JP6467301B2 - Method for producing surface-modified pearlite, filter aid, method for producing filter aid, filtration method, and surface-modified pearlite - Google Patents
Method for producing surface-modified pearlite, filter aid, method for producing filter aid, filtration method, and surface-modified pearlite Download PDFInfo
- Publication number
- JP6467301B2 JP6467301B2 JP2015130441A JP2015130441A JP6467301B2 JP 6467301 B2 JP6467301 B2 JP 6467301B2 JP 2015130441 A JP2015130441 A JP 2015130441A JP 2015130441 A JP2015130441 A JP 2015130441A JP 6467301 B2 JP6467301 B2 JP 6467301B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pearlite
- modified
- producing
- zeolite
- filter aid
- 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.)
- Active
Links
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 title claims description 108
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 34
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims description 21
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 51
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 50
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 41
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 15
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical group [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 21
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 18
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 15
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 15
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 8
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 7
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- WPUINVXKIPAAHK-UHFFFAOYSA-N aluminum;potassium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Al+3].[K+] WPUINVXKIPAAHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012764 semi-quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D37/00—Processes of filtration
- B01D37/02—Precoating the filter medium; Addition of filter aids to the liquid being filtered
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/16—Alumino-silicates
- B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
- C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
- C01B39/46—Other types characterised by their X-ray diffraction pattern and their defined composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
Description
本発明は、表面修飾パーライトの製造方法、ろ過助剤、ろ過方法、及び表面修飾パーライトに関する。 The present invention relates to a method for producing surface-modified pearlite, a filter aid, a filtration method, and surface-modified pearlite.
パーライトは、真珠岩を原料として、粉砕，加熱処理により発泡させることで得られる粉体である。このパーライトはケイ酸アルミニウムを主成分としており、例えばろ過助剤として使用されている。例えば特許文献１には、パーライトをろ過助剤として用いて、ろ過する方法が開示されている。この特許文献１には、パーライトの他に、活性炭，ゼオライト，カルシウム塩などの粉体を混合してろ過助剤として使用することも開示されている。 Pearlite is a powder obtained by using pearlite as a raw material and foaming by crushing and heat treatment. This pearlite contains aluminum silicate as a main component, and is used, for example, as a filter aid. For example, Patent Document 1 discloses a method of filtering using perlite as a filter aid. This Patent Document 1 discloses that powders such as activated carbon, zeolite, and calcium salt are mixed and used as a filter aid in addition to pearlite.
また、特許文献２には、パーライトの一部をゼオライト化した人工ゼオライト（表面修飾パーライト）が開示されている。この人工ゼオライトは、パーライトとアルカリ金属水酸化物とを含む混合物を、水の共存下に加熱することによって製造することが開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses an artificial zeolite (surface-modified pearlite) in which a part of pearlite is zeoliteized. It is disclosed that this artificial zeolite is produced by heating a mixture containing pearlite and an alkali metal hydroxide in the presence of water.
ところで、ゼオライトは、イオン交換特性や吸着特性をはじめとする化学特性を有しており、パーライトのろ過機能とゼオライトの化学特性とを両立したものが求められている。しかしながら、特許文献１に記載のように、パーライトの他にゼオライトを混ぜて、ろ過助剤として使用した場合、ゼオライトが含まれることによりパーライトのろ過機能が大きく低下してしまうことがあった。 By the way, zeolite has chemical characteristics such as ion exchange characteristics and adsorption characteristics, and those having both the filtration function of pearlite and the chemical characteristics of zeolite are required. However, as described in Patent Document 1, when zeolite is mixed in addition to pearlite and used as a filter aid, the filtration function of pearlite may be greatly reduced due to inclusion of zeolite.
一方、特許文献２に記載の人工ゼオライト（表面修飾パーライト）は、パーライトの一部をゼオライト化したときに十分なろ過機能が得られる場合があるが、製造時においてパーライトとアルカリ金属水酸化物とを含む混合物を高温に加熱する必要があり、製造コストが増加する問題があった。 On the other hand, the artificial zeolite (surface-modified pearlite) described in Patent Document 2 may have a sufficient filtration function when part of the pearlite is zeoliticized. Therefore, there is a problem in that the production cost increases.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、表面修飾パーライトを低温で製造することができ、製造コストを抑制可能な表面修飾パーライトの製造方法を提供することを目的とする。また、この表面修飾パーライトの製造方法を用いたろ過助剤、このろ過助剤を用いたろ過方法、及び低温で製造することができる表面修飾パーライトを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the manufacturing method of the surface modification pearlite which can manufacture a surface modification pearlite at low temperature, and can suppress manufacturing cost. Moreover, it aims at providing the filter aid using the manufacturing method of this surface modification perlite, the filtration method using this filter aid, and the surface modification perlite which can be manufactured at low temperature.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る表面修飾パーライトの製造方法は、パーライトとアルミニウム塩とを、アルカリ金属水酸化物の水溶液に加える調製工程と、該調製工程で得られた溶液を加熱する加熱工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a method for producing a surface-modified pearlite according to one aspect of the present invention includes a preparation step of adding pearlite and an aluminum salt to an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, A heating step of heating the solution obtained in the preparation step.
また、本発明の一態様に係る表面修飾パーライトの製造方法において、前記アルミニウム塩はアルミン酸ナトリウムであり、前記アルカリ金属水酸化物は水酸化ナトリウムであることを特徴とする。 In the method for producing surface-modified pearlite according to one aspect of the present invention, the aluminum salt is sodium aluminate, and the alkali metal hydroxide is sodium hydroxide.
また、本発明の一態様に係る表面修飾パーライトの製造方法は、前記加熱工程において、前記溶液の温度を１００℃以下に加熱することを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the surface modification pearlite which concerns on 1 aspect of this invention is characterized by heating the temperature of the said solution to 100 degrees C or less in the said heating process.
また、本発明の一態様に係る表面修飾パーライトの製造方法は、前記加熱工程において、前記溶液の温度を８０℃未満に加熱することを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the surface modification pearlite which concerns on 1 aspect of this invention is characterized by heating the temperature of the said solution to less than 80 degreeC in the said heating process.
また、本発明の一態様に係る表面修飾パーライトの製造方法は、前記調製工程及び前記加熱工程を常圧で行うことを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the surface modification pearlite which concerns on 1 aspect of this invention is characterized by performing the said preparation process and the said heating process at a normal pressure.
