JPH02229712A - 水酸化マグネシウムの製法 - 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】 本発明は、従来法で生石灰（酸化カルシウム）を消化し
て得られた消石灰の示すｐＨ（ｌｍｏｌ／ｌ水溶液の２
５゜Ｃに於けるｐＨ約１．２５）に比して、より温和な
アルカリ性ｐＨ　（　１　ｍｏｌ／　Ｑ水溶液の２５゜
Ｃに於けるｐＨ約１１．５付近）を示すユニークな従来
文献未記載の消石灰の利用に関する。

更に詳しくは、本発明は、生石灰（酸化カルシウム）と
Ｃｌ２，ＢｒおよびＮｏ，イオンより成る群からえらば
れたアニオンの少なくとも一種を約０．１〜約５ｍｏｌ
／ｌ含有する水溶液とを、温度約ｌＯ°〜約６５℃の温
度に於て接触せしめて得られることを特徴とする消石灰
を利用して、結晶の達したしかも凝集の少ない水酸化マ
グネシウムを好収率で製造できる方法に関する。

従来、消石灰は、生石灰を水中に加えて攪拌するか、生
石灰が消石灰に変換するに足るだけの水を生石灰に加え
て消化するか、さらには、水蒸気と生石灰を接触させて
反応させるかのうち、いずれかの方法で製造されてきた
。

然しなから、このような従来の方法で得られた消石灰す
なわち水酸化カルシウムは、水酸化ナトリウム等に比べ
ると、少しは弱いアルカリであるが、アンモニア水に比
べるとかなり強いアルカリである。したがって、例えば
塩化マグネシウムとアルカリ性物質とを反応させて水酸
化マグネシウムを製造する場合に於て、該アルカリ性物
質としてアンモニア水を用いると、該アルカリ性物質と
して水酸化カルシウムを用いた場合に比較して、より均
一な反応が起き、生成する水酸化マグネシウムはより結
晶が発達した、然も凝集の少ないものが出来易い利点が
ある。然しなから、アンモニア水の利用は、その．アル
カリ度が少し弱すぎる（ｐＫ−９．２４５、２５℃：化
学便覧ｌ０５４頁）ために、水酸化マグネシウムの収率
が可成り低くなる欠点があり、更に高価につく点でも不
利益である。

本発明者等は、上記欠点乃至不利益を克服すべく研究を
進めてきた。

その結果、安価で且つ天然にほぼ無尽蔵に存在する入手
容易な生石灰から容易に得られる生石灰（酸化カルシウ
ム）から、アンモニア水により近づいたアルカリ度を示
すユニークな消石灰が形成できるという意外な事実を発
見した。

本発明者等の研究によれば、生石灰と、Ｃａ１Ｂｒおよ
びＮｏ，イオンより成る群からえらばれたアニオンの少
なくとも一種を約０．１〜約５ｍｏｌ／ａ含有する水溶
液とを、温度約１０６〜約６５℃の温度に於て接触せし
めることにより得られた消石灰は、従来法に従って生石
灰を水もしくは水蒸気で消化して得られた消石灰の示す
ｐＨ（ｌｍｏｌ／ｌ水溶液の２５℃に於けるｐＨ）が約
１２．５であるのに比して、ほぼｌ小さい値、すなわち
約１１５付近のｐＨ値を示すという新しい事実を発見し
た。

更に、マグネシウム塩の水溶液たとえば塩化マグネシウ
ム水溶液に、アルカリ性物質を加えて反応させ、水酸化
マグネシウムを形成する反応に際して、本発明の前記新
しいタイプの消石灰を用いると、局部的な反応系のｐＨ
は最大でも約１１．５にしか達しないことにより、従来
の消石灰を用いた場合に比べて、アンモニア水を用いた
場合により近い均一な反応が行われ、しかもアンモニア
水に比べればより高いアルカリ度を示すため、アンモニ
ア水を用いた場合の収率悪化のトラブル及び高価につく
不利益も回避でき、且つ結晶の良く発達したそして凝集
の少ない優れた水酸化マグネシウムが得られることを発
見した。

