JPH11319764A

JPH11319764A - アルミドロス残灰の処理方法

Info

Publication number: JPH11319764A
Application number: JP10135295A
Authority: JP
Inventors: Akira Morita; 彰森田; Masaharu Sugiyama; 雅春杉山; Noboru Sugiyama; 昇杉山; Hiroshi Watanabe; 寛渡邉; Masatoshi Nanba; 正敏南波
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 1999-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】アルミドロス残灰から、資源的及び設備的に
効率よく有害不純物を除去し、産業上有用なアルミナ組
成物を得ることができるアルミドロス残灰の処理方法を
提供する。【解決手段】アルミニウム又はアルミニウム合金から
なるアルミ原材料を溶解するアルミ溶解工程で発生する
アルミドロスより金属状のアルミニウム又はアルミニウ
ム合金を回収した後のアルミドロス残灰１００重量部に
水酸化カルシウム０．５〜４重量部及び水５０〜９０重
量部を添加して反応させ、その反応熱により昇温した反
応物を熟成せしめて不純物の分解反応を起こし、塊状ア
ルミナ組成物を得るアルミドロス残灰の処理方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、アルミニウム
（以下「アルミ」と略称する）又はアルミ合金からなる
アルミ原材料を溶解するアルミ溶解工程で不可避的に発
生するアルミドロスより金属状のアルミ又はアルミ合金
を回収した後のアルミドロス残灰を、簡単な方法で処理
して環境上又は利用上問題となる有害不純物を除去し、
産業上有用資源化するのに容易なアルミナ組成物とする
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミ又はアルミ合金からなるアルミ製
品は、その耐蝕性、軽量性、導電性、伝熱性等において
優れた特性を有し、このために車両、船舶、機械、電
気、建築、日用品、飲料用缶等の極めて多くの分野で広
範囲に利用されており、また、その形態も鋳塊品、圧延
品、押出品、鍛造品等の種々の製品として極めて多岐に
及んでいる。

【０００３】そして、このようなアルミ製品の製造は、
一般的には、アルミ新地金、アルミ母合金、工場内で生
じる製品のアルミ切れ端（工場内リターン材）、二次ア
ルミ塊、二次アルミ母合金塊、回収アルミスクラップ等
のアルミ原材料を溶解して基本的な形態のスラブ、ビレ
ット、アルミ塊、アルミ合金塊等のアルミ鋳塊品を製造
し、次いで、このアルミ鋳塊品に圧延、押出、鍛造等の
加工を施して所望の形状に形成し、このうち多くは、表
面の清浄化や、表面に耐蝕性や意匠性を付与する等の目
的で、陽極酸化処理等の表面処理を施し、所望のアルミ
製品とされている。

【０００４】このため、アルミ原材料からアルミ鋳塊品
を製造するにはこのアルミ原材料を溶解するアルミ溶解
工程が不可欠であり、アルミ又はアルミ合金が元来酸化
され易い金属であることから、このアルミ溶解工程で溶
湯表面が酸化される。そこで、この溶湯表面の酸化を防
止するために、通常フラックスが使用されているが、こ
の溶湯表面の酸化を完全に防止することは困難であり、
溶湯表面にアルミ酸化物を主成分とする、いわゆるアル
ミドロスが不可避的に発生する。

【０００５】そして、このアルミドロスについては、通
常それが８０重量％にも及ぶアルミを含んでいるので、
溶湯表面上から掻き出されたアルミドロスを回転羽根式
等のしぼり機を用いて又は加圧下に溶融金属アルミを絞
り出して回収している。この一次回収処理後、冷却、固
化したアルミドロスを再度溶解処理し、同様に金属アル
ミを回収している。

【０００６】このようにしてアルミドロスから溶融金属
アルミを可及的に回収した後の残滓、すなわちアルミド
ロス残灰は、主としてアルミ酸化物からなるものである
が、依然として金属アルミ（合金も含む）を含み、ま
た、水と反応してアンモニアや塩化水素を発生し、悪臭
等の公害の原因になる窒化アルミ（ＡｌＮ）やフラック
ス由来の塩素含有成分を含んでいる。

