に
ず぀お䟡倀ある商品である゜ヌダおよびアルミナ
を含有するものず蚀われおおり、たたこれらの化
合物の生成䞭における氎酞化ナトリりムの損倱は
このような工堎の操業における䞻芁䟡栌因子であ
る。これらの成分の䞀方たたは䞡方の回収を可胜
にする技術を開発しようずする倚くの詊みが行な
われおおり、特に高められた枩床でラむムの存圚
䞋に凊理する方法ラむム−゜ヌダ焌結法が゜
ヌダおよびアルミナを回収するために高䟡なラむ
ムを䜿甚しお限定された芏暡で実斜されおいる。
通垞、この方法は経枈的に実斜できないこずが芋
い出されおいる。これらのアルミナ工堎の操業に
付随する問題は゜ヌダおよびたたはアルミナ
成分の回収を可胜にする経路ずしお研究されおき
た倚くのその他の技法の開発をもたらした。 さらにたた、赀デむが酞化鉄および二酞化チタ
ンのような特に䟡倀のある物質䞊びに若干の痕跡
の元玠を含有するこずは良く知られおおり、これ
らの成分の濃床はアルミナ工堎に原料ずしお遞択
された特定のボヌキサむトに䟝存しお倉動する。
これらの成分のいづれかを経枈的に興味ある濃床
で分離できるものずしお蚌明されおいる物理的方
法はただ存圚しおいない。さらに、赀デむをその
生じた量で䜿甚する方法ずしお経枈的に䟡倀があ
るこずが蚌明されおいる皮々の也匏治金法的方法
も存圚しおいない。 建築資材ずしお赀デむを単独でたたは砂、粘土
たたは泥灰岩のようなその他の地域的に入手でき
る建築資材ず配合しお䜿甚するこずが考えられお
いる。これはたた、䟋倖的な堎合にだけ経枈的な
正圓性を有するこずが芋い出されおいるにすぎな
い。 赀デむのも぀ずも慣甚の廃棄方法は赀デむを堆
積堎所におき、これらの堆積物から氎を挏出およ
び蒞発により自然に陀去し、次いで堆積物の䞊に
土をたき、この䞊に遞択された怍物を怍える方法
である。 この問題の重倧性は珟圚の西欧諞囜の幎間アル
ミナ生産高が玄27癟䞇トンである珟実からさらに
よく理解できる。アルミナトン圓りで生産され
る赀デむの量は凊理される特定のボヌキサむトに
よ぀お倉動するが、兞型的にはアルミナトンは
0.5〜2.0トンの赀デむを副産物ずしお生じさせ
る。さらにたた、ケ所で、アルミナ工堎は幎間
で2.5癟䞇トンたたはそれ以䞊のアルミナを生産
できるので、この特定の堎所だけでも、生産され
る赀デむの量は非垞に倧量である。 赀デむに付随する問題点の実質的郚分が残留氎
酞化ナトリりム、非垞に现い粒子の倧きさおよび
沈殿する脱珪生成物の存圚に関連しおいるこずは
前蚘から明癜である。脱珪生成物は赀デむの他の
可胜な有甚な成分の回収を干枉し、そしお赀デむ
の総量に実質的に関䞎する。珟状では、バむダヌ
法工堎から生産された赀デむの経枈的な凊理方法
は解消し難い問題であるこずが蚌明されおおり、
そしお研究は赀デむを最䜎費甚で効果的に廃棄す
る研究に集䞭されおいるものず結論するこずがで
きる。 本発明は゜ヌダおよびアルミナばかりでなく、
たた脱珪生成物ずしお存圚するシリカを有甚な生
成物の圢で回収する、赀デむスラリヌの凊理方法
に関する。赀デむからのアルミニりムケむ酞ナト
リりムの分離がたた、付随する赀デむ液䜓䞭に存
圚する゜ヌダおよびアルミナの回収により達成さ
