JPH0340914A

JPH0340914A - ゼオライト用フライアッシュの製造方法

Info

Publication number: JPH0340914A
Application number: JP17544089A
Authority: JP
Inventors: Junsuke Haruna; 春名　淳介
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1989-07-10
Publication date: 1991-02-21

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】（産業上の利用分野）本発明は、ゼオライト用フライアッシュの製造方法に関
するものである。

（従来技術と発明の解決しようとする課題）石炭灰等か
ら発生するフライアッシュをＮａ０１＋水溶液と混合し
、水熱処理してゼオライトを合成することは広く知られ
ているところである。

しかしながらフライアッシュの成分組成、鉱物組成によ
っては、ＮａＯＨの使用量が増加したり、又水熱処理に
長時間を要することもあり、更にゼオライト化率が劣る
こともあり、コスト、生産性及び品質に悪影響を与える
ことになる。

本発明は、このような難点を有利に解決するためなされ
たものである。

（課題を解決するための手段）本発明の特徴とするところは、石炭中に石灰石、酸化鉄
、長石、雲母、パーム油焼却灰、抗火石、水ガラスの中
１種又は２種以上を添加し、燃焼することを特徴とする
ゼオライト用プライアッシュの製造方法に関するもので
ある。

（作用）フライアッシュは、一般にＳｉｎ、、Ａｆｆ２０３を主
成分とし、残Ｆａ、ＣａＯ，Ｎａ２Ｏ，に２０等が少量
含有されている。一方鉱物組成からみると、フライアッ
シュはムライト、石英及びガラス質からなっている。

このような鉱物含有率の違い、ガラス質組成の違いが、
フライアッシュの特性となることを見出した。ガラス質
の含有率が低いフライアッシュにおいては、長時間の水
熱処理を施してもゼオライトの生成は殆どなく、又ガラ
ス質含有率の高いフライアッシュでもＡＩ２．Ｏ，が非
晶質化していないものは、水熱処理を施しても水ガラス
水溶液が生威するのみでゼオライトは殆ど生成されない
。

しかして、フライアッシュ中のＡＱ、Ｏ，がガラス化（
非晶質）しており、しかもガラス含有率が高く、良質の
ゼオライトに合成できるフライアッシュについて本発明
者等が種々検討した結果、次記のごとくゼオライト合成
に最適なフライアッシュを見出した。

即ち、一般にフライアッシュは、石炭中の夾雑物の高温
における反応生成物であり、フライアッシュの成分組成
、鉱物組成を決定するものは、石炭の燃焼前の夾雑物種
類であり、夾雑物としての一般的なものとしては、土砂
類であり、この土砂類には長石、雲母１石英、粘土、石
灰石等が代表的なものである。これらが燃焼時に石炭と
ともに高温に曝され、石炭分は燃焼により消滅するのに
対して、夾雑物は相互反応により鉱物となりフライアッ
シュを構成するものであり、従ってフライアッシュの鉱
物組成を決めるものは各種夾雑物の構成比率によること
が明らかになった。

しかして夾雑物がどのような組合せ（組成）でゼオライ
ト合成に最適なフライアッシュになるかについて検討し
た結果。

［１］夾雑物が石英のみからなるフライアッシュはＮａ
ＯＨ水溶液を添加し、水熱処理を長時間施してもゼオラ
イトは生威しない。

［２コ夾雑物として石英、粘土からなるフライアッシュ
は、粘土鉱物としては、カオリナイト（Ａｌ２Ｏ，，２
ＳｉＯ□、２Ｈ，Ｏ）が一般的なものであり、これは高
温下で以下の反応が起る。

・Ａｌ２Ｏ，，２ＳｉＯ□、２Ｈ２０→（高温）→ムラ
イト（３ＡＱ２０．．２ＳｉＯ２）　＋４Ｓｉ○２（非
晶質Ｓｉｎ、）・石英→（高温）→石英従ってこのようなフライアッシュは、非晶質５ｉｎ２（
ガラス）、ムライト、石英からなる鉱物組成となり、　
ＮａＯＨ水溶液と混合し水熱処理を施しても、・ＮａＯＨ＋非晶質Ｓｉ○２→水ガラス水溶液の反応が
起り、ゼオライト生成が難しい、例え高濃度ＮａＯＨ溶
液を用い、長時間（約２０時間）の水熱処理によってゼ
オライト合成が可能ではあるが、工業的なゼオライト合
或は不適当である。

［３］夾雑物として石英、粘土（カオリナイト）、石灰
石からなるフライアッシュの場合は、石灰石は高温にお
いては脱炭反応を受けＣａＯとなり、このＣａＯがカオ
リナイト等と反応する。

・ＣａＯ十カオリナイト→アノーサイト（Ｃａｂ。

Ａ２□０３，２Ｓｉｎ２）この場合には、カオリナイトの単独反応とアノーサイト
生成反応が起るにとどまり、Ａｌ２Ｏ，の非晶質反応は
起らない、従ってＮａＯＨ水溶液を添加し、水熱処理を
施しても高品質のゼオライト合或は工業的に不可能であ
る。

［４］夾雑物として石英、粘土（カオリナイト）の他に
長石、雲母のごときに２０（Ｎａ２０）Ａｌ２Ｏ，−５
ｉｎ２系鉱物が加わった場合は、石英については前記と
同しであるがカオリナイトの反応が異る。

・カオリナイト＋（Ｋ２Ｏ−Ａ息２０３−８ｉ○２系鉱
物）→（高温）→に２ｏ−Ａｌ２Ｏ，−５ｉ○２系ガラ
ス又石英の一部も下記のごとく反応する。

・石英＋（Ｋ　２Ｏ−Ａｌ２Ｏ，−５ｉｎ、系鉱物）→
（高温）→に、０−Ａｌ２Ｏ，−５ｉｎ、系ガラスこの
ように長石、雲母のようなに、０（Ｎａ、○）−Ａｎ、
Ｏ，−５ｉｎ２系鉱物が加わった場合には、Ｋ２Ｏ（Ｎ
ａ、○）−ＡＱ、○、−５ｉｎ２ガラスが生威し、これ
が多い程、ガラス含有率の高いフライアッシュが生成で
き、ゼオライト合成には最適なものとなる。

即ち、・ＮａＯＨ＋　（Ｋ２Ｏ（Ｎａ２０）−Ａｌ２Ｏ，−５
ｉｎ２系ガラス）→ゼオライト［５］夾雑物として石英、粘土（カオリナイト）の他に
石灰石、酸化鉄が加わった場合、この場合には、生成す
るアノーサイトの一部に酸化鉄（Ｆｅ、○、）が作用し
、アノーサイト鉱物が低融点化し、次記のごとく、ガラ
スが生成される。

・ＣａＯ＋Ｆｅ、Ｏ，十カオリナイト→Ｃａ○−Ｆｅ２
０．−−Ａ　Ｉ２２０．−３ｉＯ２系ガラス又石英の一部もＣａｂ−Ｆｅ２０．−ＡＱ２０３−Ｓｉ
０２系ガラス生成反応に寄与する。

上記［４］及び〔５コのごとく、夾雑物として長石、雲
母等のに２０（Ｎａ、０）−ＡＱ２０．−５ｉｎ２系鉱
物とカオリナイト鉱物を多く含有した石炭のフライアッ
シュから高品質のゼオライトが生成することが明らかに
なった。又酸化鉄と共存した石灰石及びカオリナイト（
粘土）を多く含有した石炭のフライアッシュからもゼオ
ライトが多く生成することが明らかである。

即ち、　Ｎａ、Ｏ，Ｋ、○、ＣａＯのごとき融剤の存在
がフライアッシュのゼオライト生成の難易に大きく影響
し、前記本発明のごとく、石炭中に長石、雲母等を添加
して燃焼することにより、生成するフライアッシュを改
質し、ゼオライトの生成を向上させるものであるが、短
時間で反応するので。

微粉状に破砕して石炭中に添加することが好ましく、添
加物の中酸化鉄としては、鉄ダスト等も用いることがで
きる。

しかしてゼオライト中Ｃａｂ、に、Ｏ，Ｎａ２Ｏの含有
量としては第１図に示すごとき範囲になるごとく、石炭
中に長石、雲母等を添加し燃焼することにより、ゼオラ
イト合金に好適なフライアッシュを製造することができ
る。このような石炭燃焼としては、例えば、石炭焚きボ
イラー等において燃焼せしめることができる。

（実施例）次に本発明の実施例を比較例とともに挙げる。

まず第１表に示す石炭中の夾雑物（重量％）を含有する
石炭に第２表に示すごとき、添加物を添加し燃焼せしめ
たフライアッシュの組成及び物性を第３表に示す。

第１表注：上記のごときフライアッシュ：１ｋｇに対して、２
Ｎ−ＮａＯＨ水溶液を３Ｑ混合し、　１００℃×５時間
の水熱処理を施し、ゼオライト合成したものをＸ線回折
ピーク強度と塩基置換容量で評価した。

（発明の効果）かくすることにより、石炭から得られるフライアッシュ
をゼオライト合成に最適なフライアッシュとすることが
でき、ゼオライトを工業的規模での生産性、品質等を確
実に満足することができ工業的に大きな効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ゼオライト合成に好適なフライアッシュ中の
ＣａＯとＮａ２Ｏとに、０の関係を示す説明図表である
。第図Ａ式Ｘ／２＋Ｙ／２＝１旦しＦｅ２Ｃ３＞２：？（Ｎａ２０＋に２０）含有率

Claims

【特許請求の範囲】

石炭中に石灰石、酸化鉄、長石、雲母、パーム油焼却灰
、抗火石、水ガラスの中１種又は２種以上を添加し、燃
焼することを特徴とするゼオライト用フライアッシュの
製造方法。