JP3456387B2 - 機能性吸着剤及びその製造方法 - Google Patents
機能性吸着剤及びその製造方法Info
- Publication number
- JP3456387B2 JP3456387B2 JP31367497A JP31367497A JP3456387B2 JP 3456387 B2 JP3456387 B2 JP 3456387B2 JP 31367497 A JP31367497 A JP 31367497A JP 31367497 A JP31367497 A JP 31367497A JP 3456387 B2 JP3456387 B2 JP 3456387B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- functional adsorbent
- producing
- functional
- adsorbent
- acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は無機質天然資源、特
に粘土鉱物を有効に利用して、安価で高吸着性、濾過機
能性、耐酸性等を備えた機能性吸着剤を提供する技術に
関する。
に粘土鉱物を有効に利用して、安価で高吸着性、濾過機
能性、耐酸性等を備えた機能性吸着剤を提供する技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
吸着剤は産業上あるいは自然環境浄化処理上きわめて重
要な材料であり、例えば各種重金属の捕集、ＮＯｘ，Ｓ
Ｏｘ等の無機ガスあるいはベンゼンガス等の有機ガスの
捕捉、合成洗剤の脱リン剤、ドライクリーニング溶剤精
製用脱酸剤等として広く使用されている。無幾系の吸着
剤であるバーミュライトやモンモリロナイト等の粘土鉱
物はイオン交換容量が大きくイオン交換特性に優れてお
り、地球上に豊富に存在することから多量に製造するこ
とが可能であり、経済的な面から非常に有望であると考
えられている。しかしながらそれら天然原料の粘土鉱物
には、その成因から不純物であるシリカ分（ＳｉＯ２）
その他を含有して、すなわち粘土鉱物自体が風化作用を
受けて不活性化しており、原料をそのまま吸着剤として
使用すると吸着能力の低いものとなる。
吸着剤は産業上あるいは自然環境浄化処理上きわめて重
要な材料であり、例えば各種重金属の捕集、ＮＯｘ，Ｓ
Ｏｘ等の無機ガスあるいはベンゼンガス等の有機ガスの
捕捉、合成洗剤の脱リン剤、ドライクリーニング溶剤精
製用脱酸剤等として広く使用されている。無幾系の吸着
剤であるバーミュライトやモンモリロナイト等の粘土鉱
物はイオン交換容量が大きくイオン交換特性に優れてお
り、地球上に豊富に存在することから多量に製造するこ
とが可能であり、経済的な面から非常に有望であると考
えられている。しかしながらそれら天然原料の粘土鉱物
には、その成因から不純物であるシリカ分（ＳｉＯ２）
その他を含有して、すなわち粘土鉱物自体が風化作用を
受けて不活性化しており、原料をそのまま吸着剤として
使用すると吸着能力の低いものとなる。
【０００３】ところで、一般に吸着剤としての必要特性
は、構成する物質がイオン交換能や吸着特性に優れてい
なければならない。この吸着剤粉末を無機質天然資源、
特に粘土質天然資源から得る場合、イオン交換能を有す
る微細な粘士粒子のみを水簸操作により得ることが必要
である。しかしながらそのほとんどの場合、粘土粒子そ
のものの含有率は全体の５０％以下である。従って水簸
操作により微粒子を得るため、わずかな収率でしか粉体
が得られず水簸した残渣は廃棄されることとなる。また
そのような手法では製造コストが高くなる。従来、吸着
性を有する無機系天然原料粉体の吸着機能を高めるた
め、酸性白土を硫酸で処理して活性化をはかる（活性白
土）ことが行われている。この原料の酸性白土には風化
の度合いの少ないものが使用されるが、現在新潟県の一
部にしか産出せず、資源的に枯渇化している。
は、構成する物質がイオン交換能や吸着特性に優れてい
なければならない。この吸着剤粉末を無機質天然資源、
特に粘土質天然資源から得る場合、イオン交換能を有す
る微細な粘士粒子のみを水簸操作により得ることが必要
である。しかしながらそのほとんどの場合、粘土粒子そ
のものの含有率は全体の５０％以下である。従って水簸
操作により微粒子を得るため、わずかな収率でしか粉体
が得られず水簸した残渣は廃棄されることとなる。また
そのような手法では製造コストが高くなる。従来、吸着
性を有する無機系天然原料粉体の吸着機能を高めるた
め、酸性白土を硫酸で処理して活性化をはかる（活性白
土）ことが行われている。この原料の酸性白土には風化
の度合いの少ないものが使用されるが、現在新潟県の一
部にしか産出せず、資源的に枯渇化している。
【０００４】本発明者らは上記の様な背景を鑑み、無機
資源の有効利用について多角的研究を進めた結果、本発
明を完成するにいたった。本発明は、従来にない安価で
高吸着性、濾過機能性、耐酸性を付与した機能性吸着剤
を、無機質天然資源から提供するものであり、豊富に存
在する風化の進んだ未利用の原料である粘土原料、特に
天然のスメクタイト族粘土鉱物に簡単な化学処理を加え
ることにより機能性吸着剤を製造しようとするものであ
る。
資源の有効利用について多角的研究を進めた結果、本発
明を完成するにいたった。本発明は、従来にない安価で
高吸着性、濾過機能性、耐酸性を付与した機能性吸着剤
を、無機質天然資源から提供するものであり、豊富に存
在する風化の進んだ未利用の原料である粘土原料、特に
天然のスメクタイト族粘土鉱物に簡単な化学処理を加え
ることにより機能性吸着剤を製造しようとするものであ
る。
【０００５】すなわち本発明の構成は、以下のとおりの
機能性吸着剤及びその製造方法である。 （１） スメクタイト族粘土鉱物表層に低結晶性又は結
晶性のケイ酸カルシウムが形成されてなる複合体よりな
ることを特徴とする機能性吸着剤。 （２） 結晶性のケイ酸カルシウムがトバモライトであ
ることを特徴とする（１）項記載の機能性吸着剤。 （３） スメクタイト族粘土鉱物がモンモリロナイトで
あることを特徴とする（１）項又は（２）項に記載の機
能性吸着剤。 （４） スメクタイト族粘土鉱物が酸性白土由来のもの
であることを特徴とする（１）項〜（３）項のいずれか
１項に記載の機能性吸着剤。 （５）機能性吸着剤の表面の少なくとも一部が多孔質二
酸化珪素で被覆されてなることを特徴とする（１）項〜
（４）項のいずれか１項に記載の機能性吸着剤。 （６）前記（１）項〜（５）項のいずれか１項に記載の
機能性吸着剤を８００〜１２００℃に加熱処理して得ら
れたものであることを特徴とする機能性吸着剤。 （７） 機能性吸着剤が濾過層用の濾材であることを特
徴とする（１）項〜（６）項のいずれか１項に記載の機
能性吸着剤。 （８） 機能性吸着剤が濾過層用の濾過助剤であること
を特徴とする（１）項〜（６）項のいずれか１項に記載
の機能性吸着剤。 （９） 機能性吸着剤が合成洗剤の脱リン剤であること
を特徴とする（１）項〜（６）項のいずれか１項に記載
の機能性吸着剤。 （１０）機能性吸着剤がドライクリーニング溶剤精製用
の脱酸剤であることを特徴とする（１）項〜（６）項の
いずれか１項に記載の機能性吸着剤。
機能性吸着剤及びその製造方法である。 （１） スメクタイト族粘土鉱物表層に低結晶性又は結
晶性のケイ酸カルシウムが形成されてなる複合体よりな
ることを特徴とする機能性吸着剤。 （２） 結晶性のケイ酸カルシウムがトバモライトであ
ることを特徴とする（１）項記載の機能性吸着剤。 （３） スメクタイト族粘土鉱物がモンモリロナイトで
あることを特徴とする（１）項又は（２）項に記載の機
能性吸着剤。 （４） スメクタイト族粘土鉱物が酸性白土由来のもの
であることを特徴とする（１）項〜（３）項のいずれか
１項に記載の機能性吸着剤。 （５）機能性吸着剤の表面の少なくとも一部が多孔質二
酸化珪素で被覆されてなることを特徴とする（１）項〜
（４）項のいずれか１項に記載の機能性吸着剤。 （６）前記（１）項〜（５）項のいずれか１項に記載の
機能性吸着剤を８００〜１２００℃に加熱処理して得ら
