JPH0565447B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は水簸ベントナイトの製造方法に関す
る。更に詳しくは、天然の膨潤性粘土から高純度
のナトリウム・モンモリロナイト含有ベントナイ
ト製品を効率良く製造するための水簸ベントナイ
トの製造方法に関する。 〔従来の技術〕 高純度のナトリウム・モンモリロナイトは極め
て高い膨潤力、懸濁力、増粘力およびコロイド性
などを有するため、化粧品、医薬品、塗料などの
各分野で幅広い用途を有している。しかしながら
ナトリウム・モンモリロナイトを多量に含むとさ
れている膨潤性粘土では稀に70〜80％含有するも
のもあるが、通常は30〜40％しか含有していな
い。この様な膨潤性粘土より有効成分を水により
有効成分を水により抽出する方法が採用され、得
られる製品が水簸ベントナイトと呼ばれている。 しかし原料鉱石より水簸ベントナイトを製造す
るためには、原鉱を水に膨潤させた後、石英、頁
岩、粘板岩などを自然沈殿分離で除去し、更に得
られるモンモリロナイトを固形分の主成分とする
スラリーより微粒のシリ、酸化鉄などの異物を分
離するために、遠心分離などの操作を行なつてい
るのが通常である。しかしこの操作で異物を完全
に分離して高純度のモンモリロナイトを含有する
スラリーを得るためには、スラリー中の固形分濃
度を低くする必要があり、通常はスラリー濃度４
％以下で遠心分離をする必要がある。従つてこの
ようなスラリーから水分を除去して高濃度のモン
モリロナイトのスラリーもしくは粉末ないしは塊
状の固体製品を得るためには、膨大な量の水を固
形分と分離しなければならない。従来、この様な
モンモリロナイト水簸液は、モンモリロナイトの
微細な板状粒子の懸濁液である為に工業的な通常
の固液分離法、例えば過して分離する事は極め
て困難で、通常は水を蒸発乾燥して、固形分を得
る方法に頼らざるを得なかつた。従つて莫大なエ
ネルギーが消費され、経済的に極めて不利であつ
た。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の事情に鑑みて、本発明者らは上述の従来
プロセスの欠点を克服して、高純度のモンモリロ
ナイトを含む低濃度のスラリーから効率良く固形
分を濃縮して経済的に水簸ベントナイトを製造す
る事を検討した。即ちモンモリロナイト懸濁液よ
り微細なモンモリロナイト粒子を凝集して過で
きる様な沈殿を得る事を試みた。即ち、本発明者
は多数の有機無機系凝集剤を検討した。その結
果、有機系高分子凝集剤はフロツクを形成させる
ことは出来るが、懸濁液がゲル状となり過が著
しく困難であつた。一方特定の無機系凝結剤を添
加した場合、過容易な沈殿が得られる事、且つ
又過ケーキの含水率が小さい事、この含水ケー
キに分散剤を加えることにより、従来の方法によ
り得られた水簸ベントナイトに優るとも劣らぬ製
品を得ることが出来る事を見出して本発明を完成
させるに至つた。 〔問題点を解決するための手段〕 すなわち、本発明は、モンモリロナイトを含む
原鉱を水に膨潤させ、異物を分離し、得られるス
ラリーより水を除去することによる水簸ベントナ
イトの製造方法において、上記スラリーに無機酸
塩より選ばれる一種以上の凝結剤を添加し、攪拌
することにより凝結物を生成させ、次に凝結物を
過し、得られた過ケーキに分散剤を混合する
ことを特徴とするものである。本発明において、
水簸ベントナイトを製造するのに用いられる原鉱
は有効な量のモンモリロナイトを含有しているも
のであれば、特に限定されないものである。モン
モリロナイトの層間に含まれている交換性陽イオ
ンの種類にも限定されず、ナトリウム、カルシウ
ム、カリウムなどのいずれの金属がどのような割
合で含まれても構わないが、ナトリウムイオンの
濃度の高いものが特に好ましい。また上記スラリ
ーの固形分濃度は、水簸ベントナイトの製造条件
によつても異なるが３重量％以上、好ましくは５
重量％以上である。 上述の原鉱より、有効成分であるモンモリロナ
イトを抽出、濃縮するための工程についても、本
発明においては限定されないが、通常実施されて
いる方法を用いて支障のないものがある。例え
ば、原鉱を水に浸漬して膨潤させ、遠心分離法に
より礫、砂などの異物を除去して、有効成分であ
るモンモリロナイト−水系のスラリーを得るとい
う方礫法が用いられる。なお上記の異物を分離さ
せるために自然沈殿法を用いてもよい。 上述のようにして得られるモンモリロナイト−
水系のスラリーが本発明の方法で処理される対象
となるが、従来は通常このスラリー中の固形分濃
度は４％以下であり、しかも固形分は微粒で蒸発
法以外には、技術的に有効な方法はなかつたもの
である。本発明において、このスラリー中の固形
分を凝結するために有効であると見出されたもの
は、上述したような無機系の凝結剤である。 本発明において用いられる凝結剤としては、水
溶性でかつ上記スラリー中の微粒子を凝結させる
能力を有するものである。具体的には無機酸塩の
凝結剤であり、無機酸塩としては例えば塩化物、
硫酸塩、硝塩酸、リン酸塩などが挙げられ、例え
ばアンモニウム塩、鉄塩、カルシウム塩、アルミ
ニウム塩などが挙げられる。しかし本発明におい
ては、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝
酸アルミニウムなどのアルミニウムの塩の１種以
上を用いるのが品質の良い水簸ベントナイトを製