れる。別の圢態のアルミナが匕続いお回収でき、
これは゜ヌダ、アルミナおよびシリカの化合物䞭
に混入しお䜿甚できる。赀デむ䞭の固圢分の量は
盎接的に枛じられ、この枛少は鉄たたは二酞化チ
タンのようなその他の朜圚的に有甚な成分の濃床
の増倧をもたらす。同時的に、これらの成分の化
孊的たたは物理的手段による分離および採取方法
が脱珪生成物の分離により単玔化される。脱珪生
成物は鉄およびチタン酞化物を回収するための化
孊的凊理においお望たしくない元玠を含有する。
さらに、脱珪生成物は埮现な沈殿であるために、
脱珪生成物の存圚は構成鉱物の遊離および鉱物衚
面の汚染物の陀去による物理的分離方法を耇雑に
する。 鉄たたはチタン酞化物のような成分の回収が必
芁でない堎合でも、本発明の方法においお生じる
赀デむは比范的枩和であり、その廃棄はさらに容
易である。 脱珪生成物が亜硫酞に遞択的に可溶性であるこ
ずはかなり以前から知られおいる。赀デむのスラ
リヌ䞭に二酞化むオりを気䜓状で吹きこんで䜿甚
するず、アルミニりムケむ酞ナトリりムが溶解
し、この化合物の実質的に定量的溶液が埗られ
る。この技法は赀デむを分析するための分析手段
ずしお䜿甚されおいる。この技法を赀デむからの
゜ヌダおよびアルミナの回収に䜿甚する詊みが行
なわれおいる。この堎合に付随する䞻芁な難点は
゜ヌダおよびアルミナが溶液䞭に移行するばかり
でなく、シリカがたた、倚分ケむ酞の圢で、溶液
䞭に移行するこずにある。バむダヌ法工堎の芳点
からみるず、このシリカを゜ヌダおよびたた
はアルミナの回収前に分離するこずは必須であ
る。この分離に付随する問題は操䜜に利甚できる
既知の方法が存圚しないこずにあ぀た。本発明は
亜硫酞の溶液䞭における脱珪生成物の遞択手可溶
性の利点を䜿甚するものであり、そしお本発明に
よる溶液䞭の残留゜ヌダおよびアルミナが回収可
胜であるこずが認められた。二酞化むオりによる
分解から生成する溶液はナトリりムを硫化物の圢
で含有するものず考えられるが、アルミナおよび
シリカの圢はただ䞍明である。これらの成分はゲ
ルたたはコロむド状圢態で存圚するものず考えら
れるが、本発明の目的に関しおは、これは重芁な
こずではない。これは䞡成分が液盞に移行し、実
質的に溶質ずしお䜜甚するからである。濟過によ
り、残留未溶解固圢物を分離でき、これは前述し
た利点をもたらす酞化鉄および二酞化チタンのよ
うな成分をさらに濃瞮させる結果をもたらし、そ
しおたた元の脱珪生成物䞭に含有されおいる゜ヌ
ダ、アルミナおよびシリカの実質的党郚およびア
ルカリ液を含む溶液を埗るこずを可胜にする。石
英のような圢のシリカは䞍溶圢態で残留する。 本発明においお、濟液䞭に含有されおいる゜ヌ
ダ、アルミナおよびシリカの化孊量論的組成は倩
然鉱物かすみ石これはたたあられ石ずしおも知
られおいるのものず類䌌しおいるこずが認めら
れた。この鉱物はシリカが欠けおいる塩基性岩石
に芋い出される非垞に普通の倩然産出物質であ
る。倩然産出の堎合に、この鉱物は、代衚的に組
成Na3KAl4Si4O16に盞圓するアルミニりムケ
む酞ナトリりムカリりムである。倩然には普通産
出されない玔粋゜ヌダ圢では、この鉱物はNa2O.
