JPH02137720A - 沈降性炭酸カルシウムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は石灰乳と炭酸ガスとの反応による沈降性炭酸カ
ルシウムの製造方法に係り、詳しくは電子材料、光学材
料、生体材料、耐火材料等として好適な高品位の沈降性
炭酸カルシウムを低コストに製造する方法に関する。

［従来の技術］ 従来より、沈降性炭酸カルシウムは一般に石灰乳と炭酸
ガスとを反応させることにより製造されており、製造に
用いる炭酸ガス源としては種々の製造プラントより排出
される炭酸ガス含有排ガスが利用されている。

このような沈降性炭酸カルシウムの製造方法において、
生成物の性状、形状、結晶構造は製造条件によって異な
り、その形状としては、粒子径の小さい微粒立方状炭酸
カルシウムや、紡錘状炭酸カルシウム、棒状炭酸カルシ
ウム等がある。

沈降性炭酸カルシウムの利用分野は種々挙げられるが、
特に電子材料、光学材料生体材料、耐火材料等として利
用する場合には、とりわけ高品位、高特性の沈降性炭酸
カルシウムが要求される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の製造方法において、石灰乳と炭酸ガスとを反応さ
せるには、石灰乳中へ炭酸ガスを吹き込んで炭酸化を行
なうが、その反応効率が悪いことから、化学量論量の数
倍の量の炭酸ガスを長時間吹き込みながら反応させる必
要がある。その上、従来においては、未反応ガスは大気
中に放出されているため、大量のガスが必要となる。こ
の反応効率を高めるために、ガス流速を遅くする方法や
、散気管を用いてガスの気泡を極力小さくする方法等が
請じられてはいるが、装買上の問題点も多く、実用的な
対策とはいえなかった。

また、炭酸ガス源として各種工業排ガスを利用する従来
の製造方法では、安定したガス温度を維持することが困
難であるため、高品位の沈降性炭酸カルシウムを安定に
製造することが困難である。しかも、高品位の沈降性炭
酸カルシウムを得るには、必然的に高純度の炭酸ガスが
要求されるため、排ガスを高度に精製した後反応に供す
る必要がある。従って、高品位の沈降性炭酸カルシウム
を製造するためには、精製した高純度の炭酸ガスを大量
に必要とすることとなり、精製のための設備投資、工程
数の増加等から製造コストが高騰し、高価な製品となら
ざるを得なかった。

本発明は上記従来の問題点を解決し、高品位の沈降性炭
酸カルシウムを安価に製造する方法を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 請求項（１）の沈降性炭酸カルシウムの製造方法は、反
応槽内の石灰乳に炭酸ガス源をバブリングさせて反応さ
せることにより沈降性炭酸カルシウムを製造する方法に
おいて、炭酸ガス源として２０〜４０体積％の炭酸ガス
濃度の、空気と炭酸ガスとの混合ガスを供給すると共に
、未反応ガスは循環ガスとして再使用し、循環ガスを石
灰乳の容積に対して３〜６倍／分の割合でバブリングす
ることを特徴とする 請求項（２）の沈降性炭酸カルシウムの製造方法は、請
求項（１）の方法において、未反応ガスに炭酸ガスを混
合して循環ガス中の炭酸ガス濃度を２０〜４０体積％と
することを特徴とする。

即ち、本発明者らは、従来の問題点を解決すべく、鋭意
研究を行なった結果、反応に高純度の炭酸ガスを用いる
と共に、未反応ガスを循環再使用することにより、化学
量論量に近い炭酸ガス量で、高品位の沈降性炭酸カルシ
ウムを安価に製造することができることを見出し、本発
明を完成させた。

以下に本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の実施に好適な製造装置の概略を示す系
統図である。

図示の装置は、反応槽１、混合ガス調整槽２及び循環ガ
ス調整槽３とで主に構成され、これらが配管で連結され
ている。

反応槽１には、開閉弁Ｖｌを備える石灰乳の供給管１１
、開閉弁ｖ２を備える反応生成物の排出管１２、風量調
節付ブロワＢを備える炭酸ガス源の導入管１３及び未反
応ガスの抜き出し管１４が接続されている。１５は安全
のための圧力調整用リーク弁■３を備える排出管である
。反応槽１にはｐＨメータ（図示せず）が設けられてい
る。

混合ガス調整槽２には炭酸ガス（ＣＯ２）の導入管１６
及び空気の導入管１７が接続されており、混合ガス調整
槽２で調整された混合ガスは、バルブｖ４を備える配管
１６を経て、導入管１３より反応槽１に導入される。

循環ガス調整槽３には炭酸ガス（ＣＯ２）の導入管１９
が接続されており、反応槽１からの未反応ガスは、抜き
出し管１４、循環ガス調整槽３、配管２０を経て導入管
１３より反応槽１に循環される。

なお、混合ガス調整槽２及び循環ガス調整槽３にはそれ
ぞれ炭酸ガス濃度検出調整器（図示せず）が設けられて
いる。

このような装置により、本発明に従って沈降性炭酸カル
シウムの製造を行なうには、まず、弁Ｖｌを開として反
応槽１内に供給管１１より石灰乳１０を没入する（投入
後、弁Ｖ、は閉とする。）、ここで用いる石灰乳として
は、Ｃａ（ＯＨ）２濃度が４〜１３ｆｆｉ量％濃度のも
のが好ましい。ｃａ（ＯＨ）２ｆＡ度が４Ｉｉ量％未満
では収率が低く、生成スラリーから製品を濾過分離する
のに手間がかかるため好ましくなく、１３重量％を超え
ると石灰乳濃度が高過ぎて、炭酸ガスとＣａ　（ＯＨ）
２との接触が十分に行なえなくなり、反応効率が低下す
るため好ましくない。

