JPS59164618A - 天然産沸石鉱物の脱水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は天然産沸石鉱物中に含まれている沸石水を温度
３５０℃以下、圧力水銀柱３０ｎ。

以下の状態で脱水し、その後炭酸ガス、窒素ガスのよう
な性質を有する充填ガスを沸石に吸着させることを特徴
とする天然産沸石鉱物の脱水処理方法に関するものであ
る。

天然産沸石鉱物（以下略して「沸石」と称する。）は一
般に（１）特定ガスの吸着性がある。（２）陽イオン交
換性がある。（３）触媒作用がある等の特性をもってい
る。

本発明は特定ガスの吸着性並びにその安全性に関するも
のである。沸石はその主要化学成分が５ｉ０２．　Ａ４
４０３．　Ｃａｏ　、　ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ。

Ｈ２Ｏ等からなり、鉱物としてはアルカリ金属及びアル
カリ土類金属を含有する含水アルミノけい酸塩に属する
一群の鉱物である。

現在姉石として知られているものは約６０種余りと言わ
れているがその成因によって特性が異なシ、ガス吸着特
性を持っているものとしては斜プチロル沸石、モルデン
沸石等がある。

斜プチロル沸石は燃焼ガス中のＳＯ２ガスを、また硫酸
工場の８０２ガス捕集等に利用され、またモルデン沸石
は窒素ガス吸着能力を利用して、空気中の酸素と窒素ガ
スの分離等に用いられている。

沸石を常温から結晶構造を破壊することなく、徐々に加
熱、昇温すると、その脱水がみられ、この脱出する水を
沸石水と呼ぶ。４５０〜５０口℃位になると沸石水は殆
んど出つくシ、更に昇温すると徐々に結晶構造が破壊さ
れると共に結晶水が失われ、約８００℃位になると次第
にガラス状となり遂に発泡現室を示している。

沸石の含有水分は沸石水と結晶水とに区別して考えられ
、その沸石水の量は沸石の種類によって異なるが、含有
水分の８０〜９０％位でモルデン沸石でｍｌ約８８係で
ある。

沸石水の脱水した後のミクロの気孔は、シリコン原子の
一部がアルミナ原子で置換した特殊な網状構造で、これ
が特定ガスを吸着する特性を発揮する原因となっている
。若し水分を吸収すれば直ちにもとの含水沸石鉱物に戻
り活性がなくなる。

壕だ僅少な沸石水が残存するとガス吸着能力が著るしく
低下するので沸石水は完全に除去すると共に水分が吸着
されないような方法を考えなければならない。

沸石水を完全に除去することがむづかしいとされている
モルデン沸石を試料とし、脱水状況を調べた。粒子２〜
５叫大のもの約３２採用し石英管中（大気圧中）で加熱
し、脱水状況を精密な熱分析装置によシ求めた結果は第
１図の如くである。

すなわち最初の１０分位で急激な脱水がみられ、それ以
後は時間をかけてもこの程度の温度では完全脱水は困難
で、低温度で短時間に完全脱水するＩＣｕ特殊な方法を
考案しなければできないと考えた。

よって本発明者等は種々検討の結果加熱温度と減圧を適
当に併用するととに着目し、沸石水の脱水状況を更に検
討することにした。

基礎的試験として、粒径約３〜６覗大の天然産モルデン
沸石約１０１を採用し、石英管内で圧力水銀中５叫以下
に保ち徐々に加熱し、沸石水の脱水状況を温度と時間と
の関係で求めた。

その結果は第２図に示す。すなわち、減圧することが時
間の短縮並びに低温完全脱水に極めて有効であることを
確認した。

減圧の程度については種々検討の結果、水銀柱３００調
以上となるとその効果が１−分でないので３００陥以下
と限定した。

加熱温度は実験上ガス吸着性能は２５０〜３００℃が最
適で３５０℃以上に加熱すると沸石に焼結硬化が現われ
、吸着性能が劣化する傾向になるので３５０℃以下と限
定した。

脱水活性化された沸石を貯蔵、保管するのに金属性容器
に常開しておくことがなされている。

この場合容器に存在する空気中の窒素が活性化された沸
石に吸着されて容器内が著るしく、減圧するため、容器
の破損を起すことがある。このため、沸石の貯蔵、運搬
、取り扱い等には特別の注意が必要とされている。

本発明者等は上述の事項に着目し、活性化されだ沸石の
性能を失わないで容易に安全に取シ扱いのできる方法を
検討した結果、沸石を加熱、減圧して、沸石水を完全に
脱水した後、冷却効果を兼ねて直ちに充填ガス（炭酸ガ
ス、窒素ガス等）を沸石に十分吸着させて容器中が減圧
にならないようにし、その後、容器内が冷却してから沸
石を取り出すことを発明した。

この充填用ガスは沸石の活性化に悪影響を及ぼさないも
の、水分を含有しないもの、更に減圧することによって
容易に沸石中からＪｉ２り出し得るもの等の点から選定
したものである。

次に実施例について沸石鉱物の脱水処理方法を説明する
。

実施例 工業的には沸石水を完全脱水することがむづかしいとさ
れている天然産モルデン沸石を試料とする。粒径３〜６
Ｗ＋大の粒子約ｊ００Ｋｇを金網製容器に入れ、３５０
℃以上の温度にならないように注意深く加熱し、約３０
０℃に約５０分間保持した。次に減圧ポンプを動かし、
水銀柱約６０問以下の減圧状態で約５０分間保持した。

その後、純度９９係以上の窒素ガスを徐々に減圧容器中
に導入し、容器内を冷却しながら圧力を増し、圧力が大
気圧よりも幾分高い状態にして中止した。

との沸石について沸石水の脱水状況を調べたところ、沸
石水はほぼ完全に取り去られていることを確認した。

本発明によって１１ｔられた上記モルデン沸石を小型の
酸素発生装置にて試用したところ、酸素濃度９８係のも
のが得られその活性化が十分に発揮されたことを知った
。　　　　　　　　　１また上記モルデン沸石をビニー
ル製密閉容器に入れ、常温で湿度約４０係の空気と約２
４時間共存させた結果、水分の吸収は殆んど認められな
かったので、活性化保持方法として有効であ、乙ことが
明らかになった。

本発明により活性化した沸石は実際の装置に充填する場
合、短時間では水分の吸収が殆んどなく、取り扱いが木
版めて便利である等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は何れも天然産モルデン沸石資料による
もので第１図は大気圧中での時間変化に対する脱水の特
性曲線、第２図は水銀柱５咽以下の圧力下での時間に対
する脱水の特性曲線を示す。第１図、第２図共に縦軸に
は脱水率を、横側１には時間を示している。 （７） 第１図 一一→峙間（分り 第２図 一一→時閣（分）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 天然産沸石鉱物中に含゛まれでいる沸石水を温度３５０
   ℃以下、圧力水銀柱３０ロ朝以下の状態で脱水し、その
   後炭酸ガス、窒素ガスのような性質を有する充填ガスを
   沸石に吸着させることを特徴とする天然産沸石鉱物の脱
   水処理方法。