また、本発明の一態様に係る表面修飾パーライトの製造方法は、前記調製工程において、ＳｉとＡｌのモル比Ｓｉ／Ａｌが、２．５未満となるように前記パーライトと前記アルミニウム塩との量を設定することを特徴とする。 Further, in the preparation method of the surface-modified pearlite according to one aspect of the present invention, in the preparation step, the amount of the pearlite and the aluminum salt is such that the Si / Al molar ratio Si / Al is less than 2.5. Is set.
また、本発明の一態様に係るろ過助剤は、前述の表面修飾パーライトの製造方法により製造された表面修飾パーライトからなることを特徴とする。 The filter aid according to one embodiment of the present invention is characterized by comprising surface-modified pearlite produced by the above-described method for producing surface-modified pearlite.
また、本発明の一態様に係るろ過方法は、前述のろ過助剤を被ろ過水に混合し、ろ材を通じて該被ろ過水をろ過することを特徴とする。 Moreover, the filtration method which concerns on 1 aspect of this invention mixes the above-mentioned filter aid with to-be-filtered water, and filters this to-be-filtered water through a filter medium.
また、本発明の一態様に係る表面修飾パーライトは、パーライトの表面にゼオライトが形成された構造を有し、ＳｉとＡｌのモル比Ｓｉ／Ａｌが４．３以下であることを特徴とする。 The surface-modified pearlite according to one embodiment of the present invention has a structure in which zeolite is formed on the surface of pearlite, and a molar ratio Si / Al between Si and Al is 4.3 or less.
本発明によれば、表面修飾パーライトを低温で製造することができ、製造コストを抑制可能である。 According to the present invention, the surface-modified pearlite can be produced at a low temperature, and the production cost can be suppressed.
以下に、本発明に係る表面修飾パーライトの製造方法、ろ過助剤、ろ過方法、及び表面修飾パーライトの実施形態について説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付し、重複した説明を適宜省略する。 Below, the manufacturing method of the surface modification pearlite based on this invention, the filter aid, the filtration method, and embodiment of surface modification pearlite are described. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals as appropriate, and repeated descriptions are omitted as appropriate.
本発明の実施形態に係る表面修飾パーライトは、パーライトの表面にゼオライトが形成された構造を有している。この表面修飾パーライトは、例えば、構成元素の成分として、Ｓｉ，Ａｌ，Ｋ，Ｎａ，Ｆｅ，Ｃａ，Ｏなどを含んでいる。ここで、本実施形態に係る表面修飾パーライトにおいて、ＳｉとＡｌのモル比Ｓｉ／Ａｌが４．３以下とされている。ＳｉとＡｌのモル比Ｓｉ／Ａｌは、好ましくは、１．７９以上３．７５以下である。このモル比Ｓｉ／Ａｌは、蛍光Ｘ線分析装置を用いて表面修飾パーライトに対して半定量分析を行い、測定された重量からＡｌとＳｉとのモル比を算出することによって求めることができる。 The surface-modified perlite according to the embodiment of the present invention has a structure in which zeolite is formed on the surface of perlite. This surface-modified pearlite contains, for example, Si, Al, K, Na, Fe, Ca, O and the like as constituent elements. Here, in the surface-modified pearlite according to this embodiment, the Si / Al molar ratio Si / Al is set to 4.3 or less. The molar ratio Si / Al between Si and Al is preferably 1.79 or more and 3.75 or less. This molar ratio Si / Al can be obtained by conducting a semi-quantitative analysis on the surface-modified pearlite using a fluorescent X-ray analyzer and calculating the molar ratio of Al and Si from the measured weight.
パーライトは、真珠岩を原料として、粉砕，加熱処理によって発泡させた粉体であり、その化学組成はケイ酸アルミニウムが主成分の非晶質な構造を有する。このパーライトは、多孔質で軽量であり、断熱性・耐火性・耐薬品性に優れている。例えば、表面修飾パーライトにおいて、パーライトの粒径は、例えば５μｍ以上５０００μｍ以下とされている。表面修飾パーライトをろ過助剤として用いる場合は、パーライトの平均粒径が、１００μｍ以下であることが好ましい。 Pearlite is a powder foamed by crushing and heat treatment using pearlite as a raw material, and its chemical composition has an amorphous structure mainly composed of aluminum silicate. This pearlite is porous and lightweight, and has excellent heat insulation, fire resistance, and chemical resistance. For example, in surface-modified pearlite, the particle size of pearlite is, for example, 5 μm or more and 5000 μm or less. When surface-modified pearlite is used as a filter aid, the average particle size of pearlite is preferably 100 μm or less.
ゼオライトは、アルミノケイ酸塩であり、イオン交換特性や吸着特性などを有する。このゼオライトは、例えば、ＬＴＡ型のゼオライトやＦＡＵ型のゼオライトがある。 Zeolite is an aluminosilicate and has ion exchange characteristics and adsorption characteristics. Examples of the zeolite include LTA type zeolite and FAU type zeolite.
次に、本実施形態に係る表面修飾パーライトの製造方法について図１を参照して説明する。この表面修飾パーライトの製造方法は、例えば、調製工程Ｓ１と、撹拌工程Ｓ２と、熟成工程Ｓ３と、加熱工程Ｓ４と、吸引ろ過工程Ｓ５と、乾燥・粉砕工程Ｓ６と、を備えている。 Next, the manufacturing method of the surface modification pearlite based on this embodiment is demonstrated with reference to FIG. This method for producing surface-modified pearlite includes, for example, a preparation step S1, a stirring step S2, an aging step S3, a heating step S4, a suction filtration step S5, and a drying / pulverizing step S6.
まず、調製工程Ｓ１が行われる。調製工程Ｓ１では、パーライトと、アルミニウム塩とを準備し、これらをアルカリ金属水酸化物の水溶液に加える。パーライトは例えば、質量％で、ＳｉＯ２：７５．０％、Ａｌ２Ｏ３：１４．０％、Ｆｅ２Ｏ３：０．９％、ＣａＯ：０．１％、Ｋ２Ｏ：４．２％、Ｎａ２Ｏ：３．５％、及び残部からなる成分組成を有するものを使用する。 First, preparation process S1 is performed. In the preparation step S1, pearlite and an aluminum salt are prepared and added to an aqueous solution of an alkali metal hydroxide. The pearlite is, for example, mass%, SiO 2 : 75.0%, Al 2 O 3 : 14.0%, Fe 2 O 3 : 0.9%, CaO: 0.1%, K 2 O: 4.2. %, Na 2 O: 3.5%, and those having a component composition consisting of the balance are used.
