JPS59111916A - 塩基性アルミニウムの製造方法 - Google Patents

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】 本発明は懸濁しているか又はコロイド状の陰荷亀粒子を
含有する系の中で荷車を中和する特性のある、陽荷眠の
多核化錯体を水浴液中で生成する、多核化塩基性硫酸ア
ルミニウムを製造する方法に関するものである。

本発明の目的は、多核化塩基性硫酸アルミニウムの工業
的製造に関する合理的な方法を提供することである。

当業界では、溶液の状態で多核化アルミニウムイオンを
含有する若干のアルミニウム生成物は公知である。これ
らの生成物は、例えば、水の浄化、紙のサイディング（
ｓｉｄｉｎｇ　）及び植物の脱水の分野での、より有効
な化学製品に対する必要性による成果である。これらの
特定の分野で使用する場合には、多核化生成物は、金属
イオンの荷電がより高いために、従来使用していた単純
な化合物よりもはるかに優れた特性を示す。上記と関連
して有効性を改善する目的で、原則として異なった二種
類のアルミニウム生成物を開発したが、これらの生成物
は、第一には塩化物を基質とする塩基性アルミニウム化
合物であり、第二には硫酸塩を基質とするアルミニウム
化合物である。最初に述べた群の中では、最初に、一般
式 ％式％］ （式中、Ｉは６よりも小さく、通常１から２までである
） なるポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）　’ａ？開発した
。

これらの化合物及びこれらを製造する方法は、例えば、
ＳＥ％Ｂ、　７２０１３３３−７、ＳＦｉ％Ｂ。

７４０５２！＋７−４、ｓＥ、　Ｂ、　７４１２９６５
−１、ＳＥ、Ｂ、７５０ろ６４１−８、及びＤＥ％Ａ。

２６３０７６８に記載した。

やはり同じ多核化錯体成分を基質とする他の種類の塩化
アルミニウム溶液、ＰＡＬＣは、例えば［ＡｌＣｌ２・
”　ＡＯＨ］ｎ （式中、Ａはアルカリ金属である）、及び［ＭＣ１３・
ｘＢ（ＯＨ）ｚ’ｌｌ。

（式中、Ｂはアルカリ土類金属であり、ｎは正の整数で
あり、且つ ｙｔＡ工１から２．７！ｌ：での範囲内の値である）と
書くことのできる一般要約式になる。

ＰＡＬＣタイプの多核化塩化アルミニウム溶液はＦＲ％
ｔｖ、　７５１２９７５に記載しであることがわかり、
これによれば塩化アルミニウム溶液をアルカリ水酸化物
溶液でアルカリ化して浴液を製造する。

しかしながら、この発表によれは、非常に希薄な状態で
なければ清澄な安定な浴液を製造することができなかっ
た。本明細書並びに下記では「安定な溶液」とは長期間
貯蔵した場合でさえも組成及び特性に関して変化しない
浴液を意味する。すなわち呪表では、一定の条件下で、
アルミニウムが１４当たり０．４０モルまでの溶液にす
ることができることを述べている。しかしながら、この
溶液の安定性は非常に制限されており、浄化しようとす
る水の中に溶液を直接注入することが必要である。アル
ミニウムの濃度が１ｅ当たり約０．１モルよりも濃い浴
液は、発表によって公知のＰＡＬＣ溶液中で有効且つ安
定であることを期待することができないＯどは、発表、
詳細には操作実施例から明らかに明白である。

硫酸塩を基質とする塩基性アルミニウム化合物はＥＰ％
Ａ、７９８５００３９−、、ＥＰ、Ａ。

８０８５００３３−４　、及びｓｇ％Ａ、８１０１８３
０−１に記載かあることがわかっている。

これらの生飢物は、程度の多少はともあれ溶解している
多核化金属イオンがあり、七のために水の浄化に有効な
物質である。硫酸塩を基質とする生成物も又、多核化金
属イオンの存在が所望の効果の達収に有利な場合には、
水の浄化以外の目的にも使用することができる。

