JPH1135318A - ゼオライト成形体の製造方法及びゼオライト成形体 - Google Patents

ゼオライト成形体の製造方法及びゼオライト成形体

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JPH1135318A
JPH1135318A JP9188386A JP18838697A JPH1135318A JP H1135318 A JPH1135318 A JP H1135318A JP 9188386 A JP9188386 A JP 9188386A JP 18838697 A JP18838697 A JP 18838697A JP H1135318 A JPH1135318 A JP H1135318A
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JP
Japan
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zeolite
molded body
weight
parts
fly ash
Prior art date
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Application number
JP9188386A
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English (en)
Inventor
Kazunobu Urabe
和順 浦部
Mitsuo Yamamoto
光雄 山本
Yoshihiro Yokoi
芳博 横井
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Nichias Corp
Original Assignee
Nichias Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フライアッシュから強度の高いゼオライト成
形体を安全に製造する方法、並びに高強度のゼオライト
成形体を提供する。 【解決手段】 フライアッシュ100重量部に、石灰質
原料とアルカリ成分との混合物10〜50重量部を加
え、更に水を加えて混練して得られた混合物を成形し、
60℃〜150℃の温度で3時間以上水熱養生すること
により、フォージャサイト又はゼオライトA、Xもしく
はYの単独あるいはそれらの混合物であるゼオライト成
形体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフライアッシュを原
料として、高強度のゼオライト成形体を製造する方法及
びそれにより得られるゼオライト成形体に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】石炭をエネルギー源とした火力発電が行
われているが、燃料となる石炭はすべて無機質分を含ん
でおり、燃焼後この無機質分がフライアッシュとして残
る。エネルギーコスト低減のために石炭使用量は増大
し、それに伴い発生するフライアッシュが膨大な量とな
り、その処理が大きな課題となっている。
【0003】近年、このような観点からフライアッシュ
を有効利用するための処理方法が各種提案されており、
その一つにフライアッシュを原料としてゼオライトを生
成する試みがある。これは、フライアッシュをNaOH
水溶液中で煮沸処理あるいは水熱処理することによりゼ
オライトを製造するものであり、例えば特公平6−25
76号公報、特公平7−45321号公報、特開平3−
45512号公報、特開平6−340417号公報等を
参照することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した製造
方法により得られるゼオライトは粉末状であり、使用に
際して成形体とした時に十分な機械的強度が得られな
い。また、成形体とするためにバインダが使用されるた
め、ゼオライトが持つ吸着性能等を低下させてしまう。
更に、上記の製造方法において使用する水酸化ナトリウ
ム(NaOH)は劇物であり、取扱いに注意を要すると
いう問題もある。本発明は、フライアッシュから強度の
高いゼオライト成形体を安全に製造する方法、並びに高
強度のゼオライト成形体を提供することを目的とするも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らはフライアッ
シュに石灰質原料、アルカリ成分及び水を加え、特定の
条件を選択して成形することにより高強度ゼオライト成
形体が得られることを見い出し、この知見に基づいて本
発明をなすに至った。上記目的は、本発明に係る、
(1)フライアッシュ100重量部に、石灰質原料とア
ルカリ成分との混合物10〜50重量部を加え、更に水
を加えて混練して得られた混合物を成形し、60℃〜1
50℃の温度で3時間以上水熱養生することを特徴とす
るゼオライト成形体の製造方法、(2)アルカリ成分が
炭酸ナトリウムであることを特徴とする前記(1)記載
のゼオライト成形体の製造方法、(3)石灰質原料が水
酸化カルシウムまたはポルトランドセメントであること
を特徴とする前記(1)または(2)記載のゼオライト
成形体の製造方法、(4)石灰質原料に含まれるCaO
と炭酸ナトリウムとのモル比を0.3〜1.8とするこ
とを特徴とする前記(2)または(3)記載のゼオライ
ト成形体の製造方法、及び、(5)前記(1)〜(4)
記載の何れか一つに記載の製造方法により得られ、かつ
フォージャサイト又はゼオライトA、XもしくはYの単
独あるいはそれらの混合物であることを特徴とするゼオ
ライト成形体、により達成される。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明において使用されるフライ
アッシュは火力発電所において石炭の燃焼により生成す
る石炭灰であり、その組成を含め特に制限される要件は
ない。表1に本発明に使用されるフライアッシュの組成
の一例を示す。また、アルカリ成分としては、従来より
フライアッシュからゼオライトを製造する時に使用され
るアルカリ成分を使用することができる。但し、水酸化
ナトリウムは劇物に指定されており、取扱いに注意を要
するため、好ましくない。特に、炭酸ナトリウムが好ま
しい。また、石灰質原料はCaO成分を含むもの、ある
いは後述される水熱養生によりCaOに転化するもので
あれば特に制限されるものではなく、水酸化カルシウム
(消石灰)や各種セメント原料等を挙げることができ
る。中でも水酸化カルシウム、ポルトランドセメントが
好ましい。
【0007】本発明においては、上記フライアッシュ、
石灰質原料及びアルカリ成分に適量の水を加え、混合し
た後、成形する。成形方法は特に制限されるものでな
く、鋳込み成形、押し出し成形、プレス成形、抄造成形
等によりグリーン成形体とする方法が採用される。ここ
で、フライアッシュ、石灰質原料及びアルカリ成分は、
それぞれゼオライトが生成するようなモル比で使用され
る。具体的には、フライアッシュ100重量部に対し、
石灰質原料とアルカリ成分との混合物を10〜50重量
部、好ましくは20〜40重量部使用する。また、石灰
質原料とアルカリ成分とのモル比は、石灰質原料及びア
ルカリ成分の種類により異なるが、例えばアルカリ成分
として炭酸ナトリウムを使用する場合には、石灰質原料
に含まれるCaOと炭酸ナトリウム(Na2 CO3 )と
のモル比(CaO:Na2 CO3 )を0.3〜1.8、
好ましくは0.6〜1.5とする。この範囲をはずれた
組成では、ゼオライトを生成しないか、あるいは成形体
として高強度が得られない。また、成形の際、補強のた
めに有機繊維、無機繊維、炭素繊維等を添加することが
できる。更に、同時あるいは別途に、以下の水熱養生時
に反応を起こさない骨材を加えることもできる。
【0008】本発明における水熱養生条件は、温度60
℃〜150℃、好ましくは80℃〜120℃であり、時
間は少なくとも3時間である。水熱養生条件がこれらの
範囲をはずれると、高強度のゼオライト成形体が得られ
ない。尚、水熱養生を行う方法や装置は、特に制限され
ない。そして、水熱養生後の硬化物を成形型から取り出
し、例えば100℃で乾燥することによりゼオライト成
形体が得られる。
【0009】上記した方法により得られるゼオライト成
形体は、フォージャサイト、ゼオライトA、ゼオライト
X、ゼオライトYのいずれか、あるいはそれらの混合物
であり、フライアッシュの組成に依存する。また、この
ゼオライト成形体の強度は、100〜350kgf/cm2
高い圧縮強度を有する。
【0010】
【実施例】次に、本発明に関して実施例を挙げて更に説
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。 実施例1 フライアッシュ100重量部、水酸化カルシウム(Ca
O75%)10.3重量部、炭酸ソーダ22.2重量部
(酸化カルシウム+炭酸ソーダ=30重量部、CaO/
Na2 CO3 モル比=0.67)を適当量の水でペース
ト状に練って型に流し込み、100℃で1日間蒸気養生
した後、型より取りだした。硬化品を100℃で乾燥し
た後、圧縮試験を行い圧縮強度を測定したところ、28
0kgf/cm2を示した。また、X線回折により結晶相を同
定したところ、フォージャサイト、ゼオライトA、X、
Yの生成が確認された。なお、ここで使用したフライア
ッシュの蛍光X線分析結果は次の通りである。
【0011】
【表1】
【0012】実施例2 実施例1で使用したフライアッシュ100重量部、ポル
トランドセメント(CaO65%)12重量部、炭酸ソ
ーダ22.2重量部(酸化カルシウム+炭酸ソーダ=3
0重量部、CaO/Na2 CO3 モル比=0.67)を
適当量の水でペースト状に練って型に流し込み、100
℃で1日間蒸気養生した後、型より取りだした。硬化品
を100℃で乾燥した後、圧縮試験を行い圧縮強度を測
定したところ、310kgf/cm2を示した。また、X線回
折により結晶相を同定したところ、フォージャサイト、
ゼオライトA、X、Yの生成が確認された。
【0013】実施例3 実施例1で使用したフライアッシュ100重量部、ポル
トランドセメント(CaO65%)20.4重量部、炭
酸ソーダ16.7重量部(酸化カルシウム+炭酸ソーダ
=30重量部、CaO/Na2 CO3 モル比=1.5)
を適当量の水でペースト状に練って型に流し込み、80
℃で1日間蒸気養生した後、型より取りだした。硬化品
を100℃で乾燥した後、圧縮試験を行い圧縮強度を測
定したところ、230kgf/cm2を示した。また、X線回
折により結晶相を同定したところ、フォージャサイト、
ゼオライトA、X、Yの生成が確認された。
【0014】比較例1 実施例1で使用したフライアッシュ100重量部、ポル
トランドセメント(CaO65%)23.7重量部、炭
酸ソーダ14.6重量部(酸化カルシウム+炭酸ソーダ
=30重量部、CaO/Na2 CO3 モル比=2)を適
当量の水でペースト状に練って型に流し込み、100℃
で1日間蒸気養生した後、型より取りだした。硬化品を
100℃で乾燥した後、圧縮試験を行い圧縮強度を測定
したところ、300kgf/cm2を示した。また、X線回折
により結晶相を同定したところ、フォージャサイト、ゼ
オライトA、X、Yの何れの生成も確認できなかった。
【0015】比較例2 実施例1で使用したフライアッシュ100重量部、水酸
化カルシウム(CaO75%)13.8重量部、炭酸ソ
ーダ19.6重量部(酸化カルシウム+炭酸ソーダ=3
0重量部、CaO/Na2 CO3 モル比=1.0)を適
当量の水でペースト状に練って型に流し込み、180℃
で1日間蒸気養生した後、型より取りだした。硬化品を
100℃で乾燥した後、圧縮試験を行い圧縮強度を測定
したところ、90kgf/cm2を示した。また、X線回折に
より生成結晶相を同定したところ、フォージャサイト、
ゼオライトA、X、Yの何れの生成も確認できなかっ
た。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高強度のゼオライトを成形体として得る事ができる。し
かも、製造に際して一回の水熱養生で済むため、工程が
簡素である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フライアッシュ100重量部に、石灰質
    原料とアルカリ成分との混合物10〜50重量部を加
    え、更に水を加えて混練して得られた混合物を成形し、
    60℃〜150℃の温度で3時間以上水熱養生すること
    を特徴とするゼオライト成形体の製造方法。
  2. 【請求項2】 アルカリ成分が炭酸ナトリウムであるこ
    とを特徴とする請求項1記載のゼオライト成形体の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 石灰質原料が水酸化カルシウムまたはポ
    ルトランドセメントであることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載のゼオライト成形体の製造方法。
  4. 【請求項4】 石灰質原料に含まれるCaOと炭酸ナト
    リウムとのモル比を0.3〜1.8とすることを特徴と
    する請求項2または3記載のゼオライト成形体。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4記載の何れか一項に記載の
    製造方法により得られ、かつフォージャサイト又はゼオ
    ライトA、XもしくはYの単独あるいはそれらの混合物
    であることを特徴とするゼオライト成形体。
JP9188386A 1997-07-14 1997-07-14 ゼオライト成形体の製造方法及びゼオライト成形体 Pending JPH1135318A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1296129C (zh) * 2004-11-18 2007-01-24 上海交通大学 粉煤灰合成沸石的制备方法及其应用
JP2009209036A (ja) * 2008-02-04 2009-09-17 Central Res Inst Of Electric Power Ind ゼオライト含有硬化体の製造方法
JP2010280532A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Central Res Inst Of Electric Power Ind ゼオライト含有硬化体の製造方法

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