【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は水不溶性金属水酸化物（以下水難溶性
金属水酸化物も含む）の水スラリーの過脱水性
向上剤に関し、詳しくは水不溶性金属水酸化物粒
子の水スラリーから効率良くかつ経済的に水分を
除去するために使用される或る種のアニオン性界
面活性剤からなる過脱水性向上剤に関するもの
である。
一般に湿潤した水不溶性金属水酸化物粒子はそ
の金属の種類、生成条件、粒子の大きさ、形状、
表面状態及び過条件等により異なるが、過脱
水された後も相当多量の水分を含有している。特
に金属塩溶液をアルカリ性にして沈澱させて得た
金属水酸化物では組成式の一定しない多量の水を
含んだ水酸化物が得られることが多い。このよう
なものの脱水には真空（減圧）過脱水法がしば
しば採用されているがそれでもかなりの水分が残
る。例えば水酸化アルミニウム水スラリーを真空
過脱水法により脱水した場合には、一般に８〜
16重量％程度の水分を含む水酸化アルミニウムケ
ークが得られる。過脱水された後の湿潤金属水
酸化物はそのまま水酸化物として製品化されるほ
か、更に焼成されて金属酸化物として製品化され
る場合が多い。ところがこの湿潤金属水酸化物中
に含まれる水分は、水酸化物としての製品の場合
には貯蔵中の水分の不均一化等による一部製品の
商品価値の低下或いは輸送コストの増加等の不利
益を生じ、また焼成による金属酸化物としての製
品の場合には、湿潤金属水酸化物中の含有水分の
蒸発熱のために焼成工程に必要な燃料費の増大と
いう不利益等が生じる。ことに昨今の燃料価格の
高騰により著しくその製造コストが上昇している
ため、エネルギーコストの低減化は重要な課題と
なつている。
従つて金属水酸化物の水スラリーの過脱水工
程において効率良くかつ経済的に金属水酸化物中
の水分含有量を現状以下に低下せしめる方策が必
要とされ、例えば過装置やフイルターの種類等
の物理的条件を改良すること等が試みられている
が、何らかの添加剤を加えることによつてさらに
脱水効率が高めることが望ましいことは言うまで
もない。
本発明者等はかかる現状において鋭意研究を重
ねた結果、水不溶性又は水難溶性金属水酸化物の
水スラリーを過脱水するに際して、下記の一般
式（）で表わされるアルキル硫酸エステル塩型
アニオン性界面活性剤を添加使用すれば、極めて
効率良くかつ経済的にその水分含有量を低減する
ことができることを見出し本発明を完成するに至
つた。
Ｒ−Ｏ−SO3M ………（）
（式中Ｒは炭素数８〜24、好ましくは12〜20の飽
和又は不飽和の直鎖又は分岐の脂肪族炭化水素基
であり、ＭはＫ、Na、NH4又はアルカノールア
ミンである）
式（）の化合物はROHを硫酸化することに
より得られるが、原料のROHは天然の直鎖アル
コール、合成アルコール（オキソアルコールを含
む）の何れを用いても良く、硫酸化もSO3、発煙
硫酸、その他公知などの方法を用いても良い。
本発明の過脱水性向上剤が使用される水不溶
性又は水難溶性金属水酸化物の例としては、水酸
化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化スト
ロンチウム、水酸化バリウム等の−Ａ族金属水
酸化物類；水酸化アルミニウム、水酸化ガリウ
ム、水酸化インジウム等の−Ａ族金属水酸化物
類；水酸化ゲルマニウム、水酸化スズ、水酸化鉛
等の−Ａ釣金属水酸化物類；水酸化鉄、水酸化
コバルト、水酸化ニツケル等の族金属水酸化物
類；水酸化亜鉛等の−Ｂ族金属水酸化物類；水
酸化チタン等の−Ｂ族金属水酸化物類等が挙げ
られる。これらの金属水酸化物はその粒子直径が
１〜1000μｍ程度の粒子、もしくはそれらが凝結
した多孔質状の粒子であつても良い。
本発明の過脱水性向上剤は、金属水酸化物の
水スラリーの過脱水工程において、最終的の
過脱水する工程の以前の水スラリー中に所定濃度
添加するか、洗浄水中に添加して使用され得る。
例えば金属水酸化物の製造工程液によりスラリー
化されたものをそのまま過脱水ケークを製造す
る場合には、その工程液中に過脱水性向上剤を
添加しておけばよく、或いは一旦工程液を脱水し
た湿潤ケークを蒸留水等で洗浄した後、再び過
脱水を行う場合には、その洗浄水中に過脱水性
向上剤を添加することができる。一般的に金属水
酸化物製造工程液は高いイオン強度を持ち、アル
カリ水溶液であつたり塩濃度が高かつたりする場
合が多いため、精製水等を用いる洗浄水中に過
脱水性向上剤を添加するのが有利である。
本発明の過脱水性向上剤の金属水酸化物水ス
ラリーに対する添加量は、金属水酸化物の種類、
粒度分布、粒子表面の状態あるいは過脱水条件
等に応じて変わり得るが、乾燥金属水酸化物の単
位重量当たり、約10ppm〜約1000ppm程度、効
果上及び経済上約30ppm〜約300ppm程度が好ま
しい添加量である。本発明者らの研究の結果によ
れば、初め添加量を増すに従つて脱水促進効果を
向上するが、ある一定濃度において飽和状態に達
し、これ以上に添加量を増せばわずか乍ら今度は
逆に脱水促進効果は低下するという現象が見られ
る。これは、飽和濃度以下においては過脱水性
向上剤分子の大部分が金属水酸化物の粒子表面に
単分子吸着することにより表面が疎水化されて脱
水が容易になるが、飽和濃度以上においては余分
な分子が液中に溶出され、更に高濃度領域にお
いては２分子吸着が部分的に進行し再び親水化さ
れるため脱水促進効果が低下するものと考えられ
る。従つて、適量即ち飽和吸着量よりやや少い量
の過脱水性向上剤を使用すれば、液中に過
脱水性向上剤が殆んど溶出されることがなく、起
泡性も抑えることができるため、クローズドシス
テム化された生産工程における液の循環使用に
際しても長期使用による過脱水性向上剤の工程
液中への蓄積が少いという利点がある。
金属水酸化物水スラリーの過脱水にあたつて
は、液側から吸引して、減圧（真空）として脱
水を促進する方式や、逆に上から加圧して脱水を
促進する方式等があるが、本発明の過脱水性向
上剤はいずれの方式においても使用され得る。金
属水酸化物の粒子が微粒子である場合には、ポリ
アクリルアマイド又はその部分加水分解物等の通
常の高分子凝集剤等を併用することもできる。
次に例を挙げて説明するが本発明はこれらの例
に限定されるものではない。
実施例
水酸化ナトリウムの１モル水溶液100mlと水酸
化アルミニウム粉末60ｇとを混合し、60秒間所定
回転数で撹拌した後、直径７cmの紙（東洋紙
製No.２）を置いたブフナーロート上に注ぐ。30秒
間静置した後、減圧度500mmHgで１分間吸引過
及び通気を行う。続いて過後のケークに対して
所定量の過脱水性向上剤を含む洗浄水（蒸留
水）100mlを更に注いで減圧度500mmHgにて３分
間吸引過及び通気を行う。以上の過脱水操作
により得られた湿潤水酸化アルミニウムケーク50
ｇ秤量し、110℃にて乾燥してその恒量（乾燥ケ
ーク重量）を測定する。過脱水後の水酸化アル
ミニウムの含水量を次式により算出する。
含水率（wt％）＝（１−乾燥ケーク重量／湿潤ケーク重
量）×100
表１には、90℃の洗浄水中に各種の脱水性向上
剤を水酸化アルミニウム粉体に対して100ppm
（重量基準）添加し、同時に脱水性向上剤を添加
しないブランク試験を行なつた結果を示した。
The present invention relates to a superdehydration improver for a water slurry of water-insoluble metal hydroxides (hereinafter also referred to as poorly water-soluble metal hydroxides), and more specifically, the present invention relates to an agent for improving dehydration properties of a water slurry of water-insoluble metal hydroxide particles, and more specifically, it is possible to efficiently and economically improve water slurry of water-insoluble metal hydroxide particles. The present invention relates to a hyperdehydration improver comprising a certain type of anionic surfactant used to remove water. In general, wet water-insoluble metal hydroxide particles are determined by the type of metal, production conditions, particle size, shape, etc.
Although it varies depending on the surface condition and excessive conditions, it still contains a considerable amount of water even after excessive dehydration. In particular, in the case of metal hydroxides obtained by making a metal salt solution alkaline and precipitating it, a hydroxide containing a large amount of water with an inconsistent compositional formula is often obtained. Vacuum (reduced pressure) over-dehydration is often used to dehydrate such materials, but even then a considerable amount of water remains. For example, when aluminum hydroxide water slurry is dehydrated by vacuum over-dehydration, it is generally
An aluminum hydroxide cake containing about 16% by weight of water is obtained. The wet metal hydroxide after excessive dehydration is not only manufactured into a product as a hydroxide as it is, but also often further calcined to be manufactured into a product as a metal oxide. However, the moisture contained in this wet metal hydroxide can cause problems such as a decrease in the commercial value of some products or an increase in transportation costs due to non-uniform moisture content during storage in the case of hydroxide products. However, in the case of products produced as metal oxides by calcination, there are disadvantages such as increased fuel costs required for the calcination process due to the heat of vaporization of the water content in the wet metal hydroxide. In particular, the recent rise in fuel prices has significantly increased their manufacturing costs, so reducing energy costs has become an important issue. Therefore, there is a need for measures to efficiently and economically reduce the water content in metal hydroxides to below the current level in the super-dehydration process of water slurry of metal hydroxides. Attempts have been made to improve the physical conditions, but it goes without saying that it is desirable to further increase the dewatering efficiency by adding some kind of additive. As a result of intensive research under the current circumstances, the present inventors have found that when over-dehydrating an aqueous slurry of water-insoluble or poorly water-soluble metal hydroxide, an alkyl sulfate salt type anionic interface represented by the following general formula () We have completed the present invention by discovering that the water content can be reduced extremely efficiently and economically by adding an activator. R-O- SO3M ......() (In the formula, R is a saturated or unsaturated straight-chain or branched aliphatic hydrocarbon group having 8 to 24 carbon atoms, preferably 12 to 20 carbon atoms, and M is K , Na, NH 4 or alkanolamine) The compound of formula () can be obtained by sulfating ROH, but the raw material ROH can be either natural linear alcohol or synthetic alcohol (including oxo alcohol). The sulfation may be performed using SO 3 , fuming sulfuric acid, or other known methods. Examples of water-insoluble or poorly water-soluble metal hydroxides for which the hyperdehydration improver of the present invention can be used include -A group metal hydroxides such as magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide. -A group metal hydroxides such as aluminum hydroxide, gallium hydroxide, indium hydroxide; -A group metal hydroxides such as germanium hydroxide, tin hydroxide, lead hydroxide; iron hydroxide, Group metal hydroxides such as cobalt hydroxide and nickel hydroxide; -B group metal hydroxides such as zinc hydroxide; -B group metal hydroxides such as titanium hydroxide; and the like. These metal hydroxides may be particles having a particle diameter of about 1 to 1000 μm, or porous particles formed by condensation thereof. The superdehydration improver of the present invention is used in the superdehydration process of metal hydroxide water slurry by adding it to a predetermined concentration in the water slurry before the final superdehydration step, or by adding it to the washing water. can be done.
For example, when producing a superdehydrated cake from a slurry made from a metal hydroxide production process solution, it is sufficient to add a superdehydration property improver to the process solution, or to temporarily remove the process solution. When the dehydrated wet cake is washed with distilled water or the like and then subjected to excessive dehydration again, an excessive dehydration property improver can be added to the washing water. In general, metal hydroxide manufacturing process liquids have high ionic strength and are often alkaline aqueous solutions or have high salt concentrations, so an excessive dehydration improver is added to the washing water using purified water etc. is advantageous. The amount of the superdehydration improver of the present invention to be added to the metal hydroxide aqueous slurry depends on the type of metal hydroxide,
Although it may vary depending on the particle size distribution, particle surface condition, excessive dehydration conditions, etc., the addition amount is preferably about 10 ppm to about 1000 ppm, and about 30 ppm to about 300 ppm from an effective and economical perspective, per unit weight of dry metal hydroxide. It is quantity. According to the results of research conducted by the present inventors, the dehydration promoting effect initially improves as the amount added increases, but it reaches a saturation state at a certain concentration, and if the amount added beyond this point is increased, the dehydration promoting effect improves by a small amount. On the contrary, a phenomenon is observed in which the dehydration promoting effect decreases. This is because at below the saturation concentration, most of the superdehydration improver molecules are single-molecule adsorbed on the metal hydroxide particle surface, making the surface hydrophobic and facilitating dehydration, but at above the saturation concentration, It is thought that the extra molecules are eluted into the liquid, and in the high concentration region, adsorption of two molecules partially proceeds and the mixture becomes hydrophilic again, reducing the dehydration promoting effect. Therefore, if an appropriate amount of the super-drying property improver is used, that is, an amount slightly smaller than the saturated adsorption amount, the super-drying property improver will hardly be eluted into the liquid, and the foaming property can also be suppressed. Therefore, even when the liquid is recycled in a closed system production process, there is an advantage that there is little accumulation of excessive dehydration improver in the process liquid due to long-term use. For over-dehydration of metal hydroxide aqueous slurry, there are two methods: suction from the liquid side and reducing pressure (vacuum) to promote dehydration, and conversely, applying pressure from above to promote dehydration. The hyperdehydration improver of the present invention can be used in either method. When the metal hydroxide particles are fine particles, a common polymer flocculant such as polyacrylamide or a partial hydrolyzate thereof can also be used in combination. Next, the present invention will be explained using examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 100 ml of a 1 molar aqueous solution of sodium hydroxide and 60 g of aluminum hydroxide powder were mixed, stirred at a specified rotation speed for 60 seconds, and then placed on a Buchner funnel on which a piece of paper (No. 2 manufactured by Toyo Paper Co., Ltd.) with a diameter of 7 cm was placed. pour. After allowing it to stand still for 30 seconds, suction and ventilation were performed for 1 minute at a reduced pressure of 500 mmHg. Subsequently, 100 ml of washing water (distilled water) containing a predetermined amount of dewatering property improver was further poured into the cake after rinsing, and suction and aeration were performed for 3 minutes at a reduced pressure of 500 mmHg. Wet aluminum hydroxide cake obtained by the above dehydration operation 50
Weigh out g, dry at 110°C, and measure its constant weight (dry cake weight). The water content of aluminum hydroxide after excessive dehydration is calculated using the following formula. Moisture content (wt%) = (1 - dry cake weight / wet cake weight) x 100 Table 1 shows that various dehydration improvers were added to aluminum hydroxide powder at 100 ppm in washing water at 90°C.
(on a weight basis) and a blank test in which no dehydration improver was added at the same time.
【表】【table】
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