JPH06144828A - 水ガラスの製造方法 - Google Patents

水ガラスの製造方法

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JPH06144828A
JPH06144828A JP29732092A JP29732092A JPH06144828A JP H06144828 A JPH06144828 A JP H06144828A JP 29732092 A JP29732092 A JP 29732092A JP 29732092 A JP29732092 A JP 29732092A JP H06144828 A JPH06144828 A JP H06144828A
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JP
Japan
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silica
alumina
water glass
zeolite
filtration
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JP29732092A
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English (en)
Inventor
Akio Oshima
昭雄 大島
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Fuji Chemical Co Ltd
Original Assignee
Fuji Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/32Alkali metal silicates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】水ガラスを製造するに際し、水ガラス溶液の濾
過速度を高めることにある。 【構成】1.ケイ砂と炭酸ナトリウムとを融解させて得
られるカレットを水に溶解させた後、得られた粗水ガラ
スに濾過助剤を加え、濾過して水ガラスを製造するに際
し、シリカ・アルミナおよび/またはゼオライト・シリ
カ・アルミナの存在下に粗水ガラスの濾過を行なうこと
を特徴とする水ガラスの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水ガラスの製造方法に
関する。
【0002】本明細書において、“%”および“部”と
あるのは、それぞれ“重量%”および“重量部”を意味
するものとする。
【0003】
【従来技術とその問題点】水ガラスは、一般式Na2
・nSiO2 ・xH2 Oで表わされ、工業的にはn=S
iO2 /Na2 O=1〜3.5(モル比)程度のものが
販売されている。水ガラスは、古くから知られており、
現在においても、土建用材料(土壌安定剤、セメント急
結剤など)、成形材料(鋳造用砂型材料など)、無水珪
酸製造用原料(ホワイトカーボン、シリカゲル、触媒用
シリカ担体など)、パルプ用材料(漂白剤など)、バイ
ンダー成分(窯業用、接着剤用)などとして広く使用さ
れている。
【0004】水ガラスの製造方法は、乾式法と湿式法に
大別される。乾式法においては、ケイ砂と炭酸ナトリウ
ムとを混合し、加熱し、生成する融解物を冷却固化させ
て得たガラス状物(本明細書においてはこれをカレット
という)をオートクレーブ中で水とともに加圧下に加熱
し、溶解させる。次いで、溶解液(粗水ガラス液)中の
不溶解物を濾別するために、珪藻土などの濾過助剤を加
えて濾過することにより、所望の水ガラスを得る。
【0005】乾式法は、カレットを水に溶解させるに要
する時間が短いので、有利であるが、その反面カレット
の原料である炭酸ナトリウムが通常かなりの量の不純物
を含んでいるので、溶解液(粗水ガラス溶液)中にはケ
イ砂および炭酸ナトリウム中の不純物に起因する溶解残
渣が含まれている。この溶解残渣は、微細で且つ形状が
燐片状であるため、溶解液の濾過性を阻害する。特に、
高濃度の溶解液の場合には、濾過性の低下が著しい。
【0006】濾過性を改善する方法として、特開平2−
141416号公報は、ゼオライトAをカレット溶解時
に添加する方法を提案している。この方法によれば、ゼ
オライトAが析出不純物の粒径を増大させる結晶核或い
は吸着剤として作用し、粗水ガラス液の濾過速度が増大
するとされている。しかしながら、ゼオライトの粒径
は、通常7μm程度以下であるため、その濾過速度の改
善は、満足すべきものとはいえない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
カレットを水に溶解して水ガラスを製造するに際し、水
