JPS58181725A - 粗い結晶性アルミナの製造方法 - Google Patents

粗い結晶性アルミナの製造方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １呈上２五皿ゼＬ 本発明は周知の方法で調製された後研摩、ラップ仕上げ
およびみがきの材料または耐火用としての使用に有利に
適している粗い結晶性アルミナの製造方法に関する。
従来技術 研摩材工業においてはＦＥＰＡ　（欧州研摩材製造業者
連盟）のスケールで粒子の大きさが８００ないし２００
（平均粒子寸法的１０−７０μに相当する）の単結晶コ
ランダムに対する需要が非常に多い。
所望の単結晶コランダムを直接アルミナから製造し、し
たがって高価でかつ技術的に融解および焼結工程の使用
を伴った方法を回避することは根本的に可能であるとし
ばしば指摘されてきた。しかしながら、今日まで得られ
た結晶の寸法が不十分であるためおよび／または結晶が
極端にうすい板状晶癖であるために経済的に許容できる
成果は何も得られていない。
本発明はこれらの困難を克服するものである。
本発明によるアルミナは厚い板状コランダム結晶からな
り、それは自然の結晶面をもち、上述の粒子範囲で生成
しかつ経済的に製造できる。
アルミナは、ボーキサイトを苛性ソーダ液に浸漬し液東
で水酸化アルミニウムが約１００μの大きさにまで凝集
した形で沈澱するバイヤー法によって大規模に通常製造
される。水酸化アルミニウムは回転炉または流動層炉に
ふ・けるか焼によってアルミナに変えられる。
この方法で製造されたアルミナは上述の目的には使用で
きず、あるいは極〈限られた使用のみである（例えばみ
がき材としては可能である）。
特に研摩材やラップ仕上げ材の特性を示すアルミナ製品
をバイヤー法を経て生産する試みがないわけではなかっ
た。坐着のいわゆるか燐剤または鉱化剤を添加してぬ−
アルミナへの変態奪早めおよび／または変態がおこる温
度を下げることが知られている。同時に粒子の粒度分布
をよシ大きい粒子の方に移動できる。この点について効
果的なものは単独または組合せたハロゲン化物、特に７
７化物Ｎ　”　Ｆ　、　Ｃ”　Ｒ、ｋｌ　ＦａおよびＮ
〜ＡＩＦ、、ホウ素、バナジウムおよびシんの化合物で
ある（例えばドイツ特許またはドイツ特許出願のＤＥ−
ＡＳ　（ドイツ特許出願公告番号）　１，０４４，８５
３　、　ＤＥ−ＡＳ　１，１５９，４１８、ＤＥ−ＡＳ
ｌ、７６７．５１１　、ＤＥ−Ｏ８（ドイツ特許出願公
開番号）２，６２３，４８２参照）。
ＤＥ−Ａｓ　１，１５９，４１８　　によればキルンま
たは炉の野囲気中の０．２〜０．３チのフン化水累は同
じ効果がある。
ぬ型水酸化アルミニウムに変わる温度および粒子の大き
さはおる範囲内で生産量の割合、加熱速度および弗素化
合物の種頌および匙ｔよって変えることができる。
接種剤（すでにか焼した産物）フッ素を含んでいる添加
物および６０μ以上のコランダム結晶の水酸化アルミニ
ウム集塊の使用を伴うＤＥ−ＡＳ　（ドイツ特許出願公
告）２，８５０，０６４の複式結晶化によれば、Ｃ軸に
直角な最大寸法として直径りが１６μから最大で２５０
μ、直径と高さの比Ｄ／Ｈが３〜７（ここに高さＨはＣ
軸に平行な最大寸法を指す）であるａ−Ａｌ＊０３を製
造するのは可能である。
種結晶を用いない方法においては、極端にうすい板状の
六方晶癖のｃＬ　−Ａ４０ｎ結晶しか得られていない。
結晶は最も良い場合直径りが２５μであるが、大部分は
約１０μである。調べたいくらかの試料では高さＨは直
径の約％で８０％以上の結晶では高さＨは直径りのわず
か見ないし１／１ｏである。
研摩、ラップ仕上げ及びみがきの目的に対するこのよう
な結晶の欠点は粒子寸法が小さすぎおよび／または特に
高さに対する直径の比）有が大きいことにある。直径が
１０μよ、シ小さい板状のコランダム結晶はほとんど表
面処理工業に使用されない。直径は大きいがＤ４比の高
い結繭は研摩材として特にラップ仕上げ材や磨き材とし
て使用中に容易に崩壊し、不ぞろいの形状のカッティン
グエツジを形成する。自然の結晶の存在およびカッティ
ングエツジの割合が高いことによシ全斡子が一定のカッ
ティング形状を有する単結晶粒子の利点はこのような粒
子のばらつきによって少なくとも一部は除かれてし壜う
。
この理由のために、水酸化アルミニウムツカ焼によって
作られたアルミナ製品は今までに表面処理の用途に期待
して受は入れられてはいない。
１里−！ム 本発明の目的はか焼したアルミナから有利な単結晶の研
摩材、ラップ仕上げ材および磨き材を製造することであ
る。特に直径りが平均で凡そ１０μに等しいかこれより
も大きく同時にＤ／Ｈの比が小さい結晶を製造すること
を意図する。
本発明の方法は結晶の平均直径が１０μｉたはこれ以上
である粗い結晶性アルミナー一ん１１．Ｏｍをか焼によ
って製造する方法でありて、乾式吸収に使用したアルミ
ナを出発材料として用いることを特徴とする。
乾式吸収アルミナはアルミニウム工業の還元工程中に放
出される廃棄ガス（ガス、蒸気、ダスト）を乾式洗浄中
るために用いられるアルミナとして理解される。、乾式
吸収に使用したアルミナはすでにガス洗浄に使用された
ものであり、したがって洗滌工程中に吸収したすべての
不純物１１Ｃ含むアルミナでるる。
洗滌工程は概路次の通シであるニアルミニウムの電解生
産中電解槽に存在する連発性成分および化合物の形で放
出された少量の元素は乾式吸収アノベナによって吸収さ
れる。乾式吸収に使用した。アルミナは次いで殆んどす
べてのナトリウムおよびフッ素が帰ってくるところの還
元電解槽に゛供給される：このことは非常に望ましいこ
とであるが同時にこの循環工程中（濃縮した不純物もま
た電解槽にもどってきてその結果アルミニウムの品質を
低下させる。
一般にアルミナは基本的にその物理的特性によって二種
の主要グループすなわち砂状アルミナと粉状アルミナに
分類される。「砂状」および「粉状」という語はアルミ
ナの形状を象徴する特徴を示している。これらの主要グ
ループとは別に上述のアルミナの両方の色々な程度の特
性を示す中間のアルミナもまた存在する。
中間のアルミナを砂状アルミナと識別する特徴は小さい
粒子すなわち４４μに等しいかこれより小さい粒子の部
分が砂状アルミナより多いこと及び非常にダストを創り
やすいことである。
粉状アルミナについてはか焼の程度が高く、したがって
加熱の際の重量減および比表面積（ＢＥＴ法による）が
少ない（重量減は０．２５チ以下、比表面積は１〜２ｄ
／２である）。砂状アルミナのか焼の程度は低く、重量
減は約０．５−１％で比表面積（ＢＥＴ４による）は凡
そ６０〜６０ぜ／７である。
アルミニウム生産における乾式吸収工程用にはこのよう
な比表面積（ＢＥＴ法による）の大きいアルミナだけが
用いられる。か焼条件によってこれらのアルミナはめ−
Ａ１．ｏ、　（コランダム）が１０〜６０チを示す。し
か１ながらぬ−ＡＡ！Ｏｓの量が６〜１５％であるアル
ミナが好ましい。
アルミニウムの溶融塩電解法に関して乾式吸収の目的に
使用された後これらアルミナは分析上例えば第１表に示
すような各元素の濃度を示すことがわかった。
存在するこれら元素の量は勿論乾式吸収アルミナが使用
されていた時間の長さに依存する。
乾式吸収に使用したアルミナは通常は還元槽に供給され
る（乾式吸収に使用したアルミナの一時収容および／ま
たはこのアルミナを還元槽あるいは槽上にあるアルミナ
貯槽え断続供給して）から、製錬所の管理者は還元槽中
の不連続汚染をさけるためにこのアルミナの汚染の程度
をできるだけ低めようとする。
本発明の一層の特徴として（汚染の程度すなわち最終産
物の敬および所望の結晶の大きさによって）結晶化を促
進するために乾式吸収に使用したアルミナに鉱化剤およ
び／ま六は助剤を添加すると有利であることがわかった
。この点について特に有用であるのはＸ　（Ｂ　Ｆ４　
）　ｎ型の鉱化剤化合物であシ、ここにＸはＮＨＩおよ
び金属元素特に原子価１および２の金属元素を表わし、
ｎはＸの原子価の値である。
一方冒頭に述べた粗い結晶性アルミナを製造する方法に
おいて乾式吸収に使用したアルミナを鉱化剤および／ま
たは結晶化剤として用いること及び水酸化アルミニウム
を用いることもまた本発明の範囲内である。
一因ｈ！一 本発明の一層の利点、特徴卦よび詳細は以下の好ましい
例示具体例の説明から明らかとなる。
各軍３１ｓｏｙのチャージを固定式の炭化ケイ素棒電気
炉中１３００℃でか焼した。総ての試験に用いた出発材
料は第１表の乾式吸収にわずかだけ使用したアルミナ凹
型であった。
実験室試験の結果を第■表に示す。
第１表に試験１から得られた産物の組成を示す。全試験
の産物はう４比が１ないし６の凝集した厚い板状のｃｔ
　−ＡｌＲＯｓ　　結晶からできていた。第１図に６０
０倍に拡大した結晶の代表的な集塊を示す。
第１表 第１図（矢印）かられかるように、結晶はある程度渦巻
様の成長特性を示す（これは結晶成長がまだ終っていな
いというしるしである）。
工程の当初におけるアルカリ含有敞が高かったにもかか
わらず、驚くべきことにβ−相（ＡＡ！ｔｏ３．Ｎｃ＆
０・１１Ａ４０ａ　）が形成されている形跡は殆んどな
かった。Ｘ線検査によると本発明の工程によって作られ
たか焼最終産物は殆んど完全なコランダム、Ｗ−ＡＩＲ
ＯＪ　である。
β−Ａｌ山干渉００２　（ＣｕＫｄ、、ｄ　＝　１１．
３人）は全試料中にわずかに検出できるだけかあるいは
全く見られなかった。β相がなければ結晶は透明でかつ
不均一性がない。Ｘ線図表におけるｃｔ　−１４０ａ　
　の線はすべてシャープであって、このことは欠点のな
い結晶であるしるしである。
もし乾式吸収アルミナの供給割合が増加しても、生産さ
れるｃｔ、−ＡｌｔＯ，結晶は粗大であると期待できる
。
粒子の集塊は周知の方法を使用して容易に分離されかつ
単結晶部分に分別される。したがってこれら結晶は磨き
材、ランプ仕上げ材および研摩材として使用できる。
本発明による方法は、技術上の利益に加えて特に経済的
な利益を提供する：粗い結晶性アルミナを製造するため
に乾式吸収に使用したアルミナを出発材料として用いる
ことによって製造工程中に特別な段階を伴う費用のかか
るか燐剤および／または鉱化剤を添加する必要が省略さ
れる。この目的のために供給されるアルミナの一部をと
めることによってアルミニウムの汚染は少し低減する。
【図面の簡単な説明】
第１図は６００倍に拡大した厚い板状のめ−Ａ１２０．
　　結晶の代表的集塊である。 特許出願人　スイス・アルミニウム・リミテッド（外４
名）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）結晶の平均直径が１０μより大きいかまたは等し
    い粗い結晶性アルミナ、ｃＬ−ＡＪ、０．　　をか焼に
    よって製造する方法において、乾式吸収に使用したア°
    ノベナを出発材料として使用することを特徴とする、粗
    い結晶性アルミナの製造方法。 （２）鉱化剤、特にフッ素および／またはホウ素を含む
    鉱化剤を乾式吸収アルミナに添加する、特許請求の範囲
    第（１）項に記載の製造方法。−（３）水酸化アルミニ
    ウムを乾式吸収アルミナに添加する、特許請求の範囲第
    （１１項または第（２）項に記載の製造方法。 （４）　　Ｘ　（Ｂ　Ｆ４）　ｎが鉱化剤として使用さ
    れ、ここにＸはＮＨ，および金属元素Φ壷にＮａおよび
    Ｋを、そしてｎｉｔ、Ｘの原子価の値を指す、特許工４
    求の皐１）囲第（２）項に記載の製造方法。 （５）乾式吸収アルミナの占める部分が１０チ以上であ
    る、特許請求の範囲第（３）項に記載の製造方法。
JP58053438A 1982-03-29 1983-03-29 粗い結晶性アルミナの製造方法 Granted JPS58181725A (ja)

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CH191182 1982-03-29

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AU (1) AU561263B2 (ja)
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