JPH069215A - 酸化カルシウム多孔質粒状複合体及びその製造方法 - Google Patents
酸化カルシウム多孔質粒状複合体及びその製造方法Info
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Abstract
の高活性酸化カルシウム多孔質粒子と、その表面に形成
された炭酸カルシウム被覆層から成る酸化カルシウム多
孔質粒状複合体であって、このものは粒径300μm以
下の水酸化カルシウム粉末又は炭酸カルシウム粉末を粒
径1mm以上の顆粒に造粒し、この造粒体を常圧下40
0〜950℃の温度において30分ないし2時間焼成
し、この焼成の後段において二酸化炭素と接触させる
か、あるいは焼成後さらに二酸化炭素雰囲気中、400
〜700℃において少なくとも炭酸化率10%になるま
で処理することによって製造される。 【効果】 触媒、排気ガス吸着剤、製鋼用保温剤、製鋼
用フラックスなどとして有用な高活性酸化カルシウム多
孔質体の活性を維持したまま、長期間にわたって水分そ
の他の反応性ガスに対し良好な安定性を示す複合体が得
られる。
Description
かも粒度が大きくて取り扱いやすい、安定化された高活
性酸化カルシウム多孔質粒状複合体及びその製造方法に
関するものである。
を焼成することによって製造されているが、このものは
焼成温度によって活性度が異なることが知られている。
すなわち、炭酸カルシウムの脱炭酸温度に近い焼成温度
で得られるものは軟焼生石灰といわれ活性に富むが、さ
らに高温で焼成されるものは硬焼生石灰といわれ活性が
低い。これは、酸化カルシウムの結晶の成長と焼締りに
より開口空隙率の低下、換言すると比表面積が低下する
ためである。例えば純粋品についていえば軟焼生石灰の
開口空隙率は約50%、比表面積は約2m2/gである
のに対し、硬焼生石灰の開口空隙率は約10%、比表面
積は約0.04m2/gと非常に小さくなっている。
ために、粉末度を小さくして、比表面積を大きくする試
みがなされてきたが、炭酸カルシウムの粉末を小さくす
ることには限度があるため、炭酸カルシウムを原料とし
て用いる限り、あまり比表面積を大きくすることができ
ず、常圧での焼成による酸化カルシウム粉末の最も大き
い比表面積は約3m2/g程度である。また、真空下で
の焼成により活性度を高めることも提案されているが、
設備上多くの問題があり、実用化されていない[「ギプ
サム・アンド・ライム(Gypsum & Lim
e)」、第178号、第31〜40ページ]。
として用い、これを真空下300〜390℃の温度で焼
成して110〜133m2/gという大きい比表面積の
酸化カルシウム粉末を製造した例も知られているが
[「ジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・セラミック・
ソサエティ(J.Am.Ceramic So
c.)」、第64巻、第2号、第74〜80ページ]、
この方法により得られる粉末は、高活性ではあるとして
も、粒径1〜10μmと微細なものであるため、取り扱
いにくく、その利用分野が制限されるのを免れない。
化カルシウム又は炭酸カルシウムの微粉末を造粒したの
ち、所定の加熱条件下、比較的低い温度で焼成して得た
酸化カルシウム多孔質体が大きい粒度であるにもかかわ
らず、高活性を示すことを見出し、この知見に基づい
て、少なくとも5m2/gの比表面積及び少なくとも1
mmの粒径をもつ水酸化カルシウム又は炭酸カルシウム
の造粒体焼成物から成る高活性酸化カルシウム多孔質体
を提案した(特願平4−345159号)。
体は高活性のため、輸送や貯蔵の間に大気中の二酸化炭
素や水分と反応して、その活性を低下するという欠点が
ある。
ム多孔質体のもつ欠点を改良し、長時間大気中において
も、その活性が低下しない粒状複合体を得ることを目的
としてなされたものである。
カルシウム多孔質体の安定化について種々研究を重ねた
結果、この多孔質体の表面を炭酸カルシウム層で被覆す
ることにより、高活性酸化カルシウム多孔質体の活性を
そこなわずに、安定化しうることを見出し、この知見に
基づいて本発明をなすに至った。
以上及び粒径1mm以上の高活性酸化カルシウム多孔質
粒子と、その表面に形成された炭酸カルシウム被覆層か
ら成る酸化カルシウム多孔質粒状複合体を提供するもの
である。
例えば粒径300μm以下の水酸化カルシウム粉末又は
炭酸カルシウム粉末を粒径1mm以上の顆粒に造粒し、
この造粒体を常圧下400〜950℃の温度において3
0分ないし2時間焼成し、この焼成の後段において二酸
化炭素と接触させるか、あるいは焼成後さらに二酸化炭
素雰囲気中、400〜700℃において少なくとも炭酸
