JPH1025112A

JPH1025112A - 消石灰の製造方法

Info

Publication number: JPH1025112A
Application number: JP20297196A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kadokura; 利夫門倉; Fumikazu Saito; 文和斎藤; Yasutaka Kanazawa; 保孝金澤; Masahiro Machida; 雅広町田
Original assignee: Chichibu Lime Industry Co Ltd
Current assignee: Chichibu Lime Industry Co Ltd
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の消石灰より、比表面積が大きく反応性
の高い消石灰を得ることができる消石灰の製造方法を提
供する。【解決手段】生石灰と水とを反応させて製造する消石
灰の製造方法において、前記水の温度が氷点〜３０℃で
あって、１価アルコール類、２価アルコール類、３価ア
ルコール類、１級アミン類及び２級アミン類の中から選
択される１種以上の添加物を、生石灰の使用量から計算
される製造後に得られる消石灰の理論量に対し０．１重
量％〜２０重量％含んでいることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、生石灰と水とを
反応させて製造する消石灰の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】生石灰（酸化カルシウム）から消石灰
（水酸化カルシウム）を工業的に製造する方法として
は、混合機を備え付けた消化反応装置に生石灰を消化水
と共に投入し消化させ、熟成槽が設置されている場合に
は必要に応じて熟成させて消石灰を得る乾式消化方法が
一般的に知られている。

【０００３】生石灰と水は接触するとすぐに消化反応を
起こし消石灰となり、次に、生成された消石灰分子同士
が集まり微細な結晶核を形成する。その後、反応が進む
につれて結晶核が成長していき消石灰が粒子として得ら
れる。生石灰と水との消化反応は発熱を伴う反応である
ことから、反応槽内の温度分布は不均一な状態となり部
分的に急激な消化反応や結晶核の成長が進行し、粒子の
成長に差が生じることとなり、結果として粗大な粒子を
含んだ消石灰が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】消石灰はアルカリ源と
して各種酸性成分との反応剤に用いられ、例えば、ゴミ
処理施設においては、燃焼排ガス中に消石灰を空気輸送
により吹き込み、燃焼排ガス中に含まれる有害酸性成分
である硫黄酸化物、塩素、塩酸等と反応させて固形の硫
酸カルシウム、塩化カルシウム等を生成させることによ
り酸性成分を除去することができる。

【０００５】この場合、消石灰の反応性が高いほど酸性
成分との反応は速くなることから、消石灰の反応性はよ
り高い方が好ましい。また、酸性成分との反応において
は、理論量（消石灰と酸性成分の規定度が等しくなる消
石灰の量）では足りず、通常は理論量より多い消石灰を
用いる。そのために酸性成分との反応後の後処理物は、
反応固形物（例えば、上記における硫酸カルシウム、塩
化カルシウム）の他に未反応の消石灰を含むことにな
る。工業的な点から後処理物はなるべく少ない方がよ
く、反応性の高い消石灰を使用すれば後処理物の量を少
なくすることができる。この点からもより反応性の高い
消石灰が望まれている。

【０００６】消石灰の反応性は、比表面積（単位重量当
たりの表面積）が大きいほど高くなり、比表面積は、消
石灰の粒子の大きさが小さいほど、また同じ大きさなら
ば粒子表面に凹凸や粒子全体として隙間があるほど大き
な値を示す。しかし、上記の従来の製造方法で得られた
消石灰はその表面が比較的平滑な粗大粒子を含んでいる
ことから、ＪＩＳ規格Ｒ９００１特号品の場合、比表面
積は約１５ｍ²／ｇ、平均粒径が６〜１０μｍ程度であ
り、反応性の面から考えると十分とは言えずさらに比表
面積の大きい消石灰を得ることができる製造方法が望ま
れていた。

【０００７】本発明の目的は、従来の消石灰より、比表
面積が大きく反応性の高い消石灰を得ることができる消
石灰の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決する手段】本発明者らは、前述の問題点を
解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、反応に使用する水
に特定の添加剤を加えることで、従来の製造方法では製
造できない、より比表面積の大きな消石灰を製造する方
法を見いだし本発明をなすに至った。

【０００９】本発明の請求項１に記載の発明は、生石灰
と水とを反応させて製造する消石灰の製造方法におい
て、前記水が、１価アルコール類、２価アルコール類、
３価アルコール類、１級アミン類及び２級アミン類の中
から選択される１種以上の添加剤を含んでいることを特
徴とする消石灰の製造方法である。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の消石灰の製造方法において、前記添加剤の量が、生石
灰の使用量から計算される製造後に得られる消石灰の理
論量に対し、０．１重量％〜２０重量％であることを特
徴としている。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の消石灰の製造方法において、前記水の温度が、
氷点温度〜３０℃であることを特徴としている。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１、２又
は３に記載の消石灰の製造方法において、前記水に、前
記添加剤として含まれる前記１価アルコール類が、メチ
ルアルコール、エチルアルコール、ｎープロピルアルコ
ール、イソプロピルアルコール、ｔ−ブチルアルコール
及びアリルアルコールから選択される少なくとも１種で
あることを特徴としている。

【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１、２又
は３に記載の消石灰の製造方法において、前記水に、前
記添加剤として含まれる前記２価アルコール類が、エチ
レングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、プロピレングリコール及びブチルグリコー
ルから選択される少なくとも１種であるあることを特徴
としている。

【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項１、２又
は３に記載の消石灰の製造方法において、前記水に、前
記添加剤として含まれる前記３価アルコール類が、グリ
セリンであることを特徴としている。

【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項１、２又
は３に記載の消石灰の製造方法において、前記水に、前
記添加剤として含まれる前記１級アミン類が、ｎープロ
ピルアミン、イソプロピルアミン及びモノエタノールア
ミンから選択される少なくとも１種であることを特徴と
している。

【００１６】請求項８に記載の発明は、請求項１、２又
は３に記載の消石灰の製造方法において、前記水に、前
記添加剤として含まれる前記２級アミン類が、ジメチル
アミン、ジエチルアミン及びジエタノールアミンから選
択される少なくとも１種であることを特徴としている。

【００１７】請求項１〜８に記載の発明によれば、従来
品に比較して、比表面積の大きい消石灰を製造すること
ができる。消石灰の反応性は比表面積が大きいほど高く
なることから、従来の消石灰より反応性の高い消石灰を
得ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る消石灰の製造
方法を説明する。

【００１９】本発明に係る消石灰の製造方法は、生石灰
と水とを反応させて製造する製造方法において、前記水
が１価アルコール類、２価アルコール類、３価アルコー
ル類、１級アミン類及び２級アミン類の中から選択され
る１種以上の添加剤を含んでいることを特徴とする。

【００２０】本発明の消石灰の製造方法における工程は
連続で行われ、例えば反応漕に単位時間あたり一定量の
生石灰と水（以下、反応水という）を連続して加えてい
き、その混合したものが順次熟成漕に送られ熟成させて
消石灰が製造される。反応槽に生石灰と水が入れられて
から、消石灰として熟成槽から取り出されるまでの所要
時間は、製造に用いる生石灰や反応水の量によっても異
なるが、通常１５分〜９０分程度である。

【００２１】本発明の製造方法に用いられる生石灰は、
市販されている数ｍｍ径の塊を含んだ生石灰やそれらを
粉砕したものでもよいが、粉末生石灰を用いた方が消化
反応速度が均一化することから工業的には好ましく、例
えば粒径１５０μｍのものを９０％以上含んでいる生石
灰を用いる。

【００２２】本発明の製造方法に用いられる反応水は工
業用水、飲料水いずれでもよく、量は、生石灰の使用量
から計算される理論量に対して、１．５倍〜２．５倍、
好ましくは１．７倍〜２．１倍である。また、反応水の
温度は氷点温度〜３０℃であり、より好ましくは５℃〜
２５℃である。３０℃よりも高い温度の反応水を使用す
ると、部分的に反応が極端に進んでしまい、全体として
反応が不均一に進行し粗大粒子を多く含むことになるか
らである。

【００２３】本発明に係る製造方法に使用される反応水
は、１価アルコール類、２価アルコール類、３価アルコ
ール類、１級アミン類及び２級アミン類の中から選択さ
れる１種以上の添加剤を含み、これらの添加剤は沸点が
４０〜３００℃のものであることが好ましい。本発明に
おいて、添加剤として使用される１価アルコール類とし
てはメチルアルコール、エチルアルコール、ｎープロピ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、ｔーブチルア
ルコール、アリルアルコールが挙げられる。また、２価
アルコール類としては、エチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、プロピレング
リコール、ブチルグリコールが挙げられる。３価アルコ
ール類としては、グリセリンが挙げられる。１級アミン
類としては、ｎープロピルアミン、イソプロピルアミ
ン、モノエタノールアミンが挙げられる。２級アミンと
しては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジエタノー
ルアミンが挙げられる。

【００２４】これらの添加剤の反応水中の含有量は、生
石灰の使用量から計算される製造後に得られる消石灰の
理論量に対し、０．１重量％〜２０重量％であり、好ま
しくは１重量％〜１０重量％である。０．１重量％未満
であると、従来品に比較して比表面積の大きい消石灰を
得ることができず、また２０重量％より多いとコストの
点から回収しなければならず作業工程が複雑になるから
である。

【００２５】また、添加剤は適宜２種以上を混合したも
のを用いてもよく、例えば、２価アルコール類から選択
される１つと３価アルコール類から選択される１つを、
重量比１：１〜１：１０の割合で混合したものを用いる
ことができる。

【００２６】上記の本発明の製造方法により得られた消
石灰は、比表面積が、２８ｍ²／ｇ〜６０ｍ²／ｇであ
る。また、平均粒径は５．０μｍ〜９．０μｍである。
なお、本発明では、図２に示すように、平均粒径は消石
灰粒子の粒径ごとの累積含有量において、累積で５０％
になる値を平均粒径としている。

【００２７】以上のように、本発明に係る消石灰の製造
方法によれば、従来品に比較して、比表面積が大きい消
石灰が得られる。

【００２８】これは、以下の理由によると考えられる。
本発明の製造方法においては、反応槽内の反応過程で、
反応水中に含まれている１価アルコール類や２価アルコ
ール類といった添加剤が、生成される消石灰の結晶核や
結晶核が成長して形成される１次粒子間に分散し、それ
らの表面に化学吸着を起こす。これにより、反応槽内全
体として結晶核や１次粒子の不均一な成長が抑制され、
結果として大きな粒が生成しにくくなったり、あるいは
微粒子同士が凝集したとしても空隙率の高い粒になるた
めと考えられる。

【００２９】

【実施例】以下に、本発明の実施例を挙げて更に詳しく
説明するが、本発明はこの例によって限定されるもので
はない。

【００３０】（実施例１）粉状生石灰を攪拌装置付横型
反応漕（有効容量１．８ｍ³）に２．３ｔ／時間の速度
で装入した。同時に食品添加物用プロピレングリコール
を溶解した温度１４℃の反応水を１．５ｍ³／時間の速
度で添加した。このときの反応漕内の消石灰の温度は約
１１０℃で安定した。ここで使用された食品添加物用プ
ロピレングリコールの量は、反応水中６．２重量％であ
り、生石灰の使用量から計算される製造後の消石灰の理
論量の３重量％であった。反応漕で混合され反応したも
のは、約１７分で反応槽を満杯とし、反応槽に付設され
ている攪拌装置付横型熟成漕（有効容量３．０ｍ³）に
（反応槽に連続的に装入される消石灰と反応水に対応す
る分量分）連続して溢流により送られた。熟成槽は反応
槽からの溢流が開始してから約３０分で満杯となり、同
時に排出口より溢流により排出が開始された。このとき
の熟成漕内の温度は７０℃〜８０℃で安定した。温度が
安定してから１時間後に排出された消石灰を採取し以下
の方法により性状を調べた。

【００３１】製造された消石灰を電子顕微鏡（ＨＩＴＡ
ＣＨＩＳ−８００）により観察し、その電子顕微鏡写
真を図１（ａ）に示した。比較として当社従来品（商品
名ＳＡ１４９、ＪＩＳ規格Ｒ−９００１特号品）の電子
顕微鏡写真も図１（ｂ）に示した。図１は（ａ）および
（ｂ）いずれも粒子の表面を観察したものである。図１
から分かるように、従来品の消石灰は粒子を構成してい
る微粒子が緻密に凝集して壁のようになっていて微粒子
の粒を確認することはできないが、本発明の製造方法に
より製造された消石灰は粒子を構成している微粒子を確
認することができ、粒子内の隙間が多い。また、比表面
積、平均粒径を以下の方法により測定した。比表面積：測定装置ベータソーブ自動表面積計４２０１型（日機装（株）製）前処理条件常温にて脱ガスを３０分行った。測定時の使用ガス窒素およびヘリウムの３：７混合ガス。平均粒径：測定装置マイクロトラックＦＲＡ（日機装（株）製）測定条件分散媒イソプロピルアルコール分散剤なし超音波バス分散１分間さらに、実施例１で製造された消石灰粒子を、平均粒径
が２．４μｍ及び１．１μｍとなるように分級し、同様
に比表面積を測定した。これらの結果を表１に示した。

【００３２】（実施例２）反応水に含まれている食品添
加物用プロピレングリコールの量が、生石灰の使用量か
ら計算される製造後の消石灰の理論量の５重量％で、反
応水の温度が１３℃である以外は実施例１と同様な方法
で消石灰を製造した。実施例１と同様に比表面積、平均
粒径を測定し結果を表１に示した。

【００３３】（実施例３）食品添加物用プロピレングリ
コールの代わりにモノエタノールアミンを添加剤として
含んでいる１１℃の反応水を使用した以外は実施例１と
同様な方法で消石灰を製造した。この場合、熟成漕内の
温度は６０℃〜７０℃で安定し、その温度に達してから
３０分後に排出口より消石灰を採取した。実施例１と同
様に比表面積、平均粒径を測定し結果を表１に示した。

【００３４】（比較例１）添加剤を含まない反応水を使
用した以外は実施例３と同様な方法で消石灰を製造し
た。得られた消石灰について実施例１と同様に比表面
積、平均粒径を測定し結果を表１に示した。

【００３５】（実施例４）食品添加物用プロピレングリ
コールの代わりにジエチレングリコールを添加剤として
含んでいる１０℃の反応水を使用した以外は実施例１と
同様な方法で消石灰を製造した。実施例１と同様に比表
面積、平均粒径を測定した。平均粒径を測定した際の粒
度分布データを図２に示した。また、実施例４で製造さ
れた消石灰粒子を、平均粒径が２．４μｍ及び１．１μ
ｍとなるように分級し、同様に比表面積を測定した。こ
れらの結果を表１に示した。

【００３６】（比較例２）温度が３２℃である反応水を
使用した以外は実施例４と同様な方法で消石灰を製造し
た。得られた消石灰について実施例１と同様に比表面
積、平均粒径を測定し結果を表１に示した。

【００３７】（実施例５）食品添加物用プロピレングリ
コールの代わりにジエチレングリコールを添加剤として
含んでいる２２．５℃の反応水を使用した以外は実施例
１と同様な方法で消石灰を製造した。ここで使用された
ジエチレングリコールの量は、反応水中１２．０重量％
であり、生石灰の使用量から計算される製造後の消石灰
の理論量の６重量％であった。この場合、熟成漕の温度
が６０℃〜６５℃で安定してから３０分後に排出口より
採取した。得られた消石灰について実施例１と同様に比
表面積、平均粒径を測定し結果を表１に示した。

【００３８】（実施例６）食品添加物用プロピレングリ
コールの代わりにｎープロピルアルコールを添加剤とし
て含んでいる１１℃の反応水を使用した以外は実施例１
と同様な方法で消石灰を製造した。ここで使用されたｎ
ープロピルアルコールの量は、生石灰の使用量から計算
される製造後の消石灰の理論量の３重量％であった。得
られた消石灰について実施例１と同様に比表面積、平均
粒径を測定し結果を表１に示した。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１から分かるように、本発明の製造方法
により製造された消石灰は従来の消石灰よりも比表面積
が大きい。また、実施例１及び実施例４から分かるよう
に、製造された消石灰粒子をさらに分級し平均粒径を小
さくしたものの比表面積が、分級する前の消石灰粒子と
ほとんど変化がない。通常は、平均粒径が小さいほど比
表面積が大きくなるが、本発明の製造方法により得られ
た消石灰粒子は比表面積の大きさと粒子の大きさにあま
り相関がないということになり、これは、１個の粒子を
構成している微粒子の凝集の程度がゆるく、空隙率が高
いことを示している。上記の電子顕微鏡により観察され
た状態を数字的に裏付けているものと考えられる。

【００４１】

【発明の効果】本発明の消石灰の製造方法によれば、比
表面積の大きい消石灰を製造することができ、したがっ
て、従来品よりも反応性の高い消石灰を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の製造方法により製造された消石
灰粒子の図面代用の電子顕微鏡写真である。（ｂ）従来の消石灰粒子の図面代用の電子顕微鏡写真で
ある。

【図２】本発明の製造方法の実施例４により製造した消
石灰の粒度分布を示した図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者町田雅広東京都中央区新川１丁目８番６号秩父石灰工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生石灰と水とを反応させて製造する消石
灰の製造方法において、前記水が、１価アルコール類、
２価アルコール類、３価アルコール類、１級アミン類及
び２級アミン類の中から選択される１種以上の添加剤を
含んでいることを特徴とする消石灰の製造方法。
【請求項２】前記添加剤の量が、生石灰の使用量から
計算される製造後に得られる消石灰の理論量に対し、
０．１重量％〜２０重量％であることを特徴とする請求
項１に記載の消石灰の製造方法。
【請求項３】前記水の温度が、氷点温度〜３０℃であ
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の消石灰の製
造方法。
【請求項４】前記水に、前記添加剤として含まれる前
記１価アルコール類が、メチルアルコール、エチルアル
コール、ｎープロピルアルコール、イソプロピルアルコ
ール、ｔ−ブチルアルコール及びアリルアルコールから
選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求
項１、２又は３に記載の消石灰の製造方法。
【請求項５】前記水に、前記添加剤として含まれる前
記２価アルコール類が、エチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、プロピレング
リコール及びブチルグリコールから選択される少なくと
も１種であることを特徴とする請求項１、２又は３のい
ずれかに記載の消石灰の製造方法。
【請求項６】前記水に、前記添加剤として含まれる前
記３価アルコール類が、グリセリンであることを特徴と
する請求項１、２又は３に記載の消石灰の製造方法。
【請求項７】前記水に、前記添加剤として含まれる前
記１級アミン類が、ｎープロピルアミン、イソプロピル
アミン及びモノエタノールアミンから選択される少なく
とも１種であることを特徴とする請求項１、２又は３に
記載の消石灰の製造方法。
【請求項８】前記水に、前記添加剤として含まれる前
記２級アミン類が、ジメチルアミン、ジエチルアミン及
びジエタノールアミンから選択される少なくとも１種で
あることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の消石
灰の製造方法。