れたものであることを特徴とする機能性吸着剤。 （７） 機能性吸着剤が濾過層用の濾材であることを特
徴とする（１）項〜（６）項のいずれか１項に記載の機
能性吸着剤。 （８） 機能性吸着剤が濾過層用の濾過助剤であること
を特徴とする（１）項〜（６）項のいずれか１項に記載
の機能性吸着剤。 （９） 機能性吸着剤が合成洗剤の脱リン剤であること
を特徴とする（１）項〜（６）項のいずれか１項に記載
の機能性吸着剤。 （１０）機能性吸着剤がドライクリーニング溶剤精製用
の脱酸剤であることを特徴とする（１）項〜（６）項の
いずれか１項に記載の機能性吸着剤。
【０００６】（１１）スメクタイト族粘土鉱物の懸濁水
にカルシウムイオン含有液を添加混合し、加熱処理する
ことによりスメクタイト族粘土鉱物表層に低結晶性又は
結晶性のケイ酸カルシウムが形成されてなる複合体より
なる機能性吸着剤を製造することを特徴とする機能性吸
着剤の製造方法。 （１２）酸性白土の懸濁水にカルシウムイオン含有液を
添加混合し、加熱処理することによりスメクタイト族粘
土鉱物表層に低結晶性又は結晶性のケイ酸カルシウムが
形成されてなる複合体よりなる機能性吸着剤を製造する
ことを特徴とする機能性吸着剤の製造方法。 （１３）酸性白土の懸濁水に、酸性白土１００重量部に
対してカルシウムイオン含有液をＣａＯ換算として４３
〜１００重量部を添加混合して、２〜８時間８０〜９５
℃で撹拌することによりスメクタイト族粘土鉱物表層に
低結晶性のケイ酸カルシウムが形成されてなる複合体よ
りなる機能性吸着剤を製造することを特徴とする機能性
吸着剤の製造方法。 （１４）酸性白土の懸濁水に、酸性白土１００重量部に
対してカルシウムイオン含有液をＣａＯ換算として４３
〜１００重量部を添加混合して、２〜８時間８０〜９５
℃で撹拌し、その後オートクレーブ処理することにより
スメクタイト族粘土鉱物表層に低結晶性又は結晶性のケ
イ酸カルシウムが形成されてなる複合体よりなる機能性
吸着剤を製造することを特徴とする機能性吸着剤の製造
方法。 （１５）酸性白土の懸濁水に、酸性白土１００重量部に
対してカルシウムイオン含有液をＣａＯ換算として４３
〜１００重量部を添加混合して、２〜８時間８０〜９５
℃で撹拌し、その後１００〜１６０℃で２〜１０時間オ
ートクレーブ処理して得られるスラリー状物を濾過、水
洗し、乾燥することによりスメクタイト族粘土鉱物表層
に低結晶性のケイ酸カルシウムが形成されてなる複合体
よりなる機能性吸着剤を製造することを特徴とする機能
性吸着剤の製造方法。
にカルシウムイオン含有液を添加混合し、加熱処理する
ことによりスメクタイト族粘土鉱物表層に低結晶性又は
結晶性のケイ酸カルシウムが形成されてなる複合体より
なる機能性吸着剤を製造することを特徴とする機能性吸
着剤の製造方法。 （１２）酸性白土の懸濁水にカルシウムイオン含有液を
添加混合し、加熱処理することによりスメクタイト族粘
土鉱物表層に低結晶性又は結晶性のケイ酸カルシウムが
形成されてなる複合体よりなる機能性吸着剤を製造する
ことを特徴とする機能性吸着剤の製造方法。 （１３）酸性白土の懸濁水に、酸性白土１００重量部に
対してカルシウムイオン含有液をＣａＯ換算として４３
〜１００重量部を添加混合して、２〜８時間８０〜９５
℃で撹拌することによりスメクタイト族粘土鉱物表層に
低結晶性のケイ酸カルシウムが形成されてなる複合体よ
りなる機能性吸着剤を製造することを特徴とする機能性
吸着剤の製造方法。 （１４）酸性白土の懸濁水に、酸性白土１００重量部に
対してカルシウムイオン含有液をＣａＯ換算として４３
〜１００重量部を添加混合して、２〜８時間８０〜９５
℃で撹拌し、その後オートクレーブ処理することにより
スメクタイト族粘土鉱物表層に低結晶性又は結晶性のケ
イ酸カルシウムが形成されてなる複合体よりなる機能性
吸着剤を製造することを特徴とする機能性吸着剤の製造
方法。 （１５）酸性白土の懸濁水に、酸性白土１００重量部に
対してカルシウムイオン含有液をＣａＯ換算として４３
〜１００重量部を添加混合して、２〜８時間８０〜９５
℃で撹拌し、その後１００〜１６０℃で２〜１０時間オ
ートクレーブ処理して得られるスラリー状物を濾過、水
洗し、乾燥することによりスメクタイト族粘土鉱物表層
に低結晶性のケイ酸カルシウムが形成されてなる複合体
よりなる機能性吸着剤を製造することを特徴とする機能
性吸着剤の製造方法。
【０００７】（１６）酸性白土の懸濁水に、酸性白土１
００重量部に対してカルシウムイオン含有液をＣａＯ換
算として４３〜１００重量部を添加混合して、２〜８時
間８０〜９５℃で撹拌し、その後１６０〜２００℃で５
〜２４時間オートクレーブ処理して得られるスラリー状
物を濾過、水洗し、乾燥することによりスメクタイト族
粘土鉱物表層に水熱反応により生成した結晶性のケイ酸
カルシウムが形成されてなる複合体よりなる機能性吸着
剤を製造することを特徴とする機能性吸着剤の製造方
法。 （１７）前記（１１）項〜（１６）項のいずれか１項に
記載の方法により得られた低結晶性又は結晶性のケイ酸
カルシウムとスメクタイト族粘土鉱物の複合体に、酸を
加えてケイ酸カルシウムを部分中和することにより多孔
質二酸化珪素となすことを特徴とする機能性吸着剤の製
造方法。 （１８）酸が、低濃度の強酸であることを特徴とする
（１７）項記載の機能性吸着剤の製造方法。 （１９）酸が、炭酸であることを特徴とする（１７）項
記載の機能性吸着剤の製造方法。 （２０）前記（１１）項〜（１９）項のいずれか１項に
記載の方法におけるカルシウムイオン含有液の添加混合
物に、同時にケイ酸ナトリウム水溶液を添加することを
特徴とする機能性吸着剤の製造方法。 （２１）前記（１１）項〜（２０）項のいずれか１項に
記載の方法により得られた機能性吸着剤を８００〜１２
００℃で加熱処理することを特徴とする機能性吸着剤の
製造方法。 （２２）前記（１１）項〜（２１）項のいずれか１項に
記載の方法により得られる機能性吸着剤が濾過層用の濾
材であることを特徴とする機能性吸着剤の製造方法。 （２３）前記（１１）項〜（２１）項のいずれか１項に
記載の方法により得られる機能性吸着剤が濾過層用の濾
過助剤であることを特徴とする機能性吸着剤の製造方
法。
００重量部に対してカルシウムイオン含有液をＣａＯ換
算として４３〜１００重量部を添加混合して、２〜８時
間８０〜９５℃で撹拌し、その後１６０〜２００℃で５
〜２４時間オートクレーブ処理して得られるスラリー状
物を濾過、水洗し、乾燥することによりスメクタイト族
粘土鉱物表層に水熱反応により生成した結晶性のケイ酸
カルシウムが形成されてなる複合体よりなる機能性吸着
剤を製造することを特徴とする機能性吸着剤の製造方
法。 （１７）前記（１１）項〜（１６）項のいずれか１項に
記載の方法により得られた低結晶性又は結晶性のケイ酸
カルシウムとスメクタイト族粘土鉱物の複合体に、酸を
加えてケイ酸カルシウムを部分中和することにより多孔
質二酸化珪素となすことを特徴とする機能性吸着剤の製
造方法。 （１８）酸が、低濃度の強酸であることを特徴とする
（１７）項記載の機能性吸着剤の製造方法。 （１９）酸が、炭酸であることを特徴とする（１７）項
記載の機能性吸着剤の製造方法。 （２０）前記（１１）項〜（１９）項のいずれか１項に
記載の方法におけるカルシウムイオン含有液の添加混合
物に、同時にケイ酸ナトリウム水溶液を添加することを
特徴とする機能性吸着剤の製造方法。 （２１）前記（１１）項〜（２０）項のいずれか１項に
記載の方法により得られた機能性吸着剤を８００〜１２
００℃で加熱処理することを特徴とする機能性吸着剤の
製造方法。 （２２）前記（１１）項〜（２１）項のいずれか１項に
記載の方法により得られる機能性吸着剤が濾過層用の濾
材であることを特徴とする機能性吸着剤の製造方法。 （２３）前記（１１）項〜（２１）項のいずれか１項に
記載の方法により得られる機能性吸着剤が濾過層用の濾
過助剤であることを特徴とする機能性吸着剤の製造方
法。
【０００８】
【発明の実施の形態】無機質天然資源のスメクタイト族
粘土鉱物としては、反応活性な非晶質シリカに富む酸性
白土が特に好ましいものである。本発明者らは、この酸
性白土の活性なシリカに着目し、これにカルシウムイオ
