JP3563269B2 - 酸化マグネシウムの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉛または鉛化合物の含有量の少ない酸化マグネシウム及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
酸化マグネシウムの製造法には、炭酸マグネシウム（マグネサイトともいう）を焼成する方法と、海水あるいは塩化マグネシウム水溶液（苦汁またはかん水）に水酸化カルシウムを加えて水酸化マグネシウムを生成させ、これをろ過、乾燥した後、焼成する方法とがある。
【０００３】
上記の水酸化マグネシウムを焼成して製造される酸化マグネシウムは、その焼成温度でその性質や用途が異なる。水酸化マグネシウムを１５００℃以上の高温で焼成したものは硬焼（重焼、死焼ともいう）マグネシアまたはマグネシアクリンカーと呼ばれる。本酸化マグネシウムは活性がほとんどなく、高温耐火性能を有し、耐火物材料として塩基性耐火れんがや不定形耐火物の原料などに利用されている。
【０００４】
また、水酸化マグネシウムを４５０〜１３００℃で焼成して得られる酸化マグネシウム（軽焼または仮焼マグネシアともいう。以下、単に酸化マグネシウムという）は、活性が比較的大きく、マグネシアセメント材料、あるいはミネラルの供給源として肥料、食品等の添加剤、制酸剤や下剤などの医薬品の原料、化粧品原料などに利用されている。
この酸化マグネシウムは肥料、食品等の添加剤、医薬品原料として、人体に直接あるいは間接的に摂取され、あるいは化粧品原料として人体に接触するものであるため、重金属の混入量がより少ないものが望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に海水中には、重金属はほとんど存在しない（例えば、鉛については１０^−３〜１０^−６ｐｐｍ程度）が、水酸化カルシウムの原料である石灰石（もしくは石灰岩）には、鉛または鉛化合物が鉛としておよそ０．２〜０．７ｐｐｍ程度存在している。なお、鉛は、例えば酵素阻害剤として人体に有害な作用を示すことが知られている金属である。
また、海水と水酸化カルシウムから生成される水酸化マグネシウムは、重金属の吸着剤としても知られている（例えば、特開昭６０−２２９９０号公報には水酸化マグネシウムを用いた鉱山排水の処理方法が提案されている）。
【０００６】
上記の理由により、海水と水酸化カルシウムから水酸化マグネシウムを生成させた場合、石灰石に含まれている鉛または鉛化合物が水酸化マグネシウムに吸着され、水酸化マグネシウムのＰｂ含有量（鉛含有量）が１．５ｐｐｍ以上になることがある。
なお、水酸化マグネシウムに吸着された鉛も水酸化マグネシウムの乾燥、焼成に伴って、水酸化鉛あるいは酸化鉛等の鉛化合物となる。
上述した酸化マグネシウムは水酸化マグネシウムを１３００℃以下で焼成して製造されるので、沸点が１３００℃以上の鉛化合物が一旦水酸化マグネシウムに混入すると、この鉛化合物を除去することが難しいという問題がある。
【０００７】
水酸化マグネシウムに混入する鉛または鉛化合物の量を低減させる方法として、水酸化マグネシウムに吸着された鉛または鉛化合物を洗浄除去することが考えられるが、水酸化マグネシウムは上述したように鉛または鉛化合物を吸着しやすく洗い流すことは難しい。
また、水酸化マグネシウムに吸着される鉛または鉛化合物の量を低減させる方法としては、Ｐｂ含有量の少ない石灰石から生成された水酸化カルシウムを用いて、海水から水酸化マグネシウムを生成させる方法が考えられるが、石灰石の産出量や輸送コストなどから量産化は難しい。
従って、本発明の目的は、工業的に容易にＰｂ含有量の少ない酸化マグネシウムを得ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鉛または鉛化合物を含有する水酸化マグネシウムを、ハロゲン化物もしくはハロゲンガスであるハロゲン源の存在下に焼成すると、酸化マグネシウム１モル中のＰｂ含有量が２×１０^-7モル以下（好ましくは１×１０^-7 モル以下、さらに好ましくは０．５×１０^-7モル以下）の酸化マグネシウムを得ることができることを見出した。
【０００９】
本発明は、鉛または鉛化合物を含有する水酸化マグネシウムを、ハロゲン化物もしくはハロゲンガスであるハロゲン源の存在下に７００〜１３００℃の範囲内の温度で焼成することを特徴とするＰｂ含有量の低減した酸化マグネシウムの製造方法にある。
上記の酸化マグネシウムの製造方法の好ましい態様は、以下通りである。
１）ハロゲン源が、塩化物または臭化物あるいはこれらの混合物であること。
２）ハロゲン源にハロゲン化物を用いて、水酸化マグネシウム１モルに対して２×１０^-4〜４×１０^-2モルの範囲内の量で存在させること。