しかしながら、ある場合には、特に飲料水な浄化する場
合には、上記の分野で行う適用についての可能な最大限
度まで硫酸イオンの供給を制限することが好ましく、時
には必要でさえある。このことは、使用及び浄化を繰り
返す装置では組織中に、又コンクリートの腐食の観点か
ら水中に、硫酸塩の蓄積Ｊ−る危険乞なくするために特
に重要である。それ故、これ乞水の不足しているある糧
の浄水装置に適用して、中間で水の浄化をしながら、で
きるだけ長期間水を使用することが必要になる。

通常の硫酸アルミニウム、又は相当する硫酸塩含有量の
ある組成物（ＦＡＬＳ　）で浄化を１０回行った後には
、このような水の硫酸塩含有量は非常に多くなるので、
水が配管装置を腐食して面倒な水漏れのもとになる。製
紙工業では今や硫酸イオン富化の問題そのものも明白に
なり、同工業では環境のために水系を大部分閉鎖系にし
ている。貯蔵中の紙の塩分百分率が過度に尚ければ製造
工程の妨げになる。

米国特許第４，２３８，３４７号明細書では、硫酸塩が
少なく、且つ式が ／１ｄ（ＯＨ）工（８０４）ア（ＨｚＰＯａ）２（Ｈｚ
Ｏ）、。

（式中、Ｉは０，７５から１，５までであり、ｙは０．
７から１．０７１でであり、 ２はＯから０．２までであり、且つ Ｗは２．０から４．２複でであり、 ｘ　＋　’ｌ　ｙ　＋　ｚは３に等しい）である塩基性
硫酸アルミニウムを製造する方法を提案している。

この化合物は硫酸アルミニウムを、場合によってはリン
酸の存在で、粉末にした炭酸カルシウムと反応させ、反
応混代物を濾過し、生成した石コウを分離して製造する
。

しかしながら、炭酸カルシウムとの反応で発生する二酸
化炭素は石コウと共に、特に高濃度の硫酸アルミニウム
では砕くことのできない泡が生成するために、処理技法
に関して非常に大きな問題をひき起こすことを見い出し
た。発泡防止剤が存在する場合でさえ、泡を有効に砕く
ことは不可能である。実際、発泡防止剤は硫酸アルミニ
ウムを添加する別の用途では、汚染物質として作用する
ので、それの使用は避けるべきである。炭酸カルシウム
も又生成物の安定性な低下させる。

８Ｅ％Ａ、８１０４１４９−３には、式％式％）］ （式中、ｎは整数であり、 Ｘは０．７５から２．０までであり、 ｙは０．５から１．１２までであり、 ｘ＋　２７は６であり、且つ なる硫酸塩の少ない多核化水酸化アルミニウム錯体ヲ製
造する改良方法が記載してあり、硫酸アルミニウム’ａ
’　ＣａＯ％Ｃａ（ＯＨ）２、ＢａＯ１Ｂａ　（ＯＨ）
　２．８ｒＯ、Ｓｒ（ＯＨ）２の群からの一種類以上の
化合物と水浴液中で混合し、反応させて所定の１ヒ合ｗ
’ｖ生成させ、七の後、生じたアルカリ土類金属硫酸塩
の沈殿を分別し、場合によっては残留溶液を蒸発させる
。得られる溶液は塩基度の高いもの、ＯＨ／ｕ（２，０
にすることができ、申し分のない特性であるが、しかし
溶液の製造では廃棄物、アルカリ土類金属硫酸塩を生成
することになり、これが塩基度２．０の反応混合物の組
成の６０チ未満を占めるので、この方法は好ましくない
。それ故、廃棄物を生じないか、あるいはそれ自体市場
価値σ）ある残留生成物を生成する他の方法についての
探究が行われた。

今や、これらの技術的な問題を解消し、且つ合理的な簡
単な方法で一般式 ％式％）） （式中、ｎは整数であり、 Ｘは０．７５から２．０までであり、 ｙは０．５から１．１２−！でであり、ｘ＋２　ｙは６
であり、 ２は生成物が固体形態の場合には１．５か） なる硫酸塩の少ない塩基性硫酸アルミニウムを提供する
ことができることを見い出したが、本発明は、非晶質の
水酸化アルミニウムを沈殿させるためにアルミニウム塩
の溶液を中和して−を５から７までにし、沈殿を分別し
てから硫酸アルミニウム及び（又は）硫酸の形態の硫酸
イオンと混合してｙ−値を０．５から１．１２まで、好
ましくは０．５から０６７５までにし、場合によっては
、この生成物を固体生成物に転化させることが特徴であ
る。

本発明の更に別の独特の特徴は特許請求の範囲に示す。

特に好ましい化合物は、Ｘが１．６から１．８までであ
り、ｙが０，６からＯ−７までであり、且つ固体形態の
場合には２が２．０から２．５ｆ、でになっている化合
物である。

化合物は水浴液中では多核化錯体の形態で存在し、且つ
これは固体生成物中でも当然同様な形態で存在する。

本発明を実施する最良の方法 本発明による化合物は下記に従って製造することができ
る。

非晶質の水酸化アルミニウムはアルミニウム塩、詳細に
は、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミ
ニウム又はアルミン酸ナトリウムを中和しｐＨＹ　５か
ら７までにして製造する。この点では、硫酸アルミニウ
ム、塩化アルミニウム、又は硝酸アルミニウムの溶液は
酸性であるが、この溶液な水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムの形態のヒドロキシルイオンと混合して、例えば
前記のＰＨにして非晶質の水酸化アルミニウムを沈殿さ
せ、この沈１１１１’例えば濾過で分離して、物質の倉
有量約２０％（Ａｌ１係から６％まで）及びＨ２０約８
０係にすることのできる濾過ケーキにする。アルミニウ
ムに関する収率は約１００％である。アルミン酸ナトリ
ウム、ＮａＡＪ！０２の浴液はアルカリ性であるが、こ
れを例えば硫酸、塩酸又は硝酸の形態の水素イオンと混
合して前記のｐＨ［して非晶質の水酸化アルミニウムを
沈殿させ、沈殿を上記の方法で分離する。収率は１００
％である。

硫酸アルミニウム及び硫酸から上記の化合物な生成させ
る場合には、水酸化アルミニウムの中に、七の表面に結
合した、ある量の硫酸塩が認められる。

実施例１ 硫酸アルミニウムを水酸化ナトリウムで中和し、アルミ
ニウム含有量を４．２ｇにするように濾過して製造した
水酸化アルミニウムを全アルミニウム含有量が８，４ｇ
の硫酸アルミニウム９３ｇと混合し、８０℃に６０分間
加熱した。このようにしてＭ４．９％、Ｓｏ、　１９．
０％を含有し、ＯＨ／　ｔｖ　＝　０．８、ρ＝　１．
２９　ｋｇ／　６ｍ３である、硫酸塩の少ない多核化水
酸化硫酸アルミニウム錯体の清澄な溶液を得たＯ 実施例２及び６ 上記の実施例１に従って下記のデータの浴液を製造した
。

実施例４から６まで アルミン酸ナトリウム及び硫酸を出発物質にしたことを
除いて、実施例１に従って溶液を製造した。

実施例７ 前記の実施例１に従って非晶質水酸化アルミニウムを製
造した。アルミニウム１モル当たりクエ：’ｅ−３−ト
リウム０．１７モルナき有する硫酸アルミニウム溶液を
非晶質水酸化アルミニウムに添加した。得られた硫酸塩
の少ない多核化水酸化硫酸アルミニウム錯体溶液は室温
で少なくとも四か月安定で、水酸化アルミニウムが沈殿
する傾向は全くなかった。

貯蔵すれば溶液は不安定になり、存在するアルミニウム
化合物は分解して年齢性のアルミニウム塩を生成する。

しかしながら溶液にヘプトン酸ナトリウム１．０％から
２．０％までを添加することによって、これを安定化さ
せることができる。

他の適切な安定剤はクエン酸す）　ＩＪウム、酢酸ナト
リウム、酒石酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、又はこれ
らの組み合わせである。クエン酸塩、酢酸塩、酒石酸塩
及び炭酸塩の他の塩も又使用することができる。クエン
酸及び―６酸の外に、安定化特性のある他のα−ヒドロ
キシカルボン酸には乳酸、グリコール酸、及びヒドロキ
シコハク酸す包含する。これらのα−ヒドロキシ酸を、
たとえ少量であるとはいえ、１／２当量までの量を添加
すれば、やはり良好な安定化作用を示す。例えば、アル
ミニウム１モル当たりクエン酸０．０８モルで非常に良
好な安定化作用が得られる。

得られる５％から７ｑｂまでの溶液を希釈して、アルミ
ニウムとして計算して２％の濃度にすることができる。

安定剤を添加しである場合でも、もつと低濃度では溶液
の安定度は著しく低下する故避けるべきである◎ 上記したように、前記に従って製造した５％から７％ま
での溶液は安定剤がない場合には、普通の平衡状態のた
めに、前記のように、水に子爵性のアルミニウム化合物
への転化が起こる。転化速度は温度に左右され、この速
度は温度と共に増加する０ しかしながら、このことにもかかわらず、溶液を蒸発さ
せれば、水に可溶性であり、且つ元の浴液の特性に匹敵
する特性のある溶液を生成する安、定な固体の乾燥生成
物にすることができる。固体の生成物を再溶解して得ら
れる溶液の安定性は損なわれることがあるとはいり−Ｃ
も、溶液の安定性は実際的な、工業的用途、例えば紙の
製造に使用するのには完全に十分である。

溶液を蒸発させる場合には温度を７０℃よりも商くする
べきではなく、且つ蒸発時間は、良好な換気装置のある
薄膜蒸発缶のような蒸発装置を適切に選定することによ
って、できる限り制限するべきである。このような蒸発
缶で生成するケーキはもろ（、崩壊してＸ−緋検査で非
晶質の生成物になる。本発明に従って製造する生成物に
は、浄水工程で良好な凝結及び迅速な凝集、並びに製紙
工程で良好な保持をもたらすことになる、コロイド系で
の荷車の中和に関して良好な特性がある。

生成′吻には硫酸埴が少ないので、密閉式白水装置のあ
る製紙工業で使用するのが有利で、硫酸イオンの好まし
くない蓄積を解消することができる。

過度に多量の硫酸イオンは所望の表面化学反応を妨害す
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　アルミニウム塩の溶液を中和しＰＨを５から
   ７までにして非晶質の水酸化アルミニウムを沈殿させ、
   非晶質の水酸化アルミニウムを分離し、且つこれに硫酸
   アルミニウム及び（又は）硫酸の形態をしている硫酸イ
   オンを添加して、ｙ−値を０．５から１．１２まで、好
   ましくは０．５から０．７５までにし、場合によっては
   生成物を固体生成物に転化させることを特徴とする。一
   般式 ％式％） （式中、ｎは整数であり、 Ｘは０．７５から２−０まで、好ましくは１．５から２
   ．０までであり、 ｙは０．５から１．１２まで、爵ましくは０．５から０
   ，７５までであり、 ｘ＋２ｙは６であり、 ２は生成物が固体形態の場合には１．５かなる硫酸塩の
   少ない多核化水酸化硫酸アルミニウム錯体な製造する方
   法。 （２１アルミニウム塩を硫酸アルミニウム、塩化アルミ
   ニウム及び硝酸アルミニウムから成る群から選定し、ヒ
   ドロキシルイオンの添加によって中和を行うことを特徴
   とする、上記第１１１項に記載の方法。 １３）　　アルミニウム塩はアルミン酸塩から成り、こ
   れを例えば硫酸、塩酸、又は硝酸の形態の水素イオンを
   添加して中和することを特徴とする前記第１１１項に記
   載の方法。 １４）加えるアルミニウム塩浴液は濃度がアルミニウム
   に関して高々５％であることを特徴とする、上記第ｉｌ
   ＋項から第１３）項までのいずれか１項に記載の方法。 １５１２０℃から９０℃までの温度で中和を行うことを
   特徴とする第ｆｉ＋項から第（４）項までのいずれか１
   項に記載の方法。 （６）非晶質の水酸化アルミニウムを、α−ヒドロキシ
   カルボン酸、糖及び糖酸から成る群から採用する安定剤
   と混合することを特徴とする、前記第ｉｌ＋項から第（
   ４）項までのいずれか１項に記載の方法。 （刀　硫酸イオンで処理した水酸化アルミニウムを蒸発
   させて、アルミニウムに関して１０％の濃度にすること
   を特徴とする上記第（６）項に記載の方法。