造するために適切である。このような凝結剤の上
記スラリーへの添加量は、スラリー中の固形分濃
度、凝結剤の種類等の条件によつても異るが、通
常はスラリー中の固形分に対して、上記の凝結剤
中の金属原子に換算して２〜20倍量、好ましくは
４〜６倍量を用いるのが推奨されるが、必ずしも
これに限定されるものではない。凝結剤の配合量
が上記の範囲より低い場合には、スラリー中の固
形分の凝結が完成されない場合があり、一方上記
の範囲を超える量の凝結剤を用いる場合は、水簸
ベントナイトを得るための経済性の点で好ましい
ものではない。これらの凝結剤は粉末もしくは結
晶の状態で用いてもよいし、水に溶解させて用い
てもよい。しかし水に溶解させる際にはなるべく
水の量を少なくするのが望ましい。 次に上述の凝結剤を添加することにより、上述
のスラリーの固形分を凝結するための方法として
は、通常の化学プラントで用いられる凝集沈殿法
に準じて操作を行なうことができる。例えば、凝
結剤添加後、数分間急速に攪拌することにより凝
結剤がスラリー系全体に均一に分散するようにし
たあと、10〜20分間緩速で系全体を攪拌すること
により、凝結物を生成させると共に生成した凝結
物を機械的に破壊しないようにすることが有効で
ある。この様にして得られた凝結物を過するこ
とにより通常含水率75％以下の含水ケーキを得る
ことが出来る。 このケーキをそのまま乾燥させることにより、
水簸ベントナイトを製造する場合には、得られた
製品を水などに分散させて使用する場合、固形分
が凝集して分散状態が不良となるため、製品の分
散性を向上させる必要がある。このために上記の
凝結物に添加されるのが分散剤である。このよう
な分散剤としては、本発明においては、ナトリウ
ム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の水酸
化物、酸化物、炭酸塩、リン酸化物の塩、有機酸
塩の中の１種以上が用いられる。 上述の分散剤において、リン酸化合物のアルカ
リ金属塩、例えばピロリン酸ナトリウム、亜リン
酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、リ
ン酸三ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、
ヘキサメタリン酸カリウム、リン酸三カリウムな
どが好適である。有機酸塩としては例えば脂肪族
カルボン酸またはスルホン酸の塩、例えばシユウ
酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムな
どが使用される。これらの分散剤の配合量は、先
に用いた凝結剤の種類と添加量、始めに用いられ
た鉱石の種類や抽出のために用いられた水の量な
どによつて異なるが、過濃縮された凝結物中の
固形分に対して、２〜５％の範囲の中から通常選
ばれるが、必ずしもこの量に限定されるものはな
い。 上述の分散剤を、上述の濃縮物に配合するため
の方法は、分散剤が均一に濃縮物中に混合できる
ものある限り特に限定されないものである。しか
し本発明においては、対象となる濃縮物の含水率
が低下しており、ケーキ状を呈しているため、こ
のものに固体の分散剤をそのままか或いは少量の
水に溶解したものを添加して、混練する方法を採
るのが望ましい。混練のための装置としては、横
型二軸のパドル翼を有する混練機、スクリユー回
転軸を有する押出混練機などが挙げられるが、本
発明においては均一な混練物が得られるものな
ら、これらの装置に必ずしも限定されるものでは
ない。次にこの様にして得られた水簸ベントナイ
ト製品即ち、高純度モンモリロナイトを製品は従
来の方法で得られたものと同様に使用される。即
ち触媒、触媒担体、医薬品、化粧品あるいは有機
ベントナイト製品の原料として使用することが出
来る。また、凝結剤と分散剤の組合せとによつて
は、従来の水簸ベントナイト製品の粘性が主とし
てアルカリ側で安定であつたのに対し、酸性側で
も安定な粘性を有するものも出来、増粘剤として
より優れた性質を提供出来るものである。 以下実施例に基づいて本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により限定される
ものでないことは勿論のことである。 実施例 １ 山形県月布産ベントナイト原鉱をクウツシング
ロールを用い粗砕し、得られた粗砕原鉱３Kgを50
のビーカーに入れ、水を加えて全重量を30Kgと
して24時間静置し、ベントナイト原鉱を膨潤させ
た。次いで攪拌機を用いて30分間攪拌した後、20
時間静置し次いで沈殿物をデカンテーシヨンによ
り除去した。得られた上澄液を遠心分離器を用い
て不純物と分ける事により、固形分2.7％を含む
上澄液を得て、水簸ベントナイト（）とした。 この水簸ベントナイト（）３Kgを５のビー
カーに入れ、攪拌機で攪拌しながら硫酸アルミニ
ウムを10.2ｇ加えて凝結させた。次いでブフナー
ロートに入れ吸引過して水分率65％の過ケー
キを得た。このケーキにヘキサメタリン酸ナトリ
ウム6.74ｇを加え、パドルミキサーで混練した
後、105±５℃で乾燥し、次いで粉砕して96ｇの
本発明の方法により得られた製品（）を得た。
日本ゲントナイト工業会標準試験方法JBAS−
108−77に従つて、本発明の方法により得られた
製品（）および水簸ベントナイト（）を乾燥
して得られた固形物の水系分散液のレオロジカル
性質を評価した結果を表１に示す。