水酸化カルシウム（消石灰）の解離定数（２５０Ｃに於
て）はｐＫ＋””　ｌ　ｌ　．５　７　０及びｐＫｔ−
１２．６３（化学便覧ｌ０５４頁）で、水酸化カルシウ
ムはそのＯＨ−を２段階に分けて解離するわけであるが
、本発明者等の推測によれば、本発明に於ては、第２解
離（＄）Ｋ！−１　２．６　３）がＣＯ，ＢｒおよびＮ
ｏ，イオンよりなる群からえらばれたアニオンで中和さ
れた状態の消石灰が形成されるためと推測されるが、該
第２解離を殺したと考えられ、従来法で得られる消石灰
に比して、ｐＨがほぼｌ小さい値を示す消石灰が得られ
る。も論、本発明はこのような推測．によって、何等の
制約もうけるものではない。

従って、本発明の目的はこの新しいタイプの消石灰を利
用して、優れた水酸化マグネシウムを製造できる方法を
提供するにある。

本発明の上記諸目的及び更に多くの他の目的ならびに利
点は、以下の記載から一層明らかとなるであろう。

本発明において使用する消石灰は、生石灰と、Ｃ　Ｑｓ
　Ｂ　ｒおよびＮｏ３イオンより成る群からえらばれた
アニオンの少なくとも一種を約０．１〜約５　ｓｏ（１
／　Ｑ　，好ましくは約１〜約５　＋ｍｏ（１／　（ｔ
含有する水溶液とを、温度約１０’〜約６５℃の温度に
於て接触せしめることにより得ることができる。

このような水溶液を形成するのに利用される上記アニオ
ンを含有する水可溶性化合物の例としては、例えば、塩
化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化ス
トロンチウム、塩化バリウム、臭化ナトリウム、臭化カ
リウム、臭化カルシウム、臭化ストロンチウム、臭化バ
リウム、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、硝酸ナ
トリウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロ
ンチウム、硝酸バリウム等を挙げることができる。

これらの中で塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アン
モニウム、塩化カルシウム、を用いることがより好まし
い。

生石灰は、吸湿していないできるだけ新しい生石灰を利
用することが好ましい。生石灰と上記濃度で上記アニオ
ンの少なくとも１種を含有する水溶液との接触処理は、
温度約１０°〜約６５℃、好ましくは約２０゜Ｃ〜約６
０℃程度の温度で行われる。

本発明に於て、上記アニオンの濃度が約０．１ｍｏＱ／
ｌ未満で希薄すぎると、従来の消石灰もしくはそれに近
い消石灰が形成され、又約５　ｍｏ（２／ａを越えて濃
度が高すぎると、たとえば３Ｃａ（ＯＨ）ｚ・ｃａｃｆ
ｆ２・１　３　ＨｚＯの如き塩基性塩が形成されるので
、上記したアニオン濃度範囲で適宜に選択される。又、
本発明に於て、接触処理反応温度が約１０℃未満で低温
にすぎると、上記の如き塩基性塩が形成される傾向を生
じ、逆に約６５００を越えて高温にすぎると、従来の消
石灰もしくはそれに近い消石灰が形成されるので、上記
温度範囲で適宜に選択される。

生石灰とアニオン含有水溶液との接触処理反応は、比較
的短時間で行わせることができるが、生石灰が固体であ
るため、攪拌操作を行って、反応？度をはやめ且つ均一
な反応が進行するように操作するのが好ましい。反応は
、例えば約ｌＯ分〜約６０分程度で完了せしめることが
できる。上述のようにして形成された反応生成物スラリ
ーのｐＨは、例えば約１１〜約１１．８、多くの場合約
１１．３〜約１１．７、とくには約１１．４〜約１１．
６程度の約１１．５付近のｐＨを示し、従来消化法で形
成されるスラリーの約１２．５のｐＨ値とは、明らかに
異った値を示す。形成された消石灰は、厳密な水酸化カ
ルシウムＣａ（ＯＨ）ｚの形ではなく、ＯＨの代りに少
量のＣＯ．、ＢｒおよびＮｏ，アニオンが入ったＣａ（
ＯＨ）ｚ■Ａ−１［ここで、Ａ一はＣｆｆ，Ｂｒおよび
Ｎｏ，イオンより成る群からえらばれたアニオンの少な
くとも一種を示し、Ｘは０　＜　ｘ　＜　Ｏ　．　１程
度の範囲］で表わされる形の消石灰と推測される。従っ
て、本発明の消石灰は充分な安定性を示さないので、製
造後、比較的早い時期に利用することが好ましい。例え
ば、経日的にスラリーのｐＨは徐々に上昇してくるので
、従来法による消石灰もしくはそれに近いｐＨに達しな
い比較的早い時期に利用するのがよい。