【０００７】このため、このアルミドロス残灰について
は、これまでに、無公害化処理したり、あるいは、アル
ミナ源として再利用することが種々検討されている。し
かしながら、このアルミドロス残灰に含まれている不純
物の窒化アルミは、通常５〜１５重量％にも達し、放置
ないし保管中でも空気中の水分と反応してアンモニアを
発生し、安全性や環境上の問題を引き起こすが、中性な
いしは還元性雰囲気中では、高温でもかなり安定であ
り、例えば化学工業原料、窯業原料、金属製精錬用造滓
剤等としての有用資源化の障害となっている。

【０００８】このような不純物である窒化アルミを除去
する方法として、アルミドロス残灰に水を加え、このア
ルミドロス残灰中に含まれる金属状アルミ、窒化アルミ
及び炭化アルミを加水分解して水酸化アルミとし、水に
可溶の塩類を溶出除去することにより有用資源化する方
法（例えば、特開平９−２０２６１６号公報）が知られ
ている。

【０００９】この反応は、次のように考えられる。すな
わち、アルミドロス残灰に水を加えると、先ず、このア
ルミドロス残灰中の炭化アルミが下記反応式Ａｌ₄Ｃ₃＋１２Ｈ₂Ｏ → ４Ａｌ（ＯＨ）₃ ＋３ＣＨ₄ （反応熱４２３ｋｃａｌ／モル）に従って加水分解を起こし、この反応が発熱反応である
ことから、急激に発熱し、温度上昇に伴って反応は活発
になり、更には窒化アルミや金属状アルミの加水分解反
応が誘発され、これら窒化アルミや金属状アルミも下記
反応式２Ａｌ＋６Ｈ₂Ｏ → ２Ａｌ（ＯＨ）₃ ＋３Ｈ₂Ｏ（反応熱２６２ｋｃａｌ／モル）ＡｌＮ＋３Ｈ₂Ｏ → Ａｌ（ＯＨ）₃ ＋ＮＨ₃ （反応熱８４ｋｃａｌ／モル）に従って反応し、これらの反応も発熱反応であることか
ら、ときには２００℃近くにも達する。このため、この
反応の場合には、特に加熱することなく静置しておくの
みで金属状アルミや窒化アルミのほとんどが水酸化アル
ミとなり無害化される。

【００１０】しかしながら、この反応が円滑に進行する
か否かは、アルミドロス残灰中に含まれる炭化アルミの
量に依存するところが大きく、本発明者らの研究によれ
ば、炭化アルミの含有量が大略１重量％を超えるアルミ
ドロス残灰については、水を添加するだけで加水分解反
応が起こって発熱し、窒化アルミや金属状アルミの加水
分解も円滑に進行するが、この炭化アルミの含有量が１
重量％以下のアルミドロス残灰については、適用できな
い。

【００１１】しかるに、一般的なアルミ溶解工程で発生
するアルミドロス残灰のほとんどは、その炭化アルミの
含有量が１重量％以下であり、この方法は炭化アルミの
含有量の高い一部のアルミドロス残灰について適用でき
るにすぎないという問題がある。

【００１２】加えて、この方法においては、炭化アルミ
の含有量が１．５重量％を超える特殊なアルミドロス残
灰を除いて、加水分解反応により生成する生成物が塊状
にならず、その保管、出荷、輸出等において取り扱いが
不便であるという問題もある。