【表】 以上述べたとおり、本発明の方法により得られ
た製品は何れも酸性およびアルカリ性で安定な粘
性を有し、水簸ベントナイトよりも優れたレオロ
ジー性を有している。又、本発明の方法では、粉
末の製品を製造するための乾燥に要する熱量、時
間を著しく短縮することができた。 実施例 ２ 実施例１で用いた水簸ベントナイト（）３Kg
を５のビーカーに入れ、攪拌機で攪拌しながら
塩化アルミニウムを9.95ｇを加え、凝結させた
後、ブフナーロートに入れ吸引過を行なつた。
得られたケーキにピロリン酸ナトリウム7.36ｇを
加え、スクリユー回転軸を有する押出し混練機で
混練した後105±５℃で乾燥し、次いで粉砕して
95ｇの本発明の方法により得られた製品（）を
得た。 本発明の方法により得られた製品（）の水系
分散液のレオロジカル性質を表２に示す。

【表】 実施例 ３ 実施例１で用いた水簸ベントナイト（）３Kg
を５のビーカーに入れ、攪拌しながら硝酸アル
ミニウムを9.7ｇを加え、凝結させた後ブフナー
ロートに入れ吸引過を行つた。得られたケーキ
にリン酸カリウムを5.22ｇを加え、パドルミキサ
ーで混練した後105±５℃で乾燥し、次いで粉砕
して95ｇの本発明の方法により得られた製品
（）を得た。 本発明の方法により得られた製品（）の水系
分散液のレオロジカル性質を表３に示す。

【表】 実施例 ４ 実施例１で用いた水簸ベントナイト（）３Kg
を５のビーカーに入れ、攪拌しながら硫酸第二
鉄を10.1ｇを加え、凝結させた後ブフナーロート
に入れ吸引過して、固液分離を行なつた。得ら
れたケーキにメタリン酸カリウム4.53ｇを加え、
スクリユー回転軸を有する押出し混練機で混練し
た後、105±５℃で乾燥し、次いで粉砕して94ｇ
の本発明の方法により得られた製品（）を得
た。 本発明の方法により得られた製品（）の水系
分散液のレオロジカル性質を表４に示す。