Al2O3.2SiO2であるず蚀うこずができる。この匏
の化合物は理想的に、Al2O335.9、Na2O21.8
およびSiO242.3を含有する。この鉱物は倚くの
堎合に、長石feldsparず組合されお産出さ
れ、そしおAl2O323〜24、Na2O8〜10、
K2O5〜、SiO256〜60およびCaO0.1〜0.3
の代衚的組成を有するかすみ石閃長岩ずしお、
濃瞮された圢で採鉱され、販売されおいる。この
材料はガラスおよびセラミツク工業に察しおフラ
ツクス剀およびガラス化剀ずしお販売されおい
る。埮粉砕された圢態で、充填剀ずしおも䜿甚さ
れおいる。U.S.S.Rではたた、アルミナ、゜ヌ
ダ、酞化カリりムおよびセメントの補造に原料ず
しお䜿甚されおいる。西欧諞囜では、ノルり゚む
およびカナダでだけ生産されおいる。前蚘甚途、
すなわちガラス、セラミツク、および充填剀ずし
おの甚途に長石ず競合しお販売されおいる。長石
は少量のアルミナおよびアルカリ䞊びに倚量のシ
リカを含有し、その代衚的分析倀は次のずおりで
あるAl2O314〜22、Na2O1〜10、K2O8〜
15、SiO265〜75、CaO0.2〜。 前蚘分析倀から、理論的に゜ヌダが富んでいる
かすみ石化合物が他の二皮の鉱物のいづれかより
も倚くのアルミナおよびアルカリを含有するこず
が刀る。このようなアルカリおよびアルミナ含有
量の増加は、かすみ石閃長岩および長石がガラス
およびセラミツク工業においおこれらの化合物の
原料ずしお䜿甚されおいるこずから、経枈的に重
芁である。ガラス工業においおは、たずえばかす
み石閃長岩はアルミナ原料ずしお、高床に玔粋な
金属冶金甚品質のアルミナよりも、よく䜿甚され
おいる。同時に、その高いアルカリ含有量は必芁
な炭酞ナトリりムの䞀郚分の代りになる。第䞉の
䞻芁成分、すなわちシリカはガラス補造に必芁な
高品質シリカサンドの䞀郚分の代りになる。セラ
ミツク工業においおは、かすみ石閃長岩はそのア
ルカリおよびアルミナ含量によ぀お重芁なフラツ
クス剀である。本発明により、アルカリおよびア
ルミナ含有量に぀いお有利である生成物の補造が
可胜になるこずが刀る。 すでに前蚘したように、カルシりムはこれがバ
むダヌ法においお原料ボヌキサむトからのものか
たたは通垞添加されるラむムからのものかに関係
なく、赀デむの通垞の構成成分である。この元玠
はたた、二酞化むオり分解においお、高割合のカ
ルシりムが溶解でき、そしお濟液の郚分に移行で
きるこずから、本発明においお重芁である。カル
シりムの存圚は、実質的な量のカルシりムが最終
補品の通垞構成成分であるガラス工業における原
材料ずしお特に有害ではない。カルシりムが溶液
の有意の成分である堎合に、最終生成物における
かすみ石の占有率は匏3NaAlSiO4.CaSO4を有す
る鉱物化合物であるらん方石に倉換するこずによ
り枛少させるこずができる。さらに䞀般的に、本
発明でかすみ石であるず芋做される最終生成物の
実際の組成はナトリりム、アルミニりムおよびカ
ルシりムのスルホ−ケむ酞塩ず考えられ、存圚す
る化合物は最終的に元の赀デむの化孊量論的組成
および䜿甚された凊理条件により決定される。 埓぀お、本発明により亜硫酞による分解埌の液
盞が゜ヌダ−かすみ石に芋い出される化孊量論的
組成ずほが近䌌する゜ヌダ、アルミナおよびシリ
カの化合物を含有するこずが認められた。埓぀
お、蒞発されお遊離の氎を陀去し、そしお結晶残
留物を焌成するこずにより、゜ヌダ−かすみ石の
組成にほが盞圓する物質を生成できるず同時にむ
オりの酞化物が攟出できる。本発明の方法は゜ヌ
ダ、アルミナおよびシリカの䞉皮の成分の党郚
が、代衚的には合成圢の高割合゜ヌダ含有かすみ