ガラス溶液の濾過速度をさらに一層高めることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
技術の現状に鑑みて鋭意研究を進めた結果、カレットを
水に溶解させて粗水ガラス溶液を得た後、これを濾過助
剤を加え、濾過して水ガラスを製造するに際し、シリカ
・アルミナまたはゼオライト・シリカ・アルミナの存在
下に粗水ガラス溶液の濾過を行なう場合には、水ガラス
溶液の濾過速度が大幅に改善されることを見出した。
【0009】すなわち、本発明は、下記の水ガラスの製
造方法を提供するものである: 1.ケイ砂と炭酸ナトリウムとを融解させて得られるカ
レットを水に溶解させた後、得られた粗水ガラスに濾過
助剤を加え、濾過して水ガラスを製造するに際し、シリ
カ・アルミナおよび/またはゼオライト・シリカ・アル
ミナの存在下に粗水ガラスの濾過を行なうことを特徴と
する水ガラスの製造方法。
【0010】常法に従ってカレットを水に溶解させ、得
られた粗水ガラス溶液を濾過して、水ガラスを製造する
場合には、カレットの溶解に伴って、カレット中に存在
する不純物に由来する微細な不定型乃至鱗片状の固形物
が、析出する。この固形物が粗水ガラス溶液の濾過性を
著るしく低下させる。
【0011】しかるに、本発明において、シリカ・アル
ミナおよび/またはゼオライト・シリカ・アルミナの存
在下に粗水ガラス溶液の濾過を行なう場合には、粗水ガ
ラス溶液の濾過性が大幅に改善される。この粗水ガラス
溶液の濾過性の改善が如何なる作用によるものかは、未
だ十分に解明されていないが、上記の微細な固形物がシ
リカ・アルミナおよび/またはゼオライト・シリカ・ア
ルミナと反応するか或いはシリカ・アルミナおよび/ま
たはゼオライト・シリカ・アルミナに吸着されて、粒径
が増大したり、或いはその形状が濾過されやすい形状に
変化するなどの理由によるものと推測される。
【0012】本発明においては、シリカ・アルミナおよ
びゼオライト・シリカ・アルミナとしては、一般に触媒
或いは触媒担体などの工業用材料として市販されている
ものが使用可能である。因みに、シリカ・アルミナは非
晶質であり、ゼオライト・シリカ・アルミナは結晶質の
ゼオライトと非晶質のシリカ・アルミナとからなってい
る。これら両材料の合成品は、粉末状で石油接触分解・
改質化などの流動床用触媒或いは触媒担体として、ま
た、成形体として、石油接触分解・改質化などの固定床
用触媒或いは触媒担体として、使用されている。
【0013】市販シリカ・アルミナの代表的なものに
は、アルミナ含量約28%および約13%で平均粒径約
60μm程度のものがあり、これらのものは本発明方法
において、好適な材料である。また、市販ゼオライト・
シリカ・アルミナの代表的なものには、ゼオライトがY
型で平均粒径約60μm程度のものがあり、これも本発
明方法において、好適な材料である。特に限定されるも
のではないが、シリカ・アルミナおよびゼオライト・シ
リカ・アルミナとしては、平均粒径50〜100μm程
度のものが好ましい。粒径が小さすぎる場合には、水ガ
ラス溶液の濾過抵抗が増大するのに対し、粒径が大きす
ぎる場合には、析出固形物とシリカ・アルミナおよび/
またはゼオライト・シリカ・アルミナとの反応或いは吸
着が十分に行なわれないため、濾過性能が不十分とな
る。シリカ・アルミナおよび/またはゼオライト・シリ
カ・アルミナの使用量は、粗水ガラス溶液中の固形物の
量および粒径などにより変わり得るが、通常カレットの
0.05〜0.2%程度である。シリカ・アルミナおよ
び/またはゼオライト・シリカ・アルミナの使用量が少
なすぎる場合には、濾過性の改善が十分に行なわれな
い。これに対し、シリカ・アルミナおよび/またはゼオ
ライト・シリカ・アルミナの使用量が多すぎる場合に
は、これ自体が濾過残渣となり、濾過速度を低下させる
ことになる。
【0014】本発明方法は、水ガラス製造用のカレット
の溶解溶液の濾過時にシリカ・アルミナおよび/または
ゼオライト・シリカ・アルミナを存在させておく以外の
点では、公知のカレットの溶解による水ガラス製造方法
と異なるところはない。即ち、常法に従ってカレットを
溶解して粗水ガラス溶液を調製し、粗水ガラス溶液に公
知の濾過助剤(例えば珪藻土)を加え、攪拌した後、濾
過処理を行なうに際し、濾過処理をシリカ・アルミナお
よび/またはゼオライト・シリカ・アルミナの存在下に
行なうことにより、実施される。シリカ・アルミナおよ
び/またはゼオライト・シリカ・アルミナの添加は、カ
レットの溶解から濾過処理開始までの任意の時点で行な
えば良い。但し、シリカ・アルミナおよび/またはゼオ
ライト・シリカ・アルミナの添加による効果を増大させ
るためには、遅くとも粗水ガラス溶液に珪藻土などの濾
過助剤を加える時点以前に、添加することが好ましい。
