JPS593929B2 - Manufacturing method of fine powder aluminosilicate - Google Patents

Manufacturing method of fine powder aluminosilicate

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JPS593929B2
JPS593929B2 JP17577180A JP17577180A JPS593929B2 JP S593929 B2 JPS593929 B2 JP S593929B2 JP 17577180 A JP17577180 A JP 17577180A JP 17577180 A JP17577180 A JP 17577180A JP S593929 B2 JPS593929 B2 JP S593929B2
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nitric acid
polyvalent metal
metal
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミノケイ酸の製造方法に関し、より詳細
には、種々のケイ酸質原料からソーダを使用することな
しに、且つ多量の廃酸等を副生ずることなしに微粉末ア
ルミノケイ酸を製造する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing aluminosilicic acid, and more specifically, the present invention relates to a method for producing aluminosilicic acid from various silicic acid raw materials without using soda and without producing a large amount of waste acid as a by-product. The present invention relates to a method for producing fine powder aluminosilicate.

アルミノケイ酸は、ゴム、プラスチックス等に対する補
強剤乃至は充填剤として、また塗料或いはその他の被覆
用組成物の艶消剤として、更に種種のケイ酸塩の合成用
原料等として広く使用されている。
Aluminosilicic acid is widely used as a reinforcing agent or filler for rubbers, plastics, etc., as a matting agent for paints and other coating compositions, and as a raw material for the synthesis of various silicates. .

このアルミノケイ酸は、アルミン酸ソーダ及びケイ酸ソ
ーダの混合溶液中に硫酸、塩酸或いは硝酸等の酸を注力
口し、脱ソーダを行い、アルミ及びケイ酸の共沈ゲルを
生成することによって得られている。
This aluminosilicate is obtained by pouring an acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, or nitric acid into a mixed solution of sodium aluminate and sodium silicate to remove soda and produce a coprecipitated gel of aluminum and silicic acid. ing.

しかしながら、かかるアルミノケイ酸は、この共沈ゲル
を乾燥等の熱履歴を施す際に、そのものがゲル質である
ことに関連して凝結を来たし、粉化性が極端に低下し、
顔料性等に優れた粉体が得られにくいという欠点がある
However, when this coprecipitated gel is subjected to a heat history such as drying, the aluminosilicate coagulates due to its gelatinous nature, resulting in an extremely low powderability.
The drawback is that it is difficult to obtain powder with excellent pigment properties.

また、ケイ酸のヒドロゲル及びホワイトカーボンの如き
吸油性の高いケイ酸ゲルに、硝酸アルミニウム溶液を含
浸させた後、その硝酸塩の熱分解温度(200℃)以上
において熱分解処理し、非晶質のアルミノケイ酸ゲルを
調製することから成るアルミノケイ酸の製造法が知られ
ているが、この方法では、特に含浸塩が熱分解温度直前
で溶融し、全体が一様なセメント質状になるため、粉化
性の優れたサルミノケイ酸を得ることは到底期待できな
いのである。
In addition, silicic acid hydrogel and highly oil-absorbing silicic acid gel such as white carbon are impregnated with an aluminum nitrate solution, and then thermally decomposed at a temperature higher than the thermal decomposition temperature of the nitrate (200°C) to form an amorphous material. A process for the production of aluminosilicate is known, which consists in preparing an aluminosilicate gel; however, in this process, the impregnating salt melts just before the pyrolysis temperature and becomes uniformly cementitious throughout. Therefore, it is impossible to expect to obtain salminosilicic acid with excellent chemical properties.

即ち、本発明の目的は、種々のケイ酸原料から高価なソ
ーダを使用することなしに且つ多量の廃酸等を副生ずる
ことなしに、微粉末のアルミノケイ酸を製造する方法を
提供するにある。
That is, an object of the present invention is to provide a method for producing fine powder aluminosilicic acid from various silicic acid raw materials without using expensive soda and without producing a large amount of waste acid as a by-product. .

本発明の他の目的は、ガラス質の多価金属のアルミノケ
イ酸塩を原料とし、この原料を硝酸等の一塩基性酸で処
理することによって、アルミノケイ酸をゾル化乃至ゲル
化せしめることなく、微粉末でありながらしかもp過容
易な形で直接回収し得る方法を提供するにある。
Another object of the present invention is to use a vitreous polyvalent metal aluminosilicate as a raw material and treat this raw material with a monobasic acid such as nitric acid, thereby preventing the aluminosilicate from becoming a sol or gel. The object of the present invention is to provide a method by which a fine powder can be directly recovered in a form that is easily purified.

本発明の更に他の目的は、不純物の含有量が少なく、白
色度に優れており、且つ粒度分布が小さくしかも狭い範
囲に制御されている微粉末アルミノケイ酸を製造する方
法を提供するにある。
Still another object of the present invention is to provide a method for producing fine powder aluminosilicate which has a low content of impurities, excellent whiteness, and a small particle size distribution controlled within a narrow range.

本発明の更に他の目的は、アルミノケイ酸塩の処理に硝
酸を使用することは関連して、該アルミノケイ酸塩中の
塩基性金属成分を容易に除去でき、且つ処理に用いた酸
を再利用可能な形で容易に回収して循環使用し得る微粉
末アルミノケイ酸の製:遣方法を提供するにある。
Still another object of the present invention is that the use of nitric acid in the treatment of aluminosilicate facilitates the removal of basic metal components in the aluminosilicate and allows the acid used for treatment to be reused. The object of the present invention is to provide a method for producing and distributing fine powder aluminosilicate that can be easily recovered and recycled in a form that is possible.

本発明によれば、熔融により形成されたガラス質の多価
金属のアルミノケイ酸塩の水性スラリーと、該アルミノ
ケイ酸塩の多価金属成分当り当量以上の一塩基性酸とを
、両者の混合開始時点から混合終了迄の時間の大部分に
わたって混合系の田が1.3乃至5となるような条件下
に反応させて、水溶性多価金属塩を含有する溶液と不溶
性の微粉末アルミノケイ酸を生成させ、次いで不溶性の
微粉末を分離し、必要により洗浄することを特徴とする
アルミノケイ酸の製造方法が提供される。
According to the present invention, an aqueous slurry of a glassy polyvalent metal aluminosilicate formed by melting and a monobasic acid in an amount equal to or more than the equivalent amount per polyvalent metal component of the aluminosilicate are mixed together. The solution containing the water-soluble polyvalent metal salt and the insoluble finely powdered aluminosilicate are reacted under conditions such that the ratio of the mixed system is 1.3 to 5 for most of the time from the time until the end of the mixing. Provided is a method for producing aluminosilicic acid, which is characterized by producing aluminosilicic acid, then separating insoluble fine powder, and washing if necessary.

本発明の重要な特徴は、ケイ酸原料としてガラス質の多
価金属のアルミノケイ酸塩(以下単にケイ酸質原料と呼
ぶことがある)を選択し、且つ処理すべき酸として種々
の鉱酸類の内でも硝酸等の一塩基性酸を選択し、且つ以
下に述べる特定の条件下に反応させ、アルミノケイ酸分
のゾル化やゲル化を来たすことなしに、前記アルミノケ
イ酸塩中の地価金属成分を溶出させ得ること、及びかく
して多価金属成分を溶出させた後に得られるアルミノケ
イ酸は著しく微粉末でありながら、沖過性に際立って優
れていることの新規知見に基づいている。
An important feature of the present invention is that a glassy polyvalent metal aluminosilicate (hereinafter sometimes simply referred to as a silicic acid raw material) is selected as the silicic acid raw material, and various mineral acids are selected as the acid to be treated. Among them, a monobasic acid such as nitric acid is selected and reacted under the specific conditions described below to remove the mineral metal components in the aluminosilicate without causing the aluminosilicate to become a sol or gel. This is based on the new findings that the aluminosilicate can be eluted, and that the aluminosilicate obtained after eluting the polyvalent metal component is extremely fine powder, but has outstandingly excellent washability.