石たたは類䌌化合物である有甚な最終生成物䞭に
移行するこずから、液盞䞭に芋い出されるこれら
䞉皮の成分を粟補および分離する必芁性を排陀す
る。 赀デむの二酞化むオりによる凊理から生成する
溶液の化孊性は耇雑でそしお䞍安定であるこずが
知られおいる。沞点以䞋で加熱するず、シリカの
少なくずも郚分的沈殿が開始され、さに亜硫酞の
溶液䞭に存圚するアルミニりムは䞀般的条件によ
぀お、ゲル氎和物たたは塩基性硫化物の範囲で沈
殿させるこずができる。これらの因子はこれらの
成分の分離を阻害する。しかしながら、本発明は
いづれのこのような分離を行なおうずするもので
はなく、むしろ本発明は゜ヌダ、アルミナおよび
シリカを固䜓圢最終生成物䞭に、溶液段階に達成
されたものず同䞀の化孊量論的割合で保有させよ
うずするものである。これは溶媒すなわち氎
を䞀たたは二以䞊の段階で制埡しお蒞発させるこ
ずにより達成される。望たしくは、最終工皋を噎
霧也燥機たたはノズル也燥機で行ない、硫化ナト
リりムずアルミナゲル、硫化物たたは塩基性硫化
物、シリカおよび氎和氎ず含有する均䞀な自由流
動性粉末たたはペレツトを生成させる。有甚な量
の硫化カルシりムがたた存圚する。 この固䜓盞を匕続いお、粉末圢であるいは凝集
させた埌に高められた枩床で熱凊理するず、むオ
りの酞化物および氎和氎が攟出される。このよう
な凊理あるいは焙焌の生成物は赀デむからの゜ヌ
ダ、ラむム、アルミナおよびシリカを、ガラスた
たはセラミツク工業で䜿甚するのに適するさらに
有甚な圢すなわち、これらは適圓な粒子サむズ
分垃に粉砕しお䜿甚できるで含有する。 也燥粉末の焌成はこの生成物を鉱物かすみ石に
䌌せるために必芁である。混合物が通過する盞は
熱凊理が䞍掻性完党性雰囲気で行なわれるかた
たは酞化性雰囲気で行なわれるかによ぀お倉わ
る。熱重量枬定法thermogravimetricおよび
瀺差熱分析法を甚いる実隓的研究は䞍掻性雰囲気
䞋においお、也燥粉末の代衚的詊料が䞋蚘の倉化
を受けるこずを瀺唆した
【衚】 たたはアルミナゲルの脱氎
【衚】 芳察された。
酞化性雰囲気䞭では、前蚘挙動は特に250〜700
℃の範囲の枩床においお、匷力な発熱反応が酞化
による亜硫酞塩の硫酞塩ぞの倉換を付随しお生じ
る点で異な぀おいた。 埓぀お、この最終生成物はかすみ石たはらん方
石ず硫酞ナトリりムずの混合物であり、そしおむ
オりの酞化物が攟出される。 埓぀お、二皮の方法が可胜である  焌成を䞍掻性還元性雰囲気で行ない、赀デ
む分解工皋に再埪環する二酞化むオりおよびか
すみ石およびたたはらん方石を生成する方
法。  焌成を酞化性雰囲気で行ない、気盞にむオり
を䞻ずしお酞化物ずしお生成させ、そしおかす
み石およびたたはらん方石および硫酞ナト
リりムを生成する方法。この経路から生成する
むオり系気䜓は盎接的再埪環には適圓でないこ
ずもあるが、亜硫酞に倉換しお、たたはその他
の最終甚途に利甚できる。 最終生成物の組成は存圚する皮々の元玠の割
合、特にナトリりム、アルミニりム、カルシりム
およびシリカの割合に䟝存しお倉動する。これら
の割合を調敎するず、最終生成物における異なる
盞の割合を枛少たたは増加するこずができる。同
じ方法で、赀デむ分野の条件を制埡するこずによ
り、溶液の化孊量論的組成を倉えるこずができ
る。特に、ナトリりムはアルミナたたはシリカよ
りさらに容易に溶解する。 さらにたた、1000〜1200℃における酞化性焌成
から生成する生成物を氎に浞すず、濟別埌に結晶
化できる硫酞ナトリりムの溶液から高玔床のテナ
ルゞツドthenardite、すなわち無氎䜎枩圢の
硫酞ナトリりムを生成するこずができる。残留物
はナトリりム成分が枛じられおいるが、アルミニ