ンを反応させることにより、スメクタイト族粘土鉱物−
ケイ酸カルシウム複合体を作製した。酸性白土中の非晶
質シリカにカルシウムイオンを懸濁水中で反応させると
スメクタイト族粘土鉱物表層に低結晶性珪酸カルシウム
又は結晶性珪酸カルシウムが容易に形成される。それら
のケイ酸カルシウムには多くの種類があり、様々な形態
を有する化合物が知られている。これらのうち、ある種
のものは微粒子で比表面積が大きいことが知られてい
る。反応条件の選定により種々のケイ酸カルシウムとス
メクタイト族粘土鉱物との複合体粒子が得られる。
粘土鉱物としては、反応活性な非晶質シリカに富む酸性
白土が特に好ましいものである。本発明者らは、この酸
性白土の活性なシリカに着目し、これにカルシウムイオ
ンを反応させることにより、スメクタイト族粘土鉱物−
ケイ酸カルシウム複合体を作製した。酸性白土中の非晶
質シリカにカルシウムイオンを懸濁水中で反応させると
スメクタイト族粘土鉱物表層に低結晶性珪酸カルシウム
又は結晶性珪酸カルシウムが容易に形成される。それら
のケイ酸カルシウムには多くの種類があり、様々な形態
を有する化合物が知られている。これらのうち、ある種
のものは微粒子で比表面積が大きいことが知られてい
る。反応条件の選定により種々のケイ酸カルシウムとス
メクタイト族粘土鉱物との複合体粒子が得られる。
【０００９】酸性白土は、スメクタイト族粘土鉱物が酸
性の自然環境下で変成して生成されたもので、スメクタ
イト族粘土鉱物、特にベントナイト（モンモリロナイト
を含む粘土鉱物）が風化し、酸性化したもので、モンモ
リロナイトとα−クリストバライトを主成分とし、他に
石英、長石等の夾雑物を含むものである。これらの表層
は、カルシウムイオンと反応しやすく容易にケイ酸カル
シウムを生成する。風化の進んでいない白土ではシリカ
化合物は結晶化が進み、水熱反応が長時間となるか、あ
るいは高圧で反応を促進する必要があるため望ましくな
い。特に常圧における処理では長時間を必要とするため
望ましくない。しかし、非晶質ケイ酸の少ない酸性白土
でも強制的に酸処理により同様の原料とすることもでき
る。
性の自然環境下で変成して生成されたもので、スメクタ
イト族粘土鉱物、特にベントナイト（モンモリロナイト
を含む粘土鉱物）が風化し、酸性化したもので、モンモ
リロナイトとα−クリストバライトを主成分とし、他に
石英、長石等の夾雑物を含むものである。これらの表層
は、カルシウムイオンと反応しやすく容易にケイ酸カル
シウムを生成する。風化の進んでいない白土ではシリカ
化合物は結晶化が進み、水熱反応が長時間となるか、あ
るいは高圧で反応を促進する必要があるため望ましくな
い。特に常圧における処理では長時間を必要とするため
望ましくない。しかし、非晶質ケイ酸の少ない酸性白土
でも強制的に酸処理により同様の原料とすることもでき
る。
【００１０】なお、スメクタイト族粘土鉱物の他にもシ
リカを含有する他の粘土鉱物、例えばカオリン族粘土鉱
物のうちのハロイサイト等を用いても同様に粘土鉱物ー
ケイ酸カルシウムの複合体を合成し得る。本発明で使用
される原料粘土鉱物のスメクタイト族粘土鉱物は風化の
進行度合により、ナトリウム系ベントナイト、カルシウ
ム系ベントナイト、Ｂ型酸性白土、Ａ型酸性白土の４種
類に大別される。このうち最も風化の進んだＡ型酸性白
土は日本国内各地の至るところに豊富に産出するが利用
価値がなく、未利用の状態にある。現在吸着剤として使
用されている活性白土原料は新潟県と山形県のごく一部
にしか産出されず、鉱量的にも枯渇化し、問題となって
いる。本発明者らは国内各地に未利用のまま豊富に埋存
されるＡ型酸性白土を中心に研究を続け、風化の進み、
粘土鉱物が分解して生成した非晶質シリカに着眼して、
この特性を利用して本発明を完成したものであり、さら
に残存する粘土鉱物の層間のイオン交換性にも着目して
その特性を利用しており、従来全く存在しない複合体の
機能性吸着剤を提供するものであり、かつ二次的酸処理
により、更に表面活性を付与した機能性吸着剤を提供す
るものである。
リカを含有する他の粘土鉱物、例えばカオリン族粘土鉱
物のうちのハロイサイト等を用いても同様に粘土鉱物ー
ケイ酸カルシウムの複合体を合成し得る。本発明で使用
される原料粘土鉱物のスメクタイト族粘土鉱物は風化の
進行度合により、ナトリウム系ベントナイト、カルシウ
ム系ベントナイト、Ｂ型酸性白土、Ａ型酸性白土の４種
類に大別される。このうち最も風化の進んだＡ型酸性白
土は日本国内各地の至るところに豊富に産出するが利用
価値がなく、未利用の状態にある。現在吸着剤として使
用されている活性白土原料は新潟県と山形県のごく一部
にしか産出されず、鉱量的にも枯渇化し、問題となって
いる。本発明者らは国内各地に未利用のまま豊富に埋存
されるＡ型酸性白土を中心に研究を続け、風化の進み、
粘土鉱物が分解して生成した非晶質シリカに着眼して、
この特性を利用して本発明を完成したものであり、さら
に残存する粘土鉱物の層間のイオン交換性にも着目して
その特性を利用しており、従来全く存在しない複合体の
機能性吸着剤を提供するものであり、かつ二次的酸処理
により、更に表面活性を付与した機能性吸着剤を提供す
るものである。
【００１１】酸性白土中のシリカ分にカルシウムイオン
を反応させるとケイ酸カルシウムがスメクタイト粘土鉱
物上に容易に生成されるが、その反応は以下に示すごと
きものと考えられる。
を反応させるとケイ酸カルシウムがスメクタイト粘土鉱
物上に容易に生成されるが、その反応は以下に示すごと
きものと考えられる。
【００１２】スメクタイト族粘土鉱物と反応させるカル
シウムイオンに代えて、他のアルカリ土類金属イオン、
例えば、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、マグ
ネシウムイオン等も採用できるが、安価なカルシウム化
合物を用いたカルシウムイオンを採用することが好まし
い。
シウムイオンに代えて、他のアルカリ土類金属イオン、
例えば、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、マグ
ネシウムイオン等も採用できるが、安価なカルシウム化
合物を用いたカルシウムイオンを採用することが好まし
い。
【００１３】以上の反応において、カルシウムイオンの
添加量が少ないとケイ酸カルシウムの生成が不十分であ
り、シリカ分が残存し、良好な複合体は微粒子とならな
い。カルシウムイオンの添加量が多いと未反応のカルシ
ウム化合物がそのまま残存し、かつ粒子が成長するため
やはり微粒子となりえない。本発明で提供される好まし
い複合体の機能性吸着剤を得るためには、懸濁水中の酸
性白土１００重量部に対してカルシウムイオンをＣａＯ
換算として３０重量部〜５０重量部添加することが望ま
しい。またこの時の液（水）／固比は１０〜３０が好ま
しい。
添加量が少ないとケイ酸カルシウムの生成が不十分であ
り、シリカ分が残存し、良好な複合体は微粒子とならな
い。カルシウムイオンの添加量が多いと未反応のカルシ
ウム化合物がそのまま残存し、かつ粒子が成長するため
やはり微粒子となりえない。本発明で提供される好まし
い複合体の機能性吸着剤を得るためには、懸濁水中の酸
性白土１００重量部に対してカルシウムイオンをＣａＯ
換算として３０重量部〜５０重量部添加することが望ま
しい。またこの時の液（水）／固比は１０〜３０が好ま
しい。
【００１４】複合体を形成するケイ酸カルシウムには、
出発原料の種類や反応条件の差異により多くの種類のケ
イ酸カルシウム化合物が合成できる。酸性白土６０〜７
０重量部と、カルシウムイオン供給源をＣａＯ換算とし
て３０〜５０重量部との混合懸濁水を９０℃前後で加熱
撹拌すると５時間で低結晶性ケイ酸カルシウム（Ｃ−Ｓ
−Ｈ）とスメクタイトとの複合体となる。また、酸性白
土の懸濁水に、酸性白土１００重量部に対してカルシウ
ムイオン含有液をＣａＯ換算として４３〜１００重量部
を添加混合して、２〜８時間８０〜９５℃で撹拌し、そ
の後１００〜１６０℃で２〜１０時間オートクレーブ処
理して得られるスラリー状物を濾過、水洗し、乾燥する
と、低結晶性のケイ酸カルシウムとスメクタイト族粘土