化率10%になるまで処理することによって製造するこ
とができる。
ては、水酸化カルシウムの場合は390〜480℃の間
を少なくとも5分間かけて昇温するように、また、炭酸
カルシウムの場合は、700〜780℃の間を少なくと
も5分間かけて昇温させるように選ぶのがよい。
ウムは、市販水酸化カルシウム(消石灰)をそのまま用
いてもよいし、市販酸化カルシウム(生石灰)の水和生
成物を用いることもできるが、不純分が混入すると得ら
れる酸化カルシウムの活性度が低下するので、できるだ
け純度の高いものを用いるのが好ましい。この水酸化カ
ルシウムは、平均粒径10〜300μmの粉末として用
いられる。
ずれでもよく、市販品をそのまま用いてもよいし、水酸
化カルシウム水溶液に二酸化炭素を通して製造したもの
を用いてもよい。
シウム粉末の造粒は、これに水を加えて混練りし、慣用
の造粒機を用いて最小直径、少なくとも1mm、例えば
直径3〜6mm、長さ3〜6mm程度の円柱状顆粒に押
出し成形することによって行われる。この際添加する水
分の量としては、水酸化カルシウムの重量に基づき5〜
25重量%の範囲が適当である。この造粒に際しては、
保形性を向上させるために、所望に応じ有機バインダー
を添加することもできる。この有機バインダーとして
は、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリビニ
ルアルコールなどの水溶性高分子物質が用いられる。こ
の有機バインダーの添加量は、水酸化カルシウムの重量
当り0.5〜5%の範囲が適当である。
ば電気炉を用いて焼成されるが、この焼成条件として
は、水酸化カルシウムの場合、390〜480℃の範囲
の間を少なくとも5分間、炭酸カルシウムの場合700
〜780℃の範囲の間を少なくとも5分間かけて昇温さ
せることが必要である。これ以外の条件で焼成した場
合、比表面積5m2/g以上の高活性のものを得ること
ができない。
の範囲が好ましく、また水酸化カルシウムの場合480
℃、炭酸カルシウムの場合780℃の上限に達したなら
ば、できるだけ早く加熱を停止するのが好ましい。細孔
分布スペクトルを測定すると、この時点において、0.
02〜0.2μm付近でピークが認められる。
はかるために、さらに昇温を続行させることが必要にな
るが、この場合は950℃を超えない温度でしかも活性
の低下を生じないように注意しなければならない。
のような低温で分解する還元剤を添加することにより、
焼成時間を短縮することができる。
を選択することにより、活性度を所望の程度に調整され
た酸化カルシウムを得ることができる。
上、通常は10〜60m2/gの高活性酸化カルシウム
多孔質体が、径1〜6mmの粒状体として得られる。
ウム多孔質体の表面に炭酸カルシウム被覆を形成させる
には、この多孔質体を400〜700℃、好ましくは5
00〜620℃の温度に加熱し、二酸化炭素ガスと接触
させる。この際の二酸化炭素は、二酸化炭素単独でもよ
いが通常は窒素のような不活性ガスで希釈したものを継
続的に供給することによって行われる。この際の二酸化
炭素濃度は少なくとも3%にするのが好ましく、一般に
濃度が高いほど処理時間は短縮される。
度5〜20%で100〜200ml/分程度が適当であ
る。
カルシウムを焼成して高活性酸化カルシウム多孔質体を
製造する際の焼成工程の後段において、二酸化炭素を供
給し、接触させることによっても行うことができる。
ける炭酸カルシウム被覆の形成は、少なくとも炭酸化率
10%、好ましくは20〜40%に対応する被覆が得ら
れるまで行うことが必要である。これよりも炭酸化の割
合が少ないと、安定化効果が不十分になるし、またこれ
よりも炭酸化が進むと、酸化カルシウムの活性が低下す
る。ここでいう炭酸化率とは、多孔質体全量に対する生
成した炭酸カルシウム重量の百分比である。
する処理時間は、炭酸化の条件に左右されるが、処理温
度500〜650℃で5〜60分程度である。
剤、製鋼用保温剤、製鋼用フラックスなどとして有用な
高活性酸化カルシウム多孔質体の活性を維持したまま、
長期間にわたって水分その他の反応性ガスに対し良好な
安定性を示す新規な複合体が得られる。
する。
うにして求めたものである。 比表面積;各試料0.5gを、モノソープ比表面積測定
装置(湯浅アイオニクス社製)を用いて、BET庶点法
により測定したのち、得られた測定値を2倍して1g当
りの表面積とした。
灰、純度95.9%、粒度300μm以下]に水25重
量%を加え、ディスクペレター[(株)不二パウダル
製]を用いて直径3mm、長さ3mmの顆粒に造粒し
た。
/分で470℃まで加熱し、470℃に達したとき、た
だちに電気炉より取り出し、放冷した。この際の390
℃から480℃までの昇温時間は90分であった。