本発明において使用する新しいタイプの消石灰は、従来
消石灰と同様な利用分野に利用できるが、とくに水溶性
金属化合物（水酸化物を除く）とアルカリとを作用させ
て金属水酸化物を形成する反応、とくには、水酸化マグ
ネシウムの製造に利用して、優れＩ；特色を発揮させる
ことができる。

例えば、同一出願人の出願に係わる“新規構造を有する
水酸化マグネシウム、その中間体及びそれらの製法″（
特開昭５２−１１５７９９号；米国特許ｋ４，０　９　
８，７　６　２　；米国特許ｋ４．ｌ４５．４０４；英
国特許翫１，５１４，０８１；西独特許−２，６２４．
０６５など）の提案におけるアルカリとして用いる消石
灰として、本発明の消石灰を利用すると、中間体の収率
を向上させ、該新規構造を有する水酸化マグネシウムの
収率及び結晶成長度ならびに分散性を更に顕著に改善さ
せることができる。上記提案に於ては、塩化マグネシウ
ムもしくは硝酸マグネシウムとアルカリ性物質とを、水
性媒体中で、塩化マグネシウムもしくは硝酸マグネシウ
ム１当量に対してアルカリ性物質０．５〜０．９５当量
の割合で反応させて、下記式Ｍ　ｇ　（Ｏ　Ｈ　）　２
　−　ｍ　Ａ　＊　・ｍ　Ｈ　２　０但し式中、Ａは（
ｌもしくはＮｏ，を示し、Ｘは０＜ｘ＜０．２の数、ｍ
は０〜６の数を示す、 で表わされる塩基性塩化マグネシウムもしくは塩基性硝
酸マグネシウムを形成し、更に、斯くて形成された中間
体を水熱処理、たとえば約１５０〜約２５０℃の如き温
度の水熱処理に賦することによって水酸化マグネシウム
を製造する。

本発明に従って前記した消石灰を、上記式で示される中
間体の形成の際のアルカリ性物質として用いると、従来
消石灰を用いた場合に比して、中間体の収率が向上し、
これを水熱ル理すると、従来消石灰を用いた中間体を水
熱処理した場合に比して、一層結晶が発達し、分散性も
向上して、例えば、ＢＥＴ比表面積約１〜約１０ｍ”／
，？，結晶粒子径約０．５〜約５μｍ１平均２次粒子径
約０．５〜約５μｍの凝集性のほとんどない優れた水酸
化マグ不シウムを容易に製造することができる。

斯くて、本発明によれば、生石灰と、Ｃ（２ＳＢｒおよ
びＮｏ３イオンより成る群からえらばれたアニオンの少
なくとも一種を約０．１〜約５ｍｏＱ／（２含有する水
溶液とを、温度約１０°〜約６５゜Ｃの温度に於て接触
せしめて得られる消石灰と、塩化マグネシウムもしくは
硝酸マグネシウムとを、水性媒体中に於て、該マグネシ
ウム化合物ｌ当量に対して、該消石灰が約０．５〜約０
．９５当量の割合で反応させ、更に、約１５０〜約２５
０℃の温度で水熱処理することを特徴とする水酸化マグ
ネシウムの製法が提供できる。ここでは、上記消石灰を
用いるほかは、前記特開昭５２−１１５７９９その他対
応諸外国特許に開示されたと同様にして行うことができ
る。

以下、実施例により本発明の数実施態様について更に詳
しく説明する。

参考例　ｌ 水温約２０℃の塩化カルシウムＣａ−として２ｔｍｏＱ
／ｌの水溶液ｌＱに、約５ｍｍの大きさの粒状生石灰１
００２を加え、約１０分間ケミスターラーで攪拌した。

この後、この消石灰スラリーをポールミルで約５分間粉
砕した。このスラリーのｐＨは、１１．４であった。

参考例　２ 容量約２Ｑのステンレス容器を２５℃に設定した恒温槽
に入れ、ＮａＣＯ．のＣａ−として２　．　５　ｍｏｆ
２／ａの水溶液１１２を入れ、該水溶液が２５℃になっ
た後、ケミスターラーで攪拌しながら、８０メッシュで
篩過した生石灰５０ｌを加え、約１５分間攪拌した。反
応物スラリーのｐＨは１１．５であった。攪拌を止めて
、２４時間放置した後の消石灰スラリーのｐＨは約１１
．６であった。