鉱物の複合体が得られる。得られた低結晶性カルシウム
とスメクタイトとの複合体を、更にオートクレーブで処
理すると結晶性のケイ酸カルシウムとスメクタイトの複
合体となることが明らかとなった。複合体を各種条件で
製造し、物性を評価した結果、低結晶性ケイ酸カルシウ
ム（Ｃ−Ｓ−Ｈ）−スメクタイトの場合、得られた粉末
の比表面積は大きくイオン交換性に優れた機能性吸着剤
に適していることが解った。
出発原料の種類や反応条件の差異により多くの種類のケ
イ酸カルシウム化合物が合成できる。酸性白土６０〜７
０重量部と、カルシウムイオン供給源をＣａＯ換算とし
て３０〜５０重量部との混合懸濁水を９０℃前後で加熱
撹拌すると５時間で低結晶性ケイ酸カルシウム（Ｃ−Ｓ
−Ｈ）とスメクタイトとの複合体となる。また、酸性白
土の懸濁水に、酸性白土１００重量部に対してカルシウ
ムイオン含有液をＣａＯ換算として４３〜１００重量部
を添加混合して、２〜８時間８０〜９５℃で撹拌し、そ
の後１００〜１６０℃で２〜１０時間オートクレーブ処
理して得られるスラリー状物を濾過、水洗し、乾燥する
と、低結晶性のケイ酸カルシウムとスメクタイト族粘土
鉱物の複合体が得られる。得られた低結晶性カルシウム
とスメクタイトとの複合体を、更にオートクレーブで処
理すると結晶性のケイ酸カルシウムとスメクタイトの複
合体となることが明らかとなった。複合体を各種条件で
製造し、物性を評価した結果、低結晶性ケイ酸カルシウ
ム（Ｃ−Ｓ−Ｈ）−スメクタイトの場合、得られた粉末
の比表面積は大きくイオン交換性に優れた機能性吸着剤
に適していることが解った。
【００１５】こうして合成した複合体を構成するケイ酸
カルシウム水和物に、更に酸処理（好ましくは、低濃度
の硫酸、塩酸、硝酸等の強酸による処理）を施すとケイ
酸カルシウム水和物の形態を保持したシリカ（Ｓｉ
Ｏ２：二酸化珪素）となる。この得られたシリカは多孔
質のもので非常に比表面積の大きな構造をしており、吸
着性の向上した、かつ耐酸性のものとなる。なお、こう
した酸処理を施すと、集合していた各スメクタイト粒子
同士は、ほぼ完全に遊離・分離するとともに粒子表面の
構造も活性化される。また酸の種類によりカルシウム化
合物（例えば、硫酸；硫酸カルシウム、炭酸；炭酸カル
シウム）が析出するが、これらの粒子成長を抑制したか
たちで酸処理することが望ましい。上記において、石灰
（ＣａＯ）と反応させて得られたスラリーのケイ酸カル
シウム水和物を酸処理する場合、２Ｎ以下での酸で処理
することが好ましい。２Ｎ以上の酸で処理すれば急激な
反応により構成するケイ酸カルシウムの構造も破壊され
易く、カルシウム分が溶出する際にシリカ分も溶出され
易く、好ましくない。スラリーを中性域より更に酸処理
する場合はもっと低濃度の酸濃度（１Ｎ）以下で処理す
ることが望ましい。
カルシウム水和物に、更に酸処理（好ましくは、低濃度
の硫酸、塩酸、硝酸等の強酸による処理）を施すとケイ
酸カルシウム水和物の形態を保持したシリカ（Ｓｉ
Ｏ２：二酸化珪素）となる。この得られたシリカは多孔
質のもので非常に比表面積の大きな構造をしており、吸
着性の向上した、かつ耐酸性のものとなる。なお、こう
した酸処理を施すと、集合していた各スメクタイト粒子
同士は、ほぼ完全に遊離・分離するとともに粒子表面の
構造も活性化される。また酸の種類によりカルシウム化
合物（例えば、硫酸；硫酸カルシウム、炭酸；炭酸カル
シウム）が析出するが、これらの粒子成長を抑制したか
たちで酸処理することが望ましい。上記において、石灰
（ＣａＯ）と反応させて得られたスラリーのケイ酸カル
シウム水和物を酸処理する場合、２Ｎ以下での酸で処理
することが好ましい。２Ｎ以上の酸で処理すれば急激な
反応により構成するケイ酸カルシウムの構造も破壊され
易く、カルシウム分が溶出する際にシリカ分も溶出され
易く、好ましくない。スラリーを中性域より更に酸処理
する場合はもっと低濃度の酸濃度（１Ｎ）以下で処理す
ることが望ましい。
【００１６】
【作用】本発明によって複合体を合成することにより、
原料酸性白土中の吸着能の悪いシリカ化合物がケイ酸カ
ルシウムになり、吸着能力が高められる。またスメクタ
イトもシリカ化合物に夾在していた粒子が良好に分散
し、吸着剤として良好に機能する。これらの吸着機構は
以下のようなものと考えられる。まずスメクタイトは大
きなイオン交換性を有しており、重金属イオンとは Ｍ２＋＋ Ｃａ−スメクタイト → Ｃａ２＋＋ Ｍ−
スメクタイト （Ｍ：多価陽イオン特に重金属） のような反応が起こり、重金属イオンが吸着される。一
方構成するケイ酸カルシウムも無機イオン交換性を有す
るとされている。ケイ酸カルシウムは構造中のＣａＯを
一部溶出し、Ｃａ（ＯＨ）2となり、重金属イオンと反
応し、重金属水酸化物を生成する。これらの酸化物は粒
子表面で生成され、粒子表面や粒子内部に固着される。
懸濁する水酸化物はスメクタイトに吸着し、凝集作用が
働く。吸着、イオン交換、中和、凝集の作用が効率良く
作用するため、吸着能が高くなるものと考えられる。こ
の吸着剤は酸性廃液に対しては中和剤として働き、ｐＨ
緩衝効果があるため、系は中性ないし、弱アルカリ性に
保たれる。また、数種の重金属が共存する場合でも一回
の処理で重金属を除去することが可能である。その際、
以下に示す反応が吸着剤近傍で起こっていると考えられ
る。 Ｍ2+ ＋ Ｃａ−スメクタイト → Ｃａ2+ ＋ Ｍ−
スメクタイト Ｈ2+ ＋ ケイ酸カルシウム →Ｃａ2+＋Ｍ−ケイ酸
カルシウム ＋（Ｍ−水酸化物）−ケイ酸カルシウム （Ｍ：多価陽イオン特に重金属） 上記において、ｐＨが著しく低く遊離の酸が多い場合
は、この吸着剤は一部中和剤として作用するため、吸着
効果が滅少する。その場合、Ｃａ（ＯＨ）2等のアルカ
リ成分を添加・併用すると良い。
原料酸性白土中の吸着能の悪いシリカ化合物がケイ酸カ
ルシウムになり、吸着能力が高められる。またスメクタ
イトもシリカ化合物に夾在していた粒子が良好に分散
し、吸着剤として良好に機能する。これらの吸着機構は
以下のようなものと考えられる。まずスメクタイトは大
きなイオン交換性を有しており、重金属イオンとは Ｍ２＋＋ Ｃａ−スメクタイト → Ｃａ２＋＋ Ｍ−
スメクタイト （Ｍ：多価陽イオン特に重金属） のような反応が起こり、重金属イオンが吸着される。一
方構成するケイ酸カルシウムも無機イオン交換性を有す
るとされている。ケイ酸カルシウムは構造中のＣａＯを
一部溶出し、Ｃａ（ＯＨ）2となり、重金属イオンと反
応し、重金属水酸化物を生成する。これらの酸化物は粒
子表面で生成され、粒子表面や粒子内部に固着される。
懸濁する水酸化物はスメクタイトに吸着し、凝集作用が
働く。吸着、イオン交換、中和、凝集の作用が効率良く
作用するため、吸着能が高くなるものと考えられる。こ
の吸着剤は酸性廃液に対しては中和剤として働き、ｐＨ
緩衝効果があるため、系は中性ないし、弱アルカリ性に
保たれる。また、数種の重金属が共存する場合でも一回
の処理で重金属を除去することが可能である。その際、
以下に示す反応が吸着剤近傍で起こっていると考えられ
る。 Ｍ2+ ＋ Ｃａ−スメクタイト → Ｃａ2+ ＋ Ｍ−
スメクタイト Ｈ2+ ＋ ケイ酸カルシウム →Ｃａ2+＋Ｍ−ケイ酸
カルシウム ＋（Ｍ−水酸化物）−ケイ酸カルシウム （Ｍ：多価陽イオン特に重金属） 上記において、ｐＨが著しく低く遊離の酸が多い場合
は、この吸着剤は一部中和剤として作用するため、吸着
効果が滅少する。その場合、Ｃａ（ＯＨ）2等のアルカ
リ成分を添加・併用すると良い。
【００１７】酸処理した複合体は合成した複合体を構成
するケイ酸カルシウム水和物は酸処理を施すとケイ酸カ
ルシウム水和物の形態を保持した多孔質のシリカ（Ｓｉ
Ｏ２）となる。これらは吸着性に優れるとともに酸に溶
出することがないため、耐酸性に優れている。さらに得
られた粉末を熱処理（好ましくは、８００〜１２００
℃）を施すと耐熱性が改善される。
するケイ酸カルシウム水和物は酸処理を施すとケイ酸カ
ルシウム水和物の形態を保持した多孔質のシリカ（Ｓｉ
Ｏ２）となる。これらは吸着性に優れるとともに酸に溶
出することがないため、耐酸性に優れている。さらに得