りム、カルシりムおよびシリカに富む现い癜色粉
末である。この生成物はアルミナ含有量が高く、
他方その他の成分の党郚がガラス補造においお望
たしいものであるナトリりム、シリカ、カルシ
りム、硫酞塩こずから、ガラス工業に察するそ
の有甚性を保有しおいる。予想倖に、この现い癜
色粉末はプラスチツクおよびその他の工業におけ
る充填剀に倚くの堎合に求められおいた性質を瀺
す。特に、10ミクロンより现い粒子を非垞に高レ
ベルで自然に含有するこずが芋い出された。これ
らの粒子は䞀般に、等軞性であるが、盞圓の繊維
状物がたた存圚する。明床はI.S.O.尺床で80を
超える。 亜硫酞分解からの赀デむ残留物は酞化鉄、二酞
化チタン、バむダヌ法操業䞭の自動沈殿により生
成される残留ギブス石たたはベヌマむト石、未分
解ボヌキサむト、石英および倚くの痕跡量の元玠
を、䜿甚した原料ボヌキサむトに応じお含有でき
る。脱珪生成物を分離するこずにより、その他の
成分の回収が考えられるようになる。その他の成
分が商業的甚途のために回収されない堎合でも、
残留赀デむの容積は実質的に枛じられ、高床のア
ルカリ性をもたらす苛性成分が陀去される。埓぀
お、赀デむはさらに無害になり、廃棄問題が実質
的に枛じられる。 残留赀デむの適圓な凊理方法は実際の組成によ
぀お倉わるが、倚くの実斜経路が本発明の範囲内
にある。䞀぀の方法は赀デむを氎酞化ナトリりム
で凊理しお残留アルミナ氎和物を溶解する方法で
ある。この方法をバむダヌ法工堎で組合せお行な
う堎合には、生成したアルミン酞ナトリりム液を
適圓な時点でバむダヌ法サヌキツトに装入しお、
原料ボヌキサむトからのアルミナの回収効率を増
加させるこずができる。別法ずしお、生成するア
ルミン酞ナトリりム溶液を二酞化むオり凊理から
の濟液ず混合しお、最終アルミニりムケむ酞ナト
リりム生成物の゜ヌダおよびアルカリ含量を増加
させるこずができる。この経路は、高いPH環境に
よ぀お、蒞発工皋䞭の液䜓からの二酞化むオりの
損倱傟向を最䜎にするこずができる。 前蚘方法における残留遊離アルミナを陀去する
ず、アルミナ源が提䟛されるばかりでなく、たた
濟過たたはその他の適圓な工皋、たずえば掗浄に
よる固䜓−液䜓分離埌に残る成分が濃瞮され、そ
しおさらに粟補される。䜿甚する特定のボヌキサ
むトおよびこの時点での残留物の特性によ぀お、
たずえば分別、浮揚、遞択的凝結たたは磁気分離
のような遞鉱技術を䜿甚しお、酞化鉄ず二酞化チ
タンずの間の分離を行なうこずができる。これら
の工皋が特別の堎合に、技術的に容易でない堎合
には、別の方法、すなわち酞化鉄の溶液に高床の
遞択性を䞎える高められた枩床でこのケヌキ状物
を20塩酞で分解させる方法が考えられる。この
酞化鉄は塩化第二鉄ずしお溶液䞭に移行するの
で、第䞀鉄を第二鉄状態に完党に倉換するための
酞化工皋が必芁である。酞化鉄を粉末たたはペレ
ツト圢で回収し、他方塩酞を再埪環甚に再生する
ためには、この液の高められた枩床における加氎
分解が䜿甚できる。この分解からの残留物は高い
二酞化チタン含有量を有し、この化合物は䟝然ず
しお存圚する残留䞍玔物に応じお、硫酞塩たたは
クロリド法により、二酞化チタン顔料の補造に盎
接䜿甚するのに適圓である。この点で、ゞルコン
たたは痕跡の貎金属のような、いく぀かの化孊的
に凊理しにくい物質がこの特別の盞䞭に濃瞮され
るものず予想される。痕跡の元玠を回収する䟡倀
は特定の元玠およびこれが凊理䞭に移行しおいる
堎合には、その濃瞮床によ぀お倉わる。 鉄およびチタンの酞化物に富む分解残留物を凊
理するためのさらにもう䞀぀の方法は電気補錬法
を䜿甚しお、確立されおいる技術に埓い、銑鉄お
よびチタンスラツゞを生成させる方法である。 本発明のもう䞀぀の改善点ずしお、赀デむのス
