JPS5852925B2 - Natural zeolite modification treatment method - Google Patents

Natural zeolite modification treatment method

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JPS5852925B2
JPS5852925B2 JP13328376A JP13328376A JPS5852925B2 JP S5852925 B2 JPS5852925 B2 JP S5852925B2 JP 13328376 A JP13328376 A JP 13328376A JP 13328376 A JP13328376 A JP 13328376A JP S5852925 B2 JPS5852925 B2 JP S5852925B2
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Japan
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zeolite
natural zeolite
aqueous solution
natural
treatment
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JP13328376A
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JPS5358498A (en
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博 佐々木
泰雄 深津
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Mitsubishi Industries Cement Co Ltd
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Mitsubishi Industries Cement Co Ltd
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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は天然ゼオライトの改質処理法、さらに詳細には
クリノプチロル沸石及びモルデン沸石を主成分とする天
然ゼオライトをアルカリ性水溶液中にて加圧熱水処理す
る改質処理法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for modifying natural zeolite, more specifically, a method for modifying natural zeolite containing clinoptilolite and mordenite as main components by pressurized hot water treatment in an alkaline aqueous solution. Regarding.

天然ゼオライトは、日本の各地に産出され、特に農業利
用方面で広く使用されている。
Natural zeolite is produced in various parts of Japan and is widely used, especially in agricultural applications.

ゼオライトの基本構造は、ケイ酸塩の縮合酸の構造をと
るためにSi(ケイ素)を中心として四つのO(酸素)
が頂点に配置した5in4の四面体と、このSiの代り
にAA(アルミニウム)の置換したA704の四面体が
互に多様に連結した構造をなしている。
The basic structure of zeolite is composed of Si (silicon) and four O (oxygen) to form a condensed acid structure of silicate.
It has a structure in which a 5in4 tetrahedron with a 5 in 4 tetrahedron placed at the apex and an A704 tetrahedron in which Si is replaced with AA (aluminum) are connected to each other in various ways.

このようにゼオライトはアルミノシリケートの三次元構
造をもつ縮合アニオンの大きな空胴に水分子と交換性カ
チオンが含まれたものであり、その化学組成もゼオライ
ト骨格のSi/AA比、交換性カチオンの種類及び量、
単位胞内の水分子の数などが異なるために多様であり、
その結果、天然ゼオライトにはソーダ沸石群、濁沸石−
ギスモンデン群、輝沸石−束沸石群、フィリップサイト
群、菱沸石群、準沸石類など数多くの種類があり、各各
特色をもっている。
In this way, zeolite has a three-dimensional structure of aluminosilicate and contains water molecules and exchangeable cations in the large cavities of condensed anions, and its chemical composition also depends on the Si/AA ratio of the zeolite skeleton and the exchangeable cations. type and amount;
They are diverse due to differences in the number of water molecules within the unit cell, etc.
As a result, natural zeolites include the sodazoite group and the turbidite group.
There are many types, such as the gismonden group, the diazoite group, the philipsite group, the chabazite group, and the quasi-zezoite group, each with its own characteristics.

この中でも国内の産出状況から見て、現実に使用可能な
ゼオライトは輝沸石−束沸石群のクリノプチロル沸石及
び濁沸石−ギスモンデン群のモルデン沸石である。
Among these, in view of the domestic production situation, the zeolites that can actually be used are clinoptilol zeolite of the diabolite-studiosite group and mordenite of the diazoite-gismonden group.

これらのゼオライトは白又は緑色凝灰岩として産出し、
その成分はゼオライトの他にクォーツ、クリストバライ
ト、火山ガラス、などの不純物が混在している。
These zeolites occur as white or green tuff,
In addition to zeolite, its components include impurities such as quartz, cristobalite, and volcanic glass.

合成ゼオライトとはちがって、天然ゼオライトの応用面
での問題点は上記した不純物が多いという点にある。
Unlike synthetic zeolites, the problem with natural zeolites in applications is that they contain many of the impurities mentioned above.