先ず、用いるケイ酸質原料が、ソーダ塩の1価金属塩で
ある場合には、後述する比較例1に示す通り、硝酸との
反応によって生成するアルミノケイ酸が容易にヒドロシ
ル或いはヒドロゲルとなり、不溶性の微粉末、特に沖過
容易な微粉末の形で回収することは到底困難である。
First, when the silicic acid raw material used is a monovalent metal salt of soda salt, as shown in Comparative Example 1 described later, aluminosilicic acid produced by reaction with nitric acid easily becomes hydrosil or hydrogel, and becomes an insoluble It is extremely difficult to recover fine powder, especially in the form of fine powder that is easily washed away.

また、アルミノケイ酸塩が結晶性の物質、例えば粘土或
いはその他の鉱物である場合には、後述する比較例2に
示す。
Further, when the aluminosilicate is a crystalline substance, such as clay or other mineral, it will be shown in Comparative Example 2, which will be described later.

通り、多価金属成分を硝酸塩の形で速やかに溶出せしめ
ることは困難であり、また生成す不アルミノケイ酸も微
粉末というよりもむしろ粗粒子に近いものである。
As such, it is difficult to quickly dissolve polyvalent metal components in the form of nitrates, and the aluminosilicic acid produced is more like coarse particles than fine powder.

更に、酸として一塩基性酸以外の酸、例えば硫酸を使用
する場合には、アルミノケイ酸塩中の鉛やカルシウム分
等の多価金属塩分が不溶性となってアルミノケイ酸分か
らの分離が困難となる場合があると共に、アルミノケイ
酸分がヒドロシル乃至ヒドロゲルの形態となり、濾過容
易な微粉末の形で回収することが同様に困難となる。
Furthermore, when using an acid other than a monobasic acid, such as sulfuric acid, polyvalent metal salts such as lead and calcium in the aluminosilicate become insoluble, making it difficult to separate them from the aluminosilicate. In addition, the aluminosilicate content may be in the form of hydrosil or hydrogel, making it similarly difficult to recover it in the form of a fine powder that is easy to filter.

これに対して、本発明に従い、ガラス質の多価゛金属の
アルミノケイ酸塩に対して硝酸等の一塩基性酸を作用さ
せるときには、アルミノケイ酸分をゾル化乃至ゲル化せ
しめることなしに、前記塩中の多価金属成分を溶出させ
ることが可能となり、このような反応条件を選択するこ
とにより、微細なアルミノケイ酸を、純粋でしかも濾過
容易な形で生成させることが可能となるのである。
On the other hand, according to the present invention, when a monobasic acid such as nitric acid is applied to a vitreous polyvalent metal aluminosilicate, the aluminosilicate component is not turned into a sol or gel. It becomes possible to elute the polyvalent metal component in the salt, and by selecting such reaction conditions, it becomes possible to produce fine aluminosilicate in a pure and easily filterable form.

本発明を以下に詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below.

尚、本明細書において、部及び%は特記しない限り重量
基準である。
In this specification, parts and percentages are based on weight unless otherwise specified.

アルミノケイ酸塩原料 本発明において、多価金属のアルミノケイ酸塩としては
、このものがガラス質である限り任意のものを使用し得
る。
Aluminosilicate Raw Material In the present invention, any polyvalent metal aluminosilicate can be used as long as it is vitreous.

多価金属としては、カルシウム、マグネシウム、ストロ
ンチュウム、バリウム、亜鉛等の周期律表第■族金属、
第■族金属、鉛、チタニウム、ジルコニウム等の第■族
金属、鉄、コバルト、ニッケル等の第■族金属、クロム
、マンガン等が挙げられる。
Polyvalent metals include metals from group II of the periodic table such as calcium, magnesium, strontium, barium, and zinc;
Examples include Group Ⅰ metals, Group Ⅰ metals such as lead, titanium, and zirconium, Group Ⅰ metals such as iron, cobalt, and nickel, chromium, manganese, and the like.

これらのアルミノケイ酸塩の化学組成は、ガラス質であ
るという範囲内で広範囲に変化し得るが、酸化物基準で
表わして、下記一般式、 8102・nMOk/2・mA l 203・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・(1)式中、Mは多
価金属、特に前述したものを表わし、kは金属Mの価数
であり、nは0,3乃至5、特に0.5乃至3の数であ
り、mは3以下、特に2以下の正の数である、 で表わされる化学組成を有するものが好ましい。
The chemical composition of these aluminosilicates can vary widely within the range of being glassy, but expressed on an oxide basis, they have the following general formula: 8102·nMOk/2·mA l 203...
................................................... (1) In the formula, M represents a polyvalent metal, especially the one mentioned above, k is the valence of the metal M, and n is 0,3 Preferably, the chemical composition is a number of 5 to 5, particularly 0.5 to 3, and m is a positive number of 3 or less, particularly 2 or less.

このようなアルミノケイ酸は、合成によって得られるも
のでも、天然に得られるものでも、或いは窯業、金属製
錬、或いはその他の工業で副生するもであってもよい。
Such aluminosilicic acid may be obtained synthetically, naturally, or by-product in ceramics, metal smelting, or other industries.

例えば、ケイ砂;石英砂;クリストバル石;長石、合成
ケイ酸;粘土鉱物等の酸処理で得られたアルミノケイ酸
質原料と、前述した多価金属の酸化物、水酸化物、炭酸
塩、硝酸塩等とを混合し、熔融して、ガラス質のアルミ
ノケイ酸塩とすることができる。
For example, silica sand, quartz sand, cristobalite, feldspar, synthetic silicic acid, aluminosilicate raw materials obtained by acid treatment such as clay minerals, and the aforementioned polyvalent metal oxides, hydroxides, carbonates, and nitrates. A vitreous aluminosilicate can be obtained by mixing and melting.

このような熔融反応により、ケイ酸は融剤としても作用
する多価金属成分と反応し、アルミノケイ酸の強固な連
鎖状乃至は網状結合が切断され、その間に多価金属イオ
ンが存在するガラス状乃至は無定形組織きなり、続いて
行なう多価金属イオンの硝酸での溶出により微細なアル
ミノケイ酸が生成するものと思われる。
Through such a melting reaction, silicic acid reacts with a polyvalent metal component that also acts as a flux, and the strong chain or network bonds of aluminosilicate are broken, creating a glass-like structure in which polyvalent metal ions exist between them. It is thought that fine aluminosilicate is produced by the formation of an amorphous structure and the subsequent elution of polyvalent metal ions with nitric acid.

しかして、本発明のこの態様によれば、炭酸ソーダの如
き高価なソーダ原料を使用することなしに、例えば酸化
カルシウム、水酸化カルシウム或いは炭酸カルシウムの
如き安価な石灰原料等を使用して、微粉末アルミノケイ
酸の製造が可能となるのであって、経済性においても公
知の方法に比して顕著に優れているのである。
Therefore, according to this aspect of the present invention, an inexpensive lime raw material such as calcium oxide, calcium hydroxide, or calcium carbonate can be used instead of using an expensive soda raw material such as soda carbonate. This makes it possible to produce powdered aluminosilicate, and it is significantly superior in terms of economy compared to known methods.

合成のアルミノケイ酸塩を用いる代りに、天然に得られ
るガラス質のケイ酸塩、例えば、シラスの如きガラス質
の鉱物を用いることができる。
Instead of using synthetic aluminosilicates, naturally occurring glassy silicates, such as glassy minerals such as shirasu, can be used.

更にまた、本発明は、窯業或いは金属製錬の際副生ずる
ガラス質のアルミノケイ酸塩にも適用することができる
Furthermore, the present invention can also be applied to vitreous aluminosilicate produced as a by-product during ceramics or metal smelting.

例えば、このような原料の一例として高炉滓を挙げるこ
とができ、高炉滓の組成は、各製鉄所によっても相違す
るが、カルシア(CaO)、シリカ及びアルミナを主成
分とし、他の少量のマンガン、マグネシウム、チタン、
鉄等の金属成分及び硫黄分を含有している。
For example, blast furnace slag can be cited as an example of such a raw material. Although the composition of blast furnace slag differs depending on each steel mill, the main components are calcia (CaO), silica, and alumina, with a small amount of manganese. , magnesium, titanium,
Contains metal components such as iron and sulfur.

高炉滓の代表的なものについてその組成の例を示すと、
下記の通りとなる。
An example of the composition of typical blast furnace slag is as follows:
It will be as follows.