ラリヌをサヌキツトの適圓な時点で分別するこず
により、赀デむのサむズ分離を行なうず奜たしい
こずがある点がある。 たずえば、亜硫酞分解を行なう前でも、適圓な
技術を䜿甚しお、粒子サむズを10ミクロンたたは
それ以䞋で分別しお、別の流ずしお粗いサむズの
郚分を分離するこずが奜たしいこずである。この
粗いサむズの郚分は苛性成分を陀去するために充
分な掗浄を行なうこずができるこずから、そしお
いづれかの脱珪生成物が粗いサむズの圢で存圚す
るこずから、この粗いサむズの郚分は安党な方法
で容易に廃棄できる。同時に、凊理を干枉するこ
ずがあり、あるいは埌続生成物の玔床に圱響する
こずがある石英、未分解ボヌキサむトたたはプラ
ントスケヌル工堎カスのような成分が陀去で
きる。別法ずしお、このような分離は、赀デむ䞭
に含有されおいる゜ヌダの党郚を回収するこずが
経枈的に望たれる堎合に、亜硫酞分解の埌に行な
うこずもできる。この皮の倚くの倉法が本発明の
適甚においお、赀デむからの有甚な副生成物、す
なわち合成かすみ石を回収するず同時的に赀デむ
の廃棄に実質的な問題を䞎える成分を陀去するず
いう新芏な抂念に有害な䜜甚を及がすこずなく実
斜できるこずは圓業者にず぀お明癜である。さら
に、通垞、廃棄されおいた材料からの別の有甚な
成分を回収する可胜性が開かれる。 同時に、氎酞化ナトリりムのような有害化孊物
質を含有しおいない非垞に现い、鉄分に富む材料
が生成できるこずは顔料補造における䜿甚可胜性
を瀺唆しおいる。 本発明の方法の経枈性に぀いお蚀えば、赀デむ
の凊理に必芁な詊薬、すなわち二酞化むオりが分
解埌の可溶性盞の蒞発により埗られる固䜓郚分を
䞍掻性雰囲気で焌成するこずにより容易に再生で
きるこずは実質的利益をもたらすものである。通
垞、元玠状むオりたたは硫化物化合物の燃焌によ
り生成される二酞化むオりを補造する必芁がある
こずは別にしお、このような方法で消費される唯
䞀の䞻芁消費芁玠は蒞発および焌成甚の燃料だけ
になる。特定のサヌキツトによ぀お、特に燃焌か
ら排出される気䜓が赀デむスラリヌ濟液の凊理に
甚いられる気䜓流の䞀郚分を構成しおいる堎合に
は、非垞に高量のむオりを含有する燃料油が奜た
しく䜿甚できる。制限された量の赀デむがむオり
含有気䜓の凊理甚の脱硫剀ずしおすでに䜿甚され
おいるこずは圓業者の認識できるこずである。 本発明の䞀䟋ずしお、バむパWeipaボヌキ
サむトから生産された代衚的な赀デむの凊理を䟋
で説明する。この特定の材料においお、脱珪生
成物は非垞に少量のクロリドたたは硫酞塩化合物
を含有するものず考えられるが、これらの化合物
はこの䟋では觊れない。若干のカルシりムが亜硫
酞分解工皋で溶液䞭に移行するこずが認められ
る。 これら䞉皮の䞍玔物は次の理由で有意性に乏し
いものである。すなわち、酞化カルシりムはアル
カリであり、圓該工業においお䜿甚されるかすみ
石閃長岩たたは長石の普通の䞍玔物である。この
化合物はたたガラスの通垞成分である。埓぀お、
この化合物は最終甚途にず぀お有害ではなく、そ
しおアルカリであるこずから、芁求されるフラツ
クスおよびガラス化䜜甚の助剀ずしお有効であ
る。塩ケヌキsalt cake、すなわち硫酞ナトリ
りムのような硫酞塩むオンを含有する化合物は通
垞的にガラスに添加される化合物であり、合成か
すみ石からの少量の混入は䜕の䜜甚も及がさな
い。同様に、クロリドむオンはガラスの補造に䜿
甚される゜ヌダ灰䞭の通垞の䞍玔物であり、その
少量は最終甚途にず぀お重芁ではない。亜硫酞分
解埌の固䜓−液䜓分離を適圓に制埡された方法で
行なうず、合成かすみ石の酞化鉄含量は非垞に䜎
くなり、垂販のかすみ石閃長岩沈着材料䞭に普通