アルミニウム塩は、例えば、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、硫酸アルミニウムなどであり、本実施形態ではアルミニウム塩として、アルミン酸ナトリウムを用いる。アルカリ金属水酸化物は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどである。本実施形態では、アルカリ金属水酸化物として、水酸化ナトリウムを用いる。 Examples of the aluminum salt include sodium aluminate, potassium aluminate, and aluminum sulfate. In this embodiment, sodium aluminate is used as the aluminum salt. Examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydroxide and potassium hydroxide. In this embodiment, sodium hydroxide is used as the alkali metal hydroxide.
本実施形態では、調製工程Ｓ１において、１Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）の水酸化ナトリウム水溶液に、パーライト及びアルミン酸ナトリウムを加える。ここで、パーライトと、アルミン酸ナトリウムとを、例えばＳｉとＡｌとのモル比Ｓｉ／Ａｌが２．５未満となるように設定する。好ましいＳｉ／Ａｌの範囲は、０．５以上２．０以下であり、より好ましくは、０．５以上１．５以下である。なお、Ｓｉ／Ａｌは、パーライト中のＳｉのモル量と、パーライト中のＡｌのモル量及びアルミン酸ナトリウム中のＡｌのモル量を足し合わせたものと、の比を算出したものである。 In this embodiment, pearlite and sodium aluminate are added to a 1 M (mol / L) aqueous sodium hydroxide solution in the preparation step S1. Here, pearlite and sodium aluminate are set such that, for example, the molar ratio Si / Al between Si and Al is less than 2.5. The range of preferable Si / Al is 0.5 or more and 2.0 or less, More preferably, it is 0.5 or more and 1.5 or less. Si / Al is the ratio of the molar amount of Si in pearlite to the sum of the molar amount of Al in pearlite and the molar amount of Al in sodium aluminate.
次いで、撹拌工程Ｓ２において、アルカリ金属水酸化物水溶液にパーライトとアルミニウム塩とを加えた溶液を撹拌する。
次いで、熟成工程Ｓ３において、撹拌後の溶液を２４時間保持する。
Next, in a stirring step S2, a solution obtained by adding pearlite and an aluminum salt to an aqueous alkali metal hydroxide solution is stirred.
Next, in the aging step S3, the stirred solution is held for 24 hours.
次いで、加熱工程Ｓ４において、加熱する。ここで、必要に応じて加圧しても良い。本実施形態では、加圧せずに、常圧において１００℃以下に加熱している。すなわち、本実施形態では、オートクレーブを使用せずに表面修飾パーライトの製造を行う。この加熱工程Ｓ４において、パーライトの表面にゼオライトが形成される。加熱温度について好ましくは、８０℃以下である。加熱温度の下限は特にないが、例えば３０℃以上である。より好ましい加熱温度の範囲は、４５℃以上７５℃以下である。 Next, heating is performed in the heating step S4. Here, you may pressurize as needed. In this embodiment, it is heated to 100 ° C. or lower at normal pressure without applying pressure. That is, in this embodiment, surface-modified pearlite is produced without using an autoclave. In this heating step S4, zeolite is formed on the surface of the pearlite. The heating temperature is preferably 80 ° C. or lower. The lower limit of the heating temperature is not particularly limited, but is, for example, 30 ° C. or higher. A more preferable heating temperature range is 45 ° C. or higher and 75 ° C. or lower.
次いで、吸引ろ過工程Ｓ５において、加熱工程Ｓ４を行った後の溶液に対して、吸引ろ過を行う。これにより溶液をろ過し、溶液中の固体と液体とを分離する。
次いで、乾燥・粉砕工程Ｓ６において、吸引ろ過工程Ｓ５で分離された固体を乾燥させた後に、粉砕を行う。このようにして、本実施形態に係る表面修飾パーライトが製造される。
Subsequently, in suction filtration process S5, suction filtration is performed with respect to the solution after performing heating process S4. Thereby, the solution is filtered, and the solid and the liquid in the solution are separated.
Next, in the drying / pulverization step S6, the solid separated in the suction filtration step S5 is dried and then pulverized. In this way, the surface-modified pearlite according to this embodiment is manufactured.
以上のような構成とされた本実施形態に係る表面修飾パーライトの製造方法においては、パーライトとアルミニウム塩とを、アルカリ金属水酸化物の水溶液に加える調製工程と、調製工程で得られた溶液を加熱する加熱工程とを備えており、この加熱工程においてパーライトの表面にゼオライトを形成し、パーライトの表面を修飾することができる。この表面修飾パーライトは、パーライトの表面がゼオライトに置換されることにより形成されており、ろ過機能としてのパーライトの特性と、吸着や陽イオン交換特性としてのゼオライトの特性とを併せ持つ。また、この特性は、パーライトの粒径及びゼオライトの形成量を調整することで、制御することができる。 In the method for producing a surface-modified pearlite according to the present embodiment configured as described above, a preparation step of adding pearlite and an aluminum salt to an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, and a solution obtained in the preparation step A heating step of heating. In this heating step, zeolite can be formed on the surface of pearlite to modify the surface of pearlite. This surface-modified perlite is formed by substituting the surface of perlite with zeolite, and has both the characteristics of perlite as a filtration function and the characteristics of zeolite as adsorption and cation exchange characteristics. This characteristic can be controlled by adjusting the particle size of pearlite and the amount of zeolite formed.
また、パーライトとアルミニウム塩とをアルカリ金属水酸化物の水溶液に加える構成とされているので、加熱工程においてより低温でゼオライトを合成することができる。すなわち、本実施形態に係る表面修飾パーライトの製造方法においては、アルミニウム塩を加えずに、パーライトをアルカリ金属水酸化物の水溶液に加え、水熱合成する場合と比較して、より低温の加熱によってゼオライトを合成することができる。したがって、製造時の加熱を低温化することによって製造コストを低減することが可能となる。 Moreover, since it is set as the structure which adds a pearlite and aluminum salt to the aqueous solution of an alkali metal hydroxide, a zeolite can be synthesize | combined at low temperature in a heating process. That is, in the method for producing surface-modified pearlite according to the present embodiment, by adding pearlite to an aqueous solution of an alkali metal hydroxide without adding an aluminum salt, by heating at a lower temperature than in the case of hydrothermal synthesis. Zeolite can be synthesized. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost by lowering the heating during manufacturing.
