JPH04227008A - クリストバル石を含まない極めて透水性に優れた仮焼した珪藻土濾過剤の製造方法と、この方法で得られる濾過剤 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、珪藻土岩　（生物岩、
ｄｉａｔｏｍｉｔｅ）を移動床式の炉中で仮焼すること
によって珪藻土粒子の凝集を防ぎ且つ最終製品のクリス
トバル石（ｃｒｉｓｔｏｂａｌｉｔｅ）の含有率を低く
した濾過剤の新規な製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】珪藻土岩は地質学的年代の特に第三紀と
第四紀に珪藻類の化石化した残骸が堆積してできた堆積
岩である。珪藻類は湖、河川または海に生息した、ある
いは現在でも生息している単細胞の藻類である。珪藻類
の保護膜は珪素質骨格で形成され、この骨格の形状は極
めて多様で、バラ形、クシ形、ドイリー形、円筒形等が
あるが、常に小さな孔を有し且つ極めて細い通路を有し
ている。従って、珪藻土岩は密度が極めて小さな珪質岩
であり、その比表面積は１〜４０ｍ２　で、極めて特殊
な特性を有している。そのため、古くから濾過剤、塗料
用微粉末充填物、触媒担体として工業分野で使用されて
きた。珪藻土岩は天然の鉱床から採取される鉱石であり
、工業製品にするにはこの鉱石を処理しなければならな
い。すなわち、鉱石を種々の前処理、破砕、乾燥、粉砕
、粗大不純物（玄武岩、粘土、砂等）除去をした後に、
重要な仮焼処理をする必要がある。この仮焼処理の目的
は、湿分を６０％から約１％に減らし、鉱石中に含まれ
る有機物を焼却し、しかも、望ましくない無機化合物、
例えば炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、鉄誘導体また
は硫化物を酸化物、珪酸塩または珪素アルミン酸塩に変
えることにある。

【０００３】濾過剤の製造で特に注意しなければならな
い点は、明らかに濾過剤の基本的特性である透水性（ｐ
ｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｅ）を良くすることにある。この
透水性は一般にダルシー（ｄａｒｃｙ）　で測定される
。ダルシーとは粘度が１ｍ　Ｐａ．ｓ（すなわち、１セ
ンチポアズ）の流体が１気圧の圧力差で高さが１ｃｍ、
断面積が１ｃｍ２　の多孔質床を通って流れる透過度で
ある。１ダルシーは　０．９８７×１０−１２　ｍ２す
なわち約１ｐｍ２　である。工業用濾過剤は濾過補助剤
（ａｄｊｕｖａｎｔｓ　ｄｅ　ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）
　ともよばれ、一般には２０ミリダルシーから１５ダル
シーの透水性を有する。この値は原料の珪藻土岩の透水
性よりかなり高い。従って、濾過剤を製造するための珪
藻土岩の仮焼の目的は珪藻類および長さが数マイクロメ
ートルであるその破片を長さが１０μｍ以上の凝集物に
凝集して微粒子の比率を小さくし、それによって透水性
を高くすることにある。もちろん、この仮焼では部分的
な凝集を行い、珪藻土岩の骨格を完全に溶融させたり、
デカンテーションを不便にし且つ濾過操作中に管路やフ
ィルタの低部に堆積するといった欠点のある５０μｍ以
上の大きな凝集物ができないようにするのが好ましい。 また、この仮焼段階中に珪藻土岩の主要成分である非晶
質シリカの結晶化が起こらないようにするのが好ましい
。従って、天然不純物を焼却する目的で行う仮焼による
珪藻土岩から濾過剤の製造方法において解決すべき技術
的課題は、結晶化物（クリストバル石、石英または鱗珪
石）の比率を低い状態に維持したまま、仮焼後の珪藻類
の透水度を正しい値にする点にある。

