JP3860630B2

JP3860630B2 - 水酸化カルシウムの製造法

Info

Publication number: JP3860630B2
Application number: JP31783696A
Authority: JP
Inventors: 啓二小久保; 勇二郎岩本; 勝田森; 秀和宮川; 治郎池永; 隆憲松尾
Original assignee: 菱光石灰工業株式会社
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2016-11-28
Also published as: JPH10158042A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水酸化カルシウム（消石灰）の製造法に係り、特に、比表面積が大きく、反応性が高い水酸化カルシウムの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水酸化カルシウムを製造する場合、酸化カルシウム（生石灰）及び消化水を消化機に定量供給し、消化機内で混合攪拌して生石灰の消化（水和）を行う。消化機から排出された水酸化カルシウムは熟成機に供給され、消化ムラをなくし、付着水分を均一にして排出される。この間に、余分な水分は蒸発し、熟成機出口で水分が殆ど０になるよう消化水量を調節する。
【０００３】
水酸化カルシウム（消石灰）の主要な用途の一つとして、焼却炉等の燃焼排ガスの浄化があるが、これに用いる消石灰は排ガス中の塩化水素や硫黄酸化物との反応性が良いものが望ましい。特公平６−８１９４号には、酸化カルシウムを水３０〜５０容量部及びメタノール等の有機溶剤５０〜７０容量部よりなる消和液体により一定の反応温度のもとで消化させることによる高比表面積の水酸化カルシウムの製造法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特公平６−８１９４号では、可燃性の有機溶剤を多量に添加するため、コスト高であると共に、製造安全面において不利である。
【０００５】
本発明は、比表面積が大きく反応性の高い水酸化カルシウムを安全に効率良く製造できる水酸化カルシウムの製造法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の水酸化カルシウムの製造法は、消化機に酸化カルシウム及び水を供給して消化させ、該消化機からの消化物を熟成機を通す水酸化カルシウムの製造法において、消化機に反応遅延剤を添加した２５℃以下の水を酸化カルシウムの消化当量の２．５倍〜５．０倍で供給する工程と、消化機から取り出された消化物を解砕機で解砕した後、熟成機に供給する工程と、熟成機から取り出された熟成物を乾燥機を通して乾燥させる工程と、乾燥機から取り出される水酸化カルシウムが６０℃以下となるように乾燥機内で冷却する工程とを含むことを特徴とするものである。また、消化機に酸化カルシウム及び水を供給して消化させ、消化機からの消化物を熟成機を通す水酸化カルシウムの製造法において、消化機に反応遅延剤を添加した２５℃以下の水を酸化カルシウムの消化当量の２．５倍〜５．０倍で供給する工程と、熟成機から取り出された熟成物を解砕機で解砕した後、乾燥機に供給し、乾燥機に通して乾燥させる工程と、乾燥機から取り出される水酸化カルシウムが６０℃以下となるように乾燥機内で冷却する工程とを含むことを特徴とするものである。
【０００７】
かかる本発明方法によって製造される水酸化カルシウムは、比表面積が大きく、反応性に優れたものとなる。この理由の一つとして、消化機に多量の水を添加することにより消化機内の過度の昇温が防止され、消化速度が遅くなることが挙げられる。
【０００８】
本発明では、消化機に供給する酸化カルシウムは、２ｍｍ以下とくに１５０μｍ以下であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明では、消化水に反応遅延剤（好ましくは糖類とくにソルビット）を添加することにより、生成する水酸化カルシウムが微粒化して比表面積が大きくなり、反応性が高くなる。この理由は、必らずしも明確ではないが、これらの添加物の添加により生石灰の急激な水和が緩和され、生石灰粒子が水和の際に粒子表面から徐々に水と反応し、生石灰粒子表面から微細な消石灰粒子が剥落する如く生成するためであろうと推察される。
【００１２】
この乾燥機では、取り出される水酸化カルシウムが６０℃以下となるように水酸化カルシウムを乾燥機内部で冷却するのが好ましい。
【００１３】
このように乾燥機から取り出される水酸化カルシウムの温度を低くすることにより、生成した水酸化カルシウムが高温の高活性状態のまま空気と接触することが防止され、空気中のＣＯ₂や水分の吸収による比表面積の低下が防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明では、消化機への供給水量を、消化機に供給される酸化カルシウムの消化当量（理論水和量）の２．５倍以上とする。消化当量は、消化当量の２．５〜５．０倍とりわけ３．０〜３．５倍とするのが好ましい。このように水を過剰に添加することにより、消化機内の温度を低くし、高比表面積の水酸化カルシウムが得られるようになる。
【００１５】
本発明の水酸化カルシウムの製造方法では、酸化カルシウム（生石灰）を水で消化する際、反応遅延剤を添加するのが好ましい。
【００１６】
この反応遅延剤としては、糖類とくにソルビットが好適であるが、その他の反応遅延剤を用いても良い。例えば、乳酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸及びその塩などのオキシカルボン酸が挙げられる。
【００１７】
ソルビット以外の糖類としてはブドウ糖またはショ糖が好ましい。
【００１８】