【００１３】なお、この他に、一般的にアルミドロス残
灰から不純物の窒化アルミを除去する方法としては、古
くからか焼法や水熱処理法も知られている。しかしなが
ら、か焼法では、窒化アルミを酸化分解して生成物中の
窒化アルミの量を１重量％以下にするには、１３００℃
にも及ぶ高温が必要になり、エネルギーコスト等の問題
がある。また、水熱処理法では、処理に長時間を必要と
し、反応槽の設備負担が大きくなり、しかも、なお窒化
アルミの除去効率が十分ではなく、水熱処理過程でのア
ンモニアの発生が避けられないという問題がある。な
お、近年、無公害アンモニア燃焼装置等のアンモニア処
理技術を用いて発生するアンモニアを無公害化処理する
ことも考えられるが、水熱反応が長時間を要するため、
フード等によるアンモニアの捕集ではアンモニア濃度が
希薄すぎて経済的な操業が困難であり、実用化には至っ
ていないのが現状である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、アルミ製品の製造工程で発生する処理の困難なアル
ミドロス残灰について、可及的簡単な装置で有用資源化
する方法について鋭意検討した結果、炭化アルミの含有
量が少なくて水を加えただけでは発熱が不足して窒化ア
ルミや金属状アルミが完全に分解しないようなアルミド
ロス残灰であっても、水酸化カルシウムが存在すると水
と反応し、特に加熱することなく容易に９０℃以上にな
り、静置しておくのみでも窒化アルミや金属状アルミの
分解が容易に行われ、しかも、遊離水分が蒸散して取り
扱い易い塊状物となることを見出し、本発明を完成し
た。

【００１５】従って、本発明の目的は、簡単な設備で、
しかも特別な加熱用エネルギーを加えることなくアルミ
ドロス残灰から有害不純物を除去してこのアルミドロス
残灰を有用資源化することができ、しかも、取り扱い易
い塊状のアルミナ組成物とすることができるアルミドロ
ス残灰の処理方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ア
ルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミ原材料
を溶解するアルミ溶解工程で発生するアルミドロスより
金属状のアルミニウム又はアルミニウム合金を回収した
後のアルミドロス残灰に、水酸化カルシウム及び水を添
加して反応させ、その反応熱により昇温した反応物を熟
成せしめ、塊状アルミナ組成物を得ることを特徴とする
アルミドロス残灰の処理方法である。

【００１７】また、本発明は、上記で得られた塊状のア
ルミナ組成物を解砕したのち、そのまま、あるいは、水
で洗浄してから焼成して無水アルミナ組成物を得ること
を特徴とするアルミドロス残灰の処理方法である。

【００１８】本発明において処理の対象となるアルミド
ロス残灰は、それがアルミやアルミ合金からなるアルミ
原材料を溶解するアルミ溶解工程で副生するものであれ
ば特に制限されるものではなく、具体的には、例えば、
アルミ新地金、アルミ母合金、工場内で生じる製品のア
ルミ切れ端（工場内リターン材）、二次アルミ塊、二次
アルミ母合金塊、自動車部品やアルミ缶等の回収アルミ
スクラップ等のアルミ原材料を溶解して基本的な形態の
スラブ、ビレット、アルミ塊、アルミ合金塊等のアルミ
鋳塊品を製造する際のアルミ溶解工程で副生するアルミ
ドロスから得られるアルミドロス残灰である。このよう
なアルミドロス残灰の組成は、概ね、金属アルミ８〜１
５重量％、酸化アルミ（Ａｌ₂Ｏ₃）５０〜６０重量
％、窒化アルミ（ＡｌＮ）５〜１５重量％、炭化アルミ
（Ａｌ₄Ｃ₃）０〜２重量％、鉄（Ｆｅ）０．５〜２重
量％、珪素（Ｓｉ）０．５〜１０重量％、マグネシウム
（Ｍｇ）０〜６重量％、アルカリ（Ｎａ＋Ｋ）１．５〜
３重量％、カルシウム（Ｃａ）０〜１重量％、塩素（Ｃ
ｌ）１〜６重量％、弗素（Ｆ）０．５〜２重量％等であ
る。

【００１９】本発明では、先ず、上記アルミドロス残灰
に水酸化カルシウム及び水を添加して混合する。その場
合、水酸化カルシウムは、所定濃度に調整した水分散液
（石灰乳）として加えてもよい。また、容器中のアルミ
ドロス残灰と水酸化カルシウムの均一混合物に水を添加
してもよい。

