JPH08225320A - 湿式燐酸副生α−半水石膏の改質方法 - Google Patents
湿式燐酸副生α−半水石膏の改質方法Info
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- JPH08225320A JPH08225320A JP33004995A JP33004995A JPH08225320A JP H08225320 A JPH08225320 A JP H08225320A JP 33004995 A JP33004995 A JP 33004995A JP 33004995 A JP33004995 A JP 33004995A JP H08225320 A JPH08225320 A JP H08225320A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一旦二水石膏に水和して焼成する必要
が無く、充分利用可能な半水石膏ができる為、大幅な省
エネルギー、工程の簡略化が達成できる。また、これら
によりコスト面で石膏原料が使用されていなっかった分
野での利用拡大が図れる。 【解決手段】 火成岩性燐鉱石を用いた湿式燐酸製造
において、二水−半水法により該火成岩性燐鉱石を硫酸
で分解して、湿式燐酸を製造する際に副生する燐酸副生
α−半水石膏を洗浄し、乾燥した後、無機アルカリを加
える湿式燐酸副生α−半水石膏の改質方法に関する。
が無く、充分利用可能な半水石膏ができる為、大幅な省
エネルギー、工程の簡略化が達成できる。また、これら
によりコスト面で石膏原料が使用されていなっかった分
野での利用拡大が図れる。 【解決手段】 火成岩性燐鉱石を用いた湿式燐酸製造
において、二水−半水法により該火成岩性燐鉱石を硫酸
で分解して、湿式燐酸を製造する際に副生する燐酸副生
α−半水石膏を洗浄し、乾燥した後、無機アルカリを加
える湿式燐酸副生α−半水石膏の改質方法に関する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コーラ鉱（旧ソ
連）、ファラボワ鉱（南アフリカ）等に代表される火成
岩性燐鉱石を用いた、湿式燐酸製造において、二水−半
水法により、該燐鉱石を硫酸で分解して、湿式燐酸を製
造する際に副生する湿式燐酸副生α−半水石膏の改質方
法に関する。更に詳しくは、湿式燐酸製造法によって得
られたα−半水石膏を特定の条件下にて処理をすること
により、工業的に良質な半水石膏を得る方法に関する。
連）、ファラボワ鉱（南アフリカ）等に代表される火成
岩性燐鉱石を用いた、湿式燐酸製造において、二水−半
水法により、該燐鉱石を硫酸で分解して、湿式燐酸を製
造する際に副生する湿式燐酸副生α−半水石膏の改質方
法に関する。更に詳しくは、湿式燐酸製造法によって得
られたα−半水石膏を特定の条件下にて処理をすること
により、工業的に良質な半水石膏を得る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】湿式燐酸製造法によって得られた、燐酸
石膏を工業的に利用することは重要である。特に土地が
狭く燐酸石膏を廃棄することが困難で、かつ天然資源の
少ない我が国においては、湿式燐酸製造の際に多量に副
生する石膏（湿式燐酸Ｐ２ Ｏ ５換算当り二水石膏とし
て約５倍量の石膏が副生する）の有効利用は極めて重要
な問題であり、また、燐酸製造コストの点でも重要な問
題である。
石膏を工業的に利用することは重要である。特に土地が
狭く燐酸石膏を廃棄することが困難で、かつ天然資源の
少ない我が国においては、湿式燐酸製造の際に多量に副
生する石膏（湿式燐酸Ｐ２ Ｏ ５換算当り二水石膏とし
て約５倍量の石膏が副生する）の有効利用は極めて重要
な問題であり、また、燐酸製造コストの点でも重要な問
題である。
【０００３】即ち、燐酸石膏が工業的に有効利用できる
ためには、天然石膏や排脱石膏と比べて遜色のない、良
質な水和性を有する石膏としなければならない。この良
質な石膏とは、建築材料用石膏原料、ボード石膏用原
料、その他の工業用原料として、好適に使用し得るもの
を意味する。
ためには、天然石膏や排脱石膏と比べて遜色のない、良
質な水和性を有する石膏としなければならない。この良
質な石膏とは、建築材料用石膏原料、ボード石膏用原
料、その他の工業用原料として、好適に使用し得るもの
を意味する。
【０００４】湿式燐酸製造において副生した燐酸石膏は
従来より、建築材料用石膏原料、ボード石膏用原料に利
用されている。しかしながら、かかる燐酸石膏は水和性
が悪く、工業的に大量使用することが困難であり、これ
らの問題を解決する必要があった。
従来より、建築材料用石膏原料、ボード石膏用原料に利
用されている。しかしながら、かかる燐酸石膏は水和性
が悪く、工業的に大量使用することが困難であり、これ
らの問題を解決する必要があった。
【０００５】ここにいう燐酸石膏とは、湿式燐酸製造の
際に副生する石膏で半水石膏と二水石膏とを総称するも