高炉滓の粉末と硝酸とを直接混和するときには、高炉滓
中に含有される硫黄分が硫化水素の形で揮散するので、
高炉滓粉末と硝酸とを混和するに先立って、高炉滓中に
含有される硫黄分を予め除去することが好ましい。
When directly mixing blast furnace slag powder with nitric acid, the sulfur contained in the blast furnace slag will volatilize in the form of hydrogen sulfide.
Prior to mixing the blast furnace slag powder and nitric acid, it is preferable to remove the sulfur content contained in the blast furnace slag in advance.

本発明者等は、高炉滓を粉砕する工程(5)と、高炉滓
微粒子をアルカリ性の水性媒質と接触させる工程(B)
とを同時に或いはこの順序に行うときには、高炉滓中に
含有される硫黄分を前記水性媒質中に溶出させ、硫黄分
の抽出液と硫黄分が実質的に除去された高炉滓とを有効
に分離し得ることを先に見出したが、この処理法を高炉
滓からの硫黄分の除去に有利に適用できる。
The present inventors have proposed a step (5) of pulverizing the blast furnace slag and a step (B) of bringing the blast furnace slag fine particles into contact with an alkaline aqueous medium.
When performing these simultaneously or in this order, the sulfur content contained in the blast furnace slag is eluted into the aqueous medium, and the sulfur extract and the blast furnace slag from which the sulfur content has been substantially removed are effectively separated. As previously discovered, this treatment method can be advantageously applied to the removal of sulfur from blast furnace slag.

本発明において、硝酸との均質且つ一様な反応性の見地
からは、ケイ酸質原料を微細粉砕することが先ず重要で
ある。
In the present invention, from the standpoint of homogeneous and uniform reactivity with nitric acid, it is first important to finely grind the siliceous raw material.

ケイ酸質原料の粉砕の程度は、一般的に言って、最高粒
径が80ミクロン(μ)以下、好適には50μ以下、最
も好適には20μ以下であることが望ましい。
Generally speaking, it is desirable that the degree of pulverization of the siliceous raw material is such that the maximum particle size is 80 microns (μ) or less, preferably 50 μ or less, and most preferably 20 μ or less.

粉砕は、ボールミル、リングロールミル、ロッドミル、
衝撃粉砕機、円板粉砕機、ジェット粉砕機、ヒキウス、
コロイドミル、格式摩砕機等のそれ自体公知の微粉砕機
を用いて、湿式或いは乾式で行うことができる。
Grinding can be done using ball mills, ring roll mills, rod mills,
Impact crusher, disc crusher, jet crusher, Hikius,
This can be carried out in a wet or dry manner using a known pulverizer such as a colloid mill or a scale mill.

勿論、用いる原料の径が大きい場合には、微粉砕するに
先立って、ショークラッシャー、ジャイレートリークラ
ツシャー等の粗砕機や、ハンマーミル、ロールクラッシ
ャー等の中間破砕機を用いて、微粉砕機に供するに適し
た粒径の砕料とする。
Of course, if the diameter of the raw material used is large, before pulverizing it, use a coarse crusher such as a show crusher or gyratory crusher, or an intermediate crusher such as a hammer mill or roll crusher. The powder should have a particle size suitable for use.

硝酸との反応 本発明によれば、上述したケイ酸質原料とケイ酸質原料
中の多価金属成分当り当量以上の一塩基性酸とを、アル
ミノケイ酸分がゾル化乃至ゲル化しない条件下に反応さ
せて、多価金属硝酸塩の溶液と不溶性の微粉末アルミノ
ケイ酸とを生成させる。
Reaction with nitric acid According to the present invention, the above-mentioned silicic acid raw material and a monobasic acid equivalent to or more per polyvalent metal component in the silicic raw material are reacted under conditions in which the aluminosilicate content does not become a sol or gel. to produce a solution of polyvalent metal nitrate and insoluble finely powdered aluminosilicate.

一塩基性酸としては、多価金属との塩が水溶性であるよ
うな酸であれば何れでもよく、例えば硝酸、塩酸、臭化
水素酸等の無機酸、ギ酸、酢酸等の有機酸が使用される
The monobasic acid may be any acid whose salt with a polyvalent metal is water-soluble, such as inorganic acids such as nitric acid, hydrochloric acid, and hydrobromic acid, and organic acids such as formic acid and acetic acid. used.

しかしながら、本発明においては硝酸が最も好適であり
、硝酸を用いることにより酸の循環使用が可能となる。
However, in the present invention, nitric acid is most suitable, and by using nitric acid, it is possible to recycle the acid.

従って、以下には専ら硝酸の使用について述べるが、微
粉末アルミノケイ酸の製造という点では、塩酸等の他の
一塩基性酸の使用も可能であることに留意すべきである
Therefore, although the use of nitric acid will be discussed below, it should be noted that the use of other monobasic acids, such as hydrochloric acid, is also possible in the production of finely powdered aluminosilicic acid.

純粋で且つ微細なアルミノケイ酸を生成させるためには
、先ずケイ酸原料の多価金属成分(アルミニウム成分を
除く)当り当量以上の硝酸を使用する必要があり、一般
には該多価金属成分当り0.3乃至1.5当量、特に0
°4乃至1.4当量の硝酸を用いる必要がある。
In order to produce pure and fine aluminosilicic acid, it is first necessary to use an amount of nitric acid equivalent to or more per polyvalent metal component (excluding aluminum component) of the silicic acid raw material, and generally 0. .3 to 1.5 equivalents, especially 0
It is necessary to use between 4 and 1.4 equivalents of nitric acid.

必要以上の硝酸を使用すると、アルミニウム成分が水溶
性の硝酸アルミニウムを形成するので注意を要する。
If more nitric acid is used than necessary, the aluminum component will form water-soluble aluminum nitrate, so care must be taken.

本発明において、アルミノケイ酸分をゾル化乃至ゲル化
させることなく、両者を反応させるためには、先ずケイ
酸質原料と硝酸との混合開始時点から混合終了迄の時間
の大部分にわたって、混合系の…が1.3乃至5となる
ような条件下に両者の反応を行わせることが極めて重要
である。
In the present invention, in order to cause the aluminosilicate component to react without turning into a sol or gel, first, the mixing system is It is extremely important to carry out both reactions under conditions such that ... is 1.3 to 5.

pHがこの範囲よりも大であると不溶性の多価金属の水
酸化物が生成するという不都合を生じ、またpHがこの
範囲よりも小である時には、後述する様な不都合を生じ
る。
If the pH is higher than this range, insoluble polyvalent metal hydroxides will be produced, and if the pH is lower than this range, the following problems will occur.

反応系のpHを、上述した条件に維持するためには、一
般に、ケイ酸質原料の水性スラリーに硝酸を徐々に(連
続的或いは間欠的に)江別・混合して反応を行なう必要
がある。
In order to maintain the pH of the reaction system under the above-mentioned conditions, it is generally necessary to carry out the reaction by gradually (continuously or intermittently) mixing nitric acid into the aqueous slurry of the siliceous raw material.

例えば、後述する比較例3に示す通り、硝酸或いは硝酸
水溶液中にケイ酸質原料の水性スラリーを江別・混合す
る場合には、江別・混合開始よりかなりの時間にわたっ
て、混合系(反応系)の…が1.3よりも低い状態とな
り、このような反応条件ではゲル化したアルミノケイ酸
が生成し、このようなアルミノケイ酸は、濾過性が極端
に悪く、また充填剤、補強剤としての製品の品質も不満
足なものである。
For example, as shown in Comparative Example 3 below, when an aqueous slurry of siliceous raw materials is mixed in nitric acid or a nitric acid aqueous solution, the mixing system (reaction system) is heated for a considerable period of time from the start of the mixing. ... is lower than 1.3, and under such reaction conditions gelled aluminosilicic acid is produced, and such aluminosilicic acid has extremely poor filterability and is difficult to use in products as fillers and reinforcing agents. The quality is also unsatisfactory.