このため天然ゼオライトの用途は制限されており、例え
ば農業用での肥料安定剤、土壌改良剤、廃水の浄化、悪
臭の除去散布剤等、いわば付加価値の低い分野、又は吸
着等、例えば空気分離、ベンゼン、ガソリンの脱湿のよ
うな高度な技術を用いない分野に利用され、合成ゼオラ
イトの様に工業用吸着剤としては利用されていないのが
現状である。
For this reason, the uses of natural zeolite are limited, such as in fields with low added value, such as agricultural fertilizer stabilizers, soil conditioners, wastewater purification, and odor removal sprays, or adsorption, such as air separation. At present, it is used in fields that do not require advanced technology, such as dehumidifying benzene and gasoline, and is not used as an industrial adsorbent like synthetic zeolite.

従来、天然ゼオライトの利用については先に述べたよう
な吸着剤としてはあまり用いられず、そのほとんどが農
業利用及びフィラーとしての用途であった。
Conventionally, natural zeolites have not been used much as adsorbents as mentioned above, and most of them have been used for agricultural purposes and as fillers.

これは天然ゼオライトが合成ゼオライトにくらべて、不
純物含有量が多いためその性状が悪く、例えば吸着能、
イオン交換能、その他の点で著しく劣っていることに起
因する。
This is because natural zeolite has a higher content of impurities than synthetic zeolite, so its properties are poor, such as poor adsorption ability.
This is due to extremely poor ion exchange ability and other aspects.

天然ゼオライトを改質する薬品処理には高温法と低温法
とがあり、低温法は例が少ない。
Chemical treatments for modifying natural zeolite include high-temperature methods and low-temperature methods, and there are few examples of low-temperature methods.

はとんどの例は高温法であり、これは、天然ゼオライト
及びこれに類似する鉱物を原料としてこれに化学薬品を
加え800℃〜1000℃で焼成を行ない、原料とは全
く構造、物性の異った合成ゼオライトを製造するという
ことが多く行なわれている。
The most common example is the high-temperature method, in which natural zeolite and similar minerals are used as raw materials, chemicals are added to them, and calcination is performed at 800°C to 1000°C. Many efforts are being made to produce synthetic zeolites.

低温法の少ない例の中から二側を示すと次の様である。Two of the few examples of low-temperature methods are as follows.

そのうち一つの例は、天然クリノプチロル群石を10〜
20メツシユに粉砕し、風乾する。
One example is a natural clinoptilol group stone with 10~
Grind into 20 mesh pieces and air dry.

これを三角フラスコ中で1,3,5及び10規定濃度N
の水酸化ナトリウム(NaOH)をゼオライト3グラム
(gr)当り107rLlの比で加え栓をして、90±
5℃の水浴中で最高ioo時間(HR)連続加熱処理を
する。
This was prepared in an Erlenmeyer flask at 1, 3, 5, and 10 normal concentrations N.
of sodium hydroxide (NaOH) at a ratio of 107 rLl per 3 grams (gr) of zeolite, stoppered, and
Continuous heat treatment for maximum ioo hours (HR) in a 5°C water bath.

処理済み試料はデカンテーションをくり返し上澄み液の
水素イオン濃度(PH)が8〜10になるまで水洗し処
理温度以下で乾燥する。
The treated sample is repeatedly decanted and washed with water until the hydrogen ion concentration (PH) of the supernatant reaches 8 to 10, and then dried at a temperature below the treatment temperature.

得られたものは1 、3 、5(N)の水酸化ナトリウ
ムによる処理ではP型ゼオライト類似物が、又1ONの
水酸化ナトリウムによる処理ではソーダライトが生成す
る。
What is obtained is a P-type zeolite analog when treated with 1, 3, 5 (N) sodium hydroxide, and a sodalite when treated with 1ON sodium hydroxide.

このP型ゼオライト類似物の結晶が生威し始めるのに要
する時間は、1(N)処理では70HR以上、5〜10
(N)処理でもl0HRかSす、とくに5(N)処理で
反応が完結するに要する時間は50〜70HRかSると
報告されている。
The time required for the crystals of this P-type zeolite analog to begin to grow is 70 HR or more in the 1(N) treatment, and 5 to 10 HR in the 1(N) treatment.
It is reported that the time required for the reaction to complete in the (N) treatment is 50 to 70 HR or S, especially in the 5(N) treatment.

他の例では天然クリップチロライ)20(gr)に対し
て3(N)の水酸化ナトリウム溶液80−を自然環流器
を付したフラスコ内に入れ90±5℃の水浴で2 、4
、6 、8 (HR)処理を行ない、その後、上澄液
のPHが10以下になるまでデカンテーションする。
In another example, a solution of 3 (N) sodium hydroxide to 20 (gr.
, 6 , 8 (HR) treatment, and then decantation until the pH of the supernatant becomes 10 or less.