また、本実施形態では、アルミニウム塩としてアルミン酸ナトリウムを用い、アルカリ金属水酸化物として水酸化ナトリウムを用いているので、ゼオライトを効率良く合成できるとともに、加熱工程における加熱温度もより低温化することが可能である。 In this embodiment, sodium aluminate is used as the aluminum salt and sodium hydroxide is used as the alkali metal hydroxide, so that zeolite can be synthesized efficiently and the heating temperature in the heating process can be lowered. Is possible.
例えば、本実施形態に係る表面修飾パーライトの製造方法においては、上述のような構成とされているため、加熱工程において溶液の温度を１００℃以下に加熱することでパーライトの表面にゼオライトを合成できる。また、本実施形態に係る表面修飾パーライトの製造方法においては、オートクレーブのような装置を必要とせず、常圧でパーライトの表面にゼオライトを合成できる。また、本実施形態の表面修飾パーライトの製造方法においては、８０℃未満のような低温の加熱でも上述の表面修飾パーライトを製造可能である。 For example, in the method for producing a surface-modified pearlite according to the present embodiment, since it is configured as described above, zeolite can be synthesized on the surface of pearlite by heating the temperature of the solution to 100 ° C. or lower in the heating step. . In the method for producing surface-modified pearlite according to the present embodiment, zeolite can be synthesized on the surface of pearlite at normal pressure without the need for an apparatus such as an autoclave. Moreover, in the manufacturing method of the surface modification pearlite of this embodiment, the above-mentioned surface modification pearlite can be manufactured even by heating at a low temperature of less than 80 ° C.
ここで、本実施形態に係る表面修飾パーライトの製造方法により製造される表面修飾パーライトは、例えばろ過助剤として好適に使用することができる。このろ過助剤は、ろ過機能と、吸着や陽イオン交換特性の機能とを併せ持っており、例えば、被ろ過水の陽イオンを吸着しながらろ過することが可能である。ろ過方法は、例えば前述のろ過助剤を被ろ過水に混合し、ろ材を通じて該被ろ過水をろ過するものである。 Here, the surface-modified pearlite produced by the method for producing a surface-modified pearlite according to the present embodiment can be suitably used, for example, as a filter aid. This filter aid has both a filtration function and a function of adsorption and cation exchange characteristics. For example, it can be filtered while adsorbing cations of water to be filtered. In the filtration method, for example, the above-mentioned filter aid is mixed with the water to be filtered, and the water to be filtered is filtered through the filter medium.
なお、上記の実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Note that the present invention is not limited to the above embodiment. What was comprised combining each component mentioned above suitably is also contained in this invention. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
（実施例１）
次に、本発明の実施例について説明する。まず、実施例１について説明する。表１に示す質量のパーライト（ロカヘルプ４３９：三井金属鉱業（株）社製）及びアルミン酸ナトリウムを、１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液１５ｍｌに加え、撹拌した。なお、表中のＳｉ／Ａｌは、実施形態で説明したＳｉ／Ａｌと同じ意味を有する。次いで、撹拌後の溶液を２４時間熟成させた後に、５５℃に加熱して７２時間保持した。次に、この溶液を吸引ろ過により、液体と固体とを分離する。そして、得られた固体を乾燥、粉砕し、発明例１〜４の供試体を作製した。
Example 1
Next, examples of the present invention will be described. First, Example 1 will be described. Perlite (LocaHelp 439: Mitsui Metal Mining Co., Ltd.) and sodium aluminate having the masses shown in Table 1 were added to 15 ml of 1M aqueous sodium hydroxide solution and stirred. In addition, Si / Al in a table | surface has the same meaning as Si / Al demonstrated in embodiment. Next, the stirred solution was aged for 24 hours, and then heated to 55 ° C. and held for 72 hours. Next, the solution and the solid are separated by suction filtration. And the obtained solid was dried and grind | pulverized, and the specimen of invention examples 1-4 was produced.
上述のようにして得た発明例１〜４の供試体に対して、ＸＲＤ（Ｘ−ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）による結晶構造解析と、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて組織観察を行った。ＸＲＤによる結晶構造解析の結果を図２に示す。また、ＳＥＭによる組織観察の結果の例を図３に示す。 The specimens of Invention Examples 1 to 4 obtained as described above were subjected to crystal structure analysis by XRD (X-ray Diffraction) and structure observation using SEM (Scanning Electron Microscope). The result of crystal structure analysis by XRD is shown in FIG. In addition, FIG. 3 shows an example of the result of tissue observation by SEM.
図２に示すように、発明例１〜４の供試体では、ＬＴＡ型のゼオライトが形成されていることが確認された。また、発明例１（Ｓｉ／Ａｌが２．０のＬＴＡ型ゼオライト）では、Ｘ線の回折強度が低く、発明例２〜４に比べてゼオライトの合成量が低いことが確認された。なお、発明例１のＸ線回折結果では、非晶質によるブロードなピークの影響が大きくなっている。 As shown in FIG. 2, it was confirmed that LTA-type zeolite was formed in the specimens of Invention Examples 1 to 4. Further, in Invention Example 1 (LTA type zeolite having Si / Al of 2.0), the X-ray diffraction intensity was low, and it was confirmed that the synthesis amount of zeolite was low as compared with Invention Examples 2-4. In addition, in the X-ray-diffraction result of the invention example 1, the influence of the broad peak by amorphous is large.
また、ＳＥＭ観察の結果から、発明例１〜４の供試体では、パーライトの表面に微細なゼオライトが形成されていることが確認された。図３（ａ）は、発明例２の供試体の２０００倍のＳＥＭ画像、図３（ｂ）は、発明例３の供試体の２０００倍のＳＥＭ画像、図３（ｃ）は、発明例３の供試体の１５０００倍のＳＥＭ画像である。また、ＳＥＭ観察結果からも、発明例１の供試体は、発明例２〜４の供試体と比較して、ゼオライトの合成量が少ないことも確認された。以上のことから、Ｓｉ／Ａｌが２．０以下ではゼオライトを確実に合成することができ、Ｓｉ／Ａｌが１．５以下では、よりゼオライトを効率的に合成することができることが確認された。なお、ＳＥＭによる組織観察において、ＥＤＸ（Ｅｎｅｒｆｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）装置を用いて組成分析を行うことで、パーライトとゼオライトとを見分けることもできる。 Moreover, from the result of SEM observation, it was confirmed that in the specimens of Invention Examples 1 to 4, fine zeolite was formed on the surface of pearlite. 3A is a 2000 times SEM image of the specimen of Invention Example 2, FIG. 3B is a 2000 times SEM image of the specimen of Invention Example 3, and FIG. It is a SEM image of 15000 times the specimen. In addition, from the SEM observation results, it was also confirmed that the specimen of Invention Example 1 had a smaller amount of zeolite synthesized than the specimens of Invention Examples 2 to 4. From the above, it was confirmed that when Si / Al is 2.0 or less, zeolite can be synthesized reliably, and when Si / Al is 1.5 or less, zeolite can be synthesized more efficiently. In addition, in the structure observation by SEM, it is also possible to distinguish between pearlite and zeolite by performing composition analysis using an EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy) apparatus.