ロメディックス社製PORESIZ間焼成した。この際
の390℃から470℃までの昇温時間は8分であっ
た。このようにして得た酸化カルシウム多孔質体の細孔
分布を測定したところ、このものは0.02〜0.2μ
mの範囲の細孔を有することが分った。また、このもの
の比表面積は14.4m2/gであった。
孔質体5gを管状反応器に装入し、窒素で希釈した二酸
化炭素(濃度9.92%)を100ml/分の速度で3
0分間供給し、二酸化炭素の反応率と反応温度との関係
を調べた。この結果をグラフとして図1に示す。このグ
ラフから明らかなように、炭酸カルシウム被覆を形成す
る際の反応温度としては、400〜700℃、特に50
0〜620℃が好適である。
1と同様にして600℃において二酸化炭素で処理し、
炭酸化率の経時的変化を調べた。この結果をグラフとし
て図2に示す。このグラフから明らかなように、二酸化
炭素濃度約10%の希釈ガスを用いた場合に、所要の炭
酸カルシウム被覆を形成するのに必要な時間は、5〜6
0分間である。
粒度150μm以下]を直径3mm、長さ3mmの顆粒
に造粒し、この造粒体を電気炉に入れ、室温から780
℃まで、昇温速度1℃/分で加熱し、780℃に達する
と同時に電気炉より取り出し、放冷した。この際の70
0℃から780℃までの昇温時間は80分であった。こ
のものの比表面積は35.86m2/gであった。
多孔質体を実施例1と同じ希釈二酸化炭素ガスを用い、
600℃において5分間炭酸化処理したところ、炭酸化
率20%をもつ炭酸カルシウム被覆酸化カルシウム多孔
質複合体が得られた。
ルシウム多孔質体(A)と、この表面に10%の炭酸化
率で炭酸カルシウム被覆を施した粒状複合体(B)につ
いて、湿度66%、温度20℃の大気中に放置したとき
の水分吸収率の経時的変化を調べた。この水分吸収率は
数1に従って求めたものである。
表1に示す。
を示すグラフ。
示すグラフ。
Claims (2)
- 【請求項1】 比表面積5m2/g以上及び粒径1mm
以上の高活性酸化カルシウム多孔質粒子と、その表面に
形成された炭酸カルシウム被覆層から成る酸化カルシウ
ム多孔質粒状複合体。 - 【請求項2】 粒径300μm以下の水酸化カルシウム
粉末又は炭酸カルシウム粉末を粒径1mm以上の顆粒に
造粒し、この造粒体を常圧下400〜950℃の温度に
おいて30分ないし2時間焼成し、この焼成の後段にお
いて二酸化炭素と接触させるか、あるいは焼成後さらに
二酸化炭素雰囲気中、400〜700℃において少なく
とも炭酸化率10%になるまで処理することを特徴とす
る炭酸カルシウム被覆層を有する酸化カルシウム多孔質
粒状複合体及びその製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06599493A JP3417490B2 (ja) | 1992-03-03 | 1993-03-03 | 酸化カルシウム多孔質粒状複合体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4-82680 | 1992-03-03 | ||
JP8268092 | 1992-03-03 | ||
JP06599493A JP3417490B2 (ja) | 1992-03-03 | 1993-03-03 | 酸化カルシウム多孔質粒状複合体及びその製造方法 |
Publications (2)
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---|---|
JPH069215A true JPH069215A (ja) | 1994-01-18 |
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ID=26407154
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JP06599493A Expired - Lifetime JP3417490B2 (ja) | 1992-03-03 | 1993-03-03 | 酸化カルシウム多孔質粒状複合体及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3417490B2 (ja) |
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- 1993-03-03 JP JP06599493A patent/JP3417490B2/ja not_active Expired - Lifetime
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