られた粉末を熱処理（好ましくは、８００〜１２００
℃）を施すと耐熱性が改善される。
【００１８】本発明により、安価で高機能な吸着剤を合
成することが可能となった。これらは各種重全属の捕集
剤として利用される。また、ＮＯｘ等の吸着あるいは有
機物（ベンゼンガス等）の吸着剤として用いられる。さ
らに、ＮＯｘを吸着した吸着剤はそのまま、肥料あるい
は土地改良材としても使用可能である。さらにまた、リ
ンの捕集剤としても利用可能である（合成リン酸溶液中
でＣ一Ｓ一Ｈあるいはトバモライトから溶脱したカルシ
ウムイオンは合成燐酸イオンと反応し、複合体粒子表面
でリン酸カルシウム結晶を析出する。カルシウムイオン
の溶脱、固体内拡散により脱リン機能が顕著となる）。
また、複合体は有機酸（オレイン酸等）を吸着するため
ドライクリーニング溶剤精製用脱酸剤として利用が可能
である。これらは濾過助剤と併用することにより、濾過
工程で溶剤中の不純物（オレイン酸）を除去するため、
これらの脱酸剤としても利用できる。そしてまた、本発
明により得られる、低結晶性又は結晶性のケイ酸カルシ
ウムとスメクタイト族粘土鉱物との複合体よりなること
を特徴とする機能性吸着剤、機能性吸着剤の表面の少な
くとも一部が多孔質二酸化珪素で被覆されてなる機能性
吸着剤、それらの機能性吸着剤を８００〜１２００℃に
加熱処理して得られた機能性吸着剤等は、固液分離手段
において濾過層に使用される濾材として良好な材料とな
るばかりでなく、濾過助剤としても適当なものである。
すなわち、濾過助剤は、スラリー中の微粒固体又はコロ
イド状物質などを吸着又は包含させることによって濾過
抵抗を減じ、あるいは濾材の目づまりを防止するなどの
ために使用され、難濾過性のスラリー又は希薄スラリー
の固液分離や高清澄度濾過液の分離回収を容易にするも
のであるが、その材質としては多孔性構造を有しかつ濾
過速度が速い（目づまりしない）２次凝集組織の粗い表
面構造を有していることが必要とされている。本発明に
より提供される吸着剤では、結晶性ケイ酸カルシウムと
モンモリロナイトの複合体でもそのような特性が見ら
れ、濾過機能を有する吸着剤としても充分に利用が可能
であることが認められた。そして、本発明方法によれ
ば、複合体は目的に応じてその構成するケイ酸カルシウ
ムの結晶形態をコントロールできるため、目的に応じた
濾過助剤が製造できるのである。
成することが可能となった。これらは各種重全属の捕集
剤として利用される。また、ＮＯｘ等の吸着あるいは有
機物（ベンゼンガス等）の吸着剤として用いられる。さ
らに、ＮＯｘを吸着した吸着剤はそのまま、肥料あるい
は土地改良材としても使用可能である。さらにまた、リ
ンの捕集剤としても利用可能である（合成リン酸溶液中
でＣ一Ｓ一Ｈあるいはトバモライトから溶脱したカルシ
ウムイオンは合成燐酸イオンと反応し、複合体粒子表面
でリン酸カルシウム結晶を析出する。カルシウムイオン
の溶脱、固体内拡散により脱リン機能が顕著となる）。
また、複合体は有機酸（オレイン酸等）を吸着するため
ドライクリーニング溶剤精製用脱酸剤として利用が可能
である。これらは濾過助剤と併用することにより、濾過
工程で溶剤中の不純物（オレイン酸）を除去するため、
これらの脱酸剤としても利用できる。そしてまた、本発
明により得られる、低結晶性又は結晶性のケイ酸カルシ
ウムとスメクタイト族粘土鉱物との複合体よりなること
を特徴とする機能性吸着剤、機能性吸着剤の表面の少な
くとも一部が多孔質二酸化珪素で被覆されてなる機能性
吸着剤、それらの機能性吸着剤を８００〜１２００℃に
加熱処理して得られた機能性吸着剤等は、固液分離手段
において濾過層に使用される濾材として良好な材料とな
るばかりでなく、濾過助剤としても適当なものである。
すなわち、濾過助剤は、スラリー中の微粒固体又はコロ
イド状物質などを吸着又は包含させることによって濾過
抵抗を減じ、あるいは濾材の目づまりを防止するなどの
ために使用され、難濾過性のスラリー又は希薄スラリー
の固液分離や高清澄度濾過液の分離回収を容易にするも
のであるが、その材質としては多孔性構造を有しかつ濾
過速度が速い（目づまりしない）２次凝集組織の粗い表
面構造を有していることが必要とされている。本発明に
より提供される吸着剤では、結晶性ケイ酸カルシウムと
モンモリロナイトの複合体でもそのような特性が見ら
れ、濾過機能を有する吸着剤としても充分に利用が可能
であることが認められた。そして、本発明方法によれ
ば、複合体は目的に応じてその構成するケイ酸カルシウ
ムの結晶形態をコントロールできるため、目的に応じた
濾過助剤が製造できるのである。
【００１９】
【実施例】［実施例１］酸性白土をボールミルで２４時
間混合粉砕した後、これに、カルシウム化合物として塩
化カルシウムあるいは硝酸カルシウムを、酸性白土１０
０重量部に対してＣａＯ換算で４３重量部添加し、水を
加え（液／固比＝２０）てスラリーとし、撹拌しながら
加熱処理（９０℃）を行った。塩化カルシウムを用いる
場合炭酸ナトリウムを、硝酸カルシウムを用いる場合水
酸化ナトリウムを、各々数％添加した。得られたスラリ
ーを濾過、水洗し、乾燥したものを機能性吸着剤とし
た。Ｘ線回拆結果からクリストバライトやα−石英等の
シリカ化合物のピークは消失し、低結晶性ケイ酸カルシ
ウム（Ｃ−Ｓ−Ｈ）が生成されていることが確認され
た。得られた低結晶性ケイ酸カルシウムとスメクタイト
族粘土鉱物の複合体よりなる機能性吸着剤粉末を用い
て、重金属の吸着試験を行った。重金属に対する捕集量
はバッチ法を用いて濃度変化により求めた。重金属とし
てカドミウム（Ｃｄ２ ＋）及びは鉛（Ｐｂ）の塩化物を
用いた。溶液の各塩化物の溶液（１００ｍｇ／ｌ）５０
ｍｌに各捕集剤を０．０５ｇ，０．１ｇを加え、各時間
放置後濾過し、濾液中に残存している重金属量を分析し
て各重金属に対する捕集性について検討した。
間混合粉砕した後、これに、カルシウム化合物として塩
化カルシウムあるいは硝酸カルシウムを、酸性白土１０
０重量部に対してＣａＯ換算で４３重量部添加し、水を
加え（液／固比＝２０）てスラリーとし、撹拌しながら
加熱処理（９０℃）を行った。塩化カルシウムを用いる
場合炭酸ナトリウムを、硝酸カルシウムを用いる場合水
酸化ナトリウムを、各々数％添加した。得られたスラリ
ーを濾過、水洗し、乾燥したものを機能性吸着剤とし
た。Ｘ線回拆結果からクリストバライトやα−石英等の
シリカ化合物のピークは消失し、低結晶性ケイ酸カルシ
ウム（Ｃ−Ｓ−Ｈ）が生成されていることが確認され
た。得られた低結晶性ケイ酸カルシウムとスメクタイト
族粘土鉱物の複合体よりなる機能性吸着剤粉末を用い
て、重金属の吸着試験を行った。重金属に対する捕集量
はバッチ法を用いて濃度変化により求めた。重金属とし
てカドミウム（Ｃｄ２ ＋）及びは鉛（Ｐｂ）の塩化物を
用いた。溶液の各塩化物の溶液（１００ｍｇ／ｌ）５０
ｍｌに各捕集剤を０．０５ｇ，０．１ｇを加え、各時間
放置後濾過し、濾液中に残存している重金属量を分析し
て各重金属に対する捕集性について検討した。
【００２０】［実施例２］実施例１で得られたスラリー
（１００ｍｌ）をオートクレーブ中で１８０℃１２時間
反応させ、粘土鉱物−ケイ酸カルシウム複合粒子を得
た。スラリーを濾過、水洗、乾燥した粉体を粘土鉱物−
ケイ酸カルシウム複合粒子を作製し、吸着剤として用い
た。実施例１と同様の吸着試験を行った。
（１００ｍｌ）をオートクレーブ中で１８０℃１２時間
反応させ、粘土鉱物−ケイ酸カルシウム複合粒子を得
た。スラリーを濾過、水洗、乾燥した粉体を粘土鉱物−
ケイ酸カルシウム複合粒子を作製し、吸着剤として用い
た。実施例１と同様の吸着試験を行った。
【００２１】［実施例３］酸性白土をボールミルで２４
時間混合粉砕し、消石灰と混合（酸性白土：ＣａＯ＝６
０：４０）し、水を加え（液／固比＝２０）スラリーと
し、攪拌しながら加熱処理（９０℃）を行った。実施例
２と同様に、得られたスラリー（１００ｍｌ）をオート
クレーブ中で１８０℃１２時間反応させ、粘土鉱物−ケ
イ酸カルシウム複合粒子を得た。スラリーを濾過、水
洗、乾燥した粉体を粘土鉱物−ケイ酸カルシウム複合粒
子を作製し、吸着剤として用いた。実施例１と同様の吸
着試験を行った。
時間混合粉砕し、消石灰と混合（酸性白土：ＣａＯ＝６
０：４０）し、水を加え（液／固比＝２０）スラリーと
し、攪拌しながら加熱処理（９０℃）を行った。実施例
２と同様に、得られたスラリー（１００ｍｌ）をオート
クレーブ中で１８０℃１２時間反応させ、粘土鉱物−ケ
イ酸カルシウム複合粒子を得た。スラリーを濾過、水
洗、乾燥した粉体を粘土鉱物−ケイ酸カルシウム複合粒
子を作製し、吸着剤として用いた。実施例１と同様の吸
着試験を行った。
【００２２】［実施例４］実施例２で得られた粉体につ
いて濾過試験を行った。木節粘土スラリーに各種濾過剤
をボディフィードして、ルースの定圧濾過係数Ｋ20（ｃ
ｍ2／ｓｅｃ）（スラリー温度２０℃におけるｋ値）液
の清澄度は分光高度計の透過率測定を利用し、遮蔽板を
おいて透過率を０とした時、清澄度を１００とみなし
た。濾過実験後の濾液の清澄度を評価した。なお、濾液
の清澄度測定には、濾過圧力を０．５Ｋｇ／ｃｍ2、ス
ラリー濃度を０．００５，Ｆ／Ｃの容積混合比を０．５
とし、濾過実験開始から１分後の濾液を使用した。ルー
スの低圧濾過係数（高い数値を示す程濾過性能に優れ
る）及び濾液の清澄度を表１に示す。
いて濾過試験を行った。木節粘土スラリーに各種濾過剤
をボディフィードして、ルースの定圧濾過係数Ｋ20（ｃ
ｍ2／ｓｅｃ）（スラリー温度２０℃におけるｋ値）液
の清澄度は分光高度計の透過率測定を利用し、遮蔽板を
おいて透過率を０とした時、清澄度を１００とみなし
た。濾過実験後の濾液の清澄度を評価した。なお、濾液
の清澄度測定には、濾過圧力を０．５Ｋｇ／ｃｍ2、ス
ラリー濃度を０．００５，Ｆ／Ｃの容積混合比を０．５
とし、濾過実験開始から１分後の濾液を使用した。ルー
スの低圧濾過係数（高い数値を示す程濾過性能に優れ
る）及び濾液の清澄度を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】［実施例５］実施例２で得られるスラリー
を酸処理（塩酸２Ｎ）で徐々に酸処理し、表面積が最大
となった時点でスラリーを濾過、水洗、乾燥した粉体の
濾過特性について検討した。実施例４と同様の試験を行
った。
を酸処理（塩酸２Ｎ）で徐々に酸処理し、表面積が最大
となった時点でスラリーを濾過、水洗、乾燥した粉体の
濾過特性について検討した。実施例４と同様の試験を行
った。
【００２５】［比較例１］酸性白土原料をそのまま吸着
剤として使用した。実施例１と同様の吸着試験を行っ
た。
剤として使用した。実施例１と同様の吸着試験を行っ
た。
【００２６】［比較例２］試薬を所定の組成に調合し、
（ＣａＯ／ＳｉＯ2＝１．０，Ａｌ／Ｓｉ＝０．０５，
０．１５）水を加え（液／固比＝１０）スラリーとし９
０℃において５時間撹拌した後、オートクレーブで１８
０℃で２４時間処理した。シリカ原料として、二酸化ケ
イ素（関東化学（株）製非晶質ケイ酸）、アルミ原科と
しては関東化学（株）製水酸化アルミニウムを使用し
た。実施例１と同様の吸着試験を行った。
（ＣａＯ／ＳｉＯ2＝１．０，Ａｌ／Ｓｉ＝０．０５，
０．１５）水を加え（液／固比＝１０）スラリーとし９
０℃において５時間撹拌した後、オートクレーブで１８
０℃で２４時間処理した。シリカ原料として、二酸化ケ
イ素（関東化学（株）製非晶質ケイ酸）、アルミ原科と
しては関東化学（株）製水酸化アルミニウムを使用し
た。実施例１と同様の吸着試験を行った。
【００２７】実施例１〜３及び比較例１，２についての
結果を図ｌ及び図２に示した。図において、重金属の捕
集性は吸着剤を重金属の塩化物溶液中（１００ｍｇ／
ｌ）に添加し、所定時間後に吸着剤を濾過し、溶液中に
残存する重金属量を測定し、吸着剤による重金属の捕集
率を求めたものである。捕集剤添加量はカドミウム（Ｃ
ｄ２＋）については２ｇ／ｌとした。図１に見られるご
とく、カドミウムでは原料酸性白土（比較例１）の捕集
率が４０％であるのに対し、複合体では（Ｃ−Ｓ−Ｈ）
−モンモリロナイト（実施例１）は捕集率が高く、しか
も吸着速度は遅いが２４時間で捕集率は増大し、最大９
０％程度となった。試薬より合成したトバモライト（比
較例２）は酸性白土より大きな捕集率を示すものの、複
合体よりは捕集率は低い値を示した。図２に見られるご
とく、鉛については各捕集剤ともにカドミウムと比較し
て捕集速度は早くしかも捕集率は高い値を示した。鉛に
ついても複合体の捕集性は酸性白土と比較すると捕集性
は良好であった。酸性白土を石灰と反応させることによ
り酸性白土中のクリストバライトやα−石英等のシリカ
系化合物がケイ酸カルシウムになること、また酸性白土
中のシリカ系化合物中に夾在するモンモリロナイトが反
応により遊離されることにより、重金属の捕集性が向上
したものと考えられる。
結果を図ｌ及び図２に示した。図において、重金属の捕
集性は吸着剤を重金属の塩化物溶液中（１００ｍｇ／
ｌ）に添加し、所定時間後に吸着剤を濾過し、溶液中に
残存する重金属量を測定し、吸着剤による重金属の捕集
率を求めたものである。捕集剤添加量はカドミウム（Ｃ
ｄ２＋）については２ｇ／ｌとした。図１に見られるご
とく、カドミウムでは原料酸性白土（比較例１）の捕集
率が４０％であるのに対し、複合体では（Ｃ−Ｓ−Ｈ）
−モンモリロナイト（実施例１）は捕集率が高く、しか
も吸着速度は遅いが２４時間で捕集率は増大し、最大９
０％程度となった。試薬より合成したトバモライト（比
較例２）は酸性白土より大きな捕集率を示すものの、複
合体よりは捕集率は低い値を示した。図２に見られるご
とく、鉛については各捕集剤ともにカドミウムと比較し
て捕集速度は早くしかも捕集率は高い値を示した。鉛に
ついても複合体の捕集性は酸性白土と比較すると捕集性
は良好であった。酸性白土を石灰と反応させることによ
り酸性白土中のクリストバライトやα−石英等のシリカ
系化合物がケイ酸カルシウムになること、また酸性白土
中のシリカ系化合物中に夾在するモンモリロナイトが反
応により遊離されることにより、重金属の捕集性が向上
したものと考えられる。
【００２８】［比較例３，４］市販のケイソウ土につい
て実施例４と同様の試験を行った。ルースの低圧濾過係
数及び濾液の清澄度を表１に示す。
て実施例４と同様の試験を行った。ルースの低圧濾過係
数及び濾液の清澄度を表１に示す。
【００２９】以上の本発明方法により得られた吸着剤は
酸性白土よりも吸着速度がはやく、しかも吸着能に優れ
た材料であった。また試薬から合成したケイ酸カルシウ
ムよりも吸着特性は優れていた。さらに、オートクレー
ブ処理により複合体の構成するケイ酸カルシウムの粒子
を成長させることにより、ルースの低圧濾過係数、濾液
の清澄度等の濾過特性においてもケイソウ土濾過剤より
も優れている。ケイソウ土のように粉砕・分級を必要と
せず、目的に応じた粒子を安定的に供給できる。しかも
吸着能に優れるため工業的利用価値の高いものである。
さらに酸処理を行えば耐酸性、熱処理を行えば耐熱性に
ついても良好な濾過機能を有した吸着剤が得られる。
酸性白土よりも吸着速度がはやく、しかも吸着能に優れ
た材料であった。また試薬から合成したケイ酸カルシウ
ムよりも吸着特性は優れていた。さらに、オートクレー
ブ処理により複合体の構成するケイ酸カルシウムの粒子
を成長させることにより、ルースの低圧濾過係数、濾液
の清澄度等の濾過特性においてもケイソウ土濾過剤より
も優れている。ケイソウ土のように粉砕・分級を必要と
せず、目的に応じた粒子を安定的に供給できる。しかも
吸着能に優れるため工業的利用価値の高いものである。
さらに酸処理を行えば耐酸性、熱処理を行えば耐熱性に
ついても良好な濾過機能を有した吸着剤が得られる。
【００３０】
【発明の効果】以上のとおり、本発明により提供される
スメクタイト族粘土鉱物表層に低結晶性又は結晶性のケ
イ酸カルシウムが形成されてなる複合体、又はそれを更
に酸で部分中和したものは、優れた吸着性あるいは更に
優れた耐酸性、耐熱性等を備えた機能性吸着剤となり、
その製造コストも天然に多量に埋蔵する無機質天然資源
のスメクタイト族粘土鉱物を原料として使用できるた
め、安価なものとなる。
スメクタイト族粘土鉱物表層に低結晶性又は結晶性のケ
イ酸カルシウムが形成されてなる複合体、又はそれを更
に酸で部分中和したものは、優れた吸着性あるいは更に
優れた耐酸性、耐熱性等を備えた機能性吸着剤となり、
その製造コストも天然に多量に埋蔵する無機質天然資源
のスメクタイト族粘土鉱物を原料として使用できるた
め、安価なものとなる。
【図１】実施例１〜３及び比較例１，２の吸着試験結果
のグラフ図。
のグラフ図。
【図２】実施例１〜３及び比較例１，２の吸着試験結果
のグラフ図。
のグラフ図。
Claims (23)
- 【請求項１】 スメクタイト族粘土鉱物表層に低結晶性
又は結晶性のケイ酸カルシウムが形成されてなる複合体
よりなることを特徴とする機能性吸着剤。 - 【請求項２】 結晶性のケイ酸カルシウムがトバモライ
トであることを特徴とする請求項１記載の機能性吸着
剤。 - 【請求項３】 スメクタイト族粘土鉱物がモンモリロナ
イトであることを特徴とする請求項１又は２に記載の機
能性吸着剤。 - 【請求項４】 スメクタイト族粘土鉱物が酸性白土由来
のものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
１項に記載の機能性吸着剤。 - 【請求項５】機能性吸着剤の表面の少なくとも一部が多
孔質二酸化珪素で被覆されてなることを特徴とする請求
項１〜４のいずれか１項に記載の機能性吸着剤。 - 【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項に記載の機能
性吸着剤を８００〜１２００℃に加熱処理して得られた
ものであることを特徴とする機能性吸着剤。 - 【請求項７】 機能性吸着剤が濾過層用の濾材であるこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の機
能性吸着剤。 - 【請求項８】 機能性吸着剤が濾過層用の濾過助剤であ
ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載
の機能性吸着剤。 - 【請求項９】 機能性吸着剤が合成洗剤の脱リン剤であ
ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載
の機能性吸着剤。 - 【請求項１０】機能性吸着剤がドライクリーニング溶剤
精製用の脱酸剤であることを特徴とする請求項１〜６の
いずれか１項に記載の機能性吸着剤。 - 【請求項１１】スメクタイト族粘土鉱物の懸濁水にカル
シウムイオン含有液を添加混合し、加熱処理することに
よりスメクタイト族粘土鉱物表層に低結晶性又は結晶性
のケイ酸カルシウムが形成されてなる複合体よりなる機
能性吸着剤を製造することを特徴とする機能性吸着剤の
製造方法。 - 【請求項１２】酸性白土の懸濁水にカルシウムイオン含
有液を添加混合し、加熱処理することによりスメクタイ
ト族粘土鉱物表層に低結晶性又は結晶性の ケイ酸カルシ
ウムが形成されてなる複合体よりなる機能性吸着剤を製
造することを特徴とする機能性吸着剤の製造方法。 - 【請求項１３】酸性白土の懸濁水に、酸性白土１００重
量部に対してカルシウムイオン含有液をＣａＯ換算とし
て４３〜１００重量部を添加混合して、２〜８時間８０
〜９５℃で撹拌することによりスメクタイト族粘土鉱物
表層に低結晶性のケイ酸カルシウムが形成されてなる複
合体よりなる機能性吸着剤を製造することを特徴とする
機能性吸着剤の製造方法。 - 【請求項１４】酸性白土の懸濁水に、酸性白土１００重
量部に対してカルシウムイオン含有液をＣａＯ換算とし
て４３〜１００重量部を添加混合して、２〜８時間８０
〜９５℃で撹拌し、その後オートクレーブ処理すること
によりスメクタイト族粘土鉱物表層に低結晶性又は結晶
性のケイ酸カルシウムが形成されてなる複合体よりなる
機能性吸着剤を製造することを特徴とする機能性吸着剤
の製造方法。 - 【請求項１５】酸性白土の懸濁水に、酸性白土１００重
量部に対してカルシウムイオン含有液をＣａＯ換算とし
て４３〜１００重量部を添加混合して、２〜８時間８０
〜９５℃で撹拌し、その後１００〜１６０℃で２〜１０
時間オートクレーブ処理して得られるスラリー状物を濾
過、水洗し、乾燥することによりスメクタイト族粘土鉱
物表層に低結晶性のケイ酸カルシウムが形成されてなる
複合体よりなる機能性吸着剤を製造することを特徴とす
る機能性吸着剤の製造方法。 - 【請求項１６】酸性白土の懸濁水に、酸性白土１００重
量部に対してカルシウムイオン含有液をＣａＯ換算とし
て４３〜１００重量部を添加混合して、２〜８時間８０
〜９５℃で撹拌し、その後１６０〜２００℃で５〜２４
時間オートクレーブ処理して得られるスラリー状物を濾
過、水洗し、乾燥することによりスメクタイト族粘土鉱
物表層に水熱反応により生成した結晶性のケイ酸カルシ
ウムが形成されてなる複合体よりなる機能性吸着剤を製
造することを特徴とする機能性吸着剤の製造方法。 - 【請求項１７】請求項１１〜１６のいずれか１項に記載
の方法により得られた低結晶性又は結晶性のケイ酸カル
シウムとスメクタイト族粘土鉱物の複合体に、酸を加え
てケイ酸カルシウムを部分中和することにより多孔質二
酸化珪素となすことを特徴とする機能性吸着剤の製造方
法。 - 【請求項１８】酸が、低濃度の強酸であることを特徴と
する請求項１７記載の機能性吸着剤の製造方法。 - 【請求項１９】酸が、炭酸であることを特徴とする請求
項１７記載の機能性吸着剤の製造方法。 - 【請求項２０】請求項１１〜１９のいずれか１項に記載
の方法におけるカルシウムイオン含有液の添加混合物
に、同時にケイ酸ナトリウム水溶液を添加することを特
徴とする機能性吸着剤の製造方法。 - 【請求項２１】請求項１１〜２０のいずれか１項に記載
の方法により得られた機能性吸着剤を８００〜１２００
℃で加熱処理することを特徴とする機能性吸着剤の製造
方法。 - 【請求項２２】請求項１１〜２１のいずれか１項に記載
の方法により得られる機能性吸着剤が濾過層用の濾材で
あることを特徴とする機能性吸着剤の製造方法。 - 【請求項２３】請求項１１〜２１のいずれか１項に記載
の方法により得られる機能性吸着剤が濾過層用の濾過助
剤であることを特徴とする機能性吸着剤の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31367497A JP3456387B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 機能性吸着剤及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31367497A JP3456387B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 機能性吸着剤及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11137994A JPH11137994A (ja) | 1999-05-25 |
| JP3456387B2 true JP3456387B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=18044152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31367497A Expired - Fee Related JP3456387B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 機能性吸着剤及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3456387B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230028820A (ko) | 2021-08-19 | 2023-03-03 | 건국대학교 산학협력단 | 천연계와 합성계 점토 복합물질 기반 중금속 흡착제 및 그 제조방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008214466A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Kaisui Kagaku Kenkyusho:Kk | 安定化された含ハロゲン樹脂組成物 |