以上のように前者の例では反応完結までの薬品処理に長
い特開を費やし、又、アルカリの使用量が単位原料当り
13%〜133%を使用し、この中でもアルカリ濃度が
高い方が反応速度も速く得られたゼオライトの性状もよ
いとされている。
As mentioned above, in the former example, a long patent application period was spent on chemical treatment until the reaction was completed, and the amount of alkali used was 13% to 133% per unit raw material, and among these, the higher the alkali concentration, the faster the reaction rate. The properties of the zeolite obtained quickly are also said to be good.

実際に5Nのアルカリ液で70HR以上処理しないと陽
イオン交換容量(CEC)が300(meq/100.
?r)以上にはならず、このため水沫では長時間高アル
カリの条件はまぬがれない。
In fact, unless treated with 5N alkaline solution for 70HR or more, the cation exchange capacity (CEC) will be 300 (meq/100.
? r), and for this reason, high alkalinity conditions cannot be avoided in water droplets for a long time.

後者の例でも同様の事がいえ、アルカリ使用量は単位ゼ
オライト当り50%と高く、又処理時間も6HR以上で
ないと顕著な吸着性能の向上は見られなく、特に低濃度
での吸着性能では未処理のものと大差ない。
The same thing can be said for the latter example; the amount of alkali used is as high as 50% per unit of zeolite, and no significant improvement in adsorption performance can be seen unless the treatment time is 6 HR or more, especially in the case of adsorption performance at low concentrations. It is not much different from the processing one.

これらの場合、高アルカリによるコスト高及び処理後の
洗浄における多量の洗浄水とその廃水の処理、長時間処
理による処理装置の増大などを考えて見ると、実際にこ
れらの方式を使用して、少量のゼオライトを処理するこ
とはデメリットが大きく、得策とはいえない。
In these cases, considering the high cost due to high alkali, the processing of a large amount of washing water and its waste water during post-processing washing, and the increase in processing equipment due to long processing times, it is difficult to actually use these methods. Processing small amounts of zeolite has major disadvantages and is not a good idea.

さらに、本発明者等は、後述する比較例において述べる
ように、天然ゼオライトを常圧下にて酸処理して、その
性状の変化について観察した。
Furthermore, the present inventors treated natural zeolite with an acid under normal pressure and observed changes in its properties, as described in the comparative example below.

その結果、酸処理するとゼオライト構造の崩壊が起り、
吸着性能が却って低下することが判った。
As a result, acid treatment causes collapse of the zeolite structure,
It was found that the adsorption performance actually decreased.

本発明は上述したような天然ゼオライトの欠点を改善し
、合成ゼオライトに匹敵する吸着能力および性状を付与
する改質処理法を提供するものである。
The present invention provides a modification treatment method that improves the above-mentioned drawbacks of natural zeolite and imparts adsorption capacity and properties comparable to those of synthetic zeolite.

さらに本発明は、上述した従来法の欠点を有しない、天
然ゼオライトの改質処理法を提供するものである。
Furthermore, the present invention provides a method for modifying natural zeolite, which does not have the drawbacks of the conventional methods described above.

本発明の方法によれば、クリノプチロル沸石およびモル
デン沸石を主成分とする天然ゼオライトをアルカリ性水
溶液により適当な条件下でオートクレーフ沖にて処理し
て、合成ゼオライトに匹敵する吸着能力および性状を有
する改質ゼオライトが得られるものである。
According to the method of the present invention, natural zeolite containing clinoptilolite and mordenite as main components is treated with an alkaline aqueous solution under suitable conditions in an autoclave offshore, and modified to have adsorption capacity and properties comparable to synthetic zeolite. Zeolite is obtained.

一般に天然ゼオライト鉱石中のゼオライト含有量は良質
なものでも80−90%であり残りの10−20%は凝
灰質ガラス等の不純物である。
Generally, the zeolite content in natural zeolite ore is 80-90% even if it is of good quality, and the remaining 10-20% is impurities such as tuffaceous glass.

本発明で用いた天然ゼオライトの主成分はクリノプチロ
ル沸石及びモルデン沸石であり、その化学組成は、前者
はCa(Na、K)4AZ6Si3oO7224H20
1後者は(Na 、K)2 CaAJI?2StI00
24 @7H20である。
The main components of the natural zeolite used in the present invention are clinoptilol zeolite and mordenite, and the chemical composition of the former is Ca(Na,K)4AZ6Si3oO7224H20
1 The latter is (Na, K)2 CaAJI? 2StI00
24 @7H20.

天然ゼオライト中では、クリノプチロル沸石の方が含有
量は多いがこれらはいずれも高シリカ、高アルカリ型の
鉱物である。
Among natural zeolites, clinoptilolite has a higher content, but both of these are high-silica, high-alkali minerals.

上記天然ゼオライトの組成は、一例として5iO278
%、A120313%、R20(Na20+に20)6
.8%である。
The composition of the above natural zeolite is, for example, 5iO278
%, A120313%, R20 (20 to Na20+)6
.. It is 8%.

本発明の改質処理方法は、まず天然ゼオライトを一般的
な方法により乾燥、粉砕、整粒し直径0.1〜2m/m
位の粒度とする。
In the modification treatment method of the present invention, natural zeolite is first dried, pulverized, and sized using a general method, and the diameter is 0.1 to 2 m/m.
The grain size is

この天然ゼオライトにアルカリ性水溶液を適当量加えて
、オートクレーブ中に送入し、処理するものである。
An appropriate amount of alkaline aqueous solution is added to this natural zeolite, and the mixture is sent into an autoclave for treatment.

アルカリ性水溶液として好適なものとしては、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化
アンモニウムなどがあるが、とくに水酸化ナトリウムが
最適である。
Suitable alkaline aqueous solutions include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, and ammonium hydroxide, with sodium hydroxide being particularly suitable.

水酸化ナトリウムを使用すれば、ナトリウムが上記他の
水酸化物の金属に比べて、ゼオライト中に含まれる交換
可能な金属イオンとの置換効率がより良効であるという
利点がある。
The use of sodium hydroxide has the advantage that sodium has a better replacement efficiency with exchangeable metal ions contained in the zeolite than the other metal hydroxides mentioned above.

さらに、水酸化ナトリウム水溶液にて改質処理したゼオ
ライトは、実際の使用に際して、ゼオライト中のナトリ
ウムが被処理物中の金属イオンと置換しやすいものとな
る。
Furthermore, when the zeolite is modified with an aqueous sodium hydroxide solution, the sodium in the zeolite can easily replace the metal ions in the object to be treated during actual use.

本発明の処理法は前述の通り加圧熱水下において実施さ
れるが、好適な圧力は2〜4kg/cyyt(ゲージ)
である。
The treatment method of the present invention is carried out under pressurized hot water as described above, and the preferred pressure is 2 to 4 kg/cyyt (gauge).
It is.

圧力が4 kg/crit (ゲージ)を越えると、当
然温度も高くなるため、天然ゼオライトの結晶構造が変
化して、吸着能力は低下する。
When the pressure exceeds 4 kg/crit (gauge), the temperature also naturally increases, which changes the crystal structure of the natural zeolite and reduces its adsorption capacity.

また、圧力が2kg/crit (ゲージ)未満、温度
が低いために反応が遅く、処理時間は長くなり50〜1
00HRを要することとなる。
In addition, since the pressure is less than 2 kg/crit (gauge) and the temperature is low, the reaction is slow and the processing time is long.
This will require 00 HR.

本発明の方法によればゼオライト中の不純物を除去する
ことができると共にゼオライト中の交換可能な金属イオ
ンのす) IJウム(Na )による置換およびクリノ
プチロル沸石の結晶の成長が生じ、吸着性能を向上させ
ることができる。
According to the method of the present invention, impurities in the zeolite can be removed, and the exchangeable metal ions in the zeolite are replaced by IJium (Na) and crystals of clinoptilolite are grown, improving adsorption performance. can be done.

本発明の方法は好適には次の通り実施される。The method of the invention is preferably carried out as follows.

ゼオライト試料を所定量を秤り取り、アルカリ性水溶液
としてNaOHO,1〜5(N)を、ゼオライト一部に
対して1〜10部の範囲で混合し、2〜4kg/crI
t(ゲージ)の圧力及び1〜5HRで処理を行なう。
Weigh a predetermined amount of the zeolite sample, mix NaOHO, 1 to 5 (N) as an alkaline aqueous solution in a range of 1 to 10 parts per part of the zeolite, and add 2 to 4 kg/crI.
The treatment is carried out at a pressure of t (gauge) and 1 to 5 HR.

このとき、ゼオライトとアルカリ性水溶液とが良く接触
するように1〜20RPMの攪拌を行なう。
At this time, stirring is performed at 1 to 20 RPM so that the zeolite and the alkaline aqueous solution come into good contact.

処理したゼオライトは充分に水洗し過剰のアルカリ分を
除去し、その涙液がPH9以下になるまで行なった後、
約70〜140℃で乾燥し製品とする。
The treated zeolite is thoroughly washed with water to remove excess alkaline content, and the lachrymal fluid is washed with pH 9 or less.
The product is dried at about 70 to 140°C.

この場合改質条件によっては若干ではあるがゼオライト
が粉化し、その粒度が小さくなる場合があり、このとき
は適当なフルイで分級することも必要である。
In this case, depending on the reforming conditions, the zeolite may be slightly powdered and its particle size may become smaller, and in this case it is also necessary to classify it using an appropriate sieve.

例えばオートクレーブの圧力を2. Okg/cyrt
(ゲージ)とした時、ゼオライト10部に対してアル
カリ液40部を混合、3HR処理した場合の改質ゼオラ
イトの吸着性能は第1図のようになる。
For example, the autoclave pressure is 2. Okg/cyrt
(gauge), the adsorption performance of the modified zeolite when 10 parts of zeolite is mixed with 40 parts of alkaline liquid and subjected to 3HR treatment is as shown in Figure 1.

第1図に示されるように、本発明による改質ゼオライト
の陽イオン交換容量(CEC)は、0.1N〜5N水酸
化ナトリウムを使用して処理した場合に、150meq
/ 100 gゼオライト以上トナリ、その吸着性能は
、CECが100〜150meq/100gゼオライト
である未処理天然ゼオライトに比して、向上しているこ
とが判る。
As shown in FIG. 1, the cation exchange capacity (CEC) of the modified zeolite according to the present invention is 150 meq when treated using 0.1N to 5N sodium hydroxide.
/100 g zeolite or more, its adsorption performance is found to be improved compared to untreated natural zeolite whose CEC is 100 to 150 meq/100 g zeolite.

吸着性能に関してゼオライト類の性状を測定するものに
陽イオン交換容量(CEC)があり、この測定法は多い
が代表的なものはショーレンーバーガー(5chol
fen−berger )法及びショウフィールド(5
chofield )法である。
Cation exchange capacity (CEC) is used to measure the properties of zeolites in terms of adsorption performance, and there are many methods for measuring this, but the most representative one is Scholenberger (5chol).
fen-berger) method and Shawfield (5
chofield) method.

本明細書における測定方法は、ショウジン−バーガー法
により、改質処理ゼオライトにアンモニウムイオン(N
H4+)を吸着し、これをカリウムイオン(K十)と交
換し、脱着NH4+をケルダール法により分析しCEC
を測定した。
The measurement method used in this specification is to apply ammonium ions (N
H4+) is adsorbed, this is exchanged with potassium ions (K0), and the desorbed NH4+ is analyzed by the Kjeldahl method and CEC
was measured.

一般に天然ゼオライトのCECは100〜150 me
q/100 grゼオライトであり、合成ゼオライト(
モレキュラーシープ類)は250〜350meq/10
0grゼオライトであるが、本発明による改質ゼオライ
トのCECは190〜300 meq/100 grゼ
オライトとすぐれた吸着特性を持っていることが確認さ
れた。
Generally, the CEC of natural zeolite is 100 to 150 me.
q/100 gr zeolite, synthetic zeolite (
molecular sheep) is 250-350meq/10
It was confirmed that the modified zeolite according to the present invention had an excellent adsorption property of 190 to 300 meq/100 gr zeolite.

このような改質条件ではアルカリ濃度が高い場合には、
クリノプチロル沸石結晶が崩壊又は転移し、その吸着性
能は低下する。
Under such reforming conditions, if the alkali concentration is high,
The clinoptilolite crystals disintegrate or shift, and their adsorption performance decreases.

上記の改質条件ではアルカリ濃度は、0.1〜5Nが好
適であり、1〜2Nが最もよく単位ゼオライト当りにす
るとアルカリ量はそれぞれ1.6%〜80%(重量)、
16%〜32%(重量)である。
Under the above modification conditions, the alkali concentration is preferably 0.1 to 5N, and the best is 1 to 2N, and the alkali content is 1.6% to 80% (by weight), respectively, per unit zeolite.
16% to 32% (by weight).

このように本発明の方法ではアルカリ濃度は低く、反応
時間も短かく、改質後の水洗処理もかんたんであり、し
かもその改質ゼオライトの吸着性能は、交換金属イオン
がナトリウムのため高く、未処理ゼオライトにくらべて
被吸着物質の広い濃度範囲にわたって良いのが特色であ
る。
As described above, in the method of the present invention, the alkali concentration is low, the reaction time is short, and the water washing process after modification is easy.Moreover, the adsorption performance of the modified zeolite is high because the exchanged metal ions are sodium, Compared to treated zeolite, it is characterized by good performance over a wide concentration range of adsorbed substances.

本発明の方法により得られる改質ゼオライトは、その吸
着性能は著しく改良され、第1表(後記)に示すように
X線回折法によるゼオライト結晶の測定より未処理の天
然ゼオライトにくらべて、改質ゼオライトは全体的に回
折強度が強くなり、中でもd人=8.99 、3.97
及び3,17の相対強度は強く、不純物の除去及び結晶
性が良くなっていることが電子顕微鏡でも確認された。
The modified zeolite obtained by the method of the present invention has significantly improved adsorption performance, and as shown in Table 1 (see below), the modified zeolite has a significantly improved adsorption performance compared to untreated natural zeolite, as determined by the measurement of zeolite crystals by X-ray diffraction method. The overall diffraction intensity of quality zeolite is stronger, especially d = 8.99, 3.97.
The relative intensities of 3 and 3 and 17 were strong, and it was also confirmed by electron microscopy that impurity removal and crystallinity were improved.

また、改質ゼオライトは天然ゼオライトの構造を崩壊す
ることなく、維持している。
Furthermore, the modified zeolite maintains the structure of natural zeolite without collapsing it.

本発明の方法により改質されたゼオライトの組成はS
i02として55〜75%、Al2O3として14〜2
6%、R20(Na20+に20)として7.5〜13
%の範囲に入り、これを未処理の天然ゼオライトの組成
、すなわち、S i02は78%、Al2O3は13%
、R206,8%と比較すると、改質処理されたものは
S t 02分が減り、Al2O3分は増加、アルカリ
分としてのR20も増加している。
The composition of the zeolite modified by the method of the present invention is S
55-75% as i02, 14-2 as Al2O3
6%, 7.5 to 13 as R20 (20 to Na20+)
% range, and this can be compared to the composition of untreated natural zeolite, i.e. 78% SiO2 and 13% Al2O3.
, R206.8%, the S t 02 content of the modified product decreased, the Al2O3 content increased, and the R20 as alkali content also increased.

特に改質ゼオライトの組成が上記の範囲に入った場合、
吸着性能の増加は著しい。
Especially when the composition of the modified zeolite falls within the above range,
The increase in adsorption performance is significant.

実際にアンモニウムイオン(NH4”)及び各種重金属
イオンの吸着試験を行なった場合、未処理天然ゼオライ
トと改質ゼオライトを比較すると、後者の方がCECで
は2〜3倍の能力をもち、重金属イオンの吸着において
も1.5〜3倍の吸着能力をもつことが確認された。
In actual adsorption tests for ammonium ions (NH4'') and various heavy metal ions, when comparing untreated natural zeolite and modified zeolite, the latter had 2 to 3 times the ability to absorb heavy metal ions using CEC. It was confirmed that the adsorption capacity was 1.5 to 3 times higher.

本発明により得られた改質ゼオライトは、その吸着性能
が秀れていることから、合成ゼオライトが工業的に用い
られている分野である吸着剤としての乾燥(気体、液体
の乾燥)、精製(脱硫、脱炭酸ガス、水素ガスの精製、
酸素の製造等)、分離(N−パラフィンの分離、N−オ
レフィンの分離、p−キシレンの分離等)等のプロセス
等に用いることが可能である。
The modified zeolite obtained by the present invention has excellent adsorption performance, so it can be used as an adsorbent for drying (drying of gases and liquids) and purification (drying of gases and liquids), which is the field in which synthetic zeolite is used industrially. Desulfurization, decarbonation gas, hydrogen gas purification,
It can be used in processes such as production of oxygen, etc.) and separation (separation of N-paraffins, separation of N-olefins, separation of p-xylene, etc.).

さらに、本発明の方法による改質天然ゼオライトは合成
ゼオライトに比較して遥かに耐酸性が優れているという
特徴がある。
Furthermore, the modified natural zeolite produced by the method of the present invention is characterized by far superior acid resistance compared to synthetic zeolite.

例えば、合成ゼオライト(モレキュラーシーブ10X)
を0.5N、30℃の塩酸で処理すると構造は崩壊しく
X線回折により確認)、CECも0となる。
For example, synthetic zeolite (Molecular Sieve 10X)
When treated with 0.5N hydrochloric acid at 30°C, the structure collapses (as confirmed by X-ray diffraction), and the CEC also becomes 0.

一方、本発明の方法による改質天然ゼオライトは、0.
5N〜12N、30℃の塩酸で処理してもゼオライト構
造は残存し、CECは0.5 N塩酸処理の場合は15
6 meq/1009rゼオライト12N塩酸処理の場
合でも125 me q/ Zo。
On the other hand, the modified natural zeolite according to the method of the present invention has a 0.
The zeolite structure remains even when treated with 5N to 12N hydrochloric acid at 30°C, and the CEC is 0.5N and 15 when treated with hydrochloric acid.
6 meq/1009r Zeolite 125 meq/Zo even when treated with 12N hydrochloric acid.

grゼオライトと良好な吸着性能を示す。Shows good adsorption performance with gr zeolite.

以下、本発明の実施例、参考例を記載する。Examples and reference examples of the present invention will be described below.

参考例 1 0.1〜1m/mに整粒したクリノプチロル沸石系天然
ゼオライト10部、0.IN水酸化ナトリウムを100
部混合し、オートクレーブ中に1.5kg/i(ゲージ
)で5HR,10RPMで攪拌しながら加圧熱水処理を
行なった。
Reference Example 1 10 parts of clinoptilolite natural zeolite sized to 0.1 to 1 m/m, 0. IN sodium hydroxide 100
The mixture was mixed and subjected to pressurized hot water treatment in an autoclave at 1.5 kg/i (gauge) with stirring at 5 HR and 10 RPM.

処理後、ゼオライトを水洗済過しF液のPHが8になる
まで洗浄をつづけ、70℃で3HR乾燥し、改質ゼオラ
イトを得た。
After the treatment, the zeolite was washed with water and filtered, and washing was continued until the pH of the F solution became 8. The zeolite was dried at 70° C. for 3 hours to obtain a modified zeolite.

本発明により得られた改質ゼオライトの結晶はX線回折
値でも第1表(後述)に示すように良好であり第2表(
後述)に示すように良好な性状を有している。
The crystals of the modified zeolite obtained by the present invention have good X-ray diffraction values as shown in Table 1 (described later), and Table 2 (described later).
It has good properties as shown in (described later).

実施例 1 0.5〜1.5m/mに整粒したクリノプチ田し沸石系
天然ゼオライト10部、IN水酸化ナトリウムを40部
混合し、オートクレーブ中に3.5kg/crit(ゲ
ージ)で3HR,参考例1と同様の処理をし、改質ゼオ
ライトを得た。
Example 1 10 parts of clinopti zeolite natural zeolite sized to 0.5 to 1.5 m/m and 40 parts of IN sodium hydroxide were mixed and heated in an autoclave at 3.5 kg/crit (gauge) for 3 HR. The same treatment as in Reference Example 1 was carried out to obtain a modified zeolite.

得られた改質ゼオライトのX線回折値を第1表に、性状
を第2表に示す。
The X-ray diffraction values of the obtained modified zeolite are shown in Table 1, and the properties are shown in Table 2.

改質ゼオライトはX線回折値および性状ともに良好であ
る。
The modified zeolite has good X-ray diffraction values and properties.

参考例 2 0.5〜2m/mに整粒したクリノプチロル沸石系天然
ゼオライト10部、2N水酸化ナトリウムを40部混合
し、オートクレーブ中に5.5kg/crA(ゲージ)
で3HR1参考例1と同様の処理をし、改質ゼオライト
を得た。
Reference Example 2 10 parts of clinoptilol natural zeolite sized to 0.5 to 2 m/m and 40 parts of 2N sodium hydroxide were mixed, and the mixture was placed in an autoclave at 5.5 kg/crA (gauge).
The same treatment as in 3HR1 Reference Example 1 was carried out to obtain a modified zeolite.

第1表および第2表にX線回折値および性状につきそれ
ぞれ示す。
Tables 1 and 2 show the X-ray diffraction values and properties, respectively.

得られた改質ゼオライトはX線回折値、性状ともに優れ
ている。
The obtained modified zeolite has excellent X-ray diffraction values and properties.

第1表はクリノプチロル沸石系天然ゼオライトのX線回
折ピークの相対強度を示すが、その数値未来は未処理天
然ゼオライトのd人=8.99における強度を100と
して計算したものである。
Table 1 shows the relative intensities of the X-ray diffraction peaks of clinoptilolite-based natural zeolite, and the numerical value was calculated by setting the intensity of untreated natural zeolite at d = 8.99 as 100.

比較例 この比較例は天然ゼオライトを常圧下にて酸処理した場
合である。
Comparative Example In this comparative example, natural zeolite was treated with acid under normal pressure.

天然ゼオライトを一般的な方法により、乾燥、粉砕、整
粒し、直径0.1〜2m/m位の粒度とした。
Natural zeolite was dried, pulverized, and sized to have a particle size of about 0.1 to 2 m/m in diameter by a general method.

これを10(J’r)とり各々、0.5,1,2゜5
、10 、12(N)の塩酸を100rrLl加え30
℃及び70℃で6HR常圧処理を行なった。
Take this as 10 (J'r) and get 0.5, 1, 2°5 respectively.
Add 100rrLl of hydrochloric acid of ,10,12(N) to 30
6HR normal pressure treatment was carried out at 70°C and 70°C.

この結果は第2図に示すようにゼオライト構造の崩壊が
起り、吸着性能は低下すること\なった。
As a result, as shown in Figure 2, the zeolite structure collapsed and the adsorption performance decreased.

このことはX線回折法でも確認されている。This has also been confirmed by X-ray diffraction.

したがって塩酸処理でゼオライト中の不純物を除去する
ことは不可能であり、これによってゼオライトの性状を
向上させることはできなかった。
Therefore, it is impossible to remove impurities in zeolite by hydrochloric acid treatment, and the properties of zeolite cannot be improved by this treatment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の処理方法により得られた改質ゼオライ
トの吸着性能を示すグラフである。 第2図は天然ゼオライトを常圧下にて酸処理した場合に
おけるゼオライトの吸着性能を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the adsorption performance of modified zeolite obtained by the treatment method of the present invention. FIG. 2 is a graph showing the adsorption performance of natural zeolite when it is acid-treated under normal pressure.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 クリノプチロル沸石及びモルデン沸石を主成分とす
る天然ゼオライトをアルカリ性水溶液中にて2〜4 k
g/crlL(ゲージ)の圧力下で熱水処理し、該天然
ゼオライトの吸着性能及び耐酸性を向上せしめることを
特徴とする天然ゼオライトの改質処理法。 2 アルカリ性水溶液が水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、水酸化カルシウム又は水酸化アンモニウムの水溶
液であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
処理法。 3 アルカリ性水溶液が水酸化ナトリウムの水溶液であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の処理法
。 4 アルカリ性水溶液の濃度が0.1〜5規定であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の処理法。 5 アルカリ性水溶液の濃度が1〜2規定であることを
特徴とする特許請求の範囲第3項記載の処理法。
[Claims] 1. Natural zeolite containing clinoptilol zeolite and mordenite as main components in an alkaline aqueous solution with a concentration of 2 to 4 k
A method for modifying natural zeolite, which comprises subjecting it to hot water treatment under a pressure of g/crlL (gauge) to improve the adsorption performance and acid resistance of the natural zeolite. 2. The treatment method according to claim 1, wherein the alkaline aqueous solution is an aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, or ammonium hydroxide. 3. The treatment method according to claim 1, wherein the alkaline aqueous solution is an aqueous solution of sodium hydroxide. 4. The treatment method according to claim 3, wherein the alkaline aqueous solution has a concentration of 0.1 to 5 normal. 5. The treatment method according to claim 3, wherein the alkaline aqueous solution has a concentration of 1 to 2 normal.
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