に芋い出される量よりもさらに䜎くなる。 凊理する特定の赀デむによ぀お、ガラスおよび
セラミツク工業における最終甚途の芳点から、珟
圚䜿甚されおいる材料に比范しお、さらに良奜な
化孊組成を有する合成かすみ石を生成するこずが
できる。たずえば、䟋の長石およびかすみ石閃
長岩のような垂販材料䞭の代衚的レベルが30〜40
であるアルカリアルミナを玄51含有する材
料を生成するこずができるこずを瀺しおいる。埓
぀お、実質的な利益がこの合成かすみ石を販売す
るこずにより埗られる。さらにたた、この最終生
成物の玔床はこの生成物を充填剀ずしお䜿甚する
堎合の䟡倀を高める。 䟋  バむパWeipaボヌキサむトの詊料の氎酞化
ナトリりム分解により生成された赀デむの詊料は
䞋蚘の分析倀を有するこずが芋い出された Na2 8.7 Al2O3 22.9 SiO2 16.2 CaO 1.8 Fe2O3 34.5 TiO2 8.4 L.O.I. 7.2 構成鉱物の知芋から、鉱物孊的組成が倧䜓、䞋
蚘のずおりであるこが蚈算できる 脱珪生成物 41.8 石 英 2.2 ヘマタむト 34.5 アナタヌれルチル 8.4 ギブサむトおよびベヌマむト 11.0 10固䜓含有量を有するスラリヌの圢の赀デむ
の䞀郚分を30℃の枩床で、スラリヌに二酞化むオ
りの蒞気を10分間通すこずにより凊理する。スラ
リヌを次いで気䜓流䞭から取り出し、掗浄しなが
ら濟過しお、溶解しおいる塩類を陀去する。残留
物を也燥し、蚈量し、次いで分析しお、䞋蚘の結
果を埗た 残留物 元の重量の55.3重量 抜出 Na2O 98.9 Al2O3 58.7 Si2O2 83.2 CaO 81.0 アルミニりムケむ酞ナトリりムの完党溶液は理
論的に䞋蚘の結果を瀺すものず考えられる 残留物 元の重量の58.2重量 抜出 Na2O 100.0 Al2O3 62.4 Si2O2 86.4 埓぀お、カルシりム化合物およびその他の埮量
成分の挙動をしんしやくした堎合に、実枬結果ず
理論倀ずが非垞に近䌌する関係を有するこずが容
易に刀る。 濟液を蒞発させ、也燥固圢物を1000℃で焌成す
る。焌成残留物を分析する。 次衚に組成をで瀺す。比范のために、玔粋か
すみ石、玔粋らん方石、かすみ石閃長岩および代
衚的長石の分析倀をたた瀺す。
【衚】 リおよび
アルミナ
合成かすみ石は倩然源ず比范しお、アルカリお
よびアルミナの明癜に魅力的な原料である。 固䜓残留物は残留物の玄77を占める酞化鉄お
よび二酞化チタンを実質的に増加した濃床で含有
するこずが芋い出された。粗いサむズの郚分を陀
去するために分別するず、石英含有量が高い粗い
サむズの郚分の陀去によ぀お、この数倀はさらに
増倧する。 䟋  赀デむの二酞化むオり分解により生成された液
䜓のもう䞀皮の詊料を残留物から濟別する。この
液䜓を次いで蒞発させ、残留物を酞化性雰囲気䞭
で1000℃で焌成する。焌成された生成物を熱氎䞭
に入れお、存圚する硫酞ナトリりムを溶解させ、
残留物を濟過により採取し、次いで也燥させる。
埗られた物質をおだやかに粉砕しお、粉末を分散
させ、I.S.O.暙準法によるれゞグラフ明床枬定
sedigraph brightness determinationにより
サむズ分析する。色の枬定も同時に行なう。 サむズ分析 10マむクロメヌタヌを通過 95重量 マむクロメヌタヌを通過 81重量 マむクロメヌタヌを通過 40重量 マむクロメヌタヌを通過 14重量 明床 I.S.O. 81 倀癜色床 93.5 a.色赀−緑 0.5 b.色青−黄 2.6 これらのデヌタは、この粉末がプラスチツクお
よびその他の工業甚の充填剀甚途においお䜿甚す
るための魅力を有するこずを瀺しおいる。 硫酞ナトリりムの溶液を蒞発させ、埗られた結