【００１０】
【発明の実施の形態】
海水に水酸化カルシウムを加えて水酸化マグネシウムを生成させ、これをろ過、乾燥して、得られた水酸化マグネシウムには海水の主成分である塩化ナトリウムなどのハロゲン化物が存在する。
一般的に、ハロゲン化物が存在する水酸化マグネシウムを焼成すると、焼成炉が劣化しやすくなり、さらには得られた酸化マグネシウムはその純度が低くなったり、塩分が多くなりやすくなる。従って、通常水酸化マグネシウムを焼成して酸化マグネシウムを製造する場合、水酸化マグネシウムは重金属を含まない水で洗浄し、ハロゲン化物の存在量を低減した後焼成する。
【００１１】
しかしながら、本発明者らは、水酸化マグネシウムを、ハロゲン化物もしくはハロゲンガスであるハロゲン源の存在下にて焼成することにより、酸化マグネシウムのＰｂ含有量が低減することを見出した。酸化マグネシウムのＰｂ含有量が低減する明確な理由は不明であるが、鉛化合物が沸点の低いハロゲン化鉛に変化して蒸発しやすくなる。あるいは、水酸化マグネシウムにハロゲン化物を存在させることにより鉛化合物自体の沸点が下がることなどが推定される。
【００１２】
本発明において、ハロゲン源は、ハロゲン化物である塩化物、臭化物が好ましく、その例としては、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、臭化ナトリウム、臭化マグネシウムなどが挙げられる。ハロゲン化物は有機物であっても良い。
ハロゲン源は、ハロゲン化物の気体あるいはハロゲンガスであっても良く、ハロゲン化物の気体の例としては、塩化水素ガス、臭化水素ガスなどが挙げられる。また、ハロゲンガスの例としては、塩素ガス、臭素ガスが挙げられる。
【００１３】
ハロゲン源の存在量は、ハロゲン源としてハロゲン化物を用いた場合には、水酸化マグネシウム１モルに対して、２×１０^−４〜４×１０^−２モルの範囲内の量で存在させることが好ましく、より好ましくは、６×１０^−４〜２×１０^−２モルの範囲内の量である。ハロゲン源の量が少なすぎると、鉛または鉛化合物の除去が不十分になり、またハロゲン源の量が多すぎると、上述したように、焼成炉が劣化しやすくなり、さらには得られた酸化マグネシウムの純度が低くなったり、塩分が多くなる。
【００１４】
本発明において、水酸化マグネシウムにハロゲン源を存在させる方法は、ハロゲン源としてハロゲン化物を用いた場合には、水酸化マグネシウムにハロゲン化物の固体を混合しても、互いに相対する量のハロゲン化物を含有する水酸化マグネシウムを混合しても、あるいは水酸化マグネシウムにハロゲン化物を含む溶液を混合しても良い。ハロゲン化物を含む溶液として、海水あるいは水酸化マグネシウムを生成させ、ろ過したときに発生するろ液を使用しても良い。
【００１５】
また、ハロゲン源としてハロゲン化物の気体あるいはハロゲンガスを用いる場合には、焼成炉中にハロゲン化物の気体あるいはハロゲンガスを循環させても、加熱することによりハロゲン化物の気体あるいはハロゲンガスを発生する化合物の液体あるいは固体を焼成炉中に供給して、水酸化マグネシウムの焼成中に気化させても良い。加熱することによりハロゲン化物の気体を発生する化合物として、臭化エチレンなどを使用することができる。
【００１６】
【実施例】
（水酸化マグネシウムケ−クの製造）
海水１ｍ^３ に対し、水酸化カルシウムを３．５ｋｇ加えて、水酸化マグネシウムを生成させた後、これを水で洗浄した後、減圧ろ過して、含水率４０％の水酸化マグネシウムケークを作成した。得られた水酸化マグネシウムケークに含まれているＰｂ含有量を偏光ゼーマン型原子吸光分析法により定量したところ、Ｐｂ含有量は水酸化マグネシウム１モルに対して、２．８×１０^−７モルであった。なお、得られた水酸化マグネシウムケークに含まれているハロゲン化物の量は水酸化マグネシウム１モルに対して１．５×１０^−４モル以下であった。
【００１７】
（実施例１）
上記の水酸化マグネシウムケークに粉末の塩化ナトリウムを、水酸化マグネシウム（固形分）１モルに対して、塩化ナトリウムが３．３×１０^−３モルになるように加えて、混合した後１２０℃で１２時間乾燥して、次いで９００℃で１時間焼成して、酸化マグネシウムを製造した。
【００１８】
（実施例２）
実施例１において、塩化ナトリウムを水酸化マグネシウム１モルに対して、１．１×１０^−２モルになるようにを加えた以外は、実施例１と同一の条件で、酸化マグネシウムを製造した。
【００１９】
（比較例１）
実施例１において、塩化ナトリウムを加えない以外は実施例１と同一の条件で、酸化マグネシウムを製造した。
【００２０】
（比較例２）
実施例１において、焼成温度を５５０℃として以外は、実施例１と同一の条件で、酸化マグネシウムを製造した。
【００２１】
（評価）
上記のようにして得た酸化マグネシウムのＰｂ含有量を、偏光ゼーマン型原子吸光分析法により定量した。その結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【発明の効果】
鉛または鉛化合物を含有する水酸化マグネシウムを、ハロゲン源の存在下に焼成して得た酸化マグネシウムは、Ｐｂ含有量が大幅に低減する。従って、本発明の製造方法より、Ｐｂ含有量が大幅に低減した酸化マグネシウムを工業的に容易に製造することができる。

Claims (3)

1. 鉛または鉛化合物を含有する水酸化マグネシウムを、ハロゲン化物もしくはハロゲンガスであるハロゲン源の存在下に７００〜１３００℃の範囲内の温度で焼成することを特徴とするＰｂ含有量の低減した酸化マグネシウムの製造方法。
2. ハロゲン源が、塩化物または臭化物、あるいはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１に記載の酸化マグネシウムの製造方法。
3. ハロゲン源にハロゲン化物を用いて、水酸化マグネシウム１モルに対して、２×１０ ^-4 〜４×１０ ^-2 モルの範囲内の量で存在させることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の酸化マグネシウムの製造方法。