JP2006517900A

JP2006517900A - 籾殻の灰から沈降シリカを製造するプロセスおよび装置

Info

Publication number: JP2006517900A
Application number: JP2006502649A
Authority: JP
Inventors: スリアナラヤナアヴァダニムクンダ，ハナソゲ; ダサッパ，スリニヴァサイア; ジョーゼフポール，パルカト; ナゲシュラオスブクリシュナ，ディブル; クリシュナイエンガルスリランガラジャン，ナガマンガラ
Original assignee: Indian Institute of Science IISC
Current assignee: Indian Institute of Science IISC
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2024-02-18
Also published as: JP4537379B2; WO2004073600A3; WO2004073600A2; CN1756719A; CN100396610C

Abstract

５０〜４００ｍ²／ｇの表面積および８０〜６００ｋｇ／ｍ³のタップ密度を有し、ゴム、プラスチック、塗料、歯磨き粉、触媒、担体、断熱、安定剤および乾燥剤の分野に多数の用途を持つ沈降シリカを籾殻の灰から製造する新規のプロセスが開示されている。使用する化学物質が再生され、閉ループ操作が可能になるシリカ沈降プロセスは新規である。蒸解、沈降および再生による抽出プロセスは、供給される粒径および密度を達成するように、各用途の仕様に基づいて行われる。

Description

本発明は、籾殻の灰から沈降シリカを製造する新規のプロセスおよび装置に関する。

ゴム、プラスチック、塗料、歯磨き粉、触媒、担体、断熱、安定剤および乾燥剤の分野に多数の用途を持つ沈降シリカを籾殻の灰から製造する新規のプロセスが開示されている。使用する化学物質が再生され、閉ループ操作が可能になるシリカ沈降プロセスは新規である。蒸解、沈降および再生による抽出プロセスは、要求される粒径および密度を達成するように、各用途の仕様に基づいて行われる。

本発明は、概してシリカに関し、より正確には、沈降プロセスに二酸化炭素を使用した沈降によって、籾殻の灰からシリカを得る新規のプロセスに関する。このプロセスは三段階、すなわち、籾殻の蒸解、可溶性ケイ酸塩からのシリカの沈降および苛性ソーダの再生を有し、最終的な残渣は、さらに追加の処理を必要とせずに、活性炭として使用される。

農業の残渣である籾殻は、米生産国において豊富に得られる。インドだけでも、毎年約１２００万トンの籾殻が生成される。籾殻は、その中に含まれるセルロースと他の糖類の含有量が少ないために、牛の飼料としては一般に推奨されない。籾殻からは、フルフラールおよび糠油が抽出される。籾殻は、ボイラの燃料として、また発電のために、工業的に用いられる。籾殻は、１８〜２０％の高い灰分を有する。シリカは、籾殻の灰の主成分である。籾殻の灰中の高いシリカ（ＳｉＯ₂）含有量は、広い市場を持つシリカを抽出するために経済的に適している。このプロセスは、籾殻の灰を適切に廃棄するという課題にも対処している。沈降によりシリカを抽出するこの新規のプロセスの強みは、化学組成をわずかしか変えずに、最終製品のシリカを以下の全ての用途に使用できることである。

シリカの用途：
・ゴムやプラスチックの強化
・コーティングや塗料、印刷用インク、プラスチックおよび化粧品の増粘およびチキソトロピー
・ラッカー、コーティング、塗料およびプラスチックの艶消し
・プラスチック箔のブロッキング防止
・粘着性固体または液体物質の易流動
・殺虫剤、触媒の担体
・高温断熱
・安定化（例えば、ビール、シリコンゴムの）
・乾燥剤
・非富栄養水の軟化（例えば、洗濯における「ビルダー」物質）
沈降シリカの生産および消費動向についての世界的なシナリオは、１９９４年のレポートによると、約６７５，０００Ｍ．Ｔ／年である。沈降シリカ、シリカゲル、ヒュームドシリカおよびコロイドシリカを含む特殊シリカの世界的な市場と需要は、１７００万ドルの推定値に達した。特殊シリカの世界市場は、２００２年まで、毎年約４．０％の割合で成長し（著しいインフレを除外した実質ベースで）、その年に２０億ドルを超えると予測される。

工業用途の合成非晶質シリカは、４つの異なる形態で製造される。

ヒュームドシリカ（Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標）、発熱性）：
それらは、四塩化ケイ素の加水分解またはケイ酸エステルなどのケイ素化合物の高温酸化と加水分解などの気相プロセスにより製造される。

コロイドシリカ：
これは、１５〜５０重量パーセントの範囲のシリカ含有量を有する、水中の非晶質シリカ粒子（３〜１０マイクロメートルの粒径および５０〜２７０ｍ²／ｇの比表面積を有する）の安定な分散体である。

シリカゲル：
これは、コロイド特性の三次元網状構造または凝集シリカ粒子を含有する。細孔は水で満たされている。

沈降シリカ：
これらは、連続ゲル構造の形成を避ける条件下で、ケイ酸ナトリウム分子の不安定化により調製される。沈降シリカは、適切な電解質濃度の影響下で水溶液から粒子の凝集沈殿により得られる粉末である。

本発明は、従来の沈降シリカが、約１４００℃の高温でのシリカ砂および炭酸ナトリウムの溶融、および得られたケイ酸ナトリウムの酸、主に硫酸を用いた沈降により製造されるカテゴリーに特有である。

以下は、これらの経路の限定である。

１．砂溶融によりシリカを製造する従来のプロセスは、反応体を約１４００℃の高温まで加熱する必要があるので、非常にエネルギー集約的である。

２．籾殻の灰から得られたケイ酸ナトリウムを用いた従来のプロセスおよび他のプロセスは、沈降シリカを製造するためのケイ酸ナトリウムの酸（すなわち、硫酸）沈降を含む。硫酸ナトリウムが、生成される廃物であり、この廃液には、排出基準を満たすように念入りな処理が必要である。

３．このプロセスには、硫酸ナトリウムを処理するための廃液処理プラントが必要である。これには追加の経済的関わりが要求され、廃液の処理に注意を怠ると、環境が損なわれるであろう。

本出願人等が開発したシリカ沈降技術は、使用する化学物質が再生され、閉ループ操作が可能になる、シリカ沈降の新規のプロセスである。研究所規模で実施したシリカ抽出のうまくいった研究（沈降シリカの化学的および物理的性質が表３に示されている）は、工業要件も満たす。抽出後に得られた未蒸解の灰を適切に適用するために行ったさらなる研究により、さらに別の処理の有無にかかわらずに、活性炭としての水処理プラントにおける用途が見出された。

籾殻の灰からの沈降シリカの製造：
籾殻の灰は、燃焼温度に依って、約８０％〜９０％のシリカ含有量を有し、そのほとんどが非晶質である。このシリカは、提案されたプロセスにより経済的に抽出することができる。このプロセスは様々な産業の要件を満たしている。この新規のプロセスは、３つの工程、すなわち、
１．蒸解
２．沈降
３．再生
からなる。

このプロセスにおいて、使用する化学物質は再利用され、それゆえ、高価な廃液処理プラントが排除され、またプラントの運転費も削減される。

Ａ．蒸解
蒸解は、灰中に存在する不溶性シリカをケイ酸ナトリウムの形態にある可溶性塩として抽出することを称する。必要とされる量の水酸化ナトリウム（乾燥した灰に関して、１：１から１：４の様々な比）を水中に溶解させ、苛性ソーダの温度が９５℃より高い温度に到達した後に、灰を加える。蒸解の研究は、蒸解を最適にするために様々な温度で行った。表１から分かるように、高いシリカの回収率のために、約９５℃の蒸解温度を最適と決定した。蒸解は、この温度で１時間に亘り行う。時間が減少すると、抽出されるシリカが減少し、蒸解時間がさらに増加しても、得られる収量はほとんど増加しないので、１時間が、実験結果により確立された最適時間である。これは、表２に示された実験結果から明白である。

それゆえ、抽出に最適な時間は、約９５℃で約１時間である。抽出の温度が低いと、生成されるシリカが少なくなり、それゆえ、供給する熱の形態での抽出費用が増加してしまう。

Ｂ．沈降
沈降は、可溶性ケイ酸ナトリウムが二酸化炭素と反応して、二酸化ケイ素を形成するプロセスである。これは、パラメータを変えることによって、要求される仕様の沈降シリカを得るための重大な工程である。必要とされる二酸化炭素の噴霧は、圧力のある状態とない状態で行い、このプロセス中に製造されたシリカが、二酸化炭素の圧力が１．７５ｋｇ／ｃｍ²（約１７２ｋＰａ）（ゲージ圧で）未満のときに、噴霧器の孔に障害物を形成し、これが、最終段階の最中に、二酸化炭素の流量が制御不能になるという問題を生じた。これは、毎回異なる性質のシリカを製造することになった。この工程の最中、温度、二酸化炭素の流れ、およびケイ酸ナトリウム溶液中のシリカ濃度などの様々なパラメータが、異なるタイプのシリカを得る上で極めて重要な役割を果たす。沈降に関して、２．５％から１０．０％までに及ぶケイ酸ナトリウム溶液中の様々なシリカ濃度を試した。パラメータの変動によって、異なる品質のシリカが生成される。４．５％から６．０％の範囲のシリカ濃度が、ほとんどの産業により要求されるシリカを製造するために適することが観察された。シリカ濃度が上述した範囲よりも高い場合と低い場合では、高い濃度での沈降の最中におけるスラリーの取扱いが難しいことに加え、より高い密度のシリカが製造された。沈降は様々な温度で行い、より低い温度では、高密度を有するゲル状シリカが製造されることが観察された。炭化の速度が、製造されるシリカの濃度に影響を与え、その密度のために、流量が増加することが観察された。表面積の変動は、沈降の終わりで、炭酸塩および重炭酸塩の測定により示される、炭酸化の量によって制御される。

異なる個別の割合で空気と二酸化炭素の混合物について、沈降を行った。純粋な二酸化炭素により製造された沈降シリカについて、同様の性質が得られた。これらの実験は、１０〜１５％の範囲の二酸化炭素を含有する工業燃焼排ガスを使用するために行った。沈降は、様々なＮａ₂Ｏ：ＳｉＯ₂比でも行った。

籾殻の灰を用いた沈降シリカの化学表記：
蒸解：
エネルギー
１．２ＮａＯＨ＋灰 → Ｎａ₂ＳｉＯ₃＋Ｈ₂Ｏ＋不溶物
沈降：
エネルギー
２．Ｎａ₂ＳｉＯ₃＋ＣＯ₂ → Ｎａ₂ＣＯ₃＋ＳｉＯ₂
再生：
３．ＣａＯ＋Ｈ₂Ｏ → Ｃａ（ＯＨ）₂
４．Ｎａ₂ＣＯ₃＋Ｃａ（ＯＨ）₂ → ＣａＣＯ₃＋２ＮａＯＨ
製造されるシリカに関する二つの主要な要件は
１．表面積
２．タップ密度
である。

制御要因：
ａ．表面積：
ｉ．表面積は、沈降器の内部で行われる混合の質にもより、その質は、使用する撹拌器により異なる。撹拌器がパドルタイプ（基本的に、９０度で振り回される小さな垂直板を持つ水平ディスクである）の場合、混合が不十分であるために、表面積は低い（＜８０）。パドルタイプと比較してより激しい混合を生じるプロペラタイプの撹拌器が使用される場合、表面積は増加する（他のパラメータが調節された場合には、＞１５０）。

Ｎａ₂Ｏ：ＳｉＯ₂の比を増加させると、実験において説明され、以下の図に示されているように、表面積が減少する傾向にある。

ｂ．タップ密度：
材料のタップ密度は、粉末の容積が一定のままであり、さらにタッピングを行っても減少しなくなるまで、標準的な閉じた計量シリンダ内に所定の量のシリカ粒子をタッピングしたときの粉末の密度である。

材料のタップ密度は、以下の図に示されるように、初期の苛性ソーダ対二酸化炭素の流量の比に依存する。

背景における上述した事柄に関して、炭化速度を調節することによって、以下の二種類の範囲でタップ密度を調節することができる：
ａ．約１００〜１５０グラム／リットル（ほとんどの用途により要求される）；
ｂ．２００〜２５０グラム／リットルより大きい（主にタイヤ業界により要求される）

様々な研究を行って、このプロセスによって、パラメータを変更することにより以下に述べるようなグレードのシリカを製造できることが確立された。

ｃ．再生：
溶液の再生は、水酸化カルシウムを使用した、炭酸ナトリウムから水酸化ナトリウムへの転化である。
Ｎａ₂ＣＯ₃＋Ｃａ（ＯＨ）₂ → ２ＮａＯＨ＋ＣａＣＯ₃

再生された水酸化ナトリウムは、新たな灰の蒸解に用いられる。水酸化カルシウムは市場から購入しても、得られた炭酸カルシウムを市場で販売するか、またはその炭酸カルシウムを、水と接触したときに水酸化カルシウムとなる酸化カルシウムに転化するために約８５０℃で加熱しても差し支えない。これは、各製品の市場価値および処理または購入いずれかに伴う費用に依る。

再生のために実施した研究の全てで、炭酸ナトリウムから水酸化ナトリウムへの転化は、≧約９５％であった。再生は７０℃より高い異なる温度で行った。９０℃より低い温度では、再生にかかる時間が長く、約９０℃では、ほとんど完全に転化するためには再生は約３０分かかることが分かった。使用した水酸化カルシウムは約２０〜３０％の炭酸カルシウムを含有し、それゆえ、研究中に、対応する過剰の水酸化カルシウムを用いた。このプロセス中に製造される炭酸カルシウムは、約９８．５％の純度を有し、市場で販売できる。

あるいは、得られた炭酸カルシウムを８５０℃に加熱しても差し支えない。炭酸カルシウムは、この温度で、酸化カルシウムと二酸化炭素に分解する。得られた二酸化炭素は、ケイ酸ナトリウムからシリカを沈降させるために使用される。次いで、酸化カルシウムは再生のために用いられる。
ＣａＣＯ₃＋熱 → ＣａＯ＋ＣＯ₂

試験規模の研究に用いた装置の説明：
この装置は、３つの部分、すなわち、本発明の主要な三工程を行うための蒸解器、沈降器および再生器からなる。それぞれに、蓋２およびフランジ３を備えた主反応器１が設けられ、撹拌器４がフランジ３を通して反応器１内に配置される。フランジ３は、６００ｍｍの外径および４００ｍｍの内径を有し、ステンレス鋼から製造されている。フランジ３には、ボルトとナットを配置するために必要な孔５が設けられている。撹拌器４には、二つのプロペラが設けられている。蓋２には、復水器７、温度測定スロット８および供給用入口９と１０が設けられている。供給用入口は、反応器に必要な反応体を入れるために用いられる。ボール弁１１が生成物の排出のために設けられ、ドレン弁１２が試料採取のために設けられている。反応器と蓋は、０．５ｍｍのステンレス製シートクラッドを有する高品質のセラミックウール断熱材１３により完全に断熱されている。反応器の底部から液面までの高さは、１４と記されたレベルにある。

沈降器には、さらに、二酸化炭素のために入口１０を通して噴霧器１５が設けられている。沈降シリカによって噴霧器の孔１７が詰まるのを防ぐために、噴霧器１５の入口１６を通じて、１．７５ｋｇ／ｃｍ²（約１７２ｋＰａ）より大きい作動圧力が加えられる。実験のほとんどで、孔の直径は、二酸化炭素または二酸化炭素と空気の混合物を４００ｍ／秒より速い速度で入れるように調節した。沈降器に用いた撹拌器はパドル１８を有する。

全ての反応器の長さ／直径は２：１の比にある。

以下が籾殻の灰の沈降プロセスから得たシリカの利点である。
１．籾殻の灰の廃物を最小で８０％減少させるので、環境に優しいプロセスである。籾殻の現行の用途は、熱のためのボイラにおけるもの、および発電のための燃焼プロセスにおけるものである。両方の用途では、灰の形態で使用された量の２０％が残される。それゆえ、この灰は廃物であり、廃棄が課題となる。この灰は、本出願において特許請求されたプロセスを用いてシリカを製造するための原料である。

２．このプロセスは、閉ループ操作を意味し、それゆえ、従来のプロセスとは異なり、副生成物として、望ましくないまたは有害な化学物質を全く誘導しない。

３．シリカの供給源は再補充できる。本明細書の冒頭に述べたように、全ての米生産国は豊富な量の籾殻を持っている。インド単独でも、毎年約１２００万トンの籾殻を生成する。

４．商業的な実行可能性が達成できる（生産コストを４０％減少できる）。

５．０％のシリカを含有する７０リットルのケイ酸ナトリウムを採取し、Ｌ／Ｄ比が２であるステンレス鋼製容器内で９５℃に加熱した。二酸化炭素の流量は、要求される量の二酸化炭素が８３分間で供給され、この後、炭化がさらに７分間に亘り同じ流量で続けられるような様式で調節した。温度は、沈降中９４〜９５℃に維持した。沈降が完了した後、さらに１．５時間に亘り、シリカスラリーを同じ温度で撹拌し続けた。実験の終わりに、スラリーを濾過し、得られた沈降シリカを水で洗浄し、後に、少量の酸で酸性化して、得られた生成物（５％スラリー）のｐＨをｂ／ｎ５．５〜６．５に調節し、再度水で洗浄して、中和中に形成された微量の塩を除去した。得られた物質を、強制熱風ドラフト・トレー乾燥機内において１１０℃で乾燥させた。乾燥したシリカを、高速粉砕機で挽いた。反応器の底部と中間部にあるプロペラタイプの撹拌器（２個）と頂部にあるパドルタイプの撹拌器を用いて、十分な混合を確実にした。このようにして製造したシリカの表面積は、１５０〜２００ｍ²／ｇの範囲にあり、この物質のタップ密度は１６０〜２２０ｋｇ／ｍ³の範囲にあった。Ｎａ₂Ｏ：ＳｉＯ₂の比は約１：１．８であった。

反応器の底部と中間部にパドルタイプの撹拌器（２個）のみを使用したことを除いて、条件は実施例１と同じままであった。このようにすることによって、沈降時間が約１５％減少した。このような工程により製造されたシリカの表面積は、５０〜９０ｍ²／ｇの範囲にあり、この物質のタップ密度は１６０〜２２０ｋｇ／ｍ³の範囲にあった。

５．０％のシリカを含有する７０リットルのケイ酸ナトリウムを採取し、Ｌ／Ｄ比が２であるステンレス鋼製容器内で９５℃に加熱した。二酸化炭素の流量は、要求される量の二酸化炭素が約１４０分間で供給されるような様式で調節した。使用した噴霧器は、孔の直径が、記載した他の実験と比較して３３％減少していた。実験の終わりに、スラリーを濾過し、得られた沈降シリカを水で洗浄し、後に、少量の酸で酸性化して、得られた生成物（５％スラリー）のｐＨをｂ／ｎ５．５〜６．５に調節し、再度水で洗浄して、中和中に形成された微量の塩を除去した。得られた物質を、強制熱風ドラフト・トレー乾燥機内において１１０℃で乾燥させた。乾燥したシリカを、高速粉砕機で挽いた。反応器の底部と中間部にあるプロペラタイプの撹拌器（２個）と頂部にあるパドルタイプの撹拌器を用いて、十分な混合を確実にした。このようにして製造したシリカの表面積は、１５０〜２００ｍ²／ｇの範囲にあり、この物質のタップ密度は８０〜１２０ｋｇ／ｍ³の範囲にあった。Ｎａ₂Ｏ：ＳｉＯ₂の比は約１：３であった。実験結果が表４に示されている。

５．１〜５．３％の範囲のシリカを含有する７０リットルのケイ酸ナトリウムを採取し、Ｌ／Ｄ比が２であるステンレス鋼製容器内で９５℃に加熱した。二酸化炭素の流量は、要求される量の二酸化炭素が約１０５分間で供給されるような様式で調節した。温度は、沈降中９４〜９５℃に維持した。炭化後にはスラリーは撹拌しなかった。スラリーを直ちに濾過し、得られた沈降シリカを水で洗浄し、後に、少量の酸で酸性化して、得られた生成物（５％スラリー）のｐＨをｂ／ｎ５．５〜６．５に調節し、再度水で洗浄して、中和中に形成された微量の塩を除去した。得られた物質を、強制熱風ドラフト・トレー乾燥機内において１１０℃で乾燥させた。乾燥したシリカを、高速粉砕機で挽いた。反応器の底部と中間部にあるプロペラタイプの撹拌器（２個）と頂部にあるパドルタイプの撹拌器を用いて、十分な混合を確実にした。このようにして製造したシリカの表面積は、３００〜３５０ｍ²／ｇの範囲にあり、この物質のタップ密度は２２０〜２６０ｋｇ／ｍ³の範囲にあった。Ｎａ₂Ｏ：ＳｉＯ₂の比は約１：１．８であった。上述した条件で行った５つの実験の結果が表５に示されている。

４．２〜４．３％のシリカを含有する７０リットルのケイ酸ナトリウムを採取し、Ｌ／Ｄ比が２であるステンレス鋼製容器内で９５℃に加熱した。二酸化炭素の流量は、要求される量の二酸化炭素が約８０分間で供給されるような様式で調節した。温度は、沈降中９４〜９５℃に維持した。炭化後にはスラリーは撹拌しなかった。スラリーを直ちに濾過し、得られた沈降シリカを水で洗浄し、後に、少量の酸で酸性化して、得られた生成物（５％スラリー）のｐＨをｂ／ｎ５．５〜６．５に調節し、再度水で洗浄して、中和中に形成された微量の塩を除去した。得られた物質を、強制熱風ドラフト・トレー乾燥機内において１１０℃で乾燥させた。乾燥したシリカを、高速粉砕機で挽いた。反応器の底部と中間部にあるプロペラタイプの撹拌器（２個）と頂部にあるパドルタイプの撹拌器を用いて、十分な混合を確実にした。このようにして製造したシリカの表面積は、２００〜２６０ｍ²／ｇの範囲にあり、この物質のタップ密度は１００〜１４０ｋｇ／ｍ³の範囲にあった。Ｎａ₂Ｏ：ＳｉＯ₂の比は約１：１．７５であった。実験結果が表６に示されている。

２．４５％％のシリカを含有する７０リットルのケイ酸ナトリウムを採取し、Ｌ／Ｄ比が２であるステンレス鋼製容器内で９５℃に加熱した。二酸化炭素の流量は、要求される量の二酸化炭素が約８０分間で供給されるような様式で調節した。温度は、沈降中９４〜９５℃に維持した。炭化後にはスラリーは撹拌しなかった。スラリーを直ちに濾過し、得られた沈降シリカを水で洗浄し、後に、少量の酸で酸性化して、得られた生成物（５％スラリー）のｐＨをｂ／ｎ５．５〜６．５に調節し、再度水で洗浄して、中和中に形成された微量の塩を除去した。得られた物質を、強制熱風ドラフト・トレー乾燥機内において１１０℃で乾燥させた。乾燥したシリカを、高速粉砕機で挽いた。反応器の底部と中間部にあるプロペラタイプの撹拌器（２個）と頂部にあるパドルタイプの撹拌器を用いて、十分な混合を確実にした。このようにして製造したシリカの表面積は、２２０ｍ²／ｇであり、この物質のタップ密度は５１０ｋｇ／ｍ³であった。Ｎａ₂Ｏ：ＳｉＯ₂の比は約１：１．９であった。

本発明の蒸解工程の流れ図を示すブロック図本発明の沈降工程の流れ図を示すブロック図本発明の再生工程の流れ図を示すブロック図本発明のプロセスに用いられる典型的なシリカ蒸解器の概略図本発明のプロセスに用いられる典型的なシリカ沈降器の概略図本発明のプロセスに用いられる典型的な再生器の概略図

符号の説明

１反応器
２蓋
３フランジ
４撹拌器
５孔
６プロペラ
７復水器
８スロット
９，１０供給用入口

Claims

籾殻の灰から、５０〜４００ｍ²／ｇの範囲の表面積および８０〜６００ｋｇ／ｍ³のタップ密度を有する沈降シリカを製造するプロセスであって、
ａ．籾殻の灰に存在する不溶性シリカ（ＳｉＯ₂）を、７０〜９５℃の温度で、１から３時間に亘り、１：１から１：４に及ぶ比で籾殻の灰に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加することにより蒸解して、ケイ酸ナトリウムを製造する工程、
ｂ．大気圧から３．５ｋｇ／ｃｍ²（約３４０ｋＰａ）に亘るゲージ圧で、純粋な二酸化炭素（ＣＯ₂）、または二酸化炭素と他の不活性ガスとの混合物、もしくは二酸化炭素を含有する燃焼排ガスとの反応によって、工程ａで得られたケイ酸ナトリウム（Ｎａ₂ＳｉＯ₃）からシリカを沈降させ、沈降したシリカを、公知の方法により濾過し、乾燥させ、粉砕する工程、および
ｃ．蒸解工程で再度使用するために、３０〜９０分間の範囲の期間に亘り、８０〜９５℃の温度で、工程ｂで得られた炭酸ナトリウムを酸化カルシウムまたは水酸化カルシウムいずれかと反応させることによって、前記水酸化ナトリウムを再生する工程、
を有してなるプロセス。
前記蒸解を、９０〜９５℃の温度で、１時間の期間に亘り行うことを特徴とする請求項１記載のプロセス。
前記沈降および再生を、それぞれ、１から４時間の期間、および０．５から１．５時間の期間に亘り行うことを特徴とする請求項２記載のプロセス。
前記ケイ酸ナトリウムの溶液中の濃度が２．５から１５重量％の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のプロセス。
前記ゲージ圧が１．７５〜３．５ｋｇ／ｃｍ²（約１７２〜３４０ｋＰａ）の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のプロセス。
請求項１記載のプロセスを実施するための装置であって、それぞれが、復水器管と温度測定スロットと反応体のための二つの供給用入口とを備えた蓋、反応体を混合するための撹拌器、必要とされるボルトとナットを配置するために必要な孔が開けられた、前記撹拌器を適所に保持するためのフランジ、生成物を排出するためのボール弁、および試料採取のためのドレン弁を持つ反応器を有する、蒸解器、沈降器および再生器を備え、前記反応器と前記蓋が完全に断熱されており、前記沈降器には追加に、反応中に作動圧力を加えるための噴霧器が設けられていることを特徴とする装置。
前記断熱が、ステンレス鋼シートクラッドによる高品質のセラミックウール断熱であることを特徴とする請求項６記載の装置。
前記反応器、前記蓋、前記フランジ、前記撹拌器および前記復水器管が、ステンレス鋼から製造されていることを特徴とする請求項６記載の装置。
前記沈降器における前記撹拌器にパドルが設けられていることを特徴とする請求項６記載の装置。
実質的に以下に説明され、実施例および図１から３に示された、籾殻の灰から、５０〜４００ｍ²／ｇの範囲の表面積および８０〜６００ｋｇ／ｍ³のタップ密度を有する沈降シリカを製造するプロセス。
実質的に以下に説明され、実施例及び図４から６に示された、籾殻の灰から、５０〜４００ｍ²／ｇの範囲の表面積および８０〜６００ｋｇ／ｍ³のタップ密度を有する沈降シリカを製造するプロセスを実施するための装置。