(57)【要約】【課題】処理時間の短縮化及びコストの低下を図り、半焼成ドロマイトからマグネシウム成分として純度９９質量％以上の酸化マグネシウムを抽出する半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法を提供する。【解決手段】二酸化炭素含有ガスを吹き込こみ撹拌している溶液中に、遊離酸化カルシウムが１１質量％以下であり、遊離酸化マグネシウムが１０質量％以上である半焼成ドロマイトを添加し、半焼成ドロマイトの消化と共に、半焼成ドロマイトの炭酸化をする消化・炭酸化工程Ｓ１と、炭酸カルシウムを主成分とする溶出残渣を濾別して、半焼成ドロマイトのマグネシウム成分を含有する濾液を得る分離工程Ｓ２と、炭酸マグネシウム塩を析出させる添加剤を濾液中に添加して、濾液中の前記マグネシウム成分を炭酸マグネシウム塩として回収し、回収した炭酸マグネシウム塩を分解温度以上で焼成して、純度９９質量％以上の酸化マグネシウムを得る回収・焼成工程Ｓ３とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素含有ガスを吹き込み撹拌している溶液中に、遊離酸化カルシウムが１１質量％以下であり、遊離酸化マグネシウムが１０質量％以上である半焼成ドロマイトを添加し、前記半焼成ドロマイトの消化と共に、前記半焼成ドロマイトの炭酸化をする消化・炭酸化工程と、
炭酸カルシウムを主成分とする溶出残渣を濾別して、前記半焼成ドロマイトのマグネシウム成分を含有する濾液を得る分離工程と、
炭酸マグネシウム塩を析出させる添加剤を前記濾液中に添加して、前記マグネシウム成分を炭酸マグネシウム塩として回収し、回収した前記炭酸マグネシウム塩を分解温度以上で焼成して、純度９９質量％以上の酸化マグネシウムを得る回収・焼成工程
とを含むことを特徴とする半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法。
【請求項２】
前記消化・炭酸化工程での前記溶液の温度は、３０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法。
【請求項３】
前記消化・炭酸化工程での前記半焼成ドロマイトの添加量は、８０ｇ／Ｌ未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法。
【請求項４】
前記回収・焼成工程は、前記添加剤としてアンモニア水を添加し、前記濾液を前記アンモニア水でｐＨ９〜１１に調整し、前記炭酸マグネシウム塩を析出することを特徴とする請求項１〜３に記載の半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法。
【請求項５】
前記回収・焼成工程は、前記添加剤として、純度が９９質量％以上の酸化マグネシウム、純度が９９質量％以上の水酸化マグネシウム、及び純度が４０〜４５質量％の塩基性炭酸マグネシウムの１種又は２種以上を添加することを特徴とする請求項１〜４に記載の半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半焼成ドロマイトからマグネシウム成分を抽出する半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドロマイト〔ＣａＭｇ（ＣＯ3）2〕は、石灰石（ＣａＣＯ3）同様、我国で自給できる貴重な鉱物資源である。このドロマイトは、耐火物原料、製鋼フラックス、金属マグネシウム原料、ソーダ石灰ガラス原料、コンクリート骨材、苦土石灰肥料、道路用骨材、ドロマイトプラスター、ミネラルサプリメント等に利用され、日本国内で年間約４００万トン弱生産されている。
これらの用途のなかで、特に耐火物原料（ＭｇＯ質）及び金属マグネシウム原料としてのドロマイトのマグネシウム成分の可能性は極めて高いとみなされ、古くは盛んに研究されていた。
【０００３】
ドロマイトからマグネシウム成分を抽出する最も有名な手法としては、「Pattinsonプロセス」が挙げられる（例えば、非特許文献１参照）。Pattinsonプロセスは、ドロマイトを焼成して得られる軽焼ドロマイトを用いる。Pattinsonプロセスでは、まず、軽焼ドロマイトを湿式消化する。次に、湿式消化して得られた懸濁液に二酸化炭素含有ガス（炭酸ガス）を吹き込み、軽焼ドロマイトのカルシウム成分及びマグネシウム成分を炭酸化する。炭酸化したカルシウム成分は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）として沈殿除去する。カルシウム成分が除去された濾液は、炭酸化したマグネシウム成分である炭酸水素マグネシウム〔Ｍｇ（ＨＣＯ3）2〕を含んでおり、蒸発乾固することで、塩基性炭酸マグネシウムを回収することができる。回収した塩基性炭酸マグネシウムは、高温焼成することで、軽焼ドロマイトのマグネシウム成分としての酸化マグネシウム（ＭｇＯ）となる。このように、Pattinsonプロセスは、軽焼ドロマイトからマグネシウム成分を抽出することができるが、濾液を蒸発乾固するための熱エネルギーは膨大でありコストのかかるプロセスを含んでいる。
非特許文献１、２は、ドロマイトからマグネシウム成分を抽出する別の手法も記載されている。非特許文献１、２に記載の別の手法は、Pattinsonプロセスと同様に、まず、軽焼ドロマイトを湿式消化して、水酸化ドロマイト〔ＣａＭｇ（ＯＨ）4〕とする。そして、水酸化ドロマイト中の水酸化カルシウム〔Ｃａ（ＯＨ）2〕を塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）の添加によって塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）として溶解除去し、水酸化マグネシウム〔Ｍｇ（ＯＨ）2〕を回収する。そして、回収した水酸化マグネシウムは、高温焼成することにより、酸化マグネシウムとなり、マグネシウム成分が抽出される。この手法は、オハイオ州フェアモントのダイヤモンド・アルカリ社（Diamond Alkali Co.）や、ウェストバージニア州ミルヴィルのスタンダード・ライム・アンド・ケミカル社（standerd Lime and Chemical Co.）で採用されている。
【０００４】
ドロマイトからマグネシウム成分を抽出する他の手法として、Pattinsonプロセスにおいて、半焼成ドロマイトを用いる手法が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。また、非特許文献１、２には、「TagnonとDubiosは、ドロマイトを半焼し、消化して炭酸化することを示し、・・・」とあり、半焼成ドロマイトを用いたPattinsonプロセスの内容が記載されている。しかし、非特許文献１、２には、使用する半焼成ドロマイトの焼成度に関する記載、及び得られる酸化マグネシウムの純度に関する記載は無い。
【０００５】
更に、他の手法として、湿式消化における消化速度の差を利用したマグネシウム成分を抽出する手法がある（例えば、非特許文献４参照）。その