（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例２では、Ｓｉ／Ａｌ及び加熱温度の条件を表２に示す条件に変えたこと以外は、実施例１で説明した方法と同様にして、発明例５〜８の供試体を作製した（表２参照）。具体的には、加熱温度を７５℃に設定した。このようにして作製した発明例５〜８の供試体に対して、実施例１と同様に、ＸＲＤによる結晶構造解析と、ＳＥＭによる組織観察を行った。ＸＲＤによる結晶構造解析の結果を図４に示す。なお、図４では、発明例７の実験結果の記載を省略している。
(Example 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In Example 2, specimens of Invention Examples 5 to 8 were produced in the same manner as described in Example 1 except that the conditions of Si / Al and the heating temperature were changed to the conditions shown in Table 2 ( (See Table 2). Specifically, the heating temperature was set to 75 ° C. For the specimens of Invention Examples 5 to 8 thus produced, the crystal structure analysis by XRD and the structure observation by SEM were performed in the same manner as in Example 1. The result of the crystal structure analysis by XRD is shown in FIG. In FIG. 4, the description of the experimental results of Invention Example 7 is omitted.
ＸＲＤによる結晶構造解析の結果から発明例５〜８の供試体は、ゼオライトが形成されていることが確認された。また、５５℃で合成した場合よりもＸ線の回折強度が高く、ゼオライトの結晶性が高くなることも確認された。また、発明例５の供試体では、ＬＴＡ型及びＦＡＵ型のゼオライトが確認された。一方、発明例６〜８の供試体では、ＬＴＡ型のゼオライトが確認された。また、ＳＥＭ観察の結果から、５５℃で作製した場合と比較して、パーライトが少なくなり、ゼオライトが増加することが確認された。Ｓｉ／Ａｌが２．５の条件で作製された発明例５の供試体では、パーライトの量が特に少ないことが確認された。 From the results of crystal structure analysis by XRD, it was confirmed that zeolite was formed in the specimens of Invention Examples 5 to 8. It was also confirmed that the X-ray diffraction intensity was higher than when synthesized at 55 ° C., and the zeolite had higher crystallinity. In the specimen of Invention Example 5, zeolites of LTA type and FAU type were confirmed. On the other hand, in the specimens of Invention Examples 6 to 8, LTA type zeolite was confirmed. From the results of SEM observation, it was confirmed that pearlite was reduced and zeolite was increased as compared with the case of being produced at 55 ° C. It was confirmed that the amount of pearlite was particularly small in the specimen of Invention Example 5 produced under the condition of Si / Al of 2.5.
（実施例３）
次に、本発明の実施例３について説明する。実施例３では、加熱温度の条件を４５℃に変えたこと以外は、実施例１で説明した方法と同様にして、発明例９〜１２の供試体を作製した（表３参照）。これら発明例９〜１２の供試体に対して、実施例１と同様に、ＸＲＤによる結晶構造解析と、ＳＥＭによる組織観察を行った。ＸＲＤによる結晶構造解析の結果を図５に示す。
(Example 3)
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described. In Example 3, specimens of Invention Examples 9 to 12 were prepared in the same manner as described in Example 1 except that the heating temperature condition was changed to 45 ° C. (see Table 3). For these specimens of Invention Examples 9 to 12, as in Example 1, crystal structure analysis by XRD and structure observation by SEM were performed. The results of crystal structure analysis by XRD are shown in FIG.
図５に示すように、ＸＲＤによる結晶構造解析の結果から、発明例９〜１２の供試体では、ＬＴＡ型のゼオライトが形成されていることが確認された。なお、４５℃の合成条件では、ＦＡＵ型のゼオライトは確認されなかった。また、ＳＥＭ観察の結果からも、パーライトの表面に微細なゼオライトが合成されていることが確認された。 As shown in FIG. 5, from the results of crystal structure analysis by XRD, it was confirmed that LTA-type zeolite was formed in the specimens of Invention Examples 9 to 12. Note that FAU type zeolite was not confirmed under the synthesis conditions of 45 ° C. Also, from the result of SEM observation, it was confirmed that fine zeolite was synthesized on the surface of pearlite.
以上の実施例１〜３の結果から、加熱温度４５℃〜７５℃の範囲では、ゼオライトの生成量及び、パーライトとゼオライトの割合のバランスから、Ｓｉ／Ａｌが０．５以上１．５以下の範囲に設定することが好ましい。 From the results of Examples 1 to 3 above, in the heating temperature range of 45 ° C. to 75 ° C., Si / Al is 0.5 or more and 1.5 or less from the balance of the amount of zeolite produced and the ratio of pearlite and zeolite. It is preferable to set the range.
（実施例４）
次に、本発明の実施例４について説明する。実施例４では、表面修飾パーライトを作製する際においてオートクレーブが必要か否かについて調べた。発明例１３は、オートクレーブ容器を用いて、表４に示すＳｉ／Ａｌとなるようにし、その他は実施例１で説明した方法と同様にして表面修飾パーライトの供試体を作製した。発明例１４は、オートクレープ容器を使用せず、セラミックス容器に溶液を入れて、表４に示すＳｉ／Ａｌとなるようにし、その他は実施例１で説明した方法と同様にして表面修飾パーライトの供試体を作製した。発明例１５は、１Ｌの樹脂容器に７００ｍｌの溶液となるように、表４に示すロカヘルプ４３９とアルミン酸ナトリウムとを水酸化ナトリウムに加え、その他は実施例１で説明した方法と同様にして表面修飾パーライトの供試体を作製した。
Example 4
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In Example 4, it was investigated whether or not an autoclave was necessary when producing surface-modified pearlite. Inventive Example 13 was a surface modified perlite specimen using the autoclave container so that the Si / Al shown in Table 4 was obtained, and the others were the same as the method described in Example 1. Inventive Example 14 does not use an autoclave container, but puts the solution in a ceramic container so that the Si / Al shown in Table 4 is obtained. Others are similar to the method described in Example 1, except that the surface-modified pearlite is used. A specimen was prepared. Inventive Example 15 was conducted in the same manner as in Example 1 except that LokaHelp 439 and sodium aluminate shown in Table 4 were added to sodium hydroxide so that a 700 ml solution was obtained in a 1 L resin container. A specimen of modified perlite was prepared.