【表】 実施例 ５ 実施例１で用いた水簸ベントナイト（）３Kg
を５のビーカーに入れ、攪拌しながら硫酸アル
ミニウムを10.5ｇを加え、凝結させた後ブフナー
ロートに入れ吸引過して、固液分離を行なつ
た。得られたケーキにシユウ酸ナトリウム4.42ｇ
を加え、パドルミキサーで混練した後105±５℃
で乾燥し次いで粉砕して96.5ｇの本発明の方法に
より得られた製品（）を得た。 本発明の方法により得られた製品（）の水系
分散液のレオロジカル性質を表５に示す。

【表】 実施例 ６−12 実施例１で用いた水簸ベントナイトのスラリー
３Kgに下表に示す凝結剤を下表の通り添加、攪拌
してスラリーを凝結させ、実施例１に準じて固液
分離を行ない、下表に示す含水率のケーキを得
た。得られたケーキに下表に示す分散剤を添加し
て実施例１に示す方法により、本発明の方法によ
る製品を得た。こうして得られた製品の４％水系
分散液の性質を下表に示す。

【表】 比較例 実施例１で用いた水簸ベントナイトのスラリー
３Kgに下表に示す高分子凝集剤の0.1％溶液をス
ラリー中の固形分に対して凝集剤が0.2％になる
ように添加し、攪拌することにより、固形分のフ
ロツクを形成させ、減圧過することにより、下
表に示す含水率のケーキを得た。後は実施例１に
準じて粉末の水簸ベントナイトを得た。このもの
の水系分散液のレオロジカル性質を下表に示す。

【表】 表の結果からわかるように、有機高分子凝集剤
では、ケーキ含水率が大きく過が著しく困難で
ある。またレオロジカル性質も本発明の方法によ
り得られた製品に対して劣つている。 〔発明の効果〕 上述のように、本発明の方法においては水簸ベ
ントナイトを製造するのに希薄なモンモリロナイ
トのスラリーから水を蒸散、蒸発させずに、一旦
凝結させ次に過することにより、モンモリロナ
イト分の濃厚なケーキ状、或いはペースト状に変
えているので粉末ないしフレーク状の水簸ベント
ナイトを得るための熱エネルギーの消費を極めて
少なくし、水簸ベントナイトの製造の大きな障害
になつていた乾燥工程の簡略化を図れることにな
り、その生産性の向上を図ることが可能である。
また本発明の方法の実施に際して用いられる凝結
剤、分散剤は得られる製品の物性に悪い影響を与
えないものであり、実施例に示されるように一部
の物性については、従来のものより優れた性能を
示すようになつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ モンモリロナイトを含む原鉱を水に膨潤さ
   せ、異物を分離し、得られるスラリーより水を除
   去することによる水簸ベントナイトの製造方法に
   おいて、上記スラリーに無機酸塩より選ばれる一
   種以上の凝結剤を添加し、攪拌することにより凝
   結物を生成させ、次に上記凝結物を過し、得ら
   れた濃縮物に分散剤を混合することを特徴とする
   水簸ベントナイトの製造方法。 ２ 凝結剤として、塩化アルミニウム、硫酸アル
   ミニウム、硝酸アルミニウムから選ばれる一種以
   上のアルミニウム塩を用いる特許請求の範囲第１
   項記載の水簸ベントナイトの製造方法。 ３ 分散剤として、ナトリウム、カリウム、リチ
   ウムから成るアルカリ金属の水酸化物、酸化物、
   炭酸塩、リン化合物塩、有機酸塩の１種以上を用
   いる特許請求の範囲第１項記載の水簸ベントナイ
   トの製造方法。 ４ 分散剤として、リン酸、亜リン酸、次亜リン
   酸、ピロリン酸、メタリン酸、ヘキサメタリン
   酸、トリポリリ酸からなるグループのアルカリ金
   属塩の１種以上を用いる特許請求の範囲第１項記
   載の水簸ベントナイトの製造方法。