JPH0249248B2 - - Google Patents

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（1mol／
水溶液の25℃に於けるPH約125）に比して、より
温和なアルカリ性PH（1mol／水溶液の25℃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、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、Cl、Br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5mol／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こと
を特徴とする消石灰に関する。

従来、消石灰は、生石灰を水中に加えて撹拌す
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。

然しながら、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。したがつて、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、然も凝集の少いもの
が出来易い利点がある。然しながら、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1054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ゞ無尽蔵に存在
する入手容易な石灰石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、Cl、
BrおよびNO₃のCa、Na、Ｋ、NH₄SrおよびBa
塩よりなる群から選ばれた少なくとも一種の塩約
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ることにより得
られた消石灰は、従来法に従つて生石灰を水もし
くは水蒸気で消化して得られた消石灰の示すPH
（1mol／水溶液の25℃に於けるPH）が約125で
あるのに比して、ほゞ１小さい値、すなわち約
11.5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（25℃
に於て）はpK₁＝11.570及びpK₂＝12.63（化学便
覧1054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
（pK₂＝12.63）がCl、BrおよびNO₃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がほゞ１小さい値を示す消石灰が
得られる。勿論、本発明はこのような推測によつ
て、何等の制約もうけるものではない。

従つて、本発明の目的は新しいタイプの消石灰
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。

本発明の消石灰は、生石灰と、Cl、Brおよび
NO₃のCa、Na、Ｋ、NH₄、SrおよびBa塩より
なる群から選ばれた少なくとも一種の塩を約0.1
〜約5mo／、好ましくは約１〜約5mol／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出来
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℃〜約60℃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
0.1mol／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
5mol／を越えて濃度が高すぎると、たとえば
3Ca（OH）₂・CaCl₂・13H₂O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
塩基性が形成される傾向を生じ、逆に約65℃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、撹拌操作を行つて、反応
速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10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の値とは、明らかに異つた値を示す。形成さ
れた消石灰は、厳密な水酸化カルシウムCa
（OH）₂の形ではなく、OHの代りに少量のCl、Br
およびNO₃アニオンが入つたCa（OH）_2-xA^- _x〔こ
こで、A^-はCl、Br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示
し、ｘは０＜ｘ＜0.1程度の範囲〕で表わされる
形の消石灰と推測される。従つて、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間に利用するのがよい。

本発明の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
た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No.
4098762；米国特許No.4145404；英国特許No.
1514081；西独特許No.2624065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 Mg（OH）_2-xA_x・mH₂O 但し式中、ＡはClもしくはNO₃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つ
て水酸化マググネシウムを製造する。

本発明消石灰を、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、これを水熱処理すると、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10m³／ｇ、結晶粒子径0.5〜約5μｍ、
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ネ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、Cl、Br
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5mol／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250℃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。

実施例 １ 水温約20℃の塩化カルシウムのCl^-として
2mol／の水溶液１に、約５mmの大きさの粒
状生石灰100ｇを加え、約10分間ケミスターラー
で撹拌した。この後、この消石灰スラリーをボー
ルミルで約５分間粉砕した。このスラリーのPH
は、11.4であつた。

実施例 ２ 容量約２のステンレス容器を25℃に設定した
恒温槽に入れ、NaClのCl^-として2.5mol／の水
溶液１を入れ、該水溶液が25℃になつた後で、
ケミスターラーで撹拌しながら、80メツシユで篩
過した生石灰50ｇを加え、約15分間撹拌した。反
応物スラリーのPHは、11.5であつた。撹拌を止め
て、24時間放置した後の消石灰スラリーのPHは約
11.6であつた。

実施例 ３ 硝酸カルシウムのNO₃ ^-として0.5mol／の水
溶液１を、約15℃に調整した後、粒径約２cmの
生石灰の90ｇを加え、約30分間ケミスターラーで
撹拌した。得られた消石灰スラリーのPHをPHメー
ターで測定すると、11.4であつた。

実施例 ４ 塩化カルシウムと塩化ナトリウムをそれぞれ
Cl^-として2.2mol／、1.0mol／含有する、１
の水溶液を20℃に調整した後、約２mmの粒径の
生石灰150ｇを加え、約20分間撹拌した。得られ
た消石灰スラリーのPHは、11.2であつた。

比較例 １ 20℃のCl^-として0.04mol／の塩化カルシウ
ム水溶液１に、80メツシユで篩過した生石灰50
ｇを加え、約10分間ケミスターラーで撹拌した。
反応は完結し、その時のスラリーのPHを測定する
と、12.3であつた。

比較例 ２ 10℃のCl^-として6mol／の塩化カルシウム水
溶液に、80メツシユで篩過した生石灰100ｇを加
え、約20分間撹拌した。その後、光学顕微鏡で反
応生成物を調べると、繊維状の結晶であつた。こ
の物を、粉末Ｘ線回折で調べた結果、3Ca
（OH）₂、CaCl₂13H₂Oであることが確認された。
この物は、水に不溶性であり、したがつて本発明
方法になる消石灰の如く、アルカリとしては、ほ
とんど実用し適しない。

比較例 ３ Cl^-として4mol／の塩化ナトリウムの水溶液
１を加熱して、約70℃とした。この溶液に撹拌
しながら、80メツシユで篩過した生石灰100ｇを
加え、約10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であつた。

比較例 ４ Cl^-として2.4mol／の塩化カルシウム水溶液
１を５℃に調整した後、80メツシユで篩過した
生石灰100ｇを加えて、後20分間撹拌して、反応
を完結させた。生成物は、繊維状結晶外形をした
3Ca（OH）₂CaCl₂・13H₂O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１の水に、80メツシユで篩過した生石
灰100ｇを撹拌しながら加え、約15分間反応させ
た。このスラリーのPHは、12.5であつた。

参考例 実施例１の方法で得られた消石灰を、2mol／
の塩化マグネシウム水溶液（20℃）１に撹拌
しながら、マグネシウムに対し、0.8当量に相当
する量加え、さらに約15分撹拌した。このように
して得られたスラリー１を、内容積２のオー
トクレーブに移し、180℃で４時間水熱処理を行
つた。

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、２m²／ｇで、平均２次粒子
径は、2μｍであつた。

比較例 ６ 比較例５で得られた消石灰を参考例の反応に用
い、且つ、同様に水熱処理を行つた。生成した水
酸化マグネシウムのBET比表面積は、12m²／ｇ、
平均２次粒子径は、0.4μｍであつた。

Claims (1)

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NO₃のCa、Na、Ｋ、NH₄、SrおよびBa塩よ
   りなる群から選ばれた少なくとも一種の塩を0.1
   〜5mol／含有するアニオン含有水溶液とを、
   10゜〜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。 ２ 該アニオン含有水溶液がCaCl₂、NaCl、KCl
   及びNH₄Clより成る群からえらばれた化合物の
   少なくとも一種が溶存する水溶液である特許請求
   の範囲第１項記載の消石灰。 ３ 該アニオン含有量が１〜5mol／である特
   許請求の範囲第１項記載の消石灰。