【００２０】本発明で用いる水酸化カルシウムとして
は、特に制限はなく、通常の工業用水酸化カルシウムを
使用することができる。水酸化カルシウムの使用量は、
アルミドロス残灰の炭化アルミの含有量等によっても異
なるが、通常は、窒化アルミや金属状アルミの急速な発
熱分解反応を起こさしめるために、アルミドロス残灰１
００重量部に対し、０．５〜４．０重量部、好ましく
は、０．８〜３．０重量部である。この水酸化カルシウ
ムの使用量が、アルミドロス残灰１００重量部に対して
０．５重量部より少ないと、水酸化カルシウムによる反
応促進効果が少なくなるため発熱不充分で窒化アルミの
分解が充分でなくなり、また、４．０重量部より多くな
ると、熟成後充分に固化せず、取り扱いが困難となるば
かりでなく、生成アルミナ組成物の純度を低下させる原
因になる。

【００２１】なお、アルミドロス残灰中の炭化アルミの
含有量が比較的多い場合には、この炭化アルミの分解に
より窒化アルミの急速な発熱分解反応を起こさしめるた
めに、水酸化カルシウムの使用量は比較的少量でよい
が、この場合であっても、水酸化カルシウムを上記範囲
で使用することにより、反応はより迅速に進み、また、
生成するアルミナ組成物もより容易に塊状となるため好
ましい。

【００２２】また、本発明で使用する水は、反応促進効
果を有する水酸化カルシウムが溶存状態でアルミドロス
残灰粒子全体に均一に行きわたり、窒化アルミや金属ア
ルミ等の水和反応に必要な水が供給されればよく、か
つ、熟成後に遊離水分が温度上昇と相まって蒸散する程
度であるのがよい。水の使用量は、アルミドロス残灰１
００重量部に対して５０〜９０重量部、好ましくは６０
〜８０重量部である。この水の使用量が、アルミドロス
残灰１００重量部に対して５０重量部より少ないと、水
酸化カルシウムが充分に行きわたらず、窒化アルミや金
属状アルミの反応不充分で、しかも固化不充分で粉状生
成物となるという問題があり、反対に、アルミドロス残
灰１００重量部に対して９０重量％より多いと、熱容量
が大きくなって温度が充分に上がらず、窒化アルミや金
属状アルミの分解が充分に行われず、また反応生成物が
ペーストとなって固化しにくくなる。

【００２３】本発明において、アルミドロス残灰に、水
酸化カルシウム及び水が添加されて反応した反応生成物
は、反応時の反応熱により温度が９０〜１１０℃程度ま
で上昇しており、そのまま容器中で静置されて熟成処理
される。そして、熟成中引続き、窒化アルミ及び金属ア
ルミは水と反応して水酸化アルミとなり、それらの反応
熱により、遊離水分はアンモニアとともに蒸散され反応
物は固化する。

【００２４】このような熟成処理において、容器中での
熟成時間は、容器の形状及び規模にもよるが、水酸化カ
ルシウム及び水の添加量が本発明がの範囲の適量であれ
ば、１〜１２時間であり、好ましくは２〜１０時間であ
る。熟成時間が、１時間より短いと窒化アルミの分解反
応不充分で、しかも固化しないという問題があり、ま
た、１２時間より長いといたずらに熟成室を巨大化し、
設備上のコスト上昇を招くという問題があり好ましくな
い。なお、上記の固化の機構の詳細は明らかでないが、
生成水酸化アルミの結晶の成長や、ソーダライト族化合
物の生成、アルミン酸カルシウム水和物の生成が寄与し
ているものと思われる。

【００２５】上記のように熟成処理された後、容器より
取り出された生成物は、有害不純物をほとんど含まない
塊状アルミナ組成物であるので、そのまま、あるいは、
必要に応じて粗砕した上で、有用資源化されるために保
管、出荷、輸送等をきわめて安全かつ効果的に行うこと
ができる。また、このアルミナ組成物は塊状であるの
で、焼成する際に粉塵が発生しない。