【０００４】珪藻土岩の鉱床が１％のクリストバル石し
か含んでいないとしても、仮焼によってクリストバル石
は現れ、また、それ以下では珪藻類の主要骨格を成す非
晶質シリカが熱変換して鱗珪石が現れるということが知
られている〔カディ　（Ｋａｄｅｙ）１９７５年、ディ
ア（Ｄｅｅｒ）、１９６６年〕。単純な仮焼で得られる
生成物中のクリストバル石の比率は１〜１００　％の範
囲で、この比率は原料および温度によって変わる。炭酸
ソーダのような融剤の存在下で仮焼して得られるいわゆ
る白色濾過剤ではこの比率が４０〜８０％に達する。ま
た、結晶性シリカの粉塵を吸入すると、深刻な肺疾患、
珪肺症を起こす危険性があるということも知られている
。国際癌研究機関（ＩＡＲＣ）の機関紙「ヒトに対する
化学薬品の発癌性評価、シリカおよび珪酸塩、第４２巻
、１９８７年」には、結晶性シリカが発癌性物質として
取り上げている。この説には反対論もあるが、いずれに
せよ、結晶性シリカの粉塵を吸入する危険に曝されてい
る者の作業環境を厳しく管理したり、加工農産物と一緒
に運ばれる珪藻土濾過剤中に含まれる結晶性シリカの含
有率を制限しなければならないということは業者にとっ
て大きな負担である。従来方法で得られる製品中のクリ
ストバル石の最終的な含有率は１〜１００　％である。

【０００５】濾過剤の従来の製造方法で２０ミリダルシ
ーから１５ダルシーの透水性を有する濾過剤が得られる
ように凝集させるには、仮焼温度を　９００〜１２００
℃にすることが必須であった。鉄、ナトリウムおよびカ
ルシウムを豊富に含む原料の場合には、粒子の表面溶融
によって所望の凝集を容易に起こさせることができるが
、それと同時に、シリカがクリストバル石に急速に結晶
化する。この結晶化は　８５０℃以下ではわずかである
が、　９００℃を越えると急速に大きくなる。この結晶
化への変換の触媒となる不純物の臨界含有量は約１％で
あろうことが見積もられている。高温に曝される滞留時
間が数秒以上、場合によっては数分となる従来の仮焼方
法では、クリストバル石が大量に形成されるのを避ける
ことはできない。これまでの関心は、主として最終製品
の物理的特性にあった。過去の珪藻土岩の熱処理では、
珪藻土岩を水平プレート上に載せて仮焼し、鋳鉄製の耐
火スクレーパーを用いて製品を上側プレートから下側プ
レートへ移動していた。しかし、このような方法は生産
性が低く、維持費が高くなるため、業界では回転式の仮
焼炉が用いられるようになった。このような回転仮焼炉
は一般に非常に長く（３０メートル以上）、１０００〜
１２００℃の温度で運転される〔ウィリアム（Ｗｉｌｌ
ｉａｍ　　Ｑ．　Ｈｕｌｌ）著「珪藻土」；　　Ｉｎｄ
ｕｓｔｒｉａｌ　ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｈ
ｅｍｉｓｔｒｙ　、１９５３年２月、第２５６　〜２６
９　頁参照〕。この炉では、シリカ濃度が増加するのを
防ぎ、しかも、工業的に価値のあるクモ状構造（ｓｔｒ
ｕｃｔｕｒｅ　ａｒａｃｈｎｅｅｎｅ）が破壊されない
ようにするには、運転を可能な限り正確に制御する必要
がある。

【０００６】業者は専らこの回転炉を用いて仮焼を行っ
ているが、この仮焼は火炎の存在下でのバルクな仮焼で
ある。しかし、火炎による熱の伝達は極めて不規則であ
るため、全ての珪藻土岩に同じ熱処理をすることはでき
ない。また、所望の凝集を行うのに必要な時間の間、一
定の最低温度で、全体を熱処理しようとすると、珪藻土
岩の一部の表面が過剰に仮焼されることになる。この表
面の溶融は凝集を行わせるには望ましいが、珪藻土岩の
微細構造が破壊されず、しかも、シリカが結晶化されな
いようにコントロールして行わなければならない。そう
しないと、破壊された珪藻土岩が過剰に凝集したシリカ
の硬い粒子となり、最終製品の「ケーキ密度（ｄｅｎｓ
ｉｔｅ　ｇａｔｅａｕ）」が高くなってしまう。この「
ケーキ密度」は濾過剤の重要なファクターで、予め濾過
剤を懸濁した液体をブフナー　（Ｂｕｃｈｎｅｒ）フィ
ルタで濾過した後にフィルター上に残った濾過剤層を乾
燥した時の見掛け密度である。この「ケーキ密度」が０
．４５ｇ／ｃｍ２　以上の場合には、溶融が過剰または
粉砕が過剰な製品となり、優れた品質の濾過剤に要求さ
れる特徴的な多孔質構造が失われた製品となる。逆に、
粉砕をし過ぎると、軽い微粉末の比率が高くなり、フィ
ルタの目詰りや濾液混濁の原因となる。微粉末の比率が
高くなると後処理が必要になる。 しかし、この後処理は困難で且つコストがかかる処理で
ある。

【０００７】ある原料の仮焼後の最終的特性、特に、透
水性および５０μｍ篩残留率（リジェクト率、ｔａｕｘ
　ｄｅ　ｒｅｆｕｓ）は、選択した仮焼温度と、仮焼炉
中での珪藻土岩の滞留時間とに大きく影響される。従来
の仮焼方法で得られる製品の規格である５０μｍ篩残留
率に合わせるためには、製造業者は炉の出口で製品を潰
し、粉砕しなければならないが、この作業を工業的に行
うのは困難である。 しかも、粉砕は選択性に欠けるという問題があり、大き
な凝集物を粉砕して小さくすると、個々の珪藻類の寸法
も小さくなり、その結果、微粉末の含有率が高くなり、
最終製品の「ケーキ密度」が大きくなってしまう。こう
した凝集は、回転炉を用いた伝統的な仮焼方法や過去の
仮焼方法、特に互いにプレートを重ねた真直な炉、ある
いは、滞留時間を数分程度に短くするために用いられる
流動床炉といわれる炉を用いた仮焼方法では制御するこ
とができず、これらの方法で得られた仮焼製品は、仮焼
温度が　９５０℃を越えると５０μｍ篩残留物が常に５
％以上になる。

【０００８】フランス国特許第　２，５８６，５８８号
または東ドイツ連邦共和国特許第　ＤＤ２６６，０３４
号に記載の改良方法では回転炉床を用いている。この回
転炉床では珪藻土岩が螺旋状の高温ガスに随伴して送ら
れるような構造になっている。この方法を用いることに
よってジェットガス中での珪藻土岩の全滞留時間を適切
に制御することはできるが、珪藻土岩粒子の熱履歴を制
御することができないため、凝集を制御することができ
ない。実際には、必ずしも望んだ粒度ではない粒度の被
処理珪藻土岩を扱わなければならない場合が多い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
問題を全て解決して、珪藻土濾過剤に求められる品質を
達成することができる方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、珪藻土岩を急
速仮焼することによって、クリストバル石の含有率が１
％以下で且つ５０μｍ篩残留率が５％以下である珪藻土
濾過剤を製造する方法において、珪藻土岩を高温のガス
噴流中に噴射し、このガス噴流中で数十ミリ秒から数秒
の間、珪藻土岩を約１２５０〜約８５０　℃の温度に維
持することを特徴とする方法を提供する。

【００１１】

【作用】本発明では、珪藻土岩を、数十ミリ秒から数秒
の極めて短い時間、高温のガス噴流中に滞留させること
により非常な高温で仮焼を行う。珪藻土岩が高温に曝さ
れるこの滞留時間は極めて短いので、シリカの結晶化は
起こらない。しかし、凝集は完全に起こる。その後、約
　８５０℃以下の温度に下げたガス噴流中に固体を滞留
させることによって、透水性と結晶化度をほとんど変え
ずに、有機不純物および硫黄含有不純物を除去すること
ができ、金属不純物を完全に不溶化することができる。 本発明で仮焼した珪藻土濾過剤とは単なる仮焼、換言す
れば融剤　（ｆｏｎｄａｎｔ）を用いない仮焼で得られ
る製品を意味する。この製品はピンク色をしているので
当業者は「ローズ」濾過剤と呼ぶことが多い。しかし、
サーモンピンクまたは白色をしている場合もある。ロー
ズ濾過剤は、融剤、特に炭酸ナトリウムの存在下で得ら
れる「白色」濾過剤または「活性化」濾過剤とは対照的
な、非常に改質された微細構造を有している。すなわち
、本発明は、珪藻土岩を急速仮焼することによって、ク
リストバル石の含有率が１％以下で且つ５０μｍ篩残留
率が５％以下である珪藻土濾過剤を製造するために、珪
藻土岩を高温のガス噴流中に噴射し、このガス噴流中で
数十ミリ秒から数秒の間、珪藻土岩を約１２５０〜約８
５０　℃の温度に維持することによってローズ濾過剤を
製造することができる。

【００１２】本発明の好ましい実施例では、鉛直な軸線
を有する円筒状の炉の中に、この炉の床に形成したスリ
ット　（傾斜羽根を備えている）　通って、高温のガス
を噴射することによって螺旋運動をするガス噴流を作る
。この炉の内部には耐火ボールを予め入れておき、高速
で送られる高温ガスによって耐火ボールに鉛直方向の速
度成分に与え、この成分で耐火ボールの自重（揚力）と
横方向成分（床の水平方向運動）とを平衡させる。この
条件下では、耐火ボールは螺旋運動をしながら円環中に
閉じ込められる。珪藻土岩粒子は上記ガス噴流中に、好
ましくは浮遊状態にある耐火ボールの円環の下側で導入
され、白熱した耐火ボールから成る浮遊状態の永久床の
中に瞬間的に滞留して、珪藻土岩粒子と耐火ボールとが
熱平衡状態となる。この永久床の耐火ボール間の自由空
間では珪藻土岩粒子が互いに衝突して仮焼および急速な
凝集が起こる。その後、珪藻土岩粒子は、螺旋運動する
ガス噴流に乗って数秒間運ばれ、その間に仮焼が完了す
る。この間の温度は高いが　８５０℃以下である。最後
に、ガス噴流に乗って運ばれた珪藻土岩粒子は炉から出
てサイクロンおよび濾過で回収される。

【００１３】実際の条件での高温のガス噴流中の珪藻土
岩粒子の滞留時間は数十ミリ秒から数秒の範囲であると
見積もることができる。浮遊状態に維持されるシリカボ
ール全体の回転運動を維持することによって、ボール相
互の摩耗を大幅に制限することができる。このボールは
、多孔質シリカまたはアルミナで構成するのが好ましく
、直径は１ミリ〜数ミリメートルの間で選択する。

【００１４】本発明方法の利点は、透水性の値が２０ミ
リダルシー〜１５ダルシーの場合に、５０μｍ篩残留率
が供給材料の篩残留率に近い値、すなわち５％以下であ
る仮焼した濾過剤を製造することができるという点にあ
る。この利点によって、従来の仮焼方法では必要であっ
た、あるいは、実施が困難であった粉砕段階を省略する
ことができる。本発明方法で得られる濾過剤中のクリス
トバル石の含有率は１％以下であり、化学的不純物の比
率が充分に低い珪藻土岩の場合にはクリストバル石、石
英または鱗珪石の比率はゼロになることもある。以下、
本発明の実施例を説明する。

【００１５】

【実施例】以下の実施例では、透水性はフランス国特許
第　２，３６７，２８２号に記載の方法に従って測定し
た。５０μｍ篩残留率は　ＤＩＮ規格　４１８８　に従
った５０μｍ篩上に１０ｇの粉末を載せ、濾過剤を含ま
ない透明な水が出てくるまで濾過剤に通常の水を通し、
フィルタ上に残った物質を洗浄・乾燥し、計量し、読み
取った重量を粉末　１００ｇに対して表示した。燃焼損
失（ＰＡＦ）は　９００℃で１時間仮焼したサンプルの
重量ロスである。クリストバル石の定量は回折Ｘ線チャ
ートで行った。粒子寸法はマスでの平均直径である。鉄
ＥＢＣは国際規格「アナリティカ　ＥＢＣ−９．５　可
溶性鉄、Ｄ　９７（Ｆ　９７）」に従ったフタル酸カリ
ウム溶液で抽出可能な量である。「アナリティカ　ＥＢ
Ｃ−７．８　ビール中の鉄の定量　Ｄ　６６　（Ｆ　　
６６）」も参照。

【００１６】実施例１ 本実施例で用いた装置はトルフテック（Ｔｏｒｆｔｅｃ
ｈ）社とデビィーマッキー　（ＤａｖｙＭｃ　Ｋｅｅ）
　社が開発した特殊炉である。この炉はいわゆる流動床
または移動床ではなく、緻密な乱流帯の形状をした粒子
物質のベッドを有するシステムである。このシステムは
ヨーロッパ特許第　００６８８５３号に記載されている
。これ炉は鉛直軸線を中心とした直径が　４０　ｃｍの
回転体容器で構成され、この容器中には燃焼ガス、最も
簡単には１２００℃に加熱された空気がスリットを介し
て噴射される。このスリットには、炉中で空気が螺旋運
動をするように傾斜した耐火セラミック製のフィンが取
付けられている。この炉には２つのサイクロンが直列に
連結し、１つのフィルタが取付けられている。 噴射ガスの流量は４００　ｍ３／時ＴＰＮであり、耐火
セラミック製のフィンの所でのガス速度は５０ｍ／秒で
ある。高温のガス噴流中での珪藻土岩材料の滞留時間は
数ミリ秒と見積もられる。

【００１７】運転を開始する前に、炉中に直径２ｍｍの
耐火性シリカのボールを　５００グラム入れる。ガス噴
流を行って、耐火性シリカのボールが浮遊状態のベッド
が形成された段階で、耐火セラミック製のフィンの設置
位置と浮遊状態のボールのベッドが形成されている所と
の間の高さの所から、珪藻土岩を２５ｋｇ／時の速度で
連続的に導入する。上記高さの所は減圧されているので
、ここから供給するのは容易である。使用した原料は珪
藻土（ｋｉｅｓｅｌｇｕｈｒ）で、浄水後に測定された
特徴は下記の通りである： 　　　　透水性　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　β＝０．０２０　ダルシー　　　
　濾過ケーキ密度　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　Ｄｇ＜０．４　ｇ／ｃｍ３　　　　　５０μｍ篩
残留率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｒ５
０＝０％　　　　燃焼ロス　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　ＲＡＦ＝９％　　　　臭い
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　なし　　　　表面ＢＥＴ窒素　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　Σ＝３５ｍ２／ｇ　　　　
色　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　白または緑　　　　クリストバル石含
有率　　　　　　　　　　　　　　＜０．２５％　　　
　燃焼ロス前の化学分析値　　　　　　　　　　　　Ｓ
ｉＯ２　　　＝８４．５％　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Ａｌ２Ｏ３　＝３．１　％　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Ｆｅ２Ｏ３　＝２．４　％　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ＣａＯ　　　　＝０．９５％　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　Ｎａ２Ｏ　　＝０．０８％　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　ＭｇＯ　　　　＝０．０８％　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　Ｋ２Ｏ　　＝０．０３％　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　炭素　　　　＝１．９３％　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　有機硫黄＝０．８　％　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　全
硫黄　　＝１．２　％

【００１８】仮焼済みの製品はサ
イクロンの下で回収した。この製品は粉砕なしにそのま
ま製品となる（これが本発明の製品の特徴である）。こ
の製品の特徴は以下の通りであった： 　　　　透水性　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　β＝０．１５ダルシー　　　　濾
過ケーキ密度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　Ｄｇ＝０．３６０　ｇ／ｃｍ３　　　　　５０μｍ篩
残留率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｒ５
０＝０％　　　　粒子の平均寸法　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１５μｍ　　　　燃焼ロス　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＰＡ
Ｆ＝１％　　　　臭い　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　なし　　　　表面ＢＥ
Ｔ窒素　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Σ＝
１１ｍ２／ｇ　　　　色　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　ピンク　　　　
炭素＋有機硫黄　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　＝０％　　　　鉄（ＥＢＣ）　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　＝０．０１３　％　　　　ク
リストバル石含有率　　　　　　　　　　　　　　＜１
％

【００１９】比較のために、工業用回転炉で上記と同
じ温度で従来の仮焼条件で処理した。これから製品を得
るためには粉砕する必要があった。再粉砕後の典型的な
特徴は以下の通りであった： 　　　　透水性　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　β＝０．１６５　ダルシー　　　
　濾過ケーキ密度　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　Ｄｇ＝０．３５０　ｇ／ｃｍ３　　　　　５０μ
ｍ篩残留率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Ｒ５０＝７％　　　　粒子の平均寸法　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　２０μｍ　　　　燃焼ロス　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ＰＡＦ＝０．５　％　　　　臭い　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　なし　　　
　表面ＢＥＴ窒素　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　Σ＝４ｍ２／ｇ　　　　色　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ピンク
　　　　炭素＋有機硫黄　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　＝０％　　　　鉄（ＥＢＣ）　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　＝０．０１４５％　
　　　クリストバル石含有率　　　　　　　　　　　　
　　約５０％サイクロンで回収したものは再粉砕しない
と濾過剤として使用可できず、再粉砕しても５０μｍ篩
残留率は大きい。

【００２０】実施例２ 実施例１と同じ原料および同じ装置を用いたが、実施例
１より低い（１０６０℃）　仮焼温度で運転して、仮焼
後に再粉砕を必要としない製品を回収した。その特性は
以下の通りであった： 　　　　透水性　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　β＝０．１１２　ダルシー　　　
　濾過ケーキ密度　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　Ｄｇ＝０．３６５　ｇ／ｃｍ３　　　　　５０μ
ｍ篩残留率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Ｒ５０＝０％　　　　粒子の平均寸法　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　１８μｍ　　　　燃焼ロス　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ＰＡＦ＝２．８　％　　　　臭い　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　なし　　　
　表面ＢＥＴ窒素　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　＝２９ｍ２／ｇ　　　　色　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ピンク
　　　　炭素＋有機硫黄　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　＝０％　　　　鉄（ＥＢＣ）　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　＝０．０１５　％　
　　　クリストバル石含有率　　　　　　　　　　　　
　　＜０．２５％燃焼ロスが２，７　％と高いのは粘土
中の構造水を表しており、これが存在しても濾過剤の品
質には有害ではない。 有機物に起因する炭素化物と硫黄化物は全て除去されて
いる。

【００２１】比較のために、同じ温度１０６０℃で従来
の工業炉で運転した。この場合には、再粉砕しなければ
製品にならなかった。再粉砕後の特性は以下の通り：　
　　　透水性　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　β＝０．０６５　ダルシー　　　　
濾過ケーキ密度　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　Ｄｇ＝０．３３５　ｇ／ｃｍ３　　　　　５０μｍ
篩残留率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｒ
５０＝３％　　　　粒子の平均寸法　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　２０μｍ　　　　燃焼ロス　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｐ
ＡＦ＝０．５　％　　　　臭い　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　なし　　　　
表面ＢＥＴ窒素　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　Σ＝６ｍ２／ｇ　　　　色　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ピンク　
　　　炭素＋有機硫黄　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　＝０％　　　　鉄（ＥＢＣ）　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　＝０．０１３５％　　
　　クリストバル石含有率　　　　　　　　　　　　　
　約５％

【００２２】実施例３ この実施例３の試験条件は実施例１と同じであるが、大
きな変更は炉中にシリカボールを入れなかった点である
。加熱領域中での珪藻土岩の滞留時間は噴射ガスの流速
から２ミリ秒と見積もることができた。得られた製品の
特徴は以下の通りであった： 　　　　透水性　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　β＝０．０２９　ダルシー　　　
　濾過ケーキ密度　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　Ｄｇ＝０．３３５　ｇ／ｃｍ３　　　　　５０μ
ｍ篩残留率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Ｒ５０＝３％　　　　粒子の平均寸法　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　２０μｍ　　　　燃焼ロス　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ＰＡＦ＝７％　　　　臭い　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　なし　　　　表面
ＢＥＴ窒素　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Σ＝３５ｍ２／ｇ　　　　色　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　白　　　　
炭素＋有機硫黄　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　＝１．６　％　　　　鉄（ＥＢＣ）　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　＝０．７　％　　　　
クリストバル石含有率　　　　　　　　　　　　　　＝
０．０１３５％　　　　クリストバル石比率　　　　　
　　　　　　　　　　　＜１％この実施例３は優れた透
水性を獲得するのに必要な焼結レベルにするためのシリ
カボールのベッドの存在の重要性を示している。ここで
用いたシステムは流紋岩（ｒｈｙｏｌｉｔｅ）を真珠岩
（ｐｅｒｌｉｔｅ）　（この真珠岩も濾過剤として使用
される）へ、または、マイカをヒル石へ膨張膨させるの
に用いられるのと同じものであるということに留意され
たい。これらの材料は密度が高いので、１６０　μｍ以
上の結粒に凝集する場合にはボールを存在させる必要は
ない。こうして形成された真珠岩またはヒル岩は仮焼前
後の密度差によって極めて簡単に運ぶことができるので
、シリカボールを用いても滞留時間の調節には全く役立
たないであろう。滞留時間は、ガス流と流紋岩またはマ
イカの大きな質量とを釣り合せて調節できる。

【００２３】実施例４ この実施例４は、真珠岩の膨張に通常使用されている鉛
直管型炉中で珪藻土岩を活性化する際に起こる問題点を
示している。この実施例で使用される設備は、円筒状の
管に取り付けられたバーナと、回収用のサイクロンとに
よって構成されている。円筒状の管内の火炎の高さの所
には珪藻土岩を導入するための横方向入口が設けられて
いる。排出ガスの温度は　９００℃であるが、燃焼時に
は１７００℃に達する。実施例１と同じ珪藻土を用いた
。火炎を通過した後に下記の特性を示す製品が回収され
た：　　　　透水性　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　β＝０．０５１　ダルシー　
　　　濾過ケーキ密度　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　Ｄｇ＝０．２５７　ｇ／ｃｍ３　　　　　５
０μｍ篩残留率　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　Ｒ５０＝８％　　　　粒子の平均寸法　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　２２μｍ　　　　燃焼ロ
ス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　ＰＡＦ＝３％　　　　臭い　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　なし　　　　
表面ＢＥＴ窒素　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　Σ＝３５ｍ２／ｇ　　　　色　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　灰色　
　　　炭素＋有機硫黄　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　＝１．６　％　　　　有機硫黄　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝０．７　
％　　　　鉄（ＥＢＣ）　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　＝０．０１３５％　　　　クリストバ
ル石含有率　　　　　　　　　　　　　　＜１％この珪
藻類は濾過剤として許容可能な程度まで充分に仮焼され
ておらず、非常に急速に拡大したため、有機物質を完全
に破壊することができなかった。製品がピンクではなく
灰色に着色したことは、有機物質が不充分にしか仮焼さ
れなかったか、炭素が沈着したことを意味している。得
られた製品は、仮焼された珪藻類と、温度勾配および管
内での珪藻土岩の不均質な移動に起因して仮焼されなか
った珪藻類との混合物である。