参考例　３ 硝酸カルシウムのＮｏ３−とじて０　．　５　ｍｏＱ／
ｌの水溶液Ｉｆｆを、約１５℃に調整した後、粒径約２
ｃｍの生石灰９０２を加え、約３０分間ケミスターラー
で攪拌した。得られた消石灰スラリーのｐＨはをｐＨメ
ーターで測定すると、１１．４であった。

参考例　４ 塩化力ルンウムと塩化ナトリウムをそれぞれＣａ−とじ
て２　．　２　ｍｏＱ／　Ｑ，　　ｌ　．　Ｏ　ｍｏＱ
／　１２含有する、ＩＱの水溶液を２０゜Ｃに調整した
後、約２ｍｍの粒径の生石灰１５０２を加え、約２０分
間攪拌した。

得られた消石灰スラリーのｐＨは、１１．２であった。

比較例　ｌ ２０℃のＣＱ−として０．０４ｍｏＱ／ｆｆの塩化力ル
ンウム水溶液ＩＱに、８０メッシュで篩過した生石灰５
０２を加え、約ｌＯ分間ケミスターラーで攪拌した。反
応は完結し、その時のスラリーのｐＨを測定すると、１
２．３であった。

比較例　２ ｌＯ℃のＣ『として６　ｍｏＱ／　Ｑの塩化カルシウム
水溶液に、８０メッシュで篩過した生石灰１００２を加
え、約２０分間攪拌した。その後、光学顕徽鏡で反応生
成物を調べると、繊維状の結晶であっｔ；。この物を、
粉末Ｘ線回折で調べた結果、３　Ｃ　ａ（Ｏ　Ｈ　）！
、ＣａＣＬ　　１３Ｈ２０であることが確認されｔ；。

この物は、水に不溶性であり、したかって本発明方法に
なる消石灰の如く、アルカリとしては、ほとんど実用に
適しない。

比較例　３ ＣＱ一として４ｒａｏＱ／ｌの塩化カルシウム水溶液Ｉ
Ｑを加熱して、約７０℃とした。この溶液に攪拌しなが
ら、８０メッシュで篩過した生石灰１００Ｉを加え、約
ｌＯ分間反応させた。反応後のスラリーのｐＨは、２５
℃に換算して、１２．５であっＩこ　。

比較例　４ ＣＱ−とじて２　．　４　ｍｏＱ／　Ｑの塩化カルシウ
ム水溶液ｔａを５℃に調整した後、８０メッシュで篩過
した生石灰１００，？を加えて、約２０分間攪拌して、
反応を完結させた。生成物は、繊維状結晶外形をした３
　Ｃａ（Ｏ　Ｈ）ｚ　　ＣａＣＱｘ　・１　３　ＨｘＯ
であることが光学顕微鏡ならびに粉末Ｘ線回折により確
かめられた。

比較例　５ ２５℃のＩＱの水に、８０メッシュで篩過した生石灰１
００．９を攪拌しながら加え、約１５分間反応させた。

このスラリーのｐＨは、１２．５であっｔこ。

実施例 参考例ｌの方法で得られた消石灰を　２　ｍｏ（２／　
Ｑの塩化マグネンウム水溶液（２０゜ｃ）１ａに攪拌し
ながら、マグ不シウムに対し、０．８当量に相当する量
を加え、さらに約１５分攪拌した。このようにして得ら
れたスラリーを、内容積２ａのオートクレープに移し、
■８０°Ｃで４時間水熱処理を行った。

このようにして、得られた水酸化マグネシウムのＢＥＴ
比表面積は２ｍ”／．？で、平均２次粒子径は、２μｍ
であった。

比較例　６ 比較例５で得られた消石灰を実施例の反応に用い、且つ
、同様に水熟処理を行った。生成した水酸化マグネシウ
ムのＢＥＴ比表面積は１２ｍ”／７、平均２次粒子径は
、０，４μｍであった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 生石灰（酸化カルシウム）と、Ｃｌ、ＢｒおよびＮｏ＿
   ３イオンより成る群からえらばれたアニオンの少なくと
   も一種を約０．１〜約５ｍｏｌ／ｌ含有する水溶液とを
   、温度約１０°〜約６５℃の温度に於て接触せしめて得
   られる消石灰と、塩化マグネシウムもしくは硝酸マグネ
   シウムとを、水性媒体中に於て、該マグネシウム化合物
   １当量に対して該消石灰が約０．５〜約０．９５当量の
   割合で反応させ、更に、約１５０〜約２５１℃の温度で
   水熱処理することを特徴とする水酸化マグネシウムの製
   法。