ジエチレングリコールなどのエチレングリコール類、トリエタノールアミンなどのエタノールアミン類、金属コハク酸のナトリウム塩、カリウム塩、リグニンスルホン酸のナトリウム塩なども用いることができる。
【００１９】
この反応遅延剤は、生石灰と消化水との反応速度を遅延させる効果があり、その添加量は、酸化カルシウムに対し０．１〜１０％とりわけ０．３〜３％とくに０．５〜２％が好ましい。
【００２０】
０．１％より少ないと反応性の改善が不十分であり、１０％超ではコスト高となる。
【００２１】
本発明では、この添加物を消化水に加えて混合撹拌した後、この消化水を消化機に供給するのが好ましい。混合攪拌のための装置は、攪拌機付の混合容器でもよいし、連続式のラインミキサーの如きものでもよい。
【００２２】
この消化機に供給される水の温度は２５℃以下とくに５〜１５℃とりわけ８〜１２℃が好ましい。このように低温の水を消化機に供給することにより、消化機内の消化反応を遅くすることができる。また、この低温水の温度を年間を通じて一定（例えば１０℃）とするのが好ましく、このようにすることにより、消化機内の消化反応温度を年間を通じてほぼ一定の温度とすることができ、製品品質を一定にすることができるようになる。
【００２３】
消化機に供給する酸化カルシウムは、なるべく粒径が小さいものであることが好ましく、このようにすることにより、比表面積が大きな消石灰を製造することができる。消化機に供給される酸化カルシウムは、２ｍｍ以下とりわけ１５０μｍ以下であることが好ましい。１５０μｍ以下にするには、酸化カルシウムをローラーミル等で粉砕すれば良い。
【００２４】
消化機としては２軸あるいは多軸タイプの消化機が好適であり、これを採用することにより、酸化カルシウムと水との混合消化が１軸タイプ消化機に比べ均一になり、安定して高比表面積水酸化カルシウムが得られるようになる。
【００２５】
この消化機から取り出される消化物は、通常の場合団粒状となっているので、解砕機にて解砕してから熟成機に供給するのが好ましい。このように解砕することにより、団粒の原因となっている水分のバラツキが解消され、得られる水酸化カルシウムの比表面積が増大するようになる。
【００２６】
消化物は、この後、熟成機に導入されて熟成される。
【００２７】
この熟成機としては、内部に撹拌羽根が設けられたものなど各種のものを用いることができる。消化物を熟成機を通すことにより、消化物中の水分が均一化される。
【００２８】
熟成機から取り出された熟成物は、好ましくは、解砕機で解砕して乾燥し易くしてから乾燥機に供給し、過剰な水分を飛ばし、好ましくは、水分０．１〜０．５％とくに０．１〜０．２％となるように乾燥する。
【００２９】
この乾燥機内で高温の空気と過度に長時間接していると、水酸化カルシウムが該空気中のＣＯ₂や水分と反応して比表面積が低下するため、１００〜４００℃とりわけ１２０〜１８０℃に２０〜６０ｍｉｎとりわけ２０〜３０ｍｉｎ滞留させて比較的短時間で乾燥させるのが好ましい。また、水酸化カルシウムがこの乾燥機から高温のまま取り出されると、該水酸化カルシウムが空気中のＣＯ₂や水分を多量に吸収するおそれがあるから、乾燥機内において水酸化カルシウムを６０℃以下とくに２０〜３０℃程度に冷却してから水酸化カルシウムを取り出すのが好ましい。
【００３０】
従って、この乾燥機としては、水酸化カルシウム入口側に加熱手段を備え、水酸化カルシウム出口側に冷却手段を備えたものが好ましい。この加熱手段としては、例えば、撹拌スクリュの内部に水蒸気を流通させるようにしたものを採用できる。冷却手段としては例えば水冷ジャケットを用いることができる。
【００３１】
図１は本発明の水酸化カルシウムの製造法を実施するのに好適な生石灰消化装置の概略図である。
【００３２】
水が冷却器１で冷却された後、ラインミキサ２に導入される。このラインミキサ２に反応遅延剤（薬剤）が溶かし込まれた水が導入され、冷却された水と混合される。この水が２軸タイプの消化機４に定量供給される。
【００３３】
この消化機４内には生石灰ホッパー３から生石灰が定量供給され、消化機４内において攪拌羽根によって生石灰と消化水とが混合され、消化反応が行われる。消化機４内の消化反応で生成した水分を含む消石灰は、第１解砕機５で解砕された後、熟成機６内に導入され、攪拌羽根によって攪拌され、熟成される。
【００３４】
熟成機６で熟成された消石灰は、第２解砕機７で解砕された後、乾燥機８に導入され、攪拌羽根で攪拌され、乾燥される。
【００３５】
この撹拌羽根にはボイラ９からの水蒸気が流通されており、該乾燥機８内の消石灰入口側において消石灰が乾燥される。
【００３６】
乾燥機８の消石灰出口側には水冷ジャケットが設けられ、消石灰が冷却される。水冷ジャケットには、冷却塔１０、１１で冷却された冷却水が循環されている。このように乾燥機８で水分を除去した後、粉砕機（図示略）で粉砕し、分級機（図示略）で所定の粒度以下に分級し、製品とする。
【００３７】
なお、乾燥機８としては、パドルドライヤー、ベルト乾燥機、バンド乾燥機、ロータリー乾燥機、流動乾燥機、気流乾燥機、電磁波乾燥機、赤外（遠赤外）乾燥機等いずれでもよいが、できるだけ炭酸ガスとの接触を避け、水酸化カルシウムが炭酸化して、炭酸カルシウムになることを避けるため、上記のように水蒸気流通型の撹拌羽根を備えたものなど間接加熱式のものが好ましい。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例及び比較例について説明する。なお、以下の例におけるクエン酸活性度（ＣＡＡ）とは、０．４Ｎクエン酸溶液１００ｍｌ（３０℃）を攪拌しながら水酸化カルシウム３．７０５ｇを投入し、フェノールフタレインを指示薬として、液が微紅色から濃赤色に変色するまでの時間（秒）を測定した値である。このＣＡＡ値の小さいものほど活性が大きい。
【００３９】
実施例１
図１に示す装置を用い、次の条件で消石灰を製造した。