また、後述する比較例4に示す通り、ケイ酸質原料の水
性スラリーと硝酸或いはその稀釈水溶液とを同時江別す
る場合には、ケイ酸質原料と硝酸との混和から、ケイ酸
質原料の塩基性成分と硝酸との反応迄の間にタイム・ラ
グがあるため、混合系(反応系)のpHがやはり1.3
よりも低い状態となり、混合系のケイ酸質原料の濃度が
低い場合にはアルミノケイ酸分のゾルが生成し、ケイ酸
質原料の濃度が高い場合にはアルミノケイ酸分のゲルが
生成することになる。
In addition, as shown in Comparative Example 4, which will be described later, when simultaneously separating the aqueous slurry of the silicic raw material and nitric acid or its diluted aqueous solution, the base of the silicic raw material is mixed with the nitric acid. Because there is a time lag between the reaction of the chemical components and nitric acid, the pH of the mixed system (reaction system) is still 1.3.
When the concentration of the siliceous raw material in the mixed system is low, a sol containing aluminosilicate is produced, and when the concentration of siliceous raw material is high, a gel containing aluminosilicate is produced. Become.

かように、ケイ酸質原料と酸とを反応させる場合、反応
系中に遊離の酸が一定濃度以上で存在する場合には、こ
のような遊離酸がアルミノケイ酸分をゾル化させるよう
に作用し、このゾル化したアルミノケイ酸は更に、酸濃
度、ケイ酸質原料濃度或いは温度等の条件によって容易
にゲル化するのである。
In this way, when reacting a silicic acid raw material with an acid, if free acid exists in the reaction system at a certain concentration or more, such free acid acts to solize the aluminosilicate component. However, this sol-formed aluminosilicate is further easily gelled depending on conditions such as acid concentration, silicic acid raw material concentration, and temperature.

これに対して、ケイ酸質原料の水性スラリーに硝酸を江
別する場合には、大過剰の塩基性成分が存在する系中に
、硝酸が徐々に江別されるため、遊離の硝酸が一定濃度
以下(pH1,3以上)となり、アルミノケイ酸のゾル
化乃至ゲル化を防止しながら、濾過容易な微粉末アルミ
ノケイ酸を製造することが可能となるのである。
On the other hand, when nitric acid is added to an aqueous slurry of siliceous raw materials, the nitric acid is gradually removed into the system where a large excess of basic components is present, so that the free nitric acid remains below a certain concentration. (pH 1.3 or higher), making it possible to produce fine powder aluminosilicate that is easy to filter while preventing sol or gelation of aluminosilicate.

混合系(反応系)のpHを1.3以上に維持するための
他の要因として、硝酸の江別速度を挙げることができる
Another factor for maintaining the pH of the mixed system (reaction system) at 1.3 or higher is the Ebetsu rate of nitric acid.

硝酸の全体としての注加量は、ケイ酸質原料中に含有さ
れる塩基性成分の含有量によって左右されるが、混合系
中に存在する遊離硝酸量(ト)は、下記式 %式%(2) 式中、囚は江別される硝酸量であり、〔はケイ酸質原料
中の塩基性成分により消費される硝酸量である。
The total amount of nitric acid added depends on the content of basic components contained in the siliceous raw material, but the amount of free nitric acid (g) present in the mixed system can be calculated using the following formula % formula % (2) In the formula, 〇 is the amount of nitric acid to be removed, and [ is the amount of nitric acid consumed by the basic components in the siliceous raw material.

で表わされる。It is expressed as

従って、用いるケイ酸質原料が硝酸との反応性に比較的
硬れている場合には、硝酸の江別速度を大きくとること
ができ、また用いるケイ酸質原料の硝酸に対する反応性
が比較的低い場合には、硝酸の江別速度を小さくとるこ
とができる。
Therefore, if the siliceous raw material used is relatively hard in its reactivity with nitric acid, the rate of nitric acid production can be increased, and the reactivity of the silicic raw material used with nitric acid is relatively low. In some cases, the nitric acid flow rate can be set low.

何れのケイ酸質原料を使用する場合にも、混合系(反応
系)の−が1.3乃至5となるように、硝酸の江別速度
を決定するのがよい。
No matter which siliceous raw material is used, it is preferable to determine the rate of nitric acid so that - of the mixing system (reaction system) is 1.3 to 5.

しかしながら、両者の反応があまりにも遅く硝酸の江別
に長時間を要する場合にはケイ酸のゾル化が生じる傾向
があるから、江別時間があまりにも長くならないように
、温度を高くして両者の反応速度を高めるべきである。
However, if the reaction between the two is too slow and it takes a long time to react with nitric acid, silicic acid tends to form a sol, so in order to prevent the reaction time from becoming too long, the temperature should be raised to allow the reaction between the two to occur. The speed should be increased.

一般には、硝酸の江別時間は、10分乃至20時間、特
に10乃至12時間の内から、ケイ酸質原料の反応性に
応じて適当な時間を選択するのがよい。
Generally, the time period for nitric acid is preferably selected from 10 minutes to 20 hours, particularly 10 to 12 hours, depending on the reactivity of the siliceous raw material.

更に、ケイ酸質原料と硝酸との混和反応に際して、ケイ
酸質原料と濃厚な硝酸とが一時的にも接触することは避
けるべきであり、ケイ酸質原料と硝酸とを均−且つ一様
に反応させる配慮が必要である。
Furthermore, during the mixing reaction between the silicic acid raw material and nitric acid, it is necessary to avoid even temporary contact between the silicic acid raw material and concentrated nitric acid. Consideration must be given to reacting to

か5る見地からは、ケイ質原料の水性スラリーは、一般
に50%以下の濃度とすべきであり特に40乃至1%の
濃度とすることが望ましい。
From this point of view, the aqueous slurry of siliceous raw material should generally have a concentration of less than 50%, and preferably a concentration of 40 to 1%.

また、硝酸としては、一般に67%以下、特に65乃至
10%の硝酸を用いることが望ましい。
Furthermore, as the nitric acid, it is generally desirable to use 67% or less nitric acid, particularly 65 to 10% nitric acid.

本発明においては、アルミノケイ酸分をゾル化乃至ゲル
化させることなく、ケイ酸質原料中の塩基性成分と硝酸
とを反応させるものであるが、前述した時間内での硝酸
の江別が可能となるように、ケイ酸質原料の反応性の程
度に応じて、適当な反応温度を選ぶのがよい。
In the present invention, the basic component in the silicic acid raw material is reacted with nitric acid without causing the aluminosilicate content to become a sol or gel, but it is possible to separate the nitric acid within the above-mentioned time. Therefore, it is advisable to select an appropriate reaction temperature depending on the degree of reactivity of the siliceous raw material.

反応温度は室温でもよいが、一般には20乃至130℃
、特に40乃至120℃の範囲とすることがケイ酸分の
ゾル化乃至ゲル化を防止しながら、塩基性成分を硝酸と
反応させて可溶化させるために望ましい。
The reaction temperature may be room temperature, but is generally 20 to 130°C.
In particular, it is desirable to set the temperature in the range of 40 to 120° C. in order to react the basic component with nitric acid and solubilize it while preventing the silicic acid component from becoming a sol or gel.

このために、一般には混合系(反応系)を加熱するのが
望ましいが、硝酸との反応熱を反応系を上述した温度に
維持するために利用することもできる。
For this purpose, it is generally desirable to heat the mixed system (reaction system), but the heat of reaction with nitric acid can also be used to maintain the reaction system at the above-mentioned temperature.

ケイ酸質原料中の塩基性成分に対して当量よりも多い量
の硝酸を使用する場合には、硝酸江別の終段では、反応
系のpHが前述した1、3よりも低くなる場合があり、
更に、硝酸江別後の反応系を前述した温度で熟成するこ
とが、ケイ酸原料中の塩基性成分と硝酸との反応を完結
させるために望ましい場合もある。
When using nitric acid in an amount greater than the equivalent amount to the basic component in the siliceous raw material, the pH of the reaction system may become lower than the above-mentioned 1 and 3 at the final stage of the nitric acid process. ,
Furthermore, it may be desirable to age the reaction system after the nitric acid extraction at the above-mentioned temperature in order to complete the reaction between the basic component in the silicic acid raw material and nitric acid.

本発明においては、か5る場合においても、反応系の−
が1.3よりも低くなった時点からの混和乃至熟成時間
が、40分間以内、特に30分間以内であれば、アルミ
ノケイ酸分のゾル化乃至はゲル化を防止しながら、アル
ミノケイ酸を製造することができる。
In the present invention, even in these cases, -
If the mixing or aging time from the time when the aluminosilicic acid content becomes lower than 1.3 is within 40 minutes, especially within 30 minutes, aluminosilicic acid can be produced while preventing the aluminosilicic acid component from becoming a sol or gelling. be able to.

アルミノケイ酸の分離 かくして、本発明によれば、アルミノケイ酸が著しく濾
過容易な微粉末の形で生成するので、多価金属硝酸塩を
含有する母液と微粉末アルミノケイ酸を、濾過等の固−
液分離操作で分離する。
Separation of aluminosilicic acid Thus, according to the present invention, aluminosilicic acid is produced in the form of a fine powder that is extremely easy to filter.
Separate by liquid separation operation.

アルミノケイ酸分がゾル化乃至ゲル化する条件下での反
応では、アルミノケイ酸分の濾過速度が0.05m/h
r以下とのような極めて遅い速度であるのに対して、本
発明によれば、アルミノケイ酸分が、一次粒径1μ以下
のような極めて微細な粒径であるにもか\わらず、0.
1 m/h r以上の極めて速い沖過速度でアルミノケ
イ酸分を分離することができる。
In the reaction under conditions where the aluminosilicate component becomes a sol or gel, the filtration rate of the aluminosilicate component is 0.05 m/h.
However, according to the present invention, although the aluminosilicate content has an extremely fine particle size such as a primary particle size of 1 μ or less, it has a very low speed of 0 ..
Aluminosilicate components can be separated at extremely high offshore overspeeds of 1 m/hr or more.

この理由は、本発明に使用するガラス質の多価金属のア
ルミノケイ酸塩ではアルミノケイ酸の網状乃至連鎖状結
合が前記多価金属で狭い分布のサイズに切断されており
、このアルミノケイ酸がそのままの形で不溶性の微粒子
とされること、従ってこの微粉末アルミノケイ酸はその
粒子サイズが微細でありながらしかも狭い(シャープな
)分布を有することに関係するからであろう。
The reason for this is that in the glassy polyvalent metal aluminosilicate used in the present invention, the network or chain bonds of the aluminosilicate are cut into narrowly distributed sizes by the polyvalent metal, and this aluminosilicate remains as it is. This is probably because the fine powder aluminosilicate has a fine particle size and a narrow (sharp) distribution.

分離されたアルミノケイ酸は洗滌し、乾燥し、所望によ
り解砕乃至は粉砕して製品とする。
The separated aluminosilicate is washed, dried, and optionally crushed or crushed to produce a product.

本発明による製品は、一次粒径が著しく微細であると共
に、乾燥した状態においても凝集乃至は凝結する傾向が
著しくない。
The products according to the invention have a very fine primary particle size and have no significant tendency to agglomerate or agglomerate even in the dry state.

勿論、このアルミノケイ酸の微粉末には、それ自体周知
の後処理を行うことができ、例えばこの微粉末を中性化
するために、その表面を生石灰、消石灰、水酸化マグネ
シウム等で処理することができ、また分散性を改善する
ために、高級脂肪酸、樹脂酸、ナフテン酸或いはその金
属塩、各種界面活性剤等で表面被覆することもできる。
Of course, this aluminosilicate fine powder can be subjected to post-treatments that are well known per se. For example, in order to neutralize this fine powder, its surface can be treated with quicklime, slaked lime, magnesium hydroxide, etc. Moreover, in order to improve dispersibility, the surface can be coated with higher fatty acids, resin acids, naphthenic acids or metal salts thereof, various surfactants, etc.

母液から金属分及び酸の回収 本発明において、ケイ酸塩から分離された母液には、多
価金属成分が硝酸塩の形で含有されており、更に微量乃
至は少量の遊離硝酸が含有されている。
Recovery of metal components and acids from mother liquor In the present invention, the mother liquor separated from the silicate contains polyvalent metal components in the form of nitrates, and furthermore contains trace amounts or small amounts of free nitric acid. .

これらの母液中に遊離の形で或いは塩の形で含有される
硝酸分は、全て再利用可能な形で回収することができる
All of the nitric acid contained in free or salt form in these mother liquors can be recovered in recyclable form.

例えば、母液中に含有される遊離硝酸は、例えば蒸留す
ると硝酸蒸気の形で留出するので硝酸として回収できる
For example, free nitric acid contained in the mother liquor can be recovered as nitric acid since it is distilled out in the form of nitric acid vapor when distilled.

多価金属硝酸塩の残渣乃至は濃縮液は、比較的低い温度
、例えば100乃至600℃の温度で多価金属の酸化物
とNOxガスとに熱分解するから、上述したNOxガス
は、必要により酸素と共にそれ自体公知の酸化触媒に通
した後、水中に硝酸として回収する。
The residue or concentrated solution of polyvalent metal nitrate is thermally decomposed into polyvalent metal oxides and NOx gas at a relatively low temperature, for example, 100 to 600°C. After passing it through an oxidation catalyst known per se, it is recovered in water as nitric acid.

回収された硝酸は、前述したケイ酸質原料への江別反応
に反復使用でき、かくして、本発明によれば、廃酸を生
じたり、或いは酸の実質上の損失なしに、ケイ酸塩から
の微粉末アルミノケイ酸の製造が可能になる。
The recovered nitric acid can be used repeatedly in the Ebetsu reaction to the siliceous feedstock described above, and thus, according to the present invention, nitric acid can be recovered from the silicate without producing waste acid or without substantial loss of acid. It becomes possible to produce fine powder aluminosilicate.

また、硝酸塩の熱分解により得られた多価金属の酸化物
は著しく純粋であると共に化学的活性も大であり、ガラ
ス質アルミノケイ酸塩の製造に循環使用し得るばかりで
はなく、それ自体公知の種種の用途に供給することが可
能である。
In addition, the polyvalent metal oxides obtained by thermal decomposition of nitrates are extremely pure and have high chemical activity, and can not only be reused in the production of glassy aluminosilicates, but can also be used as a well-known compound. It can be supplied for a variety of applications.

分離した母液中に複数種の多価金属塩が含有されている
場合には、これらの多価金属塩を分別回収することもで
きる。
When multiple types of polyvalent metal salts are contained in the separated mother liquor, these polyvalent metal salts can also be separated and recovered.

例えば、前記溶液中にアルミニウム分と、アルカリ土類
金属分とが含有されている場合には、この溶液中にアル
カリ土類金属分を添加して液の田を4.5乃至6.0、
特に5乃至5.5とすることによりアルミニウム分を沈
殿として分離することができる。
For example, when the solution contains aluminum and alkaline earth metal, the alkaline earth metal is added to the solution to increase the concentration of the liquid from 4.5 to 6.0.
In particular, by setting the ratio to 5 to 5.5, the aluminum component can be separated as a precipitate.

以上説明した如く、本発明によれば、ゴム、プラスチッ
クス等に対する補強剤乃至は充填剤として、また塗料或
いはその他の被覆材の艶消剤として、更に種々のケイ酸
塩の合成原料として有用な微粉末アルミノケイ酸を、ソ
ーダ原料を使用することなしに且つ廃酸等を生じること
なしに、安価に提供し得るという利点がある。
As explained above, according to the present invention, it is useful as a reinforcing agent or filler for rubber, plastics, etc., as a matting agent for paints or other coating materials, and as a raw material for synthesizing various silicates. There is an advantage that finely powdered aluminosilicate can be provided at low cost without using soda raw materials and without producing waste acids.

本発明の効果を次の例で説明する。The effects of the present invention will be explained with the following example.

実施例 1 前処理された高炉滓粉末を硝酸処理しCaO。Example 1 The pretreated blast furnace slag powder is treated with nitric acid to produce CaO.

k1203.Fe2O3,MnO,MgO等を分離回収
すると同時に純粋な微粉状の水利アルミノケイ酸を製造
する方法について説明する。
k1203. A method for separating and recovering Fe2O3, MnO, MgO, etc. and simultaneously producing pure, finely powdered water-use aluminosilicate will be described.

高炉滓としては製鉄の際副生ずる水滓を選んだ。As the blast furnace slag, we chose water slag, which is a by-product during iron manufacturing.

その主成分は下記の通りである。Its main components are as follows.

8102 35.39 (重量%) Ca0 40.26 A120314.36 Fe203 0.85 Mn0 1.25 Mg0 5.28 TiO20,42 S O,82 強熱減量 1.04 高炉滓の前処理としては、粗砕された高炉滓1ゆを水2
eと共に内容積7eのボールミル中に装入し、10時間
粉砕し、200メツシュ全通のスラリーを得た。
8102 35.39 (wt%) Ca0 40.26 A120314.36 Fe203 0.85 Mn0 1.25 Mg0 5.28 TiO20,42 S O,82 Loss on ignition 1.04 As a pretreatment for blast furnace slag, coarse crushing 1 piece of blast furnace slag 2 pieces of water
The mixture was charged into a ball mill with an internal volume of 7e and ground for 10 hours to obtain a slurry of 200 mesh.

このときの回収率は95重量%であった。The recovery rate at this time was 95% by weight.

このスラリーを5eの攪拌機付容器に移し高炉滓無水物
に対し、CaOとして、5重量%の石灰を加え、85〜
90℃で攪拌下で1時間加熱熟成処理した。
This slurry was transferred to a 5e container equipped with a stirrer, and 5% by weight of lime was added as CaO to the anhydrous blast furnace slag.
The mixture was heated and aged at 90° C. for 1 hour while stirring.

次いで、この加熱熟成スラリーを減圧下で濾過し、さら
に0.5eの石灰飽和水で洗浄し、高炉滓ケーキ囚及び
涙液(5)約24を回収した。
Next, this heat-aged slurry was filtered under reduced pressure and further washed with 0.5e of lime-saturated water to recover about 24 g of blast furnace slag cake and lachrymal fluid (5).

こ\で回収された涙液(5)中に溶出した硫黄分を分離
回収するために液に過酸化水素水(30%濃度)を1m
l加え、85℃で10分間加熱した後、沈降析出した硫
化物を戸別した。
In order to separate and recover the sulfur content eluted into the lachrymal fluid (5) collected in this step, add 1 ml of hydrogen peroxide (30% concentration) to the fluid.
After heating at 85° C. for 10 minutes, the precipitated sulfide was collected from house to house.

得られたほとんど硫黄分を含まない涙液と高炉滓ケーキ
囚を再び攪拌機付容器に移し、攪拌下85〜90℃で3
0分間加熱熟成後減圧沖過し、さらに0.5gの石灰飽
和水で洗浄、高炉滓ケーキ(B)及び涙液(B)約2.
5gを回収した。
The resulting lachrymal fluid and blast furnace slag cake, which contain almost no sulfur content, were transferred again to a container equipped with a stirrer and heated at 85 to 90°C for 3 hours while stirring.
After heating and aging for 0 minutes, it was filtered under reduced pressure, and further washed with 0.5 g of lime-saturated water to form a blast furnace slag cake (B) and tear fluid (B) of about 2.
5g was collected.

この涙液(B)もF液囚と同様に処理し硫黄分の分離回
収を行った。
This lacrimal fluid (B) was also treated in the same manner as the fluid F, and the sulfur content was separated and recovered.

この前処理により高炉滓中の硫黄分を95%除去するこ
とができた。
Through this pretreatment, 95% of the sulfur content in the blast furnace slag could be removed.

この様にして得られた高炉滓ケーキ(B) 11V(含
水量44.5%)に対して水2.71を加え、高速攪拌
機付容器中で濃度15重量%の均一なスラリー状物を得
た。
To the thus obtained blast furnace slag cake (B) 11V (water content 44.5%), 2.71 parts of water was added to obtain a uniform slurry with a concentration of 15% by weight in a container equipped with a high-speed stirrer. Ta.

このスラリーを攪拌機付容器に移し、85〜90℃加熱
攪拌下に、原料に用いた高炉滓中の全塩基性成分に対し
て、0,7当量の硝酸(HNO3)を65重量%濃度の
濃硝酸を用い、それぞれの目的当量に相当する硝酸を2
0分間の江別時間をかけてゆっくりと性別し、混合反応
系の−が1.3以下にならないように注意し、硝酸江別
後さらに90℃の温度で攪拌下に10分間熟成を行うと
、0.7当量の硝酸使用の場合生成するアルミノケイ酸
がゾルやゲルの状態を経ない反応条件下に反応が完結す
るため、濾過性が良く、シたがって、硝酸との反応によ
って生成した硝酸カルシウム等の硝酸塩を含む母液とケ
イ酸の分離をヌツチェ式濾過器を用いて行った。
This slurry was transferred to a container equipped with a stirrer, heated at 85 to 90°C with stirring, and 0.7 equivalents of nitric acid (HNO3) was added at a concentration of 65% by weight based on the total basic components in the blast furnace slag used as the raw material. Using nitric acid, add 2 nitric acid equivalent to the desired equivalent of each
Slowly aging for 0 minutes, taking care not to make the - of the mixed reaction system less than 1.3, aging with nitric acid for another 10 minutes with stirring at a temperature of 90°C. When using .7 equivalents of nitric acid, the reaction is completed under the reaction conditions in which the aluminosilicate produced does not pass through the state of sol or gel, resulting in good filterability and, therefore, calcium nitrate, etc. produced by the reaction with nitric acid. The mother liquor containing nitrate and silicic acid were separated using a Nutsche filter.

この時の濾過速度は2.05 m/h rであった。The filtration rate at this time was 2.05 m/hr.

次いで、水洗し、110℃で乾燥して非常に柔かい触感
を持った水和アルミノケイ酸の微細白色粉末(1−1)
を回収製造した。
Next, it was washed with water and dried at 110°C to produce a fine white powder of hydrated aluminosilicate with a very soft texture (1-1).
was recovered and manufactured.

ここに得られたアルミノケイ酸粉末(1−1)について
、諸性状を求め第1表に表示する。
Various properties of the aluminosilicate powder (1-1) obtained here were determined and are shown in Table 1.

次いで、ここに分離回収した各硝酸カルシウムを主成分
とする母液に石灰を加えて、中和処理することによって
、母液に含まれる各成分の分離回収を下記の方法によっ
て行った。
Next, lime was added to the separated and recovered mother liquor containing each calcium nitrate as a main component and neutralized, whereby each component contained in the mother liquor was separated and recovered by the following method.

即ちまず、回収母液に石灰粉を添加して、その溶液のp
Hを5に調整すると、マンガン、カルシウム及び少量の
マグネシウム等が硝酸塩として溶存する溶液が得られた
That is, first, lime powder is added to the recovered mother liquor, and the p of the solution is
When H was adjusted to 5, a solution was obtained in which manganese, calcium, a small amount of magnesium, etc. were dissolved as nitrates.

更に、この溶液に石灰を加えて溶液のpHを10にする
と、マンガン分が同じく茶褐色の水酸化物として完全に
析出した。
Furthermore, when lime was added to this solution to adjust the pH of the solution to 10, manganese was also completely precipitated as a brown hydroxide.

これを沖過分離すると、カルシウムのほかに少量のマグ
ネシウム等が硝酸塩及び塩基性硝酸塩として含有する無
色・透明な溶液が得られた。
When this was subjected to Oki separation, a colorless and transparent solution containing calcium and a small amount of magnesium as nitrate and basic nitrate was obtained.

ここに得られた硝酸塩もしくは塩基性硝酸塩から硝酸と
カルシウム分の分離回収を常法によって行い、それぞれ
回収した硝酸およびカルシウム分を、本発明の工程に再
使用した。
Nitric acid and calcium components were separated and recovered from the nitrate or basic nitrate obtained here by a conventional method, and the recovered nitric acid and calcium components were reused in the process of the present invention.

以上の結果、高炉滓を原料にして、硝酸にてその混合反
応系の声が1.3乃至5となるように注意を払うことに
よって、そのケイ酸分がゾルもしくはゲルを経ることな
しに処理され、不純物除去が有効に行なわれた結果、微
粉末の白色の水和アルミノケイ酸が好適に製造されたこ
とが理解される。
As a result of the above, by using blast furnace slag as a raw material and paying attention to the mixed reaction system with nitric acid so that the ratio is 1.3 to 5, the silicic acid content can be processed without passing through the sol or gel. It is understood that as a result of effective removal of impurities, fine powder of white hydrated aluminosilicate was suitably produced.

比較例 1 結晶性のアルミノケイ酸塩のソーダ塩として天然のモル
テナイト系ゼオライトを用いて、硝酸で処理した場合に
ついて説明する。
Comparative Example 1 A case will be described in which natural mortenite zeolite is used as the soda salt of crystalline aluminosilicate and treated with nitric acid.

用いた原料は、Na2O・Al2O3・9Si02
の組成から成る結晶物で、この結晶物を粉砕し、100
メツシユの篩を通過可能なものとし、この粉末1反に水
を加え、15重量%および3重量%濃度のスラリーを調
製した。
The raw materials used were Na2O・Al2O3・9Si02
This crystallized material is crushed with a composition of 100
The powder was made to be able to pass through a mesh sieve, and water was added to one tube of this powder to prepare slurries having concentrations of 15% by weight and 3% by weight.

この各稀釈アルミノケイ酸ソーダ2eを攪拌下に約90
℃に加熱し、この中に実施例1で用いたと同様に、65
%硝酸(HNO3)を用いて、アルミノケイ酸ソーダ中
のソーダ分(Na2O)に対して、1.2化学反応当量
に相当する硝酸量をゆっくりと20分間の時間を掛は江
別して行く、この間90℃の加熱下に攪拌を続けると、
15重量%濃度のアルミノケイ酸ソーダ溶液の場合は、
必要な硝酸量の約半分量の硝酸量を江別した頃よりゲル
化が起りしだいに全体がゼリー状になり攪拌困難となり
、所定量の硝酸を均一系内に江別することは不可能であ
った。
About 90% of each diluted sodium aluminosilicate 2e was mixed with stirring.
65° C. in the same manner as used in Example 1.
Using % nitric acid (HNO3), an amount of nitric acid equivalent to 1.2 chemical reaction equivalents was slowly added to the soda content (Na2O) in sodium aluminosilicate over a period of 20 minutes, during which time Continue stirring while heating at °C.
In the case of a sodium aluminosilicate solution with a concentration of 15% by weight,
After dispensing about half the amount of nitric acid required, gelation started to occur, and the whole product gradually became jelly-like, making it difficult to stir, making it impossible to dispense the predetermined amount of nitric acid into a homogeneous system. .

5重量%濃度のアルミノケイ酸ソーダ溶液の場合は、高
濃度の時のように全体がゼリー状にはならないが、硝酸
の江別と共にケイ酸のゲルの生成フロックが見られた。
In the case of a sodium aluminosilicate solution with a concentration of 5% by weight, the whole solution did not become jelly-like as in the case of high concentration, but flocs of silicic acid gel were observed as well as nitric acid.

所定量の硝酸を江別後、10分間同じ加熱攪拌条件下に
熟成した後、ヌツチェ式濾過器を用いて、生成したアル
ミノケイ酸ゲルと反応生成した硝酸ソーダを含む母液の
分離回収を行ったがその濾過速度は0.002 m/h
rと小さく、はとんど工業的に可能な濾過速度ではなか
った。
After pouring a predetermined amount of nitric acid into the mixture and aging under the same heating and stirring conditions for 10 minutes, a Nutsche filter was used to separate and recover the mother liquor containing the sodium nitrate produced by the reaction with the aluminosilicate gel. Filtration speed is 0.002 m/h
The filtration rate was small, and was hardly an industrially possible filtration rate.

ここに回収したアルミノケイ酸ゲルは濾過容易でないの
で、塩析法を用いて回収アルミノケイ酸ゲルから含まれ
る生成硝酸塩を除去し、次いで110℃で脱水乾燥する
と、ガリガリしたカレント状(ガラス屑状)のアルミノ
ケイ酸ゲルが回収される。
Since the aluminosilicate gel recovered here is not easy to filter, the nitrates contained in the recovered aluminosilicate gel are removed using a salting-out method, and then dehydrated and dried at 110°C to form a gritty current (glass debris). Aluminosilicate gel is recovered.

ここに回収されたアルミノケイ酸ゲル(H−1)につい
て、実施例1と同様に諸性状を求め、その結果を第1表
に併せ表示する。
Regarding the aluminosilicate gel (H-1) recovered here, various properties were determined in the same manner as in Example 1, and the results are also shown in Table 1.

以上の結果から明らかなように、アルミノケイ酸ソーダ
を原料にして硝酸で処理した場合は、スラリー濃度等に
関係なく、アルミノケイ酸分はゲル化してしまい、この
時生成した硝酸塩とアルミノケイ酸分の分離のための濾
過を不可能にしてしまい、しかも得られたアルミノケイ
酸はゲル状であり、カレント状しか得られず、そのまま
では粉末状のケイ酸は得られなかった。
As is clear from the above results, when sodium aluminosilicate is used as a raw material and treated with nitric acid, the aluminosilicate content gels regardless of the slurry concentration, and the nitrate and aluminosilicate components produced at this time are separated. Moreover, the obtained aluminosilicate was in the form of a gel and could only be obtained in the form of a current, and powdered silicic acid could not be obtained as it was.

比較例 2 結晶性の多価金属のケイ酸塩としてカオリンを用いて、
硝酸で処理した場合について説明する。
Comparative Example 2 Using kaolin as a crystalline polyvalent metal silicate,
The case of treatment with nitric acid will be explained.

カオリンとしては、山形県板谷産の下記組成を有するセ
リサイト質のカオリナイトを選んだ。
As the kaolin, sericite kaolinite produced in Itaya, Yamagata Prefecture and having the following composition was selected.

SiO□ 46.59(重量%) A’20338.71 Fe203 0. cy 2 Mn0 0.17 Ca0 0.72 Mg0 0.62 上記カオリナイトを少くとも100メツシュ篩通過まで
に粉砕した後、このカオリン粉末1kgに水を加えて、
15重量%濃度のスラリーを調製し、約90℃に加熱し
、攪拌下に65%硝酸(HNO3)を用いて、原料カオ
リナイトの含有する塩基性成分の化学反応当量の1.4
当量に相当する量の硝酸量を20分間の時間をかけて性
別し、次いで10分間90℃の加熱下に攪拌し熟成を行
った。
SiO□ 46.59 (wt%) A'20338.71 Fe203 0. cy 2 Mn0 0.17 Ca0 0.72 Mg0 0.62 After pulverizing the above kaolinite until it passes through at least a 100 mesh sieve, water is added to 1 kg of this kaolin powder,
A slurry with a concentration of 15% by weight was prepared, heated to about 90°C, and mixed with 65% nitric acid (HNO3) while stirring to remove 1.4% of the chemical reaction equivalent of the basic components contained in the raw kaolinite.
An equivalent amount of nitric acid was diluted over a period of 20 minutes, and then stirred under heating at 90° C. for 10 minutes to perform ripening.

ここに得た反応スラリーをヌツチェ式濾過器を用いて固
−液の分離を行ったところ0.7 m/h rの流過速
度で濾過が可能であった。
When the reaction slurry thus obtained was separated into solid and liquid using a Nutsche type filter, filtration was possible at a flow rate of 0.7 m/hr.

ここに分離回収した硝酸塩を含む母液についてアルミナ
分(A1203)の移行率を求めたところ、アルミナ分
(A1203)の移行率は原料中のわずか4%でしかな
く、実質的に結晶性のカオリナイトの分解反応は進行し
ておらず、アルミノケイ酸を回収することは出来なかっ
た。
When the transfer rate of alumina (A1203) was determined for the mother liquor containing nitrates separated and recovered, it was found that the transfer rate of alumina (A1203) was only 4% of the raw material, which was essentially crystalline kaolinite. The decomposition reaction of was not progressing, and aluminosilicate could not be recovered.

比較例 3 硝酸中に多価金属のケイ酸塩スラリーを性別した場合に
ついて説明する。
Comparative Example 3 A case where a silicate slurry of a polyvalent metal is dissolved in nitric acid will be explained.

硝酸としては、実施例1において選んだと同じ65%の
硝酸(HNO3)を用いた。
As the nitric acid, the same 65% nitric acid (HNO3) selected in Example 1 was used.

多価金属のケイ酸塩のスラリーとしては実施例1に記載
と同じ、実施例1で調製した高炉滓ケーキ(B) 1
kyに水2eを加えたスラリー濃度を有するスラリーを
選んだ。
The slurry of polyvalent metal silicate was the same as described in Example 1, and the blast furnace slag cake (B) prepared in Example 1 1
A slurry having a slurry concentration of ky plus 2e of water was selected.

硝酸とケイ酸塩の反応条件としては、アルミノケイ酸中
の多価金属分に対して、0.7当量に相当する硝酸量を
65%の硝酸液として220m1を90℃に加熱し、攪
拌し、この中に約20分間の時間を掛けてゆっくりと前
記アルミノケイ酸スラリーを性別した。
The reaction conditions for nitric acid and silicate include heating 220ml of 65% nitric acid solution to 90°C and stirring, using an amount of nitric acid equivalent to 0.7 equivalent to the polyvalent metal content in aluminosilicate. During this time, the aluminosilicate slurry was slowly stirred for about 20 minutes.

江別巾約10分経過後より反応混合液はゲル化を開始し
て所定のアルミノケイ酸スラリー量全体を性別したとき
は全体がやわらかいゼリー状にゲル化し、ヌツチェ式減
圧濾過器で流過したが、生成した多価金属の硝酸塩の母
液とアルミノケイ酸との濾過分離は不可能であった。
After about 10 minutes, the reaction mixture started to gel, and when the entire predetermined amount of aluminosilicate slurry was mixed, the whole gelled into a soft jelly, and was passed through a Nutsche vacuum filter. It was impossible to separate the produced polyvalent metal nitrate mother liquor from aluminosilicate by filtration.

このことは反応混合系が両者の混合時の条件として常に
pH1,3以下、の全くの遊離硝酸量の多量に存在する
中に反応が起われたため、反応により生成したアルミノ
ケイ酸が、反応混合系に存在する多量の遊離硝酸によっ
て、まず、ゾル状に溶出し、次いで流過不能のゼリー状
ゲルに変化したものと思われる。
This is because the reaction took place in the presence of a large amount of free nitric acid, with the reaction mixture always having a pH of 1.3 or less, which was the condition when the two were mixed, so the aluminosilicate produced by the reaction was It is thought that due to the large amount of free nitric acid present in the sample, it first eluted into a sol and then changed into a jelly-like gel that could not be flowed.

工業的に分離回収は全く不可能であった。Industrial separation and recovery was completely impossible.

比較例 4 硝酸液と多価金属のケイ酸塩スラリーを反応系に同時欠
江別し1反応した場合について説明する。
Comparative Example 4 A case will be described in which a nitric acid solution and a polyvalent metal silicate slurry are simultaneously added to the reaction system and one reaction is carried out.

硝酸としては、実施例1において選んだと同じ65%硝
酸(HNO3)を用いた。
As the nitric acid, the same 65% nitric acid (HNO3) selected in Example 1 was used.

多価金属のケイ酸塩のスラリーとしては、比較例3で使
用した高炉滓ケーキ(B) 1 kgに水2eを加えた
スラリー濃度を有するスラリーを選んだ。
As the slurry of polyvalent metal silicate, a slurry having a slurry concentration obtained by adding 2 e of water to 1 kg of blast furnace slag cake (B) used in Comparative Example 3 was selected.

反応条件としては5eの内容積を有するステンレス製円
筒型反応タンクにまず500m’の水を張り込み90℃
に加熱し、攪拌しておき、この中に前記硝酸と、アルミ
ノケイ酸塩スラリーとを、それぞれの所定の反応当量(
0,7当量)に相当する量を硝酸は220m1!/20
分の江別速度で、アルミノケイ酸塩のスラリーは3に9
/20分の江別速度で、同筒反応タンクに同時に性別し
た。
The reaction conditions were as follows: First, 500 m' of water was filled into a stainless steel cylindrical reaction tank with an internal volume of 5e, and the temperature was heated to 90°C.
The nitric acid and the aluminosilicate slurry are heated to and stirred in the predetermined reaction equivalents (
0.7 equivalent), the amount of nitric acid is 220ml! /20
At an Ebetsu speed of 3 to 9 minutes, the aluminosilicate slurry
At the Ebetsu speed of /20 minutes, sex was simultaneously carried out in the same cylinder reaction tank.

この時の反応混合系の田は常に0.5以下であった。At this time, the value of the reaction mixture system was always 0.5 or less.

なお、反応系は常に90°に保つよう加熱した。Note that the reaction system was heated so as to be maintained at 90° at all times.

反応開始後、15分を経過すると反応混合液は部分的に
ゲル化を生じ、不均一な系となると共に、時間の経過と
共にゲル化状態は激しくなり、所定量の反応を完結後は
全体がごく柔かいゼリー状になった。
After 15 minutes have elapsed from the start of the reaction, the reaction mixture partially gels and becomes a non-uniform system, and as time passes, the gelation becomes more intense, and after a predetermined amount of reaction is completed, the entire reaction mixture becomes a non-uniform system. It became a very soft jelly.

このものをヌツチェ式減圧濾過器を用いて、生成アルミ
ノケイ酸と生成硝酸塩の溶液とに分離回収しようと試み
たが、はとんど流過分離が所定時間内に出来ず、実質的
に濾過分離は不可能であった。
Attempts were made to separate and recover this material into a solution of aluminosilicate and nitrate using a Nutsche type vacuum filter, but the flow separation could not be completed within the specified time, and the separation was essentially carried out by filtration. was impossible.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 熔融により形成されたガラス質の多価金属のアルミ
ノケイ酸塩の水性スラリーと、該アルミノケイ酸塩の多
価金属成分当り当量以上の一塩基性酸とを、両者の混合
開始時点!J)ら混合終了迄の開開の大部分にわたって
混合系のpHが1.3乃至5となるような条件下に反応
させて、水溶性多価金属塩を含有する溶液と不溶性の微
粉末アルミノケイ酸を生成させ、次いで不溶性の微粉末
を分離し、必要により洗浄することを特徴とするアルミ
ノケイ酸の製造方法。 2 ガラス質の多価金属のアルミノケイ酸塩が、下記式
、 S io 2 ・n MOk /2 ・rnA l 2
03式中、Mは周期律表第■族金属、第■属金属、第■
族金属又はマンガンであり、kは金属Mの価数であり、
nは0.3乃至5の数であり、mは3以下の正の数であ
る、 であられされる組成を有する特許請求の範囲第1項記載
の方法。 3 前記アルミノケイ酸塩が高炉滓である特許請求の範
囲第1項記載の方法。 4−塩基性酸が硝酸である特許請求の範囲第1項記載の
方法。
[Scope of Claims] 1. An aqueous slurry of a glassy polyvalent metal aluminosilicate formed by melting and a monobasic acid in an amount equal to or more than the equivalent amount per polyvalent metal component of the aluminosilicate, and a mixture of the two. Starting point! J) are reacted under conditions such that the pH of the mixed system is 1.3 to 5 for most of the opening until the end of mixing, and the solution containing the water-soluble polyvalent metal salt and the insoluble fine powder aluminosilica are reacted. A method for producing aluminosilicic acid, which comprises generating an acid, then separating an insoluble fine powder, and washing if necessary. 2 Glassy polyvalent metal aluminosilicate has the following formula, S io 2 ・n MOk /2 ・rnA l 2
In the formula 03, M is a metal of Group Ⅰ, a metal of Group Ⅰ, or a metal of Group ① of the periodic table.
group metal or manganese, k is the valence of the metal M,
The method according to claim 1, having a composition as follows: n is a number from 0.3 to 5, and m is a positive number of 3 or less. 3. The method according to claim 1, wherein the aluminosilicate is blast furnace slag. 4. The method according to claim 1, wherein the basic acid is nitric acid.
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