次に、弁■４を開として高純度炭酸ガス槽（図示せず）
からの高純度炭酸ガスと空気との混合ガスを配管１８を
経て反応系内に導入する（導入後、弁ｖ４は閉とする。

）。

本発明において供給する混合ガスの炭酸ガス濃度は２０
〜４０体積％とする。炭酸ガス濃度が２０体積％未満で
は十分な反応効率が得られず反応時間を長時間とする必
要がある。一方、４０体積％を超えても反応効率にさほ
ど差異はなく、使用する炭酸ガス量が多くなりコスト面
で不利である上に、得られる炭酸カルシウムの性状が不
均一なものとなり易い。

次いで、風量調節付ブロワＢを作動させて、反応系内に
、毎分、石灰乳１ｏの容積に対して３〜６倍の混合ガス
が流れるように未反応ガスを循環バブリングする。石灰
乳の容積に対する循環ガス量の容積が３倍未満では石灰
乳中への循環ガスの分散性が悪く、十分な接触効率が得
られないため反応効率が低くなる。逆に６倍を超えると
循環ガスのバブリングが激しすぎて安定した分散性が得
られないため、やはり接触効率が悪くなり、反応効率が
低いものとなる。

この循環バブリングに際しては、循環ガス調整槽３に設
置された炭酸ガス濃度検出調整器により循環ガスの炭酸
ガス濃度が２０〜４０％で一定になるように反応で消費
された炭酸ガス量分の高純度炭酸ガスを配管＋１９より
補給することにより、より反応効率を高く維持すること
が可能となる。

なお、反応温度は！０〜４０ｔとするのが好ましい。

炭酸化反応の反応終結点は反応４！１に設置されたｐＨ
メータ値がＰＨ７で一定となったところであり、この時
点で循環バブリングを停止する。

その後、反応系の循環ガスは混合ガス調整槽２に回収し
た後、バルブｖ２を開として生成スラリーを排出管１２
より排出し、脱水乾燥して製品とされる。なお、回収し
たガスは、次の製造工程に再使用することができる。

［作用］ 炭酸ガス源として工業排ガスを用いる従来の方法では、
集應機や冷却塔等の膨大な設備を必要とし、炭酸ガスの
製造コストが大ぎいばかりでなく、安定したガス温度を
維持することができず、良質の製品を得ることは不可能
であったが、本発明の方法によれば、高純度炭酸ガスと
空気との混合ガスを炭酸ガス源として用いるため、温度
制御が容易であり、しかも、工業排ガスを利用する場合
に必要とされる設備が不要となる上に、著しく高品位の
沈降性炭酸カルシウムを効率的に得ることができる。

しかして、未反応ガスは循環再利用するため、化学量論
量に近い炭酸ガス量で反応を行なわせることができ、炭
酸ガスコストを低減することができ、設備の簡略化と相
俟って、安価な製品を得ることができる。

［実施例］ 以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

実施例１ 第１図に示す装置を用い、本発明の方法に従って沈降性
炭酸カルシウムの製造を行なった。なお、反応槽１の容
量はｌｎｉ’、循環ガス調整槽３の容量は０．　５ｒｎ
’とした。

まず、第１図に示したｌｌＴ１″の反応槽１に２５℃で
Ｃａ（ＯＨ）２濃度４１ｉｆ％の石灰乳を２６０ｋｇ（
約０．２５ｒｎ”）装填し、空気：／１２Ｎス＝７０：
３０（体積比）の混合ガスを反応系に送風装填した。充
填後、石灰乳の容積に対して４倍／分の混合ガス（循環
ガス）量、即ち１１Ｔ１″／　ｍ　ｉ　ｎで反応系内を
循環バブリングし、その際に循環ガス調整槽３に炭酸ガ
ス濃度を３０体積％に維持するように高純度炭酸ガスを
供給した。こ、の炭酸ガスの供給量は平均値で３４．２
１／ｍｉｎであった。装置運転開始後９０分でｐＨメー
タのＰＨ値が７．０を示し、炭酸化反応が終結したので
、反応生成物を取り出し、脱水乾燥して、沈降性炭酸カ
ルシウムを得た。

得られた沈降性炭酸カルシウムの電子顕微鏡写真を第２
図に示す。また、その諸物性を下記に記す。

純度　　　９９．５％ 白色度　　９８％（ハンター反射） 粒子径　　０．０８μｍ 比表面積　２０ｄ／ｇ 第２図及び上記結果により、本発明によれば極めて高品
位な沈降性炭酸カルシウムが得られることが明らかであ
る。

［発明の効果〕 以上詳述した通り、本発明の沈降性炭酸カルシウムの製
造方法によれば、電子材料、光学材料、生体材料、耐火
材料等として好適な、著しく高品位の沈降性炭酸カルシ
ウムを簡易な設備にて効率的かつ低コストに製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に好適な製造装置の概略を示す系
統図である。第２図は実施例１で得られた沈降性炭酸カ
ルシウムの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。 １・・・反応種、 ２・・・混合ガス調整槽、 ３・・・循環ガス調整槽。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応槽内の石灰乳に炭酸ガス源をバブリングさせ
   て反応させることにより沈降性炭酸カルシウムを製造す
   る方法において、炭酸ガス源として２０〜４０体積％の
   炭酸ガス濃度の、空気と炭酸ガスとの混合ガスを供給す
   ると共に、未反応ガスは循環ガスとして再使用し、循環
   ガスを石灰乳の容積に対して３〜６倍／分の割合でバブ
   リングすることを特徴とする沈降性炭酸カルシウムの製
   造方法。
2. （２）未反応ガスに炭酸ガスを混合して循環ガス中の炭
   酸ガス濃度を２０〜４０体積％とすることを特徴とする
   沈降性炭酸カルシウムの製造方法。