これら発明例１３〜１５の供試体に対して、実施例１と同様に、ＸＲＤによる結晶構造解析と、ＳＥＭによる組織観察を行った。ＸＲＤによる結晶構造解析の結果を図６に示す。図６に示すように、発明例１３〜１５の供試体において、ＬＴＡ型のゼオライトが形成されていることが確認された。また、ＳＥＭ観察結果からも、パーライトの表面にゼオライトが形成されていることを確認した。この結果から、オートクレーブを使用しなくても、本発明例の表面修飾パーライトを製造できることが確認された。 For the specimens of Invention Examples 13 to 15, similarly to Example 1, the crystal structure analysis by XRD and the structure observation by SEM were performed. The result of the crystal structure analysis by XRD is shown in FIG. As shown in FIG. 6, it was confirmed that LTA type zeolite was formed in the specimens of Invention Examples 13 to 15. Also, from the SEM observation results, it was confirmed that zeolite was formed on the surface of pearlite. From this result, it was confirmed that the surface-modified pearlite of the present invention example could be produced without using an autoclave.
（実施例５）
次に、本発明の実施例５について説明する。実施例５で、パーライトからゼオライトへの転化率と時間との関係を調べた。表５に示す条件で、発明例１６〜２０の供試体を作製した。加熱時間は、２４ｈ〜１２０ｈの範囲に設定した。
(Example 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In Example 5, the relationship between the conversion rate of pearlite to zeolite and time was examined. Under the conditions shown in Table 5, specimens of Invention Examples 16 to 20 were produced. The heating time was set in the range of 24h to 120h.
作製した供試体について、結晶構造解析と、ＳＥＭによる組織観察を行った。また、蛍光Ｘ線分析により、表面修飾パーライト中におけるＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３のｍａｓｓ％の割合を求め、さらにＳｉとＡｌのモル比Ｓｉ／Ａｌを算出した。この評価結果を、表６に示す。 The prepared specimen was subjected to crystal structure analysis and structural observation by SEM. Moreover, the ratio of mass% of SiO 2 and Al 2 O 3 in the surface-modified pearlite was determined by fluorescent X-ray analysis, and the molar ratio Si / Al of Si / Al was calculated. The evaluation results are shown in Table 6.
（実施例６）
次に、本発明の実施例６について説明する。実施例６では、表面修飾パーライトのイオン吸着試験を行った。イオン吸着試験は、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎの標準溶液（２０ｍｌ、１０ｐｐｍ）の溶液を用意し、吸着剤として表７〜１０に示すものを溶液に対して１ｗｔ％加え、１〜１２時間浸漬させた。その後、ろ過を行い、ろ液を回収し、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）測定を行った。
(Example 6)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In Example 6, an ion adsorption test of the surface-modified pearlite was performed. For the ion adsorption test, a standard solution (20 ml, 10 ppm) of Cd, Cu, Pb, and Zn was prepared, and 1 wt% of the adsorbent shown in Tables 7 to 10 was added to the solution and immersed for 1 to 12 hours. I let you. Then, it filtered, collect | recovered the filtrate and performed ICP (Inductively Coupled Plasma) measurement.
なお、吸着剤として、具体的には以下のものを使用した。
試薬ＬＴＡ型ゼオライト：ゼオラムＡ−４、粉末（東ソー株式会社製、市販品）
試薬ＦＡＵ型ゼオライト：ＨＳＺ−３００（３２０ＮＡＡ）（東ソー株式会社製、市販品）
表面修飾パーライト（ＬＴＡ型）として、実施例６では、発明例４で作製したものを使用した。また、図８に吸着試験前の表面修飾パーライトのＳＥＭ画像を示す。
As the adsorbent, specifically, the following were used.
Reagent LTA type zeolite: Zeolum A-4, powder (commercially available from Tosoh Corporation)
Reagent FAU type zeolite: HSZ-300 (320NAA) (manufactured by Tosoh Corporation, commercially available)
In Example 6, the surface-modified perlite (LTA type) used in Example 4 was used. FIG. 8 shows an SEM image of the surface-modified pearlite before the adsorption test.
測定結果を表７〜１０に示す。なお、表７はＣｄイオンの測定結果、表８はＣｕイオンの測定結果、表９はＰｂイオンの測定結果、表１０はＺｎイオンの測定結果を示している。また、図９に吸着試験後の表面修飾パーライトのＳＥＭ観察結果を示す。 The measurement results are shown in Tables 7-10. Table 7 shows the Cd ion measurement results, Table 8 shows the Cu ion measurement results, Table 9 shows the Pb ion measurement results, and Table 10 shows the Zn ion measurement results. Moreover, the SEM observation result of the surface modification pearlite after an adsorption test is shown in FIG.
表７〜１０に示すように、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎのイオンに対して、吸着特性が良好であることが確認された。また、本発明の表面修飾パーライトは、市販品のものと同様に吸着特性を有することが確認された。また、図８及び図９に示す吸着試験前後のＳＥＭ画像から、吸着前後で表面修飾パーライトに変化がないことが確認された。 As shown in Tables 7 to 10, it was confirmed that the adsorption characteristics were good for ions of Cd, Cu, Pb, and Zn. Moreover, it was confirmed that the surface-modified pearlite of the present invention has an adsorption characteristic similar to that of a commercially available product. Further, it was confirmed from the SEM images before and after the adsorption test shown in FIGS. 8 and 9 that there was no change in the surface-modified pearlite before and after the adsorption.