通常粗水ガラス溶液の濾過工程においては、濾過助剤を
添加した後、攪拌を行ない、濾過を行なう。従って、本
発明では、例えば、カレットの溶解時にシリカ・アルミ
ナおよび/またはゼオライト・シリカ・アルミナを添加
しておき、得られた粗水ガラス溶液のその後の処理を常
法と同様にして行なうか、或いは粗水ガラス溶液への濾
過助剤の添加と同時にシリカ・アルミナおよび/または
ゼオライト・シリカ・アルミナの添加を行ない、30分
間程度攪拌するか、或いは粗水ガラス溶液にシリカ・ア
ルミナおよび/またはゼオライト・シリカ・アルミナを
添加し、1時間程度攪拌し、次いで濾過助剤を添加し、
30分間程度攪拌した後、濾過を行なうことが好まし
い。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、水ガラスの製造に際
し、粗水ガラス溶液の濾過性を著しく改善することがで
きるので、濾過機の小型化、既存濾過機を使用する際の
動力の節減などの点で、水ガラスの製造コストを低減さ
せることなどが可能となる。
【0016】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明確にする。
【0017】実施例1 3号カレット(SiO2 /Na2 Oモル比=3.17〜
3.23)1000g、シリカ・アルミナ(アルミナ含
量13.5%、平均粒径60μm)1gおよび水160
0gをオートクレーブに仕込み、常法に従って攪拌下に
加熱した。オートクレーブ内の圧力が5kg/cm2
Gに達した1.5時間後に加熱を停止し、さらに攪拌を
継続させたところ、30分後に内圧は7.3kg/cm
2 ・Gに達した。次いで、自然放冷によりオートクレー
ブ内部の温度が85℃に低下した時点で、粗水ガラス溶
液(ボーメ度40)の全量を系外に抜き出した。溶液中
には、未溶解カレットは、認められなかった。
【0018】得られた粗水ガラス溶液に濾過助剤として
珪藻土0.1gを加え、攪拌した後、加圧濾過器により
3kg/cm2 ・G、22℃の条件で濾過した。
【0019】流速と濾過量との関係を図1に曲線Aとし
て示す。
【0020】実施例2 3号カレット(SiO2 /Na2 Oモル比=3.17〜
3.23)1000gおよび水1600gをオートクレ
ーブに仕込み、実施例1と同様な条件下に加熱して粗水
ガラス溶液を得た後、これにシリカ・アルミナ(アルミ
ナ含量13.5%、平均粒径60μm)1gを加え、
1.5時間攪拌し、以後実施例1と同様の操作を行なっ
た。
【0021】流速と濾過量との関係は、図1の曲線Aと
ほぼ同様であった。
【0022】実施例3 シリカ・アルミナ(アルミナ含量25%、平均粒径60
μm)を使用する以外は実施例1と同様の条件でカレッ
トの溶解を行なった後、実施例1と同様にして水ガラス
溶液の濾過を行なった。
【0023】流速と濾過量との関係を図1に曲線Bとし
て示す。
【0024】実施例4 シリカ・アルミナに代えてY型ゼオライト・シリカ・ア
ルミナの粉末(平均粒径60μm)を使用する以外は実
施例1と同様の条件でカレットの溶解を行なった後、実
施例1と同様にして水ガラス溶液の濾過を行なった。
【0025】流速と濾過量との関係は、図1の曲線Bと
ほぼ同様であった。
【0026】比較例1 ゼオライトA(平均粒径約5μm)を使用する以外は実
施例1と同様にしてカレットの溶解を行なった後、実施
例1と同様にして水ガラス溶液の濾過を行なった。
【0027】流速と濾過量との関係を図1に曲線Cとし
て示す。
【0028】比較例2 シリカ・アルミナを使用しない以外は実施例1と同様に
してカレットの溶解を行なった後、実施例1と同様にし
て水ガラス溶液の濾過を行なった。
【0029】流速と濾過量との関係を図1に曲線Dとし
て示す。
【0030】実施例および比較例の結果を対比すれば、
本発明方法の優れた効果が明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における流速と濾過量との関係
を比較例における流速と濾過量との関係とともに示すグ
ラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケイ砂と炭酸ナトリウムとを融解させて
    得られるカレットを水に溶解させた後、得られた粗水ガ
    ラスに濾過助剤を加え、濾過して水ガラスを製造するに
    際し、シリカ・アルミナおよび/またはゼオライト・シ
    リカ・アルミナの存在下に粗水ガラスの濾過を行なうこ
    とを特徴とする水ガラスの製造方法。
JP29732092A 1992-11-06 1992-11-06 水ガラスの製造方法 Pending JPH06144828A (ja)

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