このようにして得られた水酸化カルシウムを１５０μｍ以下に粉砕して水酸化カルシウムを製造した。この水酸化カルシウムの比表面積とＣＡＡの測定結果を表１に示す。
【００４０】
実施例２
消化水量を消化当量の５．０倍としたこと以外は実施例１と同様にして水酸化カルシウムを製造した。この水酸化カルシウムの比表面積とＣＡＡの測定結果を表１に示す。
【００４１】
実施例３
消化機４へ供給される水のソルビット濃度が１０％となるようにソルビットの添加量を変えたこと以外は実施例１と同様にして水酸化カルシウムを製造した。この水酸化カルシウムの比表面積とＣＡＡの測定結果を表１に示す。
【００４２】
実施例４
ソルビットの代わりにブドウ糖を用いたこと以外は実施例１と同様にして水酸化カルシウムを製造した。この水酸化カルシウムの比表面積とＣＡＡの測定結果を表１に示す。
【００４３】
実施例５
ソルビットの代わりにトリエタノールアミンを用いたこと以外は実施例１と同様にして水酸化カルシウムを製造した。この水酸化カルシウムの比表面積とＣＡＡの測定結果を表１に示す。
【００４４】
実施例６
ソルビットの代わりにグルコン酸ナトリウムを用いたこと以外は実施例１と同様にして水酸化カルシウムを製造した。この水酸化カルシウムの比表面積とＣＡＡの測定結果を表１に示す。
【００４５】
比較例１
消化水量を水酸化カルシウム当量の２．３倍と少なくしたこと以外は実施例１と同様にして水酸化カルシウムを製造した。この水酸化カルシウムの比表面積とＣＡＡの測定結果を表１に示す。
【００４６】
比較例２
消化水量を水酸化カルシウム当量の７．０倍と著しく過剰にしたこと以外は実施例１と同様にして水酸化カルシウムを製造した。この水酸化カルシウムの比表面積とＣＡＡの測定結果を表１に示す。
【００４７】
比較例３
何も溶解させてない水を消化機４に供給したこと以外は実施例１と同様にして水酸化カルシウムを製造した。この水酸化カルシウムの比表面積とＣＡＡの測定結果を表１に示す。
【００４８】
比較例４
消化機４に供給される消化水の水温を３０℃と高い温度としたこと以外は実施例１と同様にして水酸化カルシウムを製造した。この水酸化カルシウムの比表面積とＣＡＡの測定結果を表１に示す。
【００４９】
比較例５
第１解砕機５及び第２解砕機７のいずれをも取り払ったこと以外は実施例１と同様にして水酸化カルシウムを製造した。この水酸化カルシウムの比表面積とＣＡＡの測定結果を表１に示す。
【００５０】
比較例６
乾燥機８の冷却塔１０、１１の運転を停止し、乾燥機８から１５０℃の乾燥物を取り出すようにしたこと以外は実施例１と同様にして水酸化カルシウムを製造した。この水酸化カルシウムの比表面積とＣＡＡの測定結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】

【００５２】
表１から明らかな通り、実施例１〜６によると比表面積が大きく、しかも活性度の高い（ＣＡＡ値の低い）消石灰が得られる。一方、比較例１〜６にあっては、いずれも比表面積が小さく、活性度も低い（ＣＡＡ値が高い）ことが認められる。
【００５３】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると著しく比表面積が大きく活性度の高い水酸化カルシウムを安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施するのに好適な消化装置の構成図である。
【符号の説明】
１冷却装置
２ラインミキサ
３生石灰ホッパー
４消化機
５，７解砕機
６熟成機
８乾燥機

Claims

消化機に酸化カルシウム及び水を供給して消化させ、前記消化機からの消化物を熟成機を通す水酸化カルシウムの製造法において、
前記消化機に反応遅延剤を添加した２５℃以下の水を酸化カルシウムの消化当量の２．５倍〜５．０倍で供給する工程と、
前記消化機から取り出された消化物を解砕機で解砕した後、前記熟成機に供給する工程と、
前記熟成機から取り出された熟成物を乾燥機に通して乾燥させる工程と、
前記乾燥機から取り出される水酸化カルシウムが６０℃以下となるように乾燥機内で冷却する工程と
を含むことを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項１において、消化機に供給される酸化カルシウムの粒径が２ｍｍ以下であることを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項１において、消化機に供給される酸化カルシウムの粒径が１５０μｍ以下であることを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項１において、前記反応遅延剤は糖類であることを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項４において、前記糖類はソルビットであり、消化機に供給される水のソルビット濃度が０．０６〜１２．０ｗｔ％であることを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記消化機は２軸あるいは多軸タイプの消化機であることを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項１ないし６のいずれか１項において、前記熟成機から取り出される熟成物を解砕機で解砕した後、前記乾燥機に供給することを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項１ないし７のいずれか１項において、前記乾燥機から取り出された乾燥物の比表面積が４０ｍ²／ｇ以上であることを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
消化機に酸化カルシウム及び水を供給して消化させ、前記消化機からの消化物を熟成機を通す水酸化カルシウムの製造法において、
前記消化機に反応遅延剤を添加した２５℃以下の水を酸化カルシウムの消化当量の２．５倍〜５．０倍で供給する工程と、
前記熟成機から取り出された熟成物を解砕機で解砕した後、乾燥機に供給し、前記乾燥機に通して乾燥させる工程と、
前記乾燥機から取り出される水酸化カルシウムが６０℃以下となるように乾燥機内で冷却する工程と
を含むことを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項９において、消化機に供給される酸化カルシウムの粒径が２ｍｍ以下であることを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項９において、消化機に供給される酸化カルシウムの粒径が１５０μｍ以下であることを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項９において、前記反応遅延剤は糖類であることを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項１２において、前記糖類はソルビットであり、消化機に供給される水のソルビット濃度が０．０６〜１２．０ｗｔ％であることを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項９ないし１３のいずれか１項において、前記消化機は２軸あるいは多軸タイプの消化機であることを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項９ないし１４のいずれか１項において、消化機から取り出された消化物を解砕機で解砕した後、前記熟成機に供給することを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。
請求項９ないし１５のいずれか１項において、前記乾燥機から取り出された乾燥物の比表面積が４０ｍ ² ／ｇ以上であることを特徴とする水酸化カルシウムの製造法。