-
1997
- 1997-11-14 JP JP31367497A patent/JP3456387B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230028820A (ko) | 2021-08-19 | 2023-03-03 | 건국대학교 산학협력단 | 천연계와 합성계 점토 복합물질 기반 중금속 흡착제 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11137994A (ja) | 1999-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cui et al. | Removal of phosphate from aqueous solution using magnesium-alginate/chitosan modified biochar microspheres derived from Thalia dealbata | |
| Manohar et al. | Adsorption performance of Al-pillared bentonite clay for the removal of cobalt (II) from aqueous phase | |
| Agarwal et al. | Adsorption of tannic acid from aqueous solution onto chitosan/NaOH/fly ash composites: equilibrium, kinetics, thermodynamics and modeling | |
| Hermassi et al. | Powdered Ca‐activated zeolite for phosphate removal from treated waste‐water | |
| CN1466548B (zh) | 接触剂和吸附剂颗粒 | |
| Tome et al. | Synthesis, characterization and application of acid and alkaline activated volcanic ash-based geopolymers for adsorptive remotion of cationic and anionic dyes from water | |
| JPH11513969A (ja) | 分子篩錯体化合物の製造方法 | |
| WO1996018577A1 (en) | Process for forming alumino-silicate derivatives | |
| Mokgehle et al. | Synthesis of di-carboxylic acid functionalized zeolites from coal fly ash for Cd (II) removal from acid mine drainage using column studies approach | |
| Harja et al. | Removal of heavy metal ions from aqueous solutions using low-cost sorbents obtained from ash | |
| CN109809422B (zh) | 一种提纯凹凸棒土的方法 | |
| Shakur et al. | Selective removal of uranium ions from contaminated waters using modified-X nanozeolite | |
| El Ass | Adsorption of cadmium and copper onto natural clay: Isotherm, kinetic and thermodynamic studies | |
| Gao et al. | Two-step modification (sodium dodecylbenzene sulfonate composites acid-base) of sepiolite (SDBS/ABsep) and its performance for remediation of Cd contaminated water and soil | |
| El Mouzdahir et al. | Interaction of stevensite with Cd2+ and Pb2+ in aqueous dispersions | |
| Li et al. | Performance investigation of struvite high-efficiency precipitation from wastewater using silicon-doped magnesium oxide | |
| Gao et al. | Preparation and characterization of ZSM-5 molecular sieve using coal gangue as a raw material via solvent-free method: Adsorption performance tests for heavy metal ions and methylene blue | |
| Kameda et al. | Uptake of heavy metal cations by chitosan-modified montmorillonite: kinetics and equilibrium studies | |
| Ahmed et al. | Characterization and application of kaolinite clay as solid phase extractor for removal of copper ions from environmental water samples | |
| AL-Darwish et al. | Kinetics of fluoride adsorption onto native and Mg (OH) 2-amended limestone | |
| Guo et al. | NaA zeolite derived from blast furnace slag: its application for ammonium removal | |
| Bouchmila et al. | Purification, characterization and application of cherty rocks as sorbent for separation and preconcentration of rare earths | |
| JPH08511504A (ja) | カオリン類非晶質誘導体 | |
| JP3456387B2 (ja) | 機能性吸着剤及びその製造方法 | |
| CN114950347B (zh) | 一种利用天然石膏和黏土制备的除氟剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070801 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080801 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090801 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090801 Year of fee payment: 6 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090801 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |