JPS6177617A - けい酸塩の製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は天然にヘクトライトとして存在している粘土と
類似した構造を有するけい酸塩の合成方法に関する。

〈従来の技術〉 既に知られているように、天然のへクトライト型粘土は
その少ｉｔを水に俗解することにより、安定なゲルを形
成し、かつ良好な分散性を示すものもあるが、これらは
天然に存在する夾雑物を含むため着色したり、又ふっ素
を含有しており、高純度のものを得ることは困難である
。

高純度のへクトライト類似型の合成けい酸塩に（イ）近
藤らは、アンモニア水溶族とマグネシウム塩水溶液とを
反応させ水酸化マグ浄シウムを沈澱させたスラリーにけ
い酸ソーダを加え水酸化マグネシウム−シリカゲルの複
合沈澱を作成し、これを１過、水洗して副生電解質を除
去し、水に分散させた後リチウムイオン、アルカリ金属
イオン、又はふっ素イオンを加えて水熱反応を行って合
成する方法を開示している。（近勝三二２％公昭５ｌ−
３３０８０）（ロ）鳥居らもけい酸ソーダ溶液に塩酸等
の濃無機酸を加えて得られた遊離けい酸と。

マグネシウム塩を反応させてアンモニア水又は苛性アル
カリ等のアルカリ溶液を加えて生成した沈澱をσコ過、
水洗し、副生＊Ｓ質を除去した後リチウム、す）　ｌ）
ラムイオン等を加えて、水熱反応を行って、ヘクトライ
ト型けい酸塩を合成している。

（鳥居−雄他、特開昭５８−１８５４３１）（ハ）ニュ
ーマンは、硫酸マグネシウムにリチウム化合物を加えた
熱水溶液に炭酸ナト’Ｊウム及び水ガラスを含む溶液を
卯えて、得られた沈澱、又は硫酸マグネ７ウムにリチウ
ム化合物を加えた液に炭酸ナトリウムを加えて、不溶性
マグネシウム塩を沈澱させ、これに水ガラス溶液及び苛
性アルカリを加えて、生成した沈澱を、水熱反応させ、
−濾過、水洗を繰返して、副生じた塩類を除き、乾燥し
て。

ヘクトライト型けい酸塩を得ている。（パーバラ書スー
ザン・ニューマンｒ　特公昭４６−８１６゜特公昭５６
−４８４４５ 上記の合成方法（イ）（ロ）（ハ）のうち、近勝、鳥井
等の方法（イ）（ロ）は何れも、不溶性のマグネシウム
化合物とシリカゲルの複合沈澱を生成した恢に濾過。

水洗を行い副生塩を除去した後に水熱反応を行っている
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 近勝の方法（イ）においては、水酸化マグネシウム−シ
リカ複合沈澱の濾過、水洗は比較的容易なもののアンモ
ニウム塩の除去は、相当困難しその前工程である複合沈
澱の生成工程ないしその後工程である水熱反応工程がい
ずれも長時間を要している。

次に鳥井の方法（ロ）においては、複合沈澱の生成時間
は短縮されているものの水洗による副生塩（Ｎｌ−Ｌｔ
Ｊ２ＳＱｔ　の除去は容易ではなく、特にアルカリ溶液
としてアンモニアを用いた場合には残留したアンモニア
が後工程の水熱反応を困難にする。

史に上記いずれの方法（イ）（ロ）においても内容物は
水熱反応によりゲル化し、装置からの取り出しが厄介で
ある等の問題がある。また得られるけい酸塩は不透明で
あり７分散性が劣る。

一方、ニューマンの方法（ハ）は２分散性のよいけい酸
塩が得られるものの処理工程が煩雑で時間を要する。史
に反応生成物の濾過および副生じた塩類を水洗除去する
のが非常に困難であり、かつ硫酸塩ｒ８液（硫酸■）を
基礎として沈澱を生成させるため副生塩は芒硝（硫酸Ｎ
ａ　）が主であり、その回収が困難なためアルカリの損
失が大きい。

〈問題点を解決するだめの手段〉 本発明は炭酸マグ不ンウムの沈澱を炭酸ガスを用いて生
成させ、また硫酸塩等を用いずに合成工程全体を炭酸塩
を基礎として構成することにより従来の合成方法におけ
る種々の問題点を解消した合成方法を達成したものであ
る。

上記本発明は、水熱反応の前処理工程も比較的簡単で反
応生成物の１過、水洗が容易で、然もＣ液及び洗液が、
Ｒ度の良い炭酸アルカリのため。

大部分原料として再利用することが出来、且つ。

生成物は、高純度で、水中で極めて優れたゲル形成能を
有し、且つ又優れた分散性を示すヘクトライト型粘土で
あるけい酸塩の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の構成は、水酸化マグネノウ
ムのスラリーに炭殻ガスを吹き込み、不溶性炭酸マグネ
シウムを生成させ、かつ炭酸アルカリ及び炭酸リチウム
の存在下で水溶性けい酸塩溶液を添加して生じた沈澱を
煮沸熟成させた後。

１００〜２５０℃にて水熱反応を行い生成した沈澱を濾
過洗浄した後、乾燥することを特徴とする。

上記本発明には、炭酸アルカリとして上記水熱　。

反応による沈澱のｆ液を再使用すること、および。

水酸化マグネシウムのスラリーに予め炭酸アルカリおよ
び炭酸リチウムが添加されること、あるいは水酸化マグ
ネシウムのスラリーに炭酸ガスを吹き込み、不溶性炭酸
マグネシウムを生成させた後に炭酸アルカリおよび炭酸
リチウムを添加することが、その好適な実施態様として
含まれる。

以下２本発明を実施例および参考例に基づいて詳細に説
明する。

本発明においては、水酸化マグネシウムのスラリーに炭
酸ガスを吹き込み、不溶性炭酸マグネシウムを生成させ
、かつ炭酸アルカリ及び炭酸リチウムの存在下で水浴性
けい酸溶液を添加し、生じた沈澱を煮沸熟成させる。

水酸化マグネシウムのスラリーに炭酸ガスを吹き込む際
には該スラリーを攪拌しながら行うとよい。炭酸ガスと
しては通常の液化炭酸ガスないし石灰焼成炉ガス及びボ
イラー排ガス等の低硫黄の排ガスが便用できる。炭酸ガ
スは生成させる炭酸マグネシウムの理論量よりやや過剰
に吹き込み水酸化マグネシウムが残存しないようにする
のが好ましい。炭酸ガスを水酸化マグネ７ウムのスラリ
ーに吹き込むことにより不溶性の炭酸マグネシウムスラ
リーが生成する。この炭酸マグネシウムは液中で存在す
るものの空気中では不安定であり乾燥等により塩基性塩
ぬバＯＨ）ｔＭ＆ｃｏ、を生じ易い。

この塩基性炭酸マグネシウムを原料として使用した場合
の製品は２分散性が悪く、白濁沈降するので好ましくな
い。

本発明においては炭酸ガスを上記スラリーに吹き込むの
で液中で炭酸マグネシウムが安定に生成されると共に長
さ±５０〜１００μの整った柱状の炭酸マグネシウム結
晶が沈澱する。

次に炭酸アルカリ及び炭酸リチウムの存在下で水溶性け
い酸溶液（水ガラス）を添加する。この場合、炭酸アル
カリおよび炭酸リチウムは予め水酸化マグネシウムスラ
リー中に添加しておいてもよく、また炭酸ガス吹き込み
後にこれらを添加してもよい。炭酸ガス吹き込み後に添
加する場合には、これら炭酸リチウム、炭匪アルカリを
添加後。

水ガラスを添カロしてもよく、これらを同時に徐々にカ
ロえてもよい。尚これら水ガラスとの添加は余々に添加
するのが好ましい。何れの方法においても、比較的整っ
だ粒径の沈澱物が得られる。

この工程で得られたゲル状沈澱物を６０分〜１時間煮沸
し、然る後水熱反応を行う。水熱反応温度は、１００°
Ｃ〜２５０　’Ｃで良いが、温度が低いと所定の生成物
を得るのに長時間を要するので温度は２００〜２１０°
Ｃで６時間前後行うのが好ましい、このオートクレーブ
により結晶化が進み。

更に均一に整った粒径分布を示す結晶となる。

次いでこのゲル状沈澱物を一過し、水洗により付着する
副生塩を除去し、乾燥することにより合成けい酸塩が得
られる。この合成けい酸塩は一般式 ％式％ Ｍはアルカリ金属 で貰わされるヘクトライト型の粘土鉱物であり。

水中で優れたゲル形成能と分散性を持つ無色透明な純度
の高いものである。

従って本発明で得られた合成けい酸塩は増貼剤。

粘結剤として、ペイント、水性インキ、研磨★’Ｌ繊維
加工剤、クリーナ又高純度のため化粧品、医薬品、歯磨
、果汁、ビール、ワイン等清澄剤として好適に用いるこ
とが出来る。

向上記製造工程において、炭酸リチウムおよび炭散アル
カリの添加量は上記−戴式に示されるように得られるけ
い酸塩の各成分量に対応するよう適宜選択すればよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、従来の方法に比べ
、ｄ′過、洗浄が極めて容易であり、副生塩である炭酸
ナトリウムの除去が容易でめる。又リチウム化合物とし
て炭酸塩を使用するので１液および洗浄液は殆んど純粋
の炭酸ナトリウム溶液から成り、′ｊ５液および洗浄液
の一部を循環してアルカリ源として再利用できるので非
常に経済的である。因に、従来の製造法と比較した場合
、１過。

水洗時間の総計（実施例１で＋５００ｍ／！の生成沈澱
物のスラリーでσｊ過し、各々１２０ｍ１の水で６回洗
う少で比較すると、従来法二本発明方法＝１：０．２８
であり、同−処理化力でσ」過装置４の太きさを比較す
ると従来法の場合の約１／４になる。

従って工業的規模での実施においては極めて大きな利点
を有する。

〈実施例〉 次に大発明の実施例を参考例と共に示す。

実施例１ 水酸化マグネシウム（９８％）１１．０４ｇを５００　
ｍｌビーカーにて水２５０　ｍＡに加えて、スラリーと
し。

これに炭酸ガスを液化炭酸ガスボンベより１６．７ｇを
２時間で吹き込む。

別の容器に水１１１ｇをとり、炭酸リチウムｏ−６４，
Ｖｔ炭酸ノーダ１７．３．ｐ、水ガラス（ＮａｚＯ：　
９．５２％。

５ｊＯ２２８，６４％）６９．１１と水５９１ｇを混合
した溶液を調整する。これを先に調整した炭酸マグネシ
ウムスラ！ｊ−（５０〜１００μの柱状結晶をした＃１
ｇＣＯ３・５Ｈ２０沈澱スラＩＪ−）に攪拌しながら約
６０分で添加し、ゲル状沈澱物を得た。このゲル状沈澱
物を５ｏａｍｌの速流冷却器付のフラスコに入れ１時間
魚沸し、然る後オートクレーブに入れ攪拌速度１５０　
ｒｐｍにて、２００℃で３時間水熱反応を行う。反応生
成物は、吸引ｆ過し、１２０ｒａｔの水で６回洗浄を行
った。尚、スラリーのｆ過。

水洗速度は、　（スラリー量ｓｏｏ、ｐ、６ｅ浄水量各
１２Ｄｔｎｌ、′ｆ５過面積２６９ｄの吸引濾過器）第
１表のとおりである。

この沈澱の結晶は長さ±５０〜１００μの整った形状の
ものであった。次にｆ過したケーキを１１０℃に乾燥し
、２５０μ篩全通に粉砕した。この含水けい酸マグネシ
ウムの分析値は第２表の通りであり、かつＸ線回析の結
果はへクトライトのピークを有することが確認された。

第　　１　　表 実施例　ｆ適時間　　洗浄本積　　　洗浄時間第１回第
２回第３回 １．６０秒　　　各々１２０ＩＩＬＩ！１５秒　２２秒
　４５秒２）　　２５＃　　　　　　　　　１２１２０
＃　　５６１３、　　３２＃　　　　　　　　　１１＃
　　２５＃　　５（］＃参考例　６０Ｉ　　　　　　　
　５０１１分１５秒６分６５秒第　　２　表 原子比はＳｉ　：　Ｒ：　Ｌｉ　：Ｎａ＝８　：　５３
２　：　０．４２　：０．６２ 更に得られた合成けい酸塩の物性については次表の通り
であった。

尚炭酸ガス吹き込み後の炭酸マグネシウム結晶。

水熱反応前の沈殿物結晶、および水熱反応後の沈澱物の
結晶はそれぞれ第１図ないし第６図に示す通りであり、
炭酸マグネシウム結晶の生成段階から粒径の整った沈澱
の生成されることが判る。

註）１．　　粘度特性：２φの熱水（点滴水〕に溶解し
、１５分那Ａｆｔｆ冷却し、１時間放置したものについ
て調べた。

見掛は粘度＝　（センチポアズ）　ＢＬ型粘度計６０ｒ
ｐｍ及び６　ｒｐｍで［費用。

２）分散性：熱水によるもの２係で熱水に溶解し、１５
分沸騰後、波長５５０ｍμの透過率をｙｌ↓０定（光学
を４変）。

０水によるもの２チで点滴水に溶解し。

３０００ｒｐｍで１５分攪拌後、光学濃度を測定する。

第６表に示されるように本実施例の合成けい酸塩は粘度
特性がよく、かつ熱水および冷水のいずれにおいても分
散性のよいことが判る。

実施例２ 炭酸リチウム（９９，％Ｊ　Ｏ，６４１をオートクレー
ブ処理した沈澱を一過した１液即、炭酸ソーダｔ、　　
（Ｎａ、Ｃｏ、　５．６８　％ｊに５００ｍ１ビーカー
にて溶解し、これに水酸化マグネシウム　（９８％、）
１１．０４，９をｊＪＯえてスラリーとする。

これを攪拌しながら液化炭酸ガスボンベよ）１６．７！
ｙの炭酸ガスを２時間で吹き込み水酸化マグネシウムを
炭酸マグネシウム（Ｍ７ＣＯｓ・３）ｉ、　０　）の柱
状結晶を含むスラリー液とする。これに水ガラス溶液（
Ｎａ２０　：　９．１５％ｒ　Ｓｓ　Ｏｔ　２　Ｂ−４
９％　）　５９．１　ｇを水５９１．１．９にて希釈し
た溶液（１：１希釈液）を６０分間にて添刀日し、ゲル
状沈澱を生成せしめる。このゲル状沈澱物を、還流冷却
器付５００ｆｆｌＪ７ラスコで１時間煮沸し、炭酸ガス
を揮散せしめる。

然る後オートクレーブで１５Ｏｒｐｍにて２１０℃６時
間水熱反応を行う。反応生成物をと９出し。

吸引１過し、後１２０−の水で６回洗浄を行った。

得られたケーキを１１０℃にて乾燥し、２５０μ以下の
粒度に粉砕した。

得られたけい酸塩の組成は実施例１のものとほぼ同様で
あり、またその物性も第６表に示すように実施例１とほ
ぼ同様に良好な粘度特性と分散性を有するものであった
。

実施例６ 炭酸リチウム（９９％）１．２９．！９と炭酸ナトリウ
ム１７．５０．９及び、水酸化マグネシウム　（９８％
う１１．０４．＠を５００ｍ１フラスコにて５４８．５
ｇに浴かし、敢化炭ばガスボンベより炭酸ガスを２時間
吹き込み炭酸マグネシウムを営むスラリー液とする。

