JP2001278620A

JP2001278620A - 人工ゼオライトの製造方法

Info

Publication number: JP2001278620A
Application number: JP2000096688A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Marui; 浩丸井; Ichiro Oshiki; 市郎押木
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】品質的にもコスト的にも優れた人工ゼオライ
トを市場に安定して供給することのできる人工ゼオライ
トの製造方法を提供する。【解決手段】パーライトとアルカリ金属水酸化物の混
合物を水の共存下に加熱することとした。また、本発明
に係る人工ゼオライトの製造方法は、別の形態におい
て、パーライトをアルカリ水溶液中で加熱処理すること
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人工ゼオライトの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゼオライトは、沸石と呼ばれる鉱物であ
り、 Me_2/nO ・Al₂O₃ ・xSiO₂・yH₂O（Meはアルカリ金
属またはアルカリ土類金属、ｎは1または２、ｘ，ｙ
は係数）の一般式で表される三次元結晶構造を有する含
水アルミノケイ酸鉱物である。このゼオライトは、結晶
内に多量の水分を含み、加熱したり減圧するとこの水分
を放出し、空になった結晶内に分子を吸着する能力を持
つことで知られている。

【０００３】このゼオライトは、この吸着能力を活かし
て、脱臭剤、吸着式ヒートポンプ、栽培資材、汚れ除去
剤、廃食用油処理剤、河川浄化用ブロック、さらには建
材、化粧品、洗剤等への応用が開発されている。加え
て、ゼオライトは、触媒活性能、陽イオン交換能を持つ
ことから、さらに用途が広がりつつある。ここで、従来
天然ゼオライトだけではなく、大量かつ安定に供給する
必要性から人工ゼオライトが製造されている。例えば、
石炭灰を利用した人工ゼオライトへの転換方法が知られ
ている。

【０００４】しかし、このような人工ゼオライトは、品
質とコスト面において必ずしも全ての用途において満足
されるものではなかった。例えば、従来の石炭灰を利用
した人工ゼオライトでは、残留する炭素等の不純物によ
って色がついていた。このことは、人工ゼオライトの用
途を狭めることにつながっていた。すなわち、白壁また
はカラフルに着色した壁を構築するための建材あるいは
洗剤や化粧品等に配合するためには、ゼオライトがほぼ
完璧または完璧に白色である必要があるためである。し
かも、従来の人工ゼオライトは、その転換操作が必ずし
も迅速ではなく、大量に供給するためには、コスト的な
問題があった。一方、このような特性を満足する人工ゼ
オライトを得る試みも一部行われていた。しかしなが
ら、簡便な方法で白色の人工ゼオライトを大量かつ安定
に供給する技術は、未だ開発されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、品質的にもコスト的にも優れた
白色の人工ゼオライトを市場に安定して供給することの
できる人工ゼオライトの製造方法を提供するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る人工ゼオライトの製造方法は、パーラ
イトとアルカリ金属水酸化物とを含む混合物を水の共存
下に加熱し、少なくとも該パーライトの一部をゼオライ
ト化することを特徴とする。また、本発明に係る人工ゼ
オライトの製造方法は、別の形態において、パーライト
をアルカリ水溶液中８０℃以上１００℃以下で加熱処理
することを含むことを特徴とする。さらに、本発明に係
る人工ゼオライトの製造方法では、ゼオライトに転換し
たものからアルカリ金属水酸化物分を水洗除去し、その
後乾燥処理することが好適である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る人工ゼオラ
イトの製造方法をさらに詳細に説明する。パーライト
は、一般的に真珠岩、松脂岩、黒曜石等の流紋岩系ガラ
ス質鉱物を急熱して発泡させた人工軽量骨材であり、そ
の性状等は、特に限定されないが、平均粒径０．６ｍｍ
以下、嵩比重０．０６〜０．２のものが好適である。以
上のパーライトのうち、真珠岩系の原料を粉砕、焼成、
発泡させたものが好適であり、さらにJIS A５００７で
規定するパーライトが特に好適である。白色の人工ゼオ
ライトが確実に得られるからである。このようなパーラ
イトは、発泡処理によって中空粒状となっているのでア
ルカリ金属水酸化物との接触面積が増大して反応成分が
溶出し易くなっており、反応操作の迅速化を図ることが
できる。また、少なくとも一部がゼオライト化した中空
粒が得られるので、これを用いることによって軽量ゼオ
ライト板を容易に得ることができる。本発明で用いるパ
ーライトとして好適な組成を、以下の表１に掲げる。な
お、本発明でいう「パーライト」とは、発泡粒であり、
通常のパーライト中空粒の他、これを製造する際発生す
るパーライトダストやパーライトの破砕片、粉砕片も含
む。

【０００８】

【表１】

【０００９】本発明では、パーライトとアルカリ金属水
酸化物の混合物を水の共存下に８０℃以上で加熱する
か、またはパーライトをアルカリ水溶液中８０℃以上１
００℃以下で加熱処理することによって、パーライトの
少なくとも一部をゼオライトに転換する。「アルカリ金
属水酸化物」は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを
用いることが好適である。ただし、特にこれらに限定さ
れるものではない。また、本明細書中、「アルカリ水溶
液」とは、アルカリ金属水酸化物の水溶液であり、例え
ば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの水溶液を用い
ることが好適である。ただし、特にこれらに限定される
ものではない。

【００１０】パーライトとアルカリ金属水酸化物の混合
物を水の共存下に加熱する場合の反応液のアルカリ水溶
液としての濃度、またはパーライトをアルカリ水溶液中
で加熱処理する場合のアルカリ水溶液の濃度は、通常１
〜６N、好ましくは２〜４Nである。加熱温度としては、
８０〜３００℃、好ましくは９０〜２００℃の範囲であ
る。１００℃を超える温度では、圧力容器を用いる必要
がある。上記範囲では、高温ほどゼオライト化が容易と
なるので、高温にするほど迅速化を図ることができる。

【００１１】パーライトとアルカリ金属水酸化物の混合
物を水の共存下に加熱する場合には、パーライトとアル
カリ金属水酸化物と水との配合比は、パーライトの組成
や水熱処理条件によって適宜設定する。また、パーライ
トをアルカリ水溶液中で加熱処理する場合、パーライト
とアルカリ水溶液との固液比は、０．５〜３．０リット
ル／ｋｇ、好ましくは、１．５〜２．５リットル／ｋ
ｇ、さらに好ましくは２．０〜２．２リットル／ｋｇで
ある。０．５リットル／ｋｇ未満では、水分が不足して
スラリー化が不十分となり、ゼオライトへの転換反応が
阻害され、３．０リットル／ｋｇを越えると、反応物同
士の接触効率が低下し、反応が促進されない。ここで、
反応を促進するために、攪拌槽で処理するのが好まし
い。

【００１２】本発明に係る人工ゼオライトの製造方法で
は、パーライトをゼオライトに転換し、得られたゼオラ
イトからアルカリ金属水酸化物分を水洗除去し、その後
乾燥処理することが好適である。

【００１３】「アルカリ金属水酸化物分を水洗除去す
る」場合、一般的には、一時バッファータンク等に貯蔵
した後、スラリー状態の反応液からアルカリ水溶液を分
離することによって行う。すなわち、脱液する。脱液操
作には、真空ポンプを用いた真空吸引濾過器、遠心分離
機等を用いることができる。

【００１４】脱液を行っても未だ残存するアルカリ金属
水酸化物がある場合には、さらにゼオライトを水洗し、
脱水操作を施す。水洗操作には、水洗機を用い、脱水操
作には、真空ポンプを用いた真空吸引濾過器、遠心分離
機等の脱水機を用いることができる。脱水したゼオライ
トは、乾燥機による温風等の手段によって乾燥する。

【００１５】本発明に係る人工ゼオライトの製造で製造
されるゼオライトの化学組成として、一般的には、下記
表２のものを例示することができる。

【００１６】

【表２】

【００１７】なお、上記した水酸化アルカリの水洗除去
の際、水を種々の水溶液として調整することにより、さ
らにタイプの異なるゼオライトを調製することができ
る。例えば、カルシウムイオン水で水洗いするとＣａ型
ゼオライトを得ることができる。また、アンモニア水で
水洗いするとＮＨ₄型ゼオライトを得ることができる。
また、重金属含有水溶液（Ｃｕ、Ｓｎ等の水溶液）で水
洗いすれば、抗菌性のゼオライトとして調製することが
できる。またさらに、弱酸性水溶液で水洗いすれば、水
素型のゼオライトを得ることができる。

【００１８】

【実施例】実施例１真珠岩を粉砕、焼成、発泡して得られたアサノパーライ
トＳ１００重量部に対し水酸化ナトリウム２０重量部を
混合し、水２００重量部を加え、スラリー状とし９８〜
１００℃で６０時間加熱した。反応後のスラリーをバッ
ファータンクに一時移した。ついで、真空ポンプを用い
た真空吸引濾過器により脱液した。そして、脱液したも
のを水洗機により水洗いし、真空ポンプを用いた真空吸
引濾過器により脱水した。その後、乾燥機により温風で
乾燥し、純白の粉粒を得た。得られた粉粒の化学組成
は、表３に示す通りであり、Ｘ線回折図により、人工ゼ
オライトが生成したことが認められた。この実施例１か
ら、純白のゼオライトを速やかな転換処理によって得ら
れることが了解される。

【００１９】

【表３】

【００２０】実施例２実施例１と同様のパーライト２０ｇに３．５Ｎの水酸化
カリウム水溶液６０ｍｌを混合し、スラリー状とし、約
９５℃で７２時間加熱した。反応後のスラリーをバッフ
ァータンクに一時移した。ついで、真空ポンプを用いた
真空吸引濾過器により脱液した。そして、脱液したもの
を水洗機により水洗いし、真空ポンプを用いた真空吸引
濾過器により脱水した。その後、乾燥機により温風で乾
燥し、純白の粉粒を得た。得られた粉粒の化学組成は、
表４に示す通りであり、Ｘ線回折図により、人工ゼオラ
イトが生成したことが認められた。また、顕微鏡観察に
より、ゼオライト結晶がパーライト粒子の外表面や、内
表面に生成していることが確認された。この実施例２か
ら、純白のゼオライトを速やかな転換処理によって得ら
れることが了解される。

【００２１】

【表４】

【００２２】実施例３実施例１と同様のパーライト２０ｇに３．５Ｎの水酸化
カリウム水溶液６０ｍｌを混合し、スラリー状とし、約
２００℃で１２時間、圧力容器内でオートクレーブ処理
を行った。反応後のスラリーをバッファータンクに一時
移した。ついで、真空ポンプを用いた真空吸引濾過器に
より脱液した。そして、脱液したものを水洗機により水
洗いし、真空ポンプを用いた真空吸引濾過器により脱水
した。その後、乾燥機により温風で乾燥し、純白の粉粒
を得た。得られた粉粒の化学組成は、実施例２について
の結果すなわち表４に示す通りであり、Ｘ線回折図によ
り、実施例２と全く同様の人工ゼオライトが生成したこ
とが認められた。この実施例３から、圧力容器で高温処
理することにより、純白のゼオライトをより速やかな転
換処理によって得られることが了解される。

【００２３】

【発明の効果】上記したところから明かなように、本発
明によれば、品質的にもコスト的にも優れた人工ゼオラ
イトを市場に安定して供給することのできる人工ゼオラ
イトの製造方法が提供される。得られる人工ゼオライト
は、従来のゼオライトと同様各種用途、すなわち脱臭
剤、吸着式ヒートポンプ、栽培資材、汚れ除去剤、廃食
用油処理剤、河川浄化用ブロック、さらには建材等に使
用することができる。加えて、本発明に係る人工ゼオラ
イトの製造方法によれば、純白のゼオライト粉や粒が得
られるので、これを製造過程あるいは製造後に成形すれ
ば壁や床材に適用できる軽量ゼオライト板が容易に得ら
れる。

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パーライトとアルカリ金属水酸化物とを
含む混合物を水の共存下に加熱し、少なくとも該パーラ
イトの一部をゼオライト化することを特徴とする人工ゼ
オライトの製造方法。
【請求項２】パーライトとアルカリ金属水酸化物とを
含む混合物を水の共存下に８０℃以上で加熱して少なく
とも上記パーライトの表面の一部をゼオライト化し、得
られたゼオライトからアルカリ金属水酸化物分を水洗除
去し、その後乾燥処理してゼオライト中空粒あるいはゼ
オライトを含む中空粒を得ることを特徴とする人工ゼオ
ライトの製造方法。
【請求項３】パーライトをアルカリ水溶液中８０℃以
上１００℃以下で加熱処理することを特徴とする人工ゼ
オライトの製造方法。