のである。また、二水−半水法のように液相中又は蒸気
の存在下で生成するとα−半水石膏が生成し、二水石膏
を加熱、焼成することにより気相中で脱水すると、一般
的に焼き石膏と呼ばれるβ−半水石膏が生成する。本発
明は、この中で、副生したα−半水石膏を改質し、前記
の用途として良好なα−半水石膏を提供しようとするも
のである。
際に副生する石膏で半水石膏と二水石膏とを総称するも
のである。また、二水−半水法のように液相中又は蒸気
の存在下で生成するとα−半水石膏が生成し、二水石膏
を加熱、焼成することにより気相中で脱水すると、一般
的に焼き石膏と呼ばれるβ−半水石膏が生成する。本発
明は、この中で、副生したα−半水石膏を改質し、前記
の用途として良好なα−半水石膏を提供しようとするも
のである。
【０００６】燐酸石膏が工業用原料として不適である主
な原因は、石膏内外部に付着、内包、及び固溶している
不純物によるものである。従って燐酸石膏を用いるため
には、何らかの方法で石膏の改質を行う必要がある。燐
鉱石のうち、コーラ鉱、南アフリカ鉱に代表される火山
岩性燐鉱石（燐灰鉱と称することもある。）は、ストロ
ンチウム（以下、Ｓｒ略す）を多く含むことで、副生し
たα−半水石膏の水和性が乏しいことが知られており、
その主原因としては、α−半水石膏の結晶格子中へのＳ
ｒの固溶にあるといわれている。これらの燐鉱石は、不
純物については、モロッコ、ヨルダン、フロリダ、ナウ
ル鉱等の堆積性の燐鉱石と比較して、有機物が低く、放
射性物質であるラジウム− ２２６（Ｒａー２２６）の
含有量が低い等の利点はあるが、種々の不純物が含まれ
ており、その中でも特に燐酸、弗素、ナトリウムの存在
が、半水石膏として、そのまま使用する場合問題であっ
た。
な原因は、石膏内外部に付着、内包、及び固溶している
不純物によるものである。従って燐酸石膏を用いるため
には、何らかの方法で石膏の改質を行う必要がある。燐
鉱石のうち、コーラ鉱、南アフリカ鉱に代表される火山
岩性燐鉱石（燐灰鉱と称することもある。）は、ストロ
ンチウム（以下、Ｓｒ略す）を多く含むことで、副生し
たα−半水石膏の水和性が乏しいことが知られており、
その主原因としては、α−半水石膏の結晶格子中へのＳ
ｒの固溶にあるといわれている。これらの燐鉱石は、不
純物については、モロッコ、ヨルダン、フロリダ、ナウ
ル鉱等の堆積性の燐鉱石と比較して、有機物が低く、放
射性物質であるラジウム− ２２６（Ｒａー２２６）の
含有量が低い等の利点はあるが、種々の不純物が含まれ
ており、その中でも特に燐酸、弗素、ナトリウムの存在
が、半水石膏として、そのまま使用する場合問題であっ
た。
【０００７】これらの問題により、二水−半水法で得ら
れたα−半水石膏は水和性が著しく低く、商品価値がほ
とんどない。したがって、通常一旦水和させて二水石膏
とし建築材料用石膏原料、さらに焼成して石膏ボード用
原料として利用していた。
れたα−半水石膏は水和性が著しく低く、商品価値がほ
とんどない。したがって、通常一旦水和させて二水石膏
とし建築材料用石膏原料、さらに焼成して石膏ボード用
原料として利用していた。
【０００８】以前より、公知に行われている石膏改質方
法として、α−半水石膏をいったん二水石膏に水和し
て、水洗し出来るだけ不純物を取り除き、濾過した後、
アルカリ物質を添加し石膏の中和を行い、さらに焼成し
てβ−半水石膏とする方法がある。しかしながら、この
方法では不純物の除去が不十分のためか、水和が極端に
遅く、ボード原紙との接着性が悪い。更に、石膏ボード
用等として利用する場合、一旦二水石膏にした後焼成を
行う必要があるため、大量のエネルギーを必要とする。
法として、α−半水石膏をいったん二水石膏に水和し
て、水洗し出来るだけ不純物を取り除き、濾過した後、
アルカリ物質を添加し石膏の中和を行い、さらに焼成し
てβ−半水石膏とする方法がある。しかしながら、この
方法では不純物の除去が不十分のためか、水和が極端に
遅く、ボード原紙との接着性が悪い。更に、石膏ボード
用等として利用する場合、一旦二水石膏にした後焼成を
行う必要があるため、大量のエネルギーを必要とする。
【０００９】また、本出願人等による方法、特公平５−
８１５２９号公報では、水を加えて半水石膏スラリーと
した後、不純物の少ない石膏ボード原料に好適な二水石
膏にする方法を開示しているが、該方法は二水石膏を製
造することを目的としており、この方法でも石膏ボード
用原料等とするためには、やはり焼成を行う必要があ
る。
８１５２９号公報では、水を加えて半水石膏スラリーと
した後、不純物の少ない石膏ボード原料に好適な二水石
膏にする方法を開示しているが、該方法は二水石膏を製
造することを目的としており、この方法でも石膏ボード
用原料等とするためには、やはり焼成を行う必要があ
る。
【００１０】α−半水石膏を水和し二水石膏とした後、
再び焼成することによりβ−半水石膏とする従来の方法
よりも、副生したα−半水石膏をそのまま使用する方法
が、プロセスの大幅な簡略化や省エネルギーとなり有利
であることは言うまでもないが、燐鉱石に起因する種々
の不純物が含まれていることや、前述の如くＳｒによる
ためか半水石膏の水和性が低い為、これまで殆ど実施さ
れていなかった。
再び焼成することによりβ−半水石膏とする従来の方法
よりも、副生したα−半水石膏をそのまま使用する方法
が、プロセスの大幅な簡略化や省エネルギーとなり有利
であることは言うまでもないが、燐鉱石に起因する種々
の不純物が含まれていることや、前述の如くＳｒによる
ためか半水石膏の水和性が低い為、これまで殆ど実施さ
れていなかった。
【００１１】例えば、特開昭５８−９１０４６号公報に
は、火山岩性燐鉱石から得られたα−半水石膏を水和さ
せる方法として、水和させる前、あるいは、水和させる
際に、半水石膏を濃度２０重量％以上の硫酸と接触させ
ることによって水和時間を短縮させる方法が開示されて
いるが、石膏改質のために多量の硫酸が必要であり、耐
酸性を有する装置を必要とする。また、本発明者等によ
る研究では、水和時間が若干短縮されるのみであった。
は、火山岩性燐鉱石から得られたα−半水石膏を水和さ
せる方法として、水和させる前、あるいは、水和させる
際に、半水石膏を濃度２０重量％以上の硫酸と接触させ
ることによって水和時間を短縮させる方法が開示されて
いるが、石膏改質のために多量の硫酸が必要であり、耐
酸性を有する装置を必要とする。また、本発明者等によ
る研究では、水和時間が若干短縮されるのみであった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】これまで述べてきたよ
うに、二水−半水法によって火成岩性燐鉱石を硫酸で分
解して湿式燐酸を製造する際に、濾過して得られた燐酸
副生α−半水石膏は、含有する不純物の為か、水和性が
低いという欠点がある。燐酸副生α−半水石膏を改質す
る為に半水石膏をいったん二水石膏にして焼成して利用
する方法があるが、焼成には多大なエネルギーが必要で
あり、水和、焼成の装置が増えるという問題がある。
うに、二水−半水法によって火成岩性燐鉱石を硫酸で分
解して湿式燐酸を製造する際に、濾過して得られた燐酸
副生α−半水石膏は、含有する不純物の為か、水和性が
低いという欠点がある。燐酸副生α−半水石膏を改質す
る為に半水石膏をいったん二水石膏にして焼成して利用
する方法があるが、焼成には多大なエネルギーが必要で
あり、水和、焼成の装置が増えるという問題がある。
【００１３】本発明は、従来の問題点に鑑みて、燐酸副
生α−半水石膏を一旦水和、焼成することなく、工業的
に建築材料用石膏原料、石膏ボード原料に直接利用可能
である燐酸副生α−半水石膏の改質方法である。
生α−半水石膏を一旦水和、焼成することなく、工業的
に建築材料用石膏原料、石膏ボード原料に直接利用可能
である燐酸副生α−半水石膏の改質方法である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の方法を用いるこ
とにより、従来直接利用出来なかった燐酸副生α−半水
石膏を、工業的に直接利用可能にする新規な改質方法を
見出した。
とにより、従来直接利用出来なかった燐酸副生α−半水
石膏を、工業的に直接利用可能にする新規な改質方法を
見出した。
【００１５】即ち、本発明は火成岩性燐鉱石を用いた湿
式燐酸製造において、二水−半水法により該火成岩性燐
鉱石を硫酸で分解して、湿式燐酸を製造する際に副生す
る燐酸副生α−半水石膏を洗浄し、乾燥した後、無機ア
ルカリを加えることを特徴とする湿式燐酸副生α−半水
石膏の改質方法に関する。
式燐酸製造において、二水−半水法により該火成岩性燐
鉱石を硫酸で分解して、湿式燐酸を製造する際に副生す
る燐酸副生α−半水石膏を洗浄し、乾燥した後、無機ア
ルカリを加えることを特徴とする湿式燐酸副生α−半水
石膏の改質方法に関する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に開示する。
【００１７】本発明に使用されるα−半水石膏は、二水
−半水法によって火成岩性燐鉱石を硫酸で分解して湿式
燐酸を製造する際に、濾過して得られた燐酸副生α−半
水石膏であり、前述のようにα−半水石膏中の不純物は
工業的利用に悪影響を及ぼす。このため半水石膏中の不
純物量は出来るだけ低い方が望ましい。そこで、燐酸と
濾別して得られたα−半水石膏の洗浄を行う。洗浄は、
燐酸液の濾過装置と別の装置としても良いが、燐酸液の
濾過装置と同一の装置において、燐酸の濾別後、連続的
に洗浄することは装置、工程の簡略化となり好都合であ
る。
−半水法によって火成岩性燐鉱石を硫酸で分解して湿式
燐酸を製造する際に、濾過して得られた燐酸副生α−半
水石膏であり、前述のようにα−半水石膏中の不純物は
工業的利用に悪影響を及ぼす。このため半水石膏中の不
純物量は出来るだけ低い方が望ましい。そこで、燐酸と
濾別して得られたα−半水石膏の洗浄を行う。洗浄は、
燐酸液の濾過装置と別の装置としても良いが、燐酸液の