以−ド、実施例１，２と同様に処理し、含水けい酸マグ
ネシウムを得る。

得られた分析値は第４表のとおりである。

第４表 原子比：　Ｓｉ　：Ｍｊｊ：Ｌｉ　：Ｎａ＝８　：　５
，５０　：　０．５２　：　０．６５木実廁例の合成け
い酸塩も、第６表および第４表に示すようにヘクトライ
ト型の組成を有し、かつ好適な粘度特性と分散性を有す
るものであった。

参考汐１ｊ イ流酸マグネ’、’ｆｙム（ＩＶＩＶＳＯ＋’７Ｈ２０
）４５．７．！７　ト硫酸リチウム（Ｌｉ、、ＳＯ４・
Ｈ２Ｏ）０．１２夕を水１７４．２．９に溶解する。こ
れに炭酸ナトリウム４Ｑ　（Ｎａ２　ＣＯ３１０７チ）
１５２．２７を攪拌しながら１５分間にて添加する。史
にこの溶液に水ガラス（ＳｉＯ□２８．４９％、　Ｎａ
、０９．１５％）５９．１ｐに水５５．５ｇを加えた希
釈浴液を３０分間で添加する。このスラリーを１００℃
で１時間煮沸し、然る後にオートクレーブにて２０７℃
、３時間水熱反応を行う。反応生成物を濾過し、１２０
ｍ１の水で３回洗浄する。

ケーキは１１０℃で乾燥し、２５０μ以下に粉砕する。

以上の製造方法により次表の組成を有する合成けい酸塩
が得られる。

本参考例の処理時間と物性とを第１表および第６表に対
比して示す。第３表から明らかなように本参考例の製造
方法によるものは粘度特性および分散性については本発
明と同様であるが、第１辰から明らかなようにｔ適時間
が本発明に比べて著しく長く、−濾過洗浄が困難である
ことが判る。因に第４図ないし第６図に示すようにゲ、
ル生成物は本発明のものに比べ不均一である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないしＰｌ！３図は本発明の実施例１について生
成物の結晶状態を示す顕微鏡写真であり、第１図は炭酸
ガス処理後の炭酸マグネシウム沈澱。 第２図は水ガラス添か０後の沈澱、第３図は水熱合成後
の沈澱を夫々示す。 第４図〜第６図は総考例に示す従来方法における生成物
の結晶状態を示す顕微鏡写真であり、第４図はｖＬ酸マ
グネシウムより生成した炭酸マグネシウム沈澱、第５図
は水熱反応前の沈澱、第６図は水熱反応後の沈澱を夫々
示す。 特許出願人小野田化学工業株式会社 代　理　人　弁理士　松　井　政　広　（外１名）第１
図 第２図 Ｖ＋へ 第８図 −Ｎ 第４図 第す図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）水酸化マグネシウムのスラリーに炭酸ガスを吹き
   込み、不溶性炭酸マグネシウムを生成させかつ炭酸アル
   カリ及び炭酸リチウムの存在下で水溶性けい酸塩溶液を
   添加して生じた沈澱を煮沸熟成させた後、１００〜２５
   ０℃にて水熱反応を行い生成した沈澱を濾過洗浄した後
   、乾燥することを特徴とするヘクトライト類似構造を有
   するけい酸塩の製造方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、炭酸アルカリと
   して上記水熱反応による沈澱の濾液を再使用することを
   特徴とするけい酸塩の製造方法。
3. （３）特許請求の範囲第１項において、水酸化マグネシ
   ウムのスラリーに予め炭酸アルカリ及び又は苛性アルカ
   リ、炭酸リチウムが添加されていることを特徴とするけ
   い酸塩の製造方法。
4. （４）特許請求の範囲第１項において、水酸化マグネシ
   ウムのスラリーに炭酸ガスを吹き込み不溶性炭酸マグネ
   シウムを生成させた後、炭酸アルカリ及び炭酸リチウム
   を添加することを特徴とするけい酸塩の製造方法。