【００２４】実施例５ 以下、流動床で珪藻土岩を仮焼した結果を記載する。こ
の方法はフラッシュ仮焼法と考えてはならない。ここで
用いた流動床炉は、高さ３ｍ、直径０．１０５ｍの耐火
性鋼管で構成されたパイロットスケールの炉である。流
動床の底部に設けた高温ガス分配器は、直径が３ｍｍの
不銹鋼のボールで構成した。珪藻土岩のベッドの高さは
ガス分配器の上方、約１０ｃｍである。珪藻土岩は炉に
０．６ｋｇ／時の速度で供給され、流動床中に平均４分
間滞留する。焼結した珪藻類の鉛直方向の移動速度は　
０．２ｍ／秒と見積もられる。サイクロン中でｅｎｖｏ
ｌｅｍｅｎｔの形で製品の５％を回収し、残りの９５％
は出口で回収した。１０００℃で仮焼した製品の特徴は
以下の通りである： 　　　　透水性　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　β＝０．０９７　ダルシー　　　
　濾過ケーキ密度　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　Ｄｇ＝０．２３０　ｇ／ｃｍ３　　　　　５０μ
ｍ篩残留率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Ｒ５０＝１９％　　　　９００　℃で１時間燃焼後のロ
ス　　　　　　　　ＰＡＦ＝０．５　％　　　　炭素＋
有機硫黄　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝
０％　　　　色　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　ピンク　　　　クリスト
バル石含有率　　　　　　　　　　　　　　１２％　　
　　粒子の平均直径　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１８μｍ５０μｍ篩残留率が１９％であるとい
うことは、この条件では凝集を制御するのがいかに難し
いかを示している。一方、クリストバル石含有率も高い
が、これは使用した原料および加熱領域での長い滞留時
間を考慮に入れると正常である。

【００２５】以上の実施例から、本発明では非常に特殊
な種類の仮焼珪藻土濾過剤、すなわち、透水性が約０．
０６〜０．４　ダルシーと非常に高く、しかも、クリス
トバル石含有率が１％以下である仮焼珪藻土濾過剤を得
ることができるということは理解できよう。シリカを非
晶質に維持するために低温で仮焼する方法は比較的純粋
な珪藻土岩にしか適用できず、自然に透水性を向上させ
ることはできないので、この種類の濾過剤は現在まで知
られていなかった。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】珪藻土岩を急速仮焼することによって、ク
   リストバル石の含有率が１％以下で且つ５０μｍ篩残留
   率が５％以下である珪藻土濾過剤を製造する方法におい
   て、珪藻土岩を高温のガス噴流中に噴射し、このガス噴
   流中で数十ミリ秒から数秒の間、珪藻土岩を約１２５０
   〜約８５０　℃の温度に維持することを特徴とする方法
   。
2. 【請求項２】第三物質を浮遊状態に維持した高温のガス
   噴流中に珪藻土岩を噴射する請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】ガス噴流が螺旋状に上昇し、しかも、上記
   第三物質はガス噴流によって運ばれないで環状帯域中で
   浮遊状態に維持されるような炉の中で操作する請求項２
   に記載の方法。
4. 【請求項４】珪藻土岩を浮遊状態にある第三物質の環状
   帯域の下側へ導入する請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】第三物質を浮遊状態に維持するガス噴流の
   一部の中での珪藻類の滞留時間が数十ミリ秒から数秒の
   間である請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】第三物質が耐火ボールで構成されている請
   求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 【請求項７】アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミ
   ニウムおよび鉄の塩または酸化物によって構成される群
   に含まれる化学的不純物の含有量が０．０５％以上であ
   る珪藻土岩を用いる請求項１〜６のいずれか一項に記載
   の方法。
8. 【請求項８】上記ガスが空気または酸素を含む燃焼ガス
   である請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 【請求項９】透水性が０．０６〜０．４　ダルシーで、
   クリストバル石の含有率が１％以下であることを特徴と
   する仮焼した珪藻土濾過剤。