【００２６】さらに、このようにして得られた塊状アル
ミナ組成物を解砕して焼成する際には、その解砕物は処
理前のアルミドロス残灰に比べて窒化アルミ含有量がす
でに低くなっており、また、焼成途上で高温で放出され
る塊状アルミナ組成物中の水酸化アルミの結晶水による
残留窒化アルミの分解促進作用とあいまうので、焼成温
度は、従来のか焼法のように１３００℃にも及ぶ高温は
必要ない。本発明において得られた塊状アルミナ組成物
を解砕して焼成する際には、８００〜１０００℃の温度
で行われることにより窒化アルミをほとんど含まない無
水アルミナ組成物が得られる。焼成温度が８００℃より
低いと、水酸化アルミは脱水後γ類アルミナの状態で水
分は完全に除去されず、活性を保ち不安定状態であると
ともに、窒化アルミの徹底的除去（分解率９５％以上、
もしくは、無水アルミナ組成物中１重量％以下）が不充
分であるという問題があり、また、１０００℃より高い
といたずらに熱エネルギーを無駄に消費するのみなら
ず、装置コスト、メンテナンスコストの増大を招くとい
う問題があり好ましくない。なお、焼成する前に、上記
解砕物を２〜１０倍重量の水で洗浄してもよい。水で洗
浄することにより、アルカリ塩が溶出除去され、さらに
純度の高いアルミナ組成物が得られる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図１に示すプロセスフロー
チャートに基づいて、本発明の好適な実施の形態の一例
を説明する。なお、混合方法、混合装置、熟成室構成に
ついてはこれに限定するものではない。

【００２８】先ず、アルミドロス残灰、工業用水酸化カ
ルシウム及び水を所定の割合で混合装置に供給し混合す
る。混合装置としては、スクリュー式やパドル式等公知
任意の方法が採用できる。混合後、ただちに発熱する
が、ここでは反応を完全に行う必要はなく、滞留時間は
可及的に少なくするのが肝要である。

【００２９】次に、台車上におかれた空容器（例えば、
２００リットルの鉄製筒状容器）が、レール上を移動し
て熟成室内に入る。熟成室内の所定位置において上部よ
りアルミドロス残灰、水酸化カルシウム及び水の反応混
合物が所定量装入され、順次送り込まれて室温下に静置
される。

【００３０】なお、反応混合物が静置される熟成室に
は、出入口にエアカーテンが設けられ、室内は上部に設
けられた排気孔及びそれに続く排気装置により若干負圧
に設定されており、また、熟成中に発生するアンモニア
及び水蒸気を含む排ガスは、別に設けられた排ガス処理
装置により処理される。

【００３１】所定時間経過後、熟成室を出た塊状反応生
成物は、簡単な転倒装置等により容器より取り出され
る。反応生成物が取り出された後の空容器は、台車と共
に循環使用され、再度、アルミドロス残灰、工業用水酸
化カルシウム及び水の反応混合物が装入される。

【００３２】得られた反応生成物は、窒化アルミ含有量
が３．５重量％以下の無害な塊状のアルミナ組成物であ
り、そのまま、または、必要であればジョー式あるい
は、ロール式等の破砕機により１０〜５０ｍｍ程度に粗
砕され、有用資源化に備えられる。

【００３３】また、得られた塊状アルミナ組成物を焼成
する際には、塊状アルミナ組成物を更に破砕し、好まし
くは１０ｍｍ以下としてから行う。この場合のか焼炉
は、公知任意の方法が採用できるが、燃料油燃焼式ロー
タリーキルンによるのが便利である。焼成は、最高到達
温度が１０００℃以上となる必要はなく、また、最高温
度到達後に１５〜３０分間滞留させれば充分である。

【００３４】上記の焼成の際、塊状アルミナ組成物は多
少細かくはなるが、アルミドロス残灰をそのまま焼成す
るのに比べ、多量の粉塵を発生することなく、また、操
業上に不都合なクリンカーの生成もないため、安全かつ
容易に焼成を行うことができる。

【００３５】得られた焼成物は、窒化アルミ含有量が
０．５重量％以下の無水アルミナ組成物であり、アルミ
ナ源として有用資源化される。また、この焼成物は顆粒
状であるので、製鋼時の造滓剤としても好適である。

【００３６】

【実施例】以下、試験例及び実施例に基づいて、本発明
をより具体的に説明する。

【００３７】試験例１試料として、以下のように組成の異なる３種のアルミド
ロス残灰を用いた。試料Ａ：金属状アルミ（Ａｌ）８．２重量％、窒化アル
ミ（ＡｌＮ）１６．０重量％、酸化アルミ（Ａｌ
₂Ｏ₃）４８．２重量％、炭化アルミ（Ａｌ₄Ｃ₃）
１．７重量％試料Ｂ：金属状アルミ（Ａｌ）７．７重量％、窒化アル
ミ（ＡｌＮ）１５．０重量％、酸化アルミ（Ａｌ
₂Ｏ₃）５０．２重量％、炭化アルミ（Ａｌ₄Ｃ₃）
１．２重量％試料Ｃ：金属状アルミ（Ａｌ）６．９重量％、窒化アル
ミ（ＡｌＮ）１４．５重量％、酸化アルミ（Ａｌ
₂Ｏ₃）５４．０重量％、炭化アルミ（Ａｌ₄Ｃ₃）
０．７重量％

【００３８】上記のアルミドロス残灰各１００ｇを、２
００ｃｃビーカーに採取し、水７０ｇを加えて１０秒間
攪拌し、その後室温２１℃で静置し、その際の時間と混
合物の温度経過を調べた。結果を図２に示す。

【００３９】図２に示す結果から明らかなように、炭化
アルミ含有量の高い試料Ａでは、水を添加すると加水分
解反応が起こって発熱し、瞬間的には１００℃近くまで
温度が上昇し、それにつれて、窒化アルミの分解が見る
べき速度で行われていることがわかる。５時間経過後、
混合物は完全に固化し、後の測定によれば、窒化アルミ
分解率は７５％であった。

【００４０】また、炭化アルミ含有量の低い試料Ｃで
は、上記と同様な処理でもほとんど発熱せず、５時間経
過後もなお、ペースト状であり、窒化アルミの分解率は
３％であった。さらに、炭化アルミ含有量が１．２％の
試料Ｂでは、発熱はするものの、温度上昇が不充分であ
り、窒化アルミ分解率は３５％にとどまり、混合物はな
お、ペースト状であり、固化とは言い難い状態であっ
た。

【００４１】なお、これまでの古典的な方法、すなわ
ち、アルミドロス残灰に散水、あるいは、水を混合して
加水分解反応を起こし、その発熱反応の反応熱を利用し
て窒化アルミを分解する方法では、使用するアルミドロ
ス残灰を水に濡らして、その発熱状態により炭化アルミ
の含有量が１．５重量％以上であることを判別したり、
炭化アルミ含有量の少ない（例えば１．２重量％）アル
ミドロス残灰には、炭化アルミ含有量の特に多い（例え
ば２重量％近いもの）アルミドロス残灰を混合して、炭
化アルミの含有量を好ましくは１．５重量％以上として
操業していたが、試験例１の結果から明らかなように、
問題は、なお多量に発生する炭化アルミ含有量が１重量
％以下のアルミドロス残灰であることがわかる。

【００４２】試験例２試験例１で使用した試料Ｃ、すなわち、単なる水添加で
は発熱せず窒化アルミに見るべき分解が行われない通常
のアルミドロス残灰１００ｇと、水酸化カルシウム０〜
４ｇ及び水７０ｇを２００ｃｃビーカー内で１０秒間混
合し、室温１８℃で静置した際の温度上昇状態、反応終
了後に常温冷却したせい生物の外観、組成、及び、その
ままの状態と水濡後のアンモニア臭について測定した。
その結果を表１に示す。なお、アンモニア臭の測定にお
いて、その評価は、−：異臭なし，±：極微臭、痕跡程
度，＋：異臭あり，及び、＋＋：異臭顕著の４段階で行
った。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１の結果から、単に水添加のみでは反応
が遅々として進まないアルミドロス残灰でも、水酸化カ
ルシウムが存在すると窒化アルミや金属状アルミの水酸
化アルミへの反応が進行し、その反応熱による温度上昇
との相乗効果により、きわめて急速に反応が行われるこ
とがわかる。その結果、遊離水分が蒸発する一方、水酸
化アルミの結晶の生成と成長、アルミノケイ酸ナトリウ
ムやアルミン酸カルシウムの生成により、固化して塊状
となるものと思われる。

【００４５】水酸化カルシウムの添加量は、この実施例
では、アルミドロス残灰１００ｇに対して１ｇの使用で
効果が明らかであるが、水酸化カルシウムの一部は、ア
ルミドロス残灰中の塩素やフッ素等の酸性化合物の中和
にも消耗され、その消耗される量は、アルミドロス残灰
の組成にもよるが、大略０．３〜１ｇであるので、本発
明における水酸化カルシウム使用量は、アルミドロス残
灰１００重量部につき、０．５〜４重量部をめどとすれ
ばよい。

【００４６】実施例１アルミドロス残灰〔組成：金属状アルミ（Ａｌ）６．９
重量％、窒化アルミ（ＡｌＮ）１４．５重量％、アルミ
ナ（Ａｌ₂Ｏ₃５４．０重量％、炭化アルミ（Ａｌ₄Ｃ
₃）０．７重量％、シリカ（ＳｉＯ₂）３．４４重量
％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）９．２８重量％、鉄
（Ｆｅ₂Ｏ₃として）１．３４重量％、ＣａＯ：１．０
９重量％、Ｎａ₂Ｏ：０．９０重量％、Ｋ₂Ｏ：０．８
５重量％、Ｃｌ：４．９０重量％、及びＦ：１．６０重
量％〕４Ｋｇ、工業用水酸化カルシウム４０ｇ及び水
２．８リットルを混合して、鉄製筒状容器（ＪＩＳ１２
５Ａ使用、高さ１５ｃｍ）中に装入し、室温で静置し熟
成した。

【００４７】２時間後に容器を反転して取り出した生成
物は、金属状アルミ０．５重量％、窒化アルミ３．１重
量％、炭化アルミ０．０５重量％以下、アルミナ６３．
０重量％の灰色塊状で、安全、無臭であり、かつ、保管
や乾式輸送に耐え得る充分な強度を有していた。

【００４８】実施例２実施例６で使用したものと同様のアルミドロス残灰１０
０重量部、工業用水酸化カルシウム２．５重量部、水７
０重量部の割合で混合し、直ちに７０ｍｍφの型を用い
て、７０ｍｍφ、高さ３０ｍｍの柱状に成型し、コンベ
アー上で２時間熟成処理した。

【００４９】熟成処理後の組成は、粉砕均一化後の分析
において、金属状アルミ（Ａｌ）１．３重量％、窒化ア
ルミ（ＡｌＮ）３．０重量％、炭化アルミ（Ａｌ
₄Ｃ₃）０．０１、重量％以下、アルミナ（Ａｌ
₂Ｏ₃）６２．８重量％であった。この塊状物をロール
クラッシャーで５ｍｍ以下に解砕し、その一部５０ｇを
６６ｍｍφ、高さ５４ｍｍのアルミナ製ルツボに挿入
し、電気炉を使用して１０００℃で焼成した。その際の
昇温時間は１時間、また、１０００℃での保持時間は１
５分とした。

【００５０】得られた焼成物は、粉状物の少ない顆粒状
であり、その組成は、金属状アルミ（Ａｌ）０．１重量
％以下（使用アルミドロス残灰に対して分解率９８
％）、窒化アルミ（ＡｌＮ）０．２重量％（使用アルミ
ドロス残灰に対して分解率９８％）、アルミナ（Ａｌ₂
Ｏ₃）７７．３重量％、シリカ（ＳｉＯ₂）３．１４重
量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）８．４８重量％、鉄
（Ｆｅ₂Ｏ₃）１．２２重量％、ＣａＯ：１．８９重量
％、Ｎａ₂Ｏ：０．４９重量％、Ｋ₂Ｏ：０．１８重量
％、Ｃｌ：０．００５重量％以下（除去率１００％）、
Ｆ：０．６２重量％（除去率５８％）のアルミナ組成物
であった。

