JP2017530922A - 粉末度の大きい消石灰乳を製造する方法及びそれによって得られる粉末度の大きい石灰乳 - Google Patents
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Abstract
Description
a)予備水和された石灰(prehydrated lime)、生石灰を水に添加する代わりに水を生石灰に添加することによって得られる石灰のペースト、及びこれらの混合物からなる群から選択される1種の石灰化合物を用意するステップ、並びに
b)前記石灰化合物を用いて粉末度の大きい消石灰乳を形成するステップ
を少なくとも含む。
CaO+H2O→Ca(OH)2 (I)
a) 生石灰の温度上昇反応性
b) 撹拌条件
c) 生石灰に添加される水の総量
d) 生石灰の粒径
a)予備水和された石灰である石灰化合物から出発した場合は、消化ステップ
b)石灰のペーストである石灰化合物から出発した場合にのみ、希釈ステップ
のいずれかである。
本発明による一実施形態では、粉末度の大きい消石灰乳は予備水和された石灰から得られ、それは新たに生成されたものでも市販のものでもよい。予備水和された石灰は、次に粉末度の大きい消石灰乳を形成するステップに供給されて、水が予備水和された石灰に添加されるか、又は予備水和された石灰が水に添加される。いずれの場合においても、粉末度の大きい消石灰乳を形成するステップは消化ステップであり、それはバッチステップであっても、連続又は漸進的(progressive)ステップであってもよい。
この好ましい実施形態によれば、石灰のペーストを生石灰から得た後に水で希釈して、粉末度の大きい消石灰乳を形成する。
予備水和された石灰の粒度分布に対する、生石灰の予備水和の影響を判定するために、生石灰の3種のバッチ(d90<90μmに達するまで破砕したもの)を、4重量%の水(生石灰の重量に基づく)を噴霧することによる搬送スクリュー内でのバッチ予備水和に投入する。
生石灰、及び例1で得られた予備水和された石灰の試料を、それぞれ実験室規模で消化して、消石灰の固形分が石灰乳の総重量に対して30重量%の消石灰乳を得た。
別の生石灰のバッチ(d90<90μmに達するように破砕したもの)を、例1で説明したように、予備水和された石灰をもたらす部分水和ステップに投入した。
生石灰のコアの周りのコーティング中に異なる量のCa(OH)2を含む予備水和された石灰を得るために、生石灰を、生石灰の量に対して0〜16重量%の異なる量の水で、予備水和した。それによって得られた予備水和された石灰の異なる試料をさらに消化して、消石灰乳を生成した。
異なる反応性を示す異なる4種の生石灰を、4重量%の水で予備水和した。
例1の生石灰試料を、それぞれ12重量%及び16重量%の水で予備水和した。得られた予備水和された石灰を両方とも消化して、それぞれ40重量%及び34重量%の消石灰の固体粒子を含有する消石灰乳を生成した。手順を再現したが、今回は、生石灰の重量に対して1重量%及び2重量%のサッカロースを、消化のために添加する所定量の水にそれぞれ添加した。消石灰乳中の消石灰粒子の粒度分布を、例1で説明したように測定した。その結果を表11に示す。
生石灰の試料を、3週間の間、毎週同じプラントから取り出した。
生石灰試料を、実験台上の室内雰囲気で保存し、異なるレベルに吸水させ、生石灰のコアを取り囲む層中のCa(OH)2が、最大9重量%に達するようにした。次いで、そのように自然熟成させた石灰(naturally aged lime)を水で消化することによって、30重量%の消石灰の固体粒子を含有する消石灰乳を生成した。各試料について、自然熟成させた石灰(自然熟成させた石灰−制御されていない予備水和された石灰)の重量に対して2重量%の水も、後から添加した。試料を湿式消化する間の温度変化を測定し、例1で説明したように消石灰乳中の消石灰粒子の粒度分布を測定した。その結果を表13に示す。
例1で使用したものと同じ生石灰を、約4%の重量増加が得られるまで、10%V/Vの水蒸気を含有する150℃(302°F)のガス流に、1時間の間、投入する。同じことを、10%V/Vの水蒸気及び15%V/VのCO2を含有する200℃(392°F)のガスで行う。
2100グラムの生石灰微粉(<6mm)を4Lの実験室用ミキサーに導入する。最初の実験では生石灰の微粉を使用したが、小石状製品又は他のサイズの石灰も使用可能であった。ミキサーのモーターは、乾燥生石灰だけでなく、プロセスの間に形成される湿った予備水和された/生石灰の凝集塊も回転させるのに十分なほど強力であるべきである。生石灰からスラリーまでの総消化時間は、15分に設定した。
344ポンド(156kg)の破砕した高石灰質生石灰(1/2インチ又は1.27cm未満)を、20立法フィート(566dm3)のパドルミキサー内に入れた。6つの円錐形スプレーノズルを備えたスプレーバーをミキサー上に置いて、4.91ポンド(2.23kg)のソルビトールを含有する654ポンド(296.7kg)の水を、1分当たり4.75ガロン(18dm3/分)の速度で放出した。ミキサーを1分当たり37.5回転に設定し、バッチは16.5分で完了した。水のミストを生石灰の上方に連続的に放出することによって、反応温度は435°F(224℃)に達し、それによって極めて微粒の水和物の粒子が生成した。得られたスラリーは、表15に示す特性を有していた。
229ポンド(103.9kg)の破砕した高石灰質生石灰(1/2インチ又は1.27cm未満)を、20立法フィート(566dm3)のパドルミキサー内に入れた。8つの円錐形スプレーノズルを備えたスプレーバーをミキサー上に置いて、3.27ポンド(1.48kg)のソルビトールを含有する403ポンド(182.8kg)の水を、3.8gpm(14.4dm3/分)の速度で放出した。8分後に、水の流量を4.6gpm(17.4dm3/分)に増加させた。12分後に、1.16ポンド(0.53kg)の分散剤(Neomere Tech 646)をスラリーに直接添加し、ミキサー速度を37.5rpmから125rpmに増加させた。スラリーを150μmまで篩分けし、それより粗い凝集物(agglomerations)を除去した。その結果を表16に示す。
例10による手順に従った。例13に使用した材料の量及び比率を表18に示す。
2.5〜3.5μmの範囲内のd50;
試験後1ヶ月で200mPa.s未満である、粘度が安定したスラリー;
スラリーの重量に基づいて42〜44重量%の範囲内の固形分(%);
低い初期粘度での懸濁液からの粗粒(grit)の落下;
市販品Neutralac SLS45(商標)より遅い沈降速度;
Claims (27)
- a)予備水和された石灰、生石灰を水に添加する代わりに水を生石灰に添加することによって得られる石灰のペースト、及びこれらの混合物からなる群から選択される1種の石灰化合物を用意するステップ、並びに
b)前記石灰化合物を用いて粉末度の大きい消石灰乳を形成するステップ
を少なくとも含む、粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。 - 前記石灰のペーストが、撹拌条件下で、水を生石灰に徐々に添加することによって得られる、請求項1に記載の粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。
- 前記水を生石灰に徐々に添加することが、石灰のペーストを形成するときの生石灰による水の取り込みを制御するための、水を添加するパターンを呈している、請求項2に記載の粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。
- 前記徐々に添加して石灰のペーストを形成することが連続プロセスであり、そのプロセスの間に、生石灰を徐々に水和することがハイドレーター内への生石灰の供給速度を調整することによって行われ、ここでは、水を生石灰に添加するために一定限度量の水を含む所定の雰囲気が供給される、請求項2又は3に記載の粉末度の大きい消石灰乳を製造する方法。
- 徐々に添加して石灰のペーストを形成することが、水のミストをハイドレーター内に噴霧することによって行われる、請求項2から4のいずれか一項に記載の粉末度の大きい消石灰乳を製造する方法。
- 前記水のミストが、添加する水の制御されたサイズの液滴である、請求項5に記載の粉末度の大きい消石灰乳を製造する方法。
- 前記石灰のペーストを形成するために添加される水が、炭水化物、糖、糖アルコール、特にソルビトール、二酸化炭素、リン酸塩、硫酸塩、炭酸水素塩、ケイ酸塩、ホスホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ポリカルボン酸、低分子量の有機酸、これらの混合物及び誘導体からなる群から選択される添加剤を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。
- 予備水和された石灰が、予備水和された石灰の重量に対して最大16重量%の水を均一に取り込んだ予備水和された石灰になるように、制御された条件下で、生石灰を部分水和することによって得られる、請求項1に記載の粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。
- 石灰の部分水和が、撹拌条件下で、水を生石灰に徐々に添加することによって得られる、請求項8に記載の粉末度の大きい消石灰乳を製造する方法。
- 前記水を生石灰に徐々に添加することが、予備水和された石灰を形成するときの生石灰による水の取り込みを制御するための、水を添加するパターンを呈している、請求項9に記載の粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。
- 前記徐々に添加して予備水和された石灰を形成することが連続プロセスであり、そのプロセスの間に、生石灰を徐々に水和することがハイドレーター内への生石灰の供給速度を調整することによって行われ、ここでは、水を生石灰に添加するために一定限度量の水を含む所定の雰囲気が供給される、請求項9又は10に記載の粉末度の大きい消石灰乳を製造する方法。
- 徐々に添加して予備水和された石灰を形成することが、生石灰と比較して準化学量論的条件下で、水のミストをハイドレーター内に噴霧することによって行われる、請求項9から11のいずれか一項に記載の粉末度の大きい消石灰乳を製造する方法。
- 前記水のミストが、添加する水の制御されたサイズの液滴である、請求項12に記載の粉末度の大きい消石灰乳を製造する方法。
- 予備水和された石灰が、炭水化物、糖、糖アルコール、二酸化炭素、リン酸塩、硫酸塩、炭酸水素塩、ケイ酸塩、ホスホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ポリカルボン酸、低分子量の有機酸、これらの混合物及び誘導体からなる群から選択される添加剤の存在下で、生石灰を部分水和することによって得られる、請求項8から13のいずれか一項に記載の粉末度の大きい消石灰乳を製造する方法。
- 前記予備水和された石灰が予備水和された石灰の粒子及び前記粒子の凝集体を含むとき、前記方法が、前記粉末度の大きい消石灰乳を形成するときに、前記予備水和された石灰を消化するステップの間の及びそのステップによる、粒子の凝集体の解凝集をさらに含む、請求項8から14のいずれか一項に記載の粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。
- 前記石灰化合物を用いて粉末度の大きい消石灰乳を形成するステップが、水を石灰化合物に添加するステップである、請求項1から15のいずれか一項に記載の粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。
- 前記石灰化合物を用いて粉末度の大きい消石灰乳を形成するステップが、石灰化合物を水に添加するステップである、請求項1から15のいずれか一項に記載の粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。
- 前記粉末度の大きい消石灰乳を形成するステップが、バッチステップであり、所定量の前記石灰化合物を所定量の水中に添加することによって、又は所定量の水を所定量の前記石灰化合物中に添加することによって、前記粉末度の大きい消石灰乳を生成する、請求項1から17のいずれか一項に記載の粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。
- 前記粉末度の大きい消石灰乳を形成するステップが、連続ステップであり、その連続ステップに先立って、粉末度の大きい消石灰乳の送出口を備えた容器であって、石灰の水性懸濁液を含有し且つ水が供給される容器内に、前記用意された石灰化合物が供給され、その連続ステップの後に、それによって得られた前記粉末度の大きい消石灰乳が送出される、請求項1から17のいずれか一項に記載の粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。
- 石灰のペースト又は予備水和された石灰からなる群から選択される石灰化合物が、水を生石灰に徐々に添加することによって作製され、前記水を徐々に添加することが、前記粉末度の大きい消石灰乳を形成するステップの間に、前記粉末度の大きい消石灰乳に達するまで続行される、請求項1から19のいずれか一項に記載の粉末度の大きい消石灰乳を製造する方法。
- 前記水を徐々に添加することが、前記粉末度の大きい消石灰乳を形成するステップの前記所定量の水が添加されるまで、水を添加する量を増加することによって続行される、請求項20に記載の粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。
- 前記粉末度の大きい消石灰乳を形成する前に、前記予備水和された石灰に温度制御を施すことをさらに含む、請求項8から21のいずれか一項に記載の粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。
- 前記予備水和された石灰が、前記予備水和された石灰の前記総重量に対して30〜96重量%の間を含む生石灰比、及び前記予備水和された石灰の前記総重量の70〜4重量%の間を含む水和石灰比を含む、請求項8から22のいずれか一項に記載の粉末度の大きい石灰乳を製造する方法。
- 懸濁液の水相中に消石灰粒子を含む、粉末度の大きい消石灰乳であって、消石灰粒子が、2μm以上、特に2.5μm以上、且つ、6μm以下、特に5.5μm以下のd50を示す、粉末度の大きい消石灰乳。
- 前記水相が、炭水化物、糖、糖アルコール、特にソルビトール、二酸化炭素、リン酸塩、硫酸塩、炭酸水素塩、ケイ酸塩、ホスホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ポリカルボン酸、低分子量の有機酸、これらの混合物及び誘導体からなる群から選択される添加剤を含む、請求項24に記載の粉末度の大きい消石灰乳。
- 石灰乳の総重量に対して25重量%超、好ましくは30重量%超、より好ましくは35重量%超、最も好ましくは40重量%超であり、消石灰乳の総重量に対して55重量%以下、好ましくは50重量%以下、特に45重量%以下である消石灰粒子含有量を有する、請求項24又は25に記載の消石灰乳。
- 1200mPa.s未満、好ましくは600mPa.s未満、特に450mPa.s未満、より好ましくは300mPa.s未満の粘度を有する、請求項24から26のいずれか一項に記載の消石灰乳。
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