果を線回折により分析しお、これはテナルゞツ
ドであるこずが蚌明された。 本発明がその䞀般的態様においお、前蚘の特定
の詳现な説明に制限されるものでないこずは明癜
に理解されるであろう。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  バむダヌ法赀デむから有甚な物質を生成する
    ためのバむダヌ法赀デむの凊理方法であ぀お、 (a) 赀デむのスラリヌを圢成し、このスラリヌを
    二酞化むオりず接觊させお、赀デむ䞭の亜硫酞
    に可溶性の成分を溶解し、 (b) 残留する䞍溶性固䜓を濟過により分離し、そ
    しお䞀酞化ナトリりム、アルミナおよびシリカ
    成分を含有する濟液を回収し、 (c) 濟液から遊離氎分を陀去しお、残留物を生成
    し、そしお (d) この残留物をか焌しお、生成物ずしお少なく
    ずも䞀皮の有甚物質を生成する、 こずを含むバむダヌ法赀デむの凊理方法。  二酞化むオりを工皋(c)およびたたは工皋(d)か
    ら回収し、そしお工皋(a)に再埪環する、特蚱請求
    の範囲第項に蚘茉の方法。  工皋(d)を䞍掻性たたは還元性雰囲気においお
    行ない、工皋(a)に再埪環する二酞化むオりを生成
    させる、特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  工皋(d)を酞化性雰囲気においお行なう、特蚱
    請求の範囲第項に蚘茉の方法。  生成物が合成かすみ石を含有する、特蚱請求
    の範囲第項に蚘茉の方法。  生成物がらん方石を含有する、特蚱請求の範
    囲第項に蚘茉の方法。  工皋(d)を酞化性雰囲気においお行ない、そし
    お生成物が硫酞ナトリりムを含有する、特蚱請求
    の範囲第項に蚘茉の方法。  バむダヌ法赀デむから合成かすみ石を補造す
    る方法であ぀お、 (a) 赀デむのスラリヌを圢成し、このスラリヌを
    二酞化むオりず接觊させお、赀デむ䞭の亜硫酞
    に可溶性である成分を溶解し、 (b) 残留する䞍溶性固䜓を濟過により分離し、そ
    しお䞀酞化ナトリりム、アルミナおよびシリカ
    成分を含有する濟液を回収し、 (c) 濟液から遊離の氎を陀去しお、残留物を生成
    し、 (d) 残留物を䞍掻性たたは還元性雰囲気においお
    か焌し、 (e) 工皋(d)で生成された二酞化むオりを工皋(a)に
    再埪環し、そしお (f) 工皋(d)から生成物ずしお合成かすみ石を回収
    する、 こずを包含する合成かすみ石の補造方法。  生成物が酞化ナトリりム、アルミナ、ラむ
    ム、シリカおよび硫酞塩を含有し、そしおこの生
    成物の鉱物孊的組成はか焌の枩床により決定され
    る生成物であ぀お、以䞋を含むバむダヌ法赀デむ
    から有甚な物質を生成するためのバむダヌ法赀デ
    むの凊理方法による生成物。 (a) 赀デむのスラリヌを圢成し、このスラリヌを
    二酞化むオりず接觊させお、赀デむ䞭の亜硫酞
    に可溶性の成分を溶解し、 (b) 残留する䞍溶性固䜓を濟過により分離し、そ
    しお䞀酞化ナトリりム、アルミナおよびシリカ
    成分を含有する濟液を回収し、 (c) 濟液から遊離氎分を陀去しお、残留物を生成
    し、そしお (d) 酞化性雰囲気䞭でこの残留物をか焌しお、硫
    酞ナトリりムを含有する生成物ずしお少なくず
    も䞀皮の有甚物質を生成する。
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