【００５１】比較例１実施例１で使用したものと同様のアルミドロス残灰をそ
のまま使用し、１０００℃、１１００℃、１２００℃で
焼成した。その際の昇温時間は１時間、また、それぞれ
の温度での保持時間は１５分とした。得られた焼成品の
組成は、１０００℃で焼成した場合には、窒化アルミ
（ＡｌＮ）１．４重量％、塩素（Ｃｌ）０．３重量％で
あり、１１００℃で焼成した場合には、窒化アルミ（Ａ
ｌＮ）０．９重量％、塩素（Ｃｌ）０．２重量％であ
り、また、１２００℃で焼成した場合には、窒化アルミ
（ＡｌＮ）０．３重量％、塩素（Ｃｌ）０．１重量％で
あり、Ｎａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏは、いずれも０．６重量％以
上であった。

【００５２】実施例３実施例２の熟成後の分解物を約５倍重量の水で洗浄した
のち、実施例２と同様な条件で１０００℃で焼成処理し
た。得られた焼成物の組成は、金属状アルミ（Ａｌ）
０．１重量％以下、窒化アルミ（ＡｌＮ）０．２重量
％、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）７７．８重量％、シリカ
（ＳｉＯ₂）３．１７重量％、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）８．５５重量％、鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）１．２３重量
％、ＣａＯ：１．７９重量％、Ｎａ₂Ｏ：０．２７重量
％、Ｋ₂Ｏ：０．１３重量％、Ｃｌ：０．００５重量％
以下Ｆ：０．５０重量％であり、焼成前の洗浄によりア
ルカリ塩が溶出除去され、さらに純度の高いアルミナ組
成物が得られた。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、炭化アルミの含有量が
少なく少量の水添加法では発熱分解反応が行われないア
ルミドロス残灰に、少量の水酸化カルシウム及び少量の
水を添加し、反応熱を利用して昇温した混合物を熟成処
理することにより、簡単な装置で窒化アルミ等の好まし
くない不純物を効率良く除去できて工業的に取り扱い易
い塊状の有用なアルミナ組成物として回収することがで
き、アルミドロス残灰の有用資源化の観点から極めて実
用的価値の高いものである。また、炭化アルミが充分に
含有されているアルミドロス残灰についても、水と反応
させる際に、水酸化カルシウムを添加することによっ
て、より効率よく反応が進み、さらに、工業的に取り扱
い易い塊状の有用なアルミナ組成物として回収すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の一例を示すプロセス
フローチャートである。

【図２】図２は、試験例１に係るアルミドロス残灰−
水酸化カルシウム−水混合物の発熱反応状態を示すグラ
フ図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉山昇静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号日本軽金属株式会社グループ技術センター内 (72)発明者渡邉寛静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号日本軽金属株式会社グループ技術センター内 (72)発明者南波正敏東京都品川区東品川２丁目２番20号日本軽金属株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム又はアルミニウム合金から
なるアルミ原材料を溶解するアルミ溶解工程で発生する
アルミドロスより金属状のアルミニウム又はアルミニウ
ム合金を回収した後のアルミドロス残灰に、水酸化カル
シウム及び水を添加して反応させ、その反応熱により昇
温した反応物を熟成せしめ、塊状アルミナ組成物を得る
ことを特徴とするアルミドロス残灰の処理方法。
【請求項２】アルミドロス残灰１００重量部に対して
水酸化カルシウムを０．５〜４．０重量部の割合で添加
する請求項１に記載のアルミドロス残灰の処理方法。
【請求項３】アルミドロス残灰１００重量部に対して
水を５０〜９０重量部の割合で添加する請求項１又は２
に記載のアルミドロス残灰の処理方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の塊状ア
ルミナ組成物を解砕し、次いで得られた解砕物を焼成し
て無水アルミナ組成物を得ることを特徴とするアルミド
ロス残灰の処理方法。
【請求項５】塊状アルミナ組成物を解砕した後で焼成
する前に、得られた解砕物を水で洗浄する請求項４に記
載のアルミドロス残灰の処理方法。
【請求項６】焼成は、８００〜１０００℃の温度で行
う請求項４又は５に記載のアルミドロス残灰の処理方
法。