濾過装置と同一の装置において、燐酸の濾別後、連続的
に洗浄することは装置、工程の簡略化となり好都合であ
る。
【００１８】洗浄装置は通常のパン型フィルター、水平
ベルトフィルター、フィルタープレスが好適に使用でき
るが、特にこの装置に限定されるものではなく通常の工
業用の濾過、洗浄装置が好適に使用できる。α−半水石
膏を洗浄する水量は、α−半水石膏１ｋｇ（ドライベー
ス）当たり、０．２〜５．０ｋｇとすることが好まし
い。０．２ｋｇ未満の水量で洗浄を行うと、半水石膏中
の水和阻害物の洗浄が不十分となり好ましくない。ま
た、５．０ｋｇを超える水量で洗浄を行っても、それほ
ど効果に差はなく不経済である。
ベルトフィルター、フィルタープレスが好適に使用でき
るが、特にこの装置に限定されるものではなく通常の工
業用の濾過、洗浄装置が好適に使用できる。α−半水石
膏を洗浄する水量は、α−半水石膏１ｋｇ（ドライベー
ス）当たり、０．２〜５．０ｋｇとすることが好まし
い。０．２ｋｇ未満の水量で洗浄を行うと、半水石膏中
の水和阻害物の洗浄が不十分となり好ましくない。ま
た、５．０ｋｇを超える水量で洗浄を行っても、それほ
ど効果に差はなく不経済である。
【００１９】洗浄水の温度は特に限定されるものではな
く５〜１００℃の水または、温水が使用できる。しかし
ながら、α−半水石膏が水和し二水石膏になるのを防止
する為に４０〜９０℃の温水が好適であり、さらに好ま
しくは、６０〜８０℃である。また、洗浄後、乾燥を行
う為、洗浄後のα−半水石膏ケーキは出来るだけ、含水
率を低くしておく方がより経済的である。
く５〜１００℃の水または、温水が使用できる。しかし
ながら、α−半水石膏が水和し二水石膏になるのを防止
する為に４０〜９０℃の温水が好適であり、さらに好ま
しくは、６０〜８０℃である。また、洗浄後、乾燥を行
う為、洗浄後のα−半水石膏ケーキは出来るだけ、含水
率を低くしておく方がより経済的である。
【００２０】次に、洗浄後のα−半水石膏の乾燥を行う
が、α−半水石膏の乾燥温度は重要である。発明者らの
研究によると、α−半水石膏の乾燥中に温度が高温にな
ると、α−半水石膏表面の反応性が低下するため水和性
が低下する。特に燥時のα−半水石膏温度が１５０℃を
超えるとα−半水石膏の水和性が急激に低下するので好
ましくない。したがって、乾燥時のα−半水石膏の温度
は好ましくは１２０℃未満、更に好ましくは１００℃未
満、最も好ましくは９０℃未満が好適である。また、適
切なα−半水石膏の温度を維持する為、乾燥温度は５０
℃〜１５０℃、好ましくは８０〜１３０℃、さらに好ま
しくは１００〜１２０℃の温度が好適である。即ち、乾
燥温度が５０℃以下では工業的にコスト高となる。ま
た、１５０℃以上で乾燥を行うとα−半水石膏の脱水が
起こり、無水石膏が生成し、水和性の低下を引き起こ
す。
が、α−半水石膏の乾燥温度は重要である。発明者らの
研究によると、α−半水石膏の乾燥中に温度が高温にな
ると、α−半水石膏表面の反応性が低下するため水和性
が低下する。特に燥時のα−半水石膏温度が１５０℃を
超えるとα−半水石膏の水和性が急激に低下するので好
ましくない。したがって、乾燥時のα−半水石膏の温度
は好ましくは１２０℃未満、更に好ましくは１００℃未
満、最も好ましくは９０℃未満が好適である。また、適
切なα−半水石膏の温度を維持する為、乾燥温度は５０
℃〜１５０℃、好ましくは８０〜１３０℃、さらに好ま
しくは１００〜１２０℃の温度が好適である。即ち、乾
燥温度が５０℃以下では工業的にコスト高となる。ま
た、１５０℃以上で乾燥を行うとα−半水石膏の脱水が
起こり、無水石膏が生成し、水和性の低下を引き起こ
す。
【００２１】水和性を調整するために乾燥したα−半水
石膏を、常法により粉砕することは、本発明を行うにあ
たって何等問題ない。その後、乾燥したα−半水石膏に
無機アルカリを添加、混合する。無機アルカリの添加
は、乾燥したα−半水石膏に予め添加しても良いし、水
和の際、水と同時に混練しても良い。
石膏を、常法により粉砕することは、本発明を行うにあ
たって何等問題ない。その後、乾燥したα−半水石膏に
無機アルカリを添加、混合する。無機アルカリの添加
は、乾燥したα−半水石膏に予め添加しても良いし、水
和の際、水と同時に混練しても良い。
【００２２】本発明で言う無機アルカリとは、アルカリ
性を示す無機化合物である。例えば、ＮａＯＨ、ＫＯ
Ｈ、Ｃａ（ＯＨ）２等の水酸化物及び、ＣａＣＯ３、Ｋ
２ＣＯ ３、Ｎａ２ＣＯ３、（ＮＨ４）２ＣＯ３・Ｈ２Ｏ
等の炭酸塩及び、水溶液中で水酸化物を生成するＮａ２
Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ等の塩基性酸化物、アンモニアガス
／溶液が挙げられ、二種以上を混合して用いてもよい。
これらはそのまま用いてもよいが、水溶液として用いて
もよい。
性を示す無機化合物である。例えば、ＮａＯＨ、ＫＯ
Ｈ、Ｃａ（ＯＨ）２等の水酸化物及び、ＣａＣＯ３、Ｋ
２ＣＯ ３、Ｎａ２ＣＯ３、（ＮＨ４）２ＣＯ３・Ｈ２Ｏ
等の炭酸塩及び、水溶液中で水酸化物を生成するＮａ２
Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ等の塩基性酸化物、アンモニアガス
／溶液が挙げられ、二種以上を混合して用いてもよい。
これらはそのまま用いてもよいが、水溶液として用いて
もよい。
【００２３】また、当然のことながら、無機アルカリと
して、セメント等のアルカリ性を示す硬化性無機物を添
加、混合してもよい。無機アルカリの添加は、α−半水
石膏表面での反応を活性化させるとともに、石膏の水へ
の溶解を促進する。石膏の水和速度は、石膏が水に溶解
する速度が律速であるとされており、溶解速度を向上す
ることにより水和性が向上する。さらに、水和が進んで
いくと、水和、凝結に悪影響を及ぼす燐酸、弗酸等が混
練水中に溶出してくるが、添加した無機アルカリによ
り、中和され無害化する効果もある。有機アルカリの添
加によっても石膏の溶解は促進されるが、有機物は水和
遅緩剤としての効果を示すため、水和性は若干しか向上
しない。
して、セメント等のアルカリ性を示す硬化性無機物を添
加、混合してもよい。無機アルカリの添加は、α−半水
石膏表面での反応を活性化させるとともに、石膏の水へ
の溶解を促進する。石膏の水和速度は、石膏が水に溶解
する速度が律速であるとされており、溶解速度を向上す
ることにより水和性が向上する。さらに、水和が進んで
いくと、水和、凝結に悪影響を及ぼす燐酸、弗酸等が混
練水中に溶出してくるが、添加した無機アルカリによ
り、中和され無害化する効果もある。有機アルカリの添
加によっても石膏の溶解は促進されるが、有機物は水和
遅緩剤としての効果を示すため、水和性は若干しか向上
しない。
【００２４】無機アルカリの添加によりα−半水石膏の
水和性は急激に向上するが、さらに添加量を増加する
と、水和性は徐々に低下する。添加する無機アルカリの
量は半水石膏１ｋｇ（ドライベース）当たり０．００１
〜０．０５０ｋｇが好ましいが、特に好ましくは０．０
０２〜０．０２ｋｇ、更に好ましくは０．００３〜０．
０１５ｋｇ、最も好ましくは０．００５〜０．０１０ｋ
ｇである。
水和性は急激に向上するが、さらに添加量を増加する
と、水和性は徐々に低下する。添加する無機アルカリの
量は半水石膏１ｋｇ（ドライベース）当たり０．００１
〜０．０５０ｋｇが好ましいが、特に好ましくは０．０
０２〜０．０２ｋｇ、更に好ましくは０．００３〜０．
０１５ｋｇ、最も好ましくは０．００５〜０．０１０ｋ
ｇである。
【００２５】但し、無機アルカリとして、セメント等の
硬化性無機物を用いる場合、それ自体に硬化性があるた
め、任意の割合で混合し、凝結、水和させることが出来
る。以上の方法により改質されたα−半水石膏は、通常
の方法により水と混練後、成形することにより、工業的
に好適な建築材料用石膏原料、ボード用石膏原料として
焼成されることなく利用可能である。
硬化性無機物を用いる場合、それ自体に硬化性があるた
め、任意の割合で混合し、凝結、水和させることが出来
る。以上の方法により改質されたα−半水石膏は、通常
の方法により水と混練後、成形することにより、工業的
に好適な建築材料用石膏原料、ボード用石膏原料として
焼成されることなく利用可能である。
【００２６】無機アルカリを添加したα−半水石膏を水
と混練するか、または水との混練時に無機アルカリを添
加した石膏スラリーはｐＨが１１．０程度となるが、水
和が進行するに従い、石膏に内包されている燐酸、弗酸
等による不純物と中和反応が進行する為か、水和完了時
ではｐＨは６〜８に低下し中性域となる為、実際に使用
に際しては好適であり、本発明の優れた特徴である。
と混練するか、または水との混練時に無機アルカリを添
加した石膏スラリーはｐＨが１１．０程度となるが、水
和が進行するに従い、石膏に内包されている燐酸、弗酸
等による不純物と中和反応が進行する為か、水和完了時
ではｐＨは６〜８に低下し中性域となる為、実際に使用
に際しては好適であり、本発明の優れた特徴である。
【００２７】本発明によれば従来技術では不可能であっ
た、燐酸副生α−半水石膏を水和、焼成することなく、
工業的に建築用材料用石膏原料、セメント等との混合使
用、石膏ボード原料、さらには焼き石膏の分野に直接利
用可能である。その理由は必ずしも明かではないが、洗
浄、乾燥、及び無機アルカリの添加により、水和性が向
上するものである。更にはα−半水石膏を焼成すること
なく、そのまま使用することが可能であり、プロセスの
大幅な簡素化や省エネルギーとなり、その効果は大なる
ものである。
た、燐酸副生α−半水石膏を水和、焼成することなく、
工業的に建築用材料用石膏原料、セメント等との混合使
用、石膏ボード原料、さらには焼き石膏の分野に直接利
用可能である。その理由は必ずしも明かではないが、洗
浄、乾燥、及び無機アルカリの添加により、水和性が向
上するものである。更にはα−半水石膏を焼成すること
なく、そのまま使用することが可能であり、プロセスの
大幅な簡素化や省エネルギーとなり、その効果は大なる
ものである。
【００２８】
【実施例】以下、実施例によって本発明を更に具体的に
説明する。また、以下に数値の単位として記載する％
は、特に断りのない限り、重量％を表す。 実施例１ 二水−半水法により、ＢＰＬ８８％のファラボワ鉱を硫
酸で分解し、濾過して得られたα−半水石膏（以下、た
だ単に石膏という）１ｋｇ（付着水１７．０％、燐酸
（Ｐ２Ｏ５換算）０．２％、ストロンチウム０．５％）
をヌッチェにいれ、石膏１ｋｇ当たり２ｋｇ、８０℃の
温水で洗浄、濾過を行った。更に、乾燥温度１１５℃の
箱型乾燥器にいれ、石膏の温度が８０℃以下になるよう
乾燥を行い、付着水を除去した。このような操作により
得られた石膏を粉砕し、比表面積が６２３０ｃｍ２／ｇ
の石膏とした。その後、Ｃａ（ＯＨ）２を０．０１０ｋ
ｇ添加し、均一に混合した。こうして改質した石膏を混
練水０．６ｋｇと１分混合した。混練後、経時的に石膏
をサンプリングし、水和反応を停止するためにメタノー
ルと混合撹拌し付着水を除去した。メタノールで洗浄し
た石膏を濾過し、４０℃で２４時間乾燥した後、２００
℃で３時間脱水し、乾燥減量を測定することで、石膏の
結晶水を測定した。結果を、石膏中の結晶水の割合
（％）として表１に示す。
説明する。また、以下に数値の単位として記載する％
は、特に断りのない限り、重量％を表す。 実施例１ 二水−半水法により、ＢＰＬ８８％のファラボワ鉱を硫
酸で分解し、濾過して得られたα−半水石膏（以下、た
だ単に石膏という）１ｋｇ（付着水１７．０％、燐酸
（Ｐ２Ｏ５換算）０．２％、ストロンチウム０．５％）
をヌッチェにいれ、石膏１ｋｇ当たり２ｋｇ、８０℃の
温水で洗浄、濾過を行った。更に、乾燥温度１１５℃の
箱型乾燥器にいれ、石膏の温度が８０℃以下になるよう
乾燥を行い、付着水を除去した。このような操作により
得られた石膏を粉砕し、比表面積が６２３０ｃｍ２／ｇ
の石膏とした。その後、Ｃａ（ＯＨ）２を０．０１０ｋ
ｇ添加し、均一に混合した。こうして改質した石膏を混
練水０．６ｋｇと１分混合した。混練後、経時的に石膏
をサンプリングし、水和反応を停止するためにメタノー
ルと混合撹拌し付着水を除去した。メタノールで洗浄し
た石膏を濾過し、４０℃で２４時間乾燥した後、２００
℃で３時間脱水し、乾燥減量を測定することで、石膏の
結晶水を測定した。結果を、石膏中の結晶水の割合
（％）として表１に示す。
【００２９】実施例２ 実施例１と同様の方法で分解して得られた、燐酸副生α
−半水石膏１ｋｇをヌッチェにいれ、石膏１ｋｇ当たり
２ｋｇ、８０℃の温水で洗浄、濾過を行った。更に、乾
燥温度１１５℃の箱型乾燥器にいれ、石膏温度が９０℃
以下になるよう乾燥を行い、付着水を除去した。このよ
うな操作により得られた石膏を粉砕し、比表面積が５７
２０ｃｍ２／ｇの石膏とした。この石膏１ｋｇに、水
０．７５ｋｇとＫＯＨ０．００８ｋｇを混合した混練水
を加え撹拌器で１分混合した。混練後、経時的に石膏を
サンプリングし、実施例１と同様の方法で石膏の結晶水
を測定した。結果を、実施例１と同様にして表１に示
す。
−半水石膏１ｋｇをヌッチェにいれ、石膏１ｋｇ当たり
２ｋｇ、８０℃の温水で洗浄、濾過を行った。更に、乾
燥温度１１５℃の箱型乾燥器にいれ、石膏温度が９０℃
以下になるよう乾燥を行い、付着水を除去した。このよ
うな操作により得られた石膏を粉砕し、比表面積が５７
２０ｃｍ２／ｇの石膏とした。この石膏１ｋｇに、水
０．７５ｋｇとＫＯＨ０．００８ｋｇを混合した混練水
を加え撹拌器で１分混合した。混練後、経時的に石膏を
サンプリングし、実施例１と同様の方法で石膏の結晶水
を測定した。結果を、実施例１と同様にして表１に示
す。
【００３０】実施例３ 実施例１と同様の方法で分解して得られた、燐酸副生α
−半水石膏１ｋｇをヌッチェにいれ、石膏１ｋｇ当たり
２ｋｇ、８０℃の温水で洗浄、濾過を行った。更に、乾
燥温度１１５℃の箱型乾燥器にいれ、石膏温度が９０℃
以下になるよう乾燥を行い、付着水を除去した。この時
の石膏の比表面積は３８７０ｃｍ２／ｇであった。この
半水石膏に、水０．７５ｋｇとＫＯＨ０．００８ｋｇを
混合した混練水を加え撹拌器で１分混合した。混練後、
経時的に石膏をサンプリングし、実施例１と同様の方法
で石膏の結晶水を測定した。結果を、実施例１と同様に
して表１に示す。
−半水石膏１ｋｇをヌッチェにいれ、石膏１ｋｇ当たり
２ｋｇ、８０℃の温水で洗浄、濾過を行った。更に、乾
燥温度１１５℃の箱型乾燥器にいれ、石膏温度が９０℃
以下になるよう乾燥を行い、付着水を除去した。この時
の石膏の比表面積は３８７０ｃｍ２／ｇであった。この
半水石膏に、水０．７５ｋｇとＫＯＨ０．００８ｋｇを
混合した混練水を加え撹拌器で１分混合した。混練後、
経時的に石膏をサンプリングし、実施例１と同様の方法
で石膏の結晶水を測定した。結果を、実施例１と同様に
して表１に示す。
【００３１】実施例４ Ｃａ（ＯＨ）２の添加量を０．０２０ｋｇとした以外は
実施例１と全く同様に行った。結果を、実施例１と同様
にして表１に示す。
実施例１と全く同様に行った。結果を、実施例１と同様
にして表１に示す。
【００３２】実施例５ 乾燥時の石膏温度が１００℃になるまで乾燥を行う以外
は実施例１と全く同様に行った。結果を、実施例１と同
様にして表１に示す。
は実施例１と全く同様に行った。結果を、実施例１と同
様にして表１に示す。
【００３３】実施例６ 二水−半水法により、ＢＰＬ８８％のファラボワ鉱を硫
酸で分解し、濾過して得られたα−半水石膏（以下、た
だ単に石膏という）１ｋｇ（付着水１７．０％、燐酸
（Ｐ２Ｏ５換算）０．２％、ストロンチウム０．５％）
をヌッチェにいれ、石膏１ｋｇ当たり２ｋｇ、８０℃の
温水で洗浄、濾過を行った。更に、乾燥温度１１５℃の
箱型乾燥器にいれ、石膏の温度が８０℃以下になるよう
乾燥を行い、付着水を除去した。このような操作により
得られた石膏を粉砕し、比表面積が６２３０ｃｍ２／ｇ
の石膏とした。その後、該石膏にポルトランドセメント
３．０ｋｇを添加し、更に水１．６ｋｇを添加した後、
１分間混合した。この時の混合スラリーの凝結の開始時
間（Ｂ点）、見かけの終結時間（Ｃ点）をビガー針で測
定したところ、それぞれ１４分１７秒と２１分０２秒で
あった。
酸で分解し、濾過して得られたα−半水石膏（以下、た
だ単に石膏という）１ｋｇ（付着水１７．０％、燐酸
（Ｐ２Ｏ５換算）０．２％、ストロンチウム０．５％）
をヌッチェにいれ、石膏１ｋｇ当たり２ｋｇ、８０℃の
温水で洗浄、濾過を行った。更に、乾燥温度１１５℃の
箱型乾燥器にいれ、石膏の温度が８０℃以下になるよう
乾燥を行い、付着水を除去した。このような操作により
得られた石膏を粉砕し、比表面積が６２３０ｃｍ２／ｇ
の石膏とした。その後、該石膏にポルトランドセメント
３．０ｋｇを添加し、更に水１．６ｋｇを添加した後、
１分間混合した。この時の混合スラリーの凝結の開始時
間（Ｂ点）、見かけの終結時間（Ｃ点）をビガー針で測
定したところ、それぞれ１４分１７秒と２１分０２秒で
あった。
【００３４】
【表１】
【００３５】比較例１ 実施例１と同様の操作で洗浄、乾燥、粉砕した石膏１ｋ
ｇを無機アルカリを添加する事なく、混練水０．６ｋｇ
と１分混合した。この石膏を実施例１と同様の方法で結
晶水を測定した。結果を、実施例１と同様にして表２に
示す。
ｇを無機アルカリを添加する事なく、混練水０．６ｋｇ
と１分混合した。この石膏を実施例１と同様の方法で結
晶水を測定した。結果を、実施例１と同様にして表２に
示す。
【００３６】比較例２ 洗浄を行わない以外は実施例１と同様の条件で改質した
石膏を、実施例１と同様の操作で水和し、結晶水を測定
した。結果を、実施例１と同様にして表２に示す。
石膏を、実施例１と同様の操作で水和し、結晶水を測定
した。結果を、実施例１と同様にして表２に示す。
【００３７】比較例３ 乾燥時の石膏品温が１６０℃になるように乾燥した以外
は、実施例１と同様の条件で改質した石膏を、実施例１
と同様の操作で水和し、結晶水を測定した。結果を、実
施例１と同様にして表２に示す。
は、実施例１と同様の条件で改質した石膏を、実施例１
と同様の操作で水和し、結晶水を測定した。結果を、実
施例１と同様にして表２に示す。
【００３８】比較例４ ポルトランドセメント４ｋｇと水１．６ｋｇを添加し、
１分間混合した。この時の混合スラリーの凝結の開始時
間（Ｂ点）、見かけの終結時間（Ｃ点）をビガー針で測
定したところ、１時間以上であった。
１分間混合した。この時の混合スラリーの凝結の開始時
間（Ｂ点）、見かけの終結時間（Ｃ点）をビガー針で測
定したところ、１時間以上であった。
【００３９】
【表２】 以上の実施例、比較例による石膏の結晶水変化を表１に
示す。これらの結果から明らかなように、本発明の改質
方法により水和性が飛躍的に向上している。また、比較
例から明かなように本発明の条件を満たしていない場
合、水和性は極端に低下する。さらに、セメントと混合
使用した場合、セメントのみの場合比べ凝結時間が大幅
に向上する。
示す。これらの結果から明らかなように、本発明の改質
方法により水和性が飛躍的に向上している。また、比較
例から明かなように本発明の条件を満たしていない場
合、水和性は極端に低下する。さらに、セメントと混合
使用した場合、セメントのみの場合比べ凝結時間が大幅
に向上する。
【００４０】
【発明の効果】以上詳細に説明した如く、湿式燐酸副生
α−半水石膏を本発明の方法により改質して得た石膏
は、従来法のように一旦二水石膏に水和して焼成する必
要が無く、大幅な省エネルギー、工程の簡略化が達成で
きる。また、これらによりコスト面で石膏原料が使用さ
れていなっかった分野での利用拡大が図れる。さらにア
ルカリ環境下で水和性が向上することから、セメント等
の硬化性無機物との混合使用が可能であり、硬化物の凝
結時間の短縮が出来るため、脱型までの時間が大幅に短
縮され、生産性向上がする。
α−半水石膏を本発明の方法により改質して得た石膏
は、従来法のように一旦二水石膏に水和して焼成する必
要が無く、大幅な省エネルギー、工程の簡略化が達成で
きる。また、これらによりコスト面で石膏原料が使用さ
れていなっかった分野での利用拡大が図れる。さらにア
ルカリ環境下で水和性が向上することから、セメント等
の硬化性無機物との混合使用が可能であり、硬化物の凝
結時間の短縮が出来るため、脱型までの時間が大幅に短
縮され、生産性向上がする。
Claims (5)
- 【請求項１】 火成岩性燐鉱石を用いた湿式燐酸製造
において、二水−半水法により該火成岩性燐鉱石を硫酸
で分解して、湿式燐酸を製造する際に副生する燐酸副生
α−半水石膏を洗浄し、乾燥した後、無機アルカリを加
えることを特徴とする湿式燐酸副生α−半水石膏の改質
方法。 - 【請求項２】 燐酸副生α−半水石膏を洗浄する水量
が半水石膏１ｋｇ（ドライベース）当たり、０．２〜
５．０ｋｇである請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 乾燥において燐酸副生α−半水石膏の
温度が１５０℃以下である請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 添加する無機アルカリが燐酸副生α−
半水石膏１ｋｇ（ドライベース）当たり０．００１〜
０．０５０ｋｇである請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 無機アルカリとして、アルカリ性を示
す硬化性無機物を、任意の割合で混合することを特徴と
する請求項１記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33004995A JPH08225320A (ja) | 1994-12-22 | 1995-12-19 | 湿式燐酸副生α−半水石膏の改質方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-320409 | 1994-12-22 | ||
| JP32040994 | 1994-12-22 | ||
| JP33004995A JPH08225320A (ja) | 1994-12-22 | 1995-12-19 | 湿式燐酸副生α−半水石膏の改質方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08225320A true JPH08225320A (ja) | 1996-09-03 |
Family
ID=26570069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33004995A Pending JPH08225320A (ja) | 1994-12-22 | 1995-12-19 | 湿式燐酸副生α−半水石膏の改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08225320A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104909698A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-09-16 | 武汉华中科大土木工程检测中心 | 一种改性磷石膏公路路基填料及其制备方法 |
| CN105776304A (zh) * | 2016-02-19 | 2016-07-20 | 江苏夫科技股份有限公司 | 一种脱硫石膏制备α型高强石膏的方法 |
| CN111377421A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-07-07 | 四川大学 | α石膏的制备方法以及利用磷矿制备磷酸和α石膏的方法 |
-
1995
- 1995-12-19 JP JP33004995A patent/JPH08225320A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104909698A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-09-16 | 武汉华中科大土木工程检测中心 | 一种改性磷石膏公路路基填料及其制备方法 |
| CN105776304A (zh) * | 2016-02-19 | 2016-07-20 | 江苏夫科技股份有限公司 | 一种脱硫石膏制备α型高强石膏的方法 |
| CN111377421A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-07-07 | 四川大学 | α石膏的制备方法以及利用磷矿制备磷酸和α石膏的方法 |
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