実施例６では、さらに、各種イオン（Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ｐｂ）を含有した鉱山排水を使用して、吸着試験を行った。吸着時間を１０分と３０分の２条件で行い、吸着剤と鉱山排水との割合が、１０ｍｇ：１０ｍｌとなるようにして実験を行った。図１０に、吸着時間１０分の時の実験結果、図１１に、吸着時間３０分の時の実験結果を示す。 In Example 6, the adsorption test was further performed using mine drainage containing various ions (Al, Cr, Cu, Cd, Pb). The experiment was conducted with the adsorption time being 10 minutes and 30 minutes, and the ratio of the adsorbent to the mine drainage was 10 mg: 10 ml. FIG. 10 shows the experimental results when the adsorption time is 10 minutes, and FIG. 11 shows the experimental results when the adsorption time is 30 minutes.
図１０及び図１１に示す鉱山排水を使用した実験結果より、本発明に係る表面修飾パーライトが、各種元素を吸着できることを確認した。また、処理時間１０分と３０分では大きな差がなく、１０分でも十分に吸着できることを確認した。 From the experimental results using the mine drainage shown in FIGS. 10 and 11, it was confirmed that the surface-modified pearlite according to the present invention can adsorb various elements. Further, it was confirmed that there is no significant difference between the treatment time of 10 minutes and 30 minutes, and that the adsorption can be sufficiently performed even in 10 minutes.
（実施例７）
次に、本発明の実施例７について説明する。実施例７では、表面修飾パーライトのケーキ比抵抗を測定した。まずケーキ比抵抗の測定方法について以下に説明する。
まず、洗ビンに蒸留水を採り、温水器で予め３０℃に加温しておく。次に、ビーカーをろ過器内にセットする。次いで、ろ紙（Ｎｏ．２）をろ過器にクリップで固定する。二方コックを閉じて真空ポンプを起動し、負圧を２００ｍｍＨｇに調整する。次いで、サンプル２ｇを３００ｍｌビーカーに量る。３０℃に加温した蒸留水１００ｍｌを加え撹拌し、ろ過器内に流し込む。このとき、ビーカー内に付着したサンプルは洗ビンで流し込む。次に、二方コックを不落、この時負圧を２００ｍｍＨｇになるようにする。ろ過器内の液面と形成されたケーキ面の差が５ｍｍ程度になったらろ過器内側に付着したサンプルを洗ビンにて洗い落とす。この操作を２回行った後、再び液面とケーキ面の差が５ｍｍ程度になったら、静かにケーキ面を荒らさないように蒸留水（３０℃に加温）２５０ｍｌをろ過器内に流し込む。ろ過器内にセットした３００ｍｌビーカーに溜まったろ過液が２００ｍｌより３００ｍｌ間を通過する１００ｍｌのろ過時間θを測定する。ろ過終了後、二方コックを閉じ、ろ過器からケーキを取り出し、ケーキの厚さｈｃｍを測定する。そして、以下の式により、ケーキ比抵抗ａを算出する。
ｋ（ろ過速度）＝（√（１００／θ／１．５６））２×１．１２８
ａ（ケーキ比抵抗）＝１／（ｋ×γ）
ここで、γ（ケーキ嵩密度）は、ろ過前の助剤（表面修飾パーライト）の嵩密度である。
(Example 7)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. In Example 7, the cake specific resistance of the surface-modified pearlite was measured. First, a method for measuring cake specific resistance will be described below.
First, distilled water is taken into a washing bottle and preheated to 30 ° C. with a water heater. Next, the beaker is set in the filter. Next, the filter paper (No. 2) is fixed to the filter with a clip. The two-way cock is closed and the vacuum pump is started, and the negative pressure is adjusted to 200 mmHg. A 2 g sample is then weighed into a 300 ml beaker. Add 100 ml of distilled water heated to 30 ° C., stir and pour into the filter. At this time, the sample adhering to the beaker is poured into the washing bottle. Next, the two-way cock is not dropped, and at this time, the negative pressure is set to 200 mmHg. When the difference between the liquid surface in the filter and the formed cake surface is about 5 mm, the sample adhering to the inside of the filter is washed away with a washing bottle. After performing this operation twice, when the difference between the liquid level and the cake surface becomes about 5 mm again, 250 ml of distilled water (warmed to 30 ° C.) is gently poured into the filter so as not to roughen the cake surface. The filtration time θ of 100 ml in which the filtrate accumulated in the 300 ml beaker set in the filter passes between 300 ml from 200 ml is measured. After completion of filtration, the two-way cock is closed, the cake is taken out of the filter, and the thickness hcm of the cake is measured. And the cake specific resistance a is computed with the following formula | equation.
k (filtration rate) = (√ (100 / θ / 1.56)) 2 × 1.128
a (cake specific resistance) = 1 / (k × γ)
Here, γ (cake bulk density) is the bulk density of the auxiliary agent (surface modified pearlite) before filtration.
実施例７では、表面修飾パーライトとして、実施例５で作製した供試体を使用して、上記した方法によりケーキ比抵抗（平均比抵抗）ａを測定する実験を行った。なお、ここでは、負圧（圧力）を変動させて実験データを取得した。また、比較のため、表面修飾をしていないロカヘルプ４３９のケーキ比抵抗を測定する実験も行った。この実験の結果を図１２に示す。 In Example 7, an experiment for measuring the cake specific resistance (average specific resistance) a by the method described above was performed using the specimen prepared in Example 5 as the surface-modified pearlite. Here, experimental data was obtained by varying the negative pressure (pressure). For comparison, an experiment was also conducted to measure the cake specific resistance of RocaHelp 439 that was not surface-modified. The results of this experiment are shown in FIG.
図１２に示すように、本実施例で作製した表面修飾パーライトは、ろ過機能を有していることが確認された。また、加熱時間によってゼオライトの形成量は増加しているが、ろ過機能には大きな差は見られないことが分かった。初期のパーライトの粒径を制御することでろ過特性を制御し、ゼオライトの合成量を制御することで吸着特性を制御することができる。 As shown in FIG. 12, it was confirmed that the surface-modified pearlite produced in this example had a filtration function. Moreover, although the formation amount of the zeolite increased with heating time, it turned out that a big difference is not seen by the filtration function. The filtration characteristics can be controlled by controlling the particle size of the initial pearlite, and the adsorption characteristics can be controlled by controlling the synthesis amount of zeolite.
Claims (10)
該調製工程で得られた溶液を加熱する加熱工程と、を備えることを特徴とする表面修飾パーライトの製造方法。 A preparation step of adding pearlite and an aluminum salt to an aqueous solution of an alkali metal hydroxide;
And a heating step of heating the solution obtained in the preparation step.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015130441A JP6467301B2 (en) | 2015-06-29 | 2015-06-29 | Method for producing surface-modified pearlite, filter aid, method for producing filter aid, filtration method, and surface-modified pearlite |
| PCT/JP2016/069338 WO2017002880A1 (en) | 2015-06-29 | 2016-06-29 | Method for producing surface-modified pearlite, filtration assistant, filtration method and surface-modified pearlite |
| CN201680037330.5A CN107709238A (en) | 2015-06-29 | 2016-06-29 | Manufacture method, filter aid, filter method and the surface modification pearlite of surface modification pearlite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015130441A JP6467301B2 (en) | 2015-06-29 | 2015-06-29 | Method for producing surface-modified pearlite, filter aid, method for producing filter aid, filtration method, and surface-modified pearlite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017014038A JP2017014038A (en) | 2017-01-19 |
| JP6467301B2 true JP6467301B2 (en) | 2019-02-13 |
Family
ID=57608562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015130441A Active JP6467301B2 (en) | 2015-06-29 | 2015-06-29 | Method for producing surface-modified pearlite, filter aid, method for producing filter aid, filtration method, and surface-modified pearlite |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6467301B2 (en) |
| CN (1) | CN107709238A (en) |
| WO (1) | WO2017002880A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113185017B (en) * | 2021-05-20 | 2023-05-23 | 河南农业大学 | Portable fermentation tail liquid in-situ immobilization device |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2917460C2 (en) * | 1978-05-01 | 1982-08-12 | General Refractories Co., Bala Cynwyd, Pa. | Synthetic crystalline analcime zeolite material, process for its preparation and its use |
| JPH07144913A (en) * | 1993-06-15 | 1995-06-06 | Ube Ind Ltd | Production of zeolite granule having high strength and high water resistance |
| JP2001278620A (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-10 | Taiheiyo Cement Corp | Method of producing artificial zeolite |
| US20040187740A1 (en) * | 2003-03-27 | 2004-09-30 | Research Incubator, Ltd. | Cementitious composition |
| JP2006021982A (en) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Okayama Ceramics Gijutsu Shinko Zaidan | Method of manufacturing porous material |
| CN100389067C (en) * | 2005-12-30 | 2008-05-21 | 中国石油大学(北京) | ZSM-5 type molecular sieve and method for preparing the same |
| KR101334921B1 (en) * | 2010-12-23 | 2013-12-02 | 한국건설기술연구원 | Manufacturing methods of funtional pearlites mixture of cation and anion ions and its mixture for adsorption |
| CN103693657B (en) * | 2012-09-27 | 2016-02-03 | 中国石油大学(北京) | A kind of NaY compound and preparation method thereof |
| CN103864092A (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-18 | 国际壳牌研究有限公司 | Synthesis method and application of composite pore zeolite beta |
| CN103204519B (en) * | 2013-04-15 | 2015-06-03 | 珠海市吉昌稀土有限公司 | Synthetic method of rare-earth silicon-aluminum molecular sieve |
| JP5439621B1 (en) * | 2013-06-06 | 2014-03-12 | 長崎工業株式会社 | Method for producing zeolite structure |
| JP2015011012A (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | 株式会社マキノ | Decontamination method of contaminated soil |
| CN104276586B (en) * | 2013-07-03 | 2016-10-05 | 中国石油大学(北京) | A kind of preparation method of modenite |
-
2015
- 2015-06-29 JP JP2015130441A patent/JP6467301B2/en active Active
-
2016
- 2016-06-29 CN CN201680037330.5A patent/CN107709238A/en active Pending
- 2016-06-29 WO PCT/JP2016/069338 patent/WO2017002880A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017002880A1 (en) | 2017-01-05 |
| JP2017014038A (en) | 2017-01-19 |
| CN107709238A (en) | 2018-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ediz et al. | Improvement in filtration characteristics of diatomite by calcination | |
| US8410017B2 (en) | Filter aids made from low permeability diatomites | |
| KR102227515B1 (en) | Zeolite and manufaturing method of the same | |
| TW201427768A (en) | Zeolitic adsorbents, their process of preparation and their uses | |
| CN107073439A (en) | Zeolite adsorbents based on mesopore zeolite | |
| KR102449633B1 (en) | Zeolite adsorbents made from x zeolite with low binder content and low external surface area, method for preparation of same and uses thereof | |
| CN108697997A (en) | Zeolitic separation membrane and its manufacturing method | |
| US10391433B2 (en) | Opaline biogenic silica/expanded perlite composite products | |
| KR102449639B1 (en) | Zeolite adsorbents made from lsx zeolite with a controlled external surface area, method for preparation of same and uses thereof | |
| Seliem et al. | Synthesis of Na-A zeolites from natural and thermally activated Egyptian kaolinite: characterization and competitive adsorption of copper ions from aqueous solutions | |
| JP6467301B2 (en) | Method for producing surface-modified pearlite, filter aid, method for producing filter aid, filtration method, and surface-modified pearlite | |
| JP2006256891A (en) | Aluminum silicate and its production method | |
| CN109956480A (en) | Composition and its manufacturing method including the silicotitanate with SITINAKITE structure | |
| JP6426213B2 (en) | Amorphous aluminum silicate and method for producing the same | |
| González et al. | Trivalent chromium ion removal from aqueous solutions using low-cost zeolitic materials obtained from exhausted FCC catalysts | |
| JP6080980B2 (en) | Preparation of silica-alumina composition | |
| WO2018124018A1 (en) | Pearlite and method for producing same, and water treatment method and water treatment material | |
| JP5656211B2 (en) | Method for producing cobalt skeleton-substituted aluminosilicate zeolite | |
| JP7137860B2 (en) | Tobermorite-type calcium silicate particles, method for producing the same, and fat filtering agent using the same | |
| JP6930892B2 (en) | Naringin adsorbent | |
| JP2022509255A (en) | Mineral composition | |
| JP6906747B2 (en) | Method for producing cesium and strontium adsorbents derived from coal ash | |
| CN110668462A (en) | Rapid synthesis of nano Fe3O4Method for @ NaY magnetic composite material | |
| KR20200133467A (en) | Manufaturing method of zeolite using lithium residue | |
| CN115304080B (en) | Bottom mud-based zeolite molecular sieve and preparation method and application thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171114 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181009 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181204 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181218 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190111 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6467301 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |