JP2002080249A - 消石灰の製造方法、及び消石灰 - Google Patents

消石灰の製造方法、及び消石灰

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JP2002080249A JP2000269802A JP2000269802A JP2002080249A JP 2002080249 A JP2002080249 A JP 2002080249A JP 2000269802 A JP2000269802 A JP 2000269802A JP 2000269802 A JP2000269802 A JP 2000269802A JP 2002080249 A JP2002080249 A JP 2002080249A
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slaked lime
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digestion
surface area
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Cho Cho
チョ チョ
Yoshimi Goto
義己 後藤
Tetsushi Iwashita
哲志 岩下
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御され改良された比表面積及び細孔容積を
有する消石灰及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 生石灰と、当量の2倍前後の消化水とを
混合する乾式消化により消石灰を得る消石灰の製造方法
において、消化反応の間、生石灰と消化水を混合した混
合物を冷却する。混合物の冷却は、例えば冷却剤を使用
して行われる。冷却剤は典型的には冷却水である。混合
物を冷却することにより消化速度を適当に遅らせること
ができ、これにより従来よりも比表面積が大きく、反応
に有用な大きな細孔を持つ消石灰を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生石灰と消化水と
を混合することにより消石灰を得る消石灰の製造方法に
関し、特に反応性に富む(比表面積がより大きく、反応
に有用な大きな細孔を持つ)消石灰を得ることのできる
消石灰の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】生石灰と消石灰とを混合することにより
製造される消石灰の比表面積は、主として生石灰の相対
的な活性と消化水の温度とにより決定される。温度が高
くなりすぎて消化水が気化し、蒸気消化の状態になって
しまうと消石灰の粒子が大きくなり、比表面積が非常に
小さくなってしまう。さらに蒸気消化では半径2nm前
後の細孔が生成しやすく、イオウ酸化物のように消石灰
と反応して水に難溶性の化合物を生成する場合は、細孔
が小さすぎて効率が悪い。これを解決するには、生石灰
を消化する際に消石灰に水分が残る状態の水を添加する
いわゆる湿式消化が有効であり、湿式消化により半径5
〜20nm程度の大きな細孔が多く生成できるが、乾燥
の工程が必要になりコストアップになる。すなわち比表
面積の大きく、反応に有用な大きな細孔を持つ消石灰を
得るためには、消化の間、消化水は液相として残ってい
なければならない。なお消化水は水道水や地下水のよう
な通常の水であり、あるいは例えば消石灰の比表面積を
大きくするためのアルコール等が添加されている混合液
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】よって本発明の目的
は、湿式消化によらずに、比表面積がより大きく、反応
に有用な大きな細孔を持つ消石灰及びそのような消石灰
の製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、生石灰と、当量の2倍前後の消化水とを混
合する乾式消化により消石灰を得る消石灰の製造方法に
おいて、前記生石灰と前記消化水を混合した混合物を冷
却するように消石灰の製造方法を構成した。前記混合物
の冷却は、例えば冷却剤を使用して行われる。このよう
な製造方法により得られた消石灰は、半径5〜20nm
の細孔容積が全細孔容積の30%以上であり、特に40
〜50%である。
【0005】上述のように、乾式消化において生石灰と
消化水とを混合し、その中で消石灰が生じている混合物
の温度が、消化反応による発熱のために100℃を越え
ると比表面積の小さい消石灰が生成される。本発明は、
消化が開始されてから消化反応が実質的に終了するま
で、工業的には熟成過程に移行するまで、混合物を冷却
して100℃以下の温度に維持することにより消化反応
の速度を適当に遅れさせると、大きい比表面積と大きな
細孔を持つ消石灰を得ることができるという発見に基づ
く。消化反応の途中で冷却を中断した場合、消化反応が
実質的に終了するまで冷却した場合に比較して、冷却に
よる比表面積の増大の効果は小さく、5〜20nmの細
孔もあまり増加しないことが判明した。また、冷却の度
合いを強くするほど、より比表面積の大きく、5〜20
nmの細孔が多い消石灰が得られることも判明した。本
発明に係る消石灰の製造方法によると、混合物の冷却を
行わない場合に比べて、N2−BET比表面積で2倍以
上の比表面積を有し、5〜20nmの細孔が増加した消
石灰を得ることができる。
【0006】冷却は、例えば冷却剤を使用して行われ
る。冷却剤は、例えば水、油、空気、フロンガス等であ
り、混合物を100℃以下に保つという目的及び経済性
に鑑みれば、最も簡単には水である。冷却水は冷却装置
で冷却して再利用しても、使い切りにしてもよく、また
使い切りにして温水として他の用途に利用してもよい。
経済的には使い切りにした方が好ましい。油やフロンガ
スのような冷却媒体を利用する場合には、熱交換器や冷
却装置により冷却媒体の温度を下げ、循環させて再利用
する。冷却剤は、例えば消化装置の消化機の外壁を覆っ
て設けられた冷却ジャケットの内部を流動する。
【0007】本発明において使用される消化水は通常は
水であり、生石灰も通常のもので足りるが、消石灰の比
表面積を充分に大きくするために、消化水にはアルコー
ルなどの消化反応を遅らせる成分や表面処理剤等を含ん
でいてもよく、生石灰は好ましくは100メッシュ以下
の粉体である。乾式消化においては、消化水は当量の2
倍前後、通常は1.8〜2.2倍であるが、生石灰の活
性や消化装置のタイプ等の条件によりこの範囲を超えて
変動しうる。本発明に係る消石灰の製造方法を実施する
ための工業的な消化装置は、乾式消化装置であればバッ
チ方式、連続方式などの別を問わないが、消化反応の
間、混合物を撹拌する撹拌装置が備えられていることが
好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。
【0009】図1(a)は、本発明に係る消石灰の製造
方法の一つの実施の形態を実施可能な連続式常圧消化装
置の一例を概略的に示す縦断面図であり、図1(b)は
図1(a)のb−b断面図であり、図1(c)は同じ消
化装置の冷却ジャケット部分を示す拡大正面図である。
各図において、説明のために一部部材及び断面のハッチ
ングは省略して示してある。
【0010】図1(a)において、消化装置は消化機1
0と、消化機10の後方に接続された熟成機20と、熟
成機20の上方に設けられた集塵機30とからなる。消
化機10及び熟成機20の内部には、混合物または消石
灰を撹拌しつつ後方へ移動させる撹拌装置12及び22
がそれぞれ設けられている。
【0011】原料生石灰(100メッシュ以下)は消化
装置の最も前方である図1(a)左端から一定量が消化
機10内に投入され、消化水は生石灰に対し当量の1.
8〜2.2倍程度が注ぎ込まれる。生石灰と消化水とは
消化機10内で撹拌装置12により撹拌されて混合物と
なり、水和しながら後方へ移送される。混合物は消化機
10内に5〜10分滞留し、消化がほぼ終了する頃に、
熟成機20の内部に落ち込み、30〜40分熟成されて
外部に排出される。
【0012】このような消化装置において、図1(b)
(c)に示すように、実質的な消化が行われる消化機1
0の底部近くの外壁には、冷却ジャケット14が被せら
れている。冷却水は冷却ジャケット14の前方下部に設
けられた冷却水入口から冷却ジャケット14に注入さ
れ、ジャケット14の後方上部に設けられた冷却水出口
を通じて冷却ジャケット14から排出される。冷却水は
例えば地下水であり、地下から汲み上げられてそのまま
冷却ジャケット14に注入され、冷却ジャケット14か
ら排出された温水は循環されることなく他の用途に再利
用される。
【0013】この冷却ジャケット14に冷却水を送り込
みつつ消化を行うことにより、混合物を冷却し、より比
表面積が大きく、大きな細孔を持つ消石灰を得ることが
できる。冷却水の温度及び気温により変動するが、冷却
水を冷却ジャケット14に送り込む量を調節して冷却の
度合いを調整することにより、及び/または生石灰及び
/または消化水を消化機10に投入する量を調整するこ
とにより、所望の比表面積を有する消石灰を得ることが
できる。その場合、冷却の度合いを強くすればするほど
消化に時間がかかるため、混合物の消化機10内の滞留
時間も、消化機10内で消化が実質的に終了するように
調節される。これは、例えば撹拌装置12の回転数によ
り定まる。
【0014】
【発明の効果】本発明に係る消石灰の製造方法による
と、従来に比べて比表面積がより大きく、反応に有用な
大きな細孔を持つ消石灰を得ることができる。
【0015】
【実施例】以下の各実施例及び比較例は、図2のような
装置を用いて調製された。生石灰及び消化水は金属製の
バッチ式消化容器(133mmφ×144mmL、容量
約2L)40内で消化された。混合物は、消化反応が実
質的に終了するまで、先端に撹拌羽根が取り付けられた
撹拌棒50を回転させて混合された。消化容器40の底
部は冷却水が貯留される冷却ジャケット60(150m
mφ×50mmL、容量約0.9L)内に挿入された。
各実施例及び比較例の比表面積はN2吸着による1点B
ET法により、全細孔容積および半径5〜20nmの細
孔容積はN2吸着による細孔分布測定(BJH法)によ
り測定された。
【0016】(実施例1)150gの生石灰(JIS工
業用石灰、石灰特号、粒径1mm)を消化容器40に入
れ、90gの消化水を消化容器40内に投入し、消化を
行った。冷却ジャケット60には18℃の冷却水75g
を入れておいた。これにより22.5m2/gの比表面
積を有し、半径5〜20nmの細孔容積が0.072c
3/gの消石灰が得られた。この消石灰の全細孔容積
は0.152cm3/gであり半径5〜20nmの細孔
容積は全細孔容積の約47%であった。
【0017】(実施例2)冷却水を150gとした以外
は実施例1と同様の操作を行った。これにより28.4
2/gの比表面積を有し、半径5〜20nmの細孔容
積が0.081cm3/gの消石灰が得られた。この消
石灰の全細孔容積は0.168cm3/gであり半径5
〜20nmの細孔容積は全細孔容積の約48%であっ
た。
【0018】(実施例3)冷却水を300gとした以外
は実施例1と同様の操作を行った。これにより31.9
2/gの比表面積を有し、半径5〜20nmの細孔容
積が0.085cm3/gの消石灰が得られた。この消
石灰の全細孔容積は0.176cm3/gであり半径5
〜20nmの細孔容積は全細孔容積の約48%であっ
た。
【0019】(実施例4)実施例1と同じ生石灰150
gを消化容器40に入れ、90gの水と7gのトリエタ
ノールアミンとを混合した消化水97g(約7%トリエ
タノールアミン水溶液)を消化容器40内に投入し、消
化を行った。冷却ジャケット60には28℃の冷却水7
5gが入れられていた。これにより47.0m2/gの
比表面積を有し、半径5〜20nmの細孔容積が0.0
63cm3/gの消石灰が得られた。この消石灰の全細
孔容積は0.159cm3/gであり半径5〜20nm
の細孔容積は全細孔容積の約40%であった。
【0020】(実施例5)冷却水を150gとした以外
は実施例4と同様の操作を行った。これにより52.4
2/gの比表面積を有し、半径5〜20nmの細孔容
積が0.072cm3/gの消石灰が得られた。この消
石灰の全細孔容積は0.165cm3/gであり半径5
〜20nmの細孔容積は全細孔容積の約44%であっ
た。
【0021】(実施例6)冷却水を300gとした以外
は実施例4と同様の操作を行った。これにより53.0
2/gの比表面積を有し、半径5〜20nmの細孔容
積が0.077cm3/gの消石灰が得られた。この消
石灰の全細孔容積は0.174cm3/gであり半径5
〜20nmの細孔容積は全細孔容積の約44%であっ
た。
【0022】(実施例7)冷却水を900gとした以外
は実施例4と同様の操作を行った。これにより65.0
2/gの比表面積を有し、半径5〜20nmの細孔容
積が0.076cm3/gの消石灰が得られた。この消
石灰の全細孔容積は0.176cm3/gであり半径5
〜20nmの細孔容積は全細孔容積の約43%であっ
た。
【0023】(比較例1)冷却水を使用しなかった以外
は実施例1と同様の操作を行った。これにより13.7
2/gの比表面積を有し、半径5〜20nmの細孔容
積が0.037cm3/gの消石灰が得られた。この消
石灰の全細孔容積は0.154cm3/gであり半径5
〜20nmの細孔容積は全細孔容積の約24%であっ
た。
【0024】(比較例2)冷却水を使用しなかった以外
は実施例4と同様の操作を行った。これにより36.8
2/gの比表面積を有し、半径5〜20nmの細孔容
積が0.026cm3/gの消石灰が得られた。この消
石灰の全細孔容積は0.151cm3/gであり半径5
〜20nmの細孔容積は全細孔容積の約17%であっ
た。
【0025】各実施例及び比較例の実験条件及び結果は
以下の表1に示すとおりである。表1より明らかなよう
に、本発明に係る消石灰の製造方法は、消石灰の比表面
積を制御し、有用な大きな細孔を持つことで反応性を改
良するために使用することができる。
【0026】表1 消石灰の比表面積及び細孔容積
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、本発明に係る消石灰の製造方法
の一つの実施の形態を実施するための消化装置を概略的
に示す縦断面図、図1(b)は図1(a)のb−b断面
図、図1(c)は同じ消化装置の消化機及び冷却ジャケ
ットを示す拡大正面図である。
【図2】図2は、各実施例及び比較例を調製する際に使
用された実験器具の構成を示す図である。
【符号の説明】
10 消化機 12 撹拌装置 14 冷却ジャケット 20 熟成機 22 撹拌装置 30 集塵機

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生石灰と、当量の2倍前後の消化水とを
    混合する乾式消化により消石灰を得る消石灰の製造方法
    において、 前記生石灰と前記消化水を混合した混合物を冷却するこ
    とを特徴とする消石灰の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記混合物の冷却は、冷却剤を使用して
    行われる請求項1に記載の消石灰の製造方法。
  3. 【請求項3】 生石灰と、当量の2倍前後の消化水とを
    混合する乾式消化により消石灰を得る消石灰の製造方法
    において、 前記生石灰と前記消化水を混合した混合物を冷却するこ
    とにより得られ、 半径5〜20nmの細孔容積が全細孔容積の30%以上
    であることを特徴とする消石灰。
  4. 【請求項4】 前記半径5〜20nmの細孔容積が全細
    孔容積の40〜50%である請求項3に記載の消石灰。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006241959A (ja) * 2005-02-07 2006-09-14 Yoshizawa Lime Industry 壁材用消石灰粉末および石灰クリーム
TWI415793B (zh) * 2006-06-02 2013-11-21 國立大學法人東北大學 Porous calcium oxide granules and porous calcium hydroxide granules
WO2017029209A1 (en) 2015-08-14 2017-02-23 S.A. Lhoist Recherche Et Developpement Process for manufacturing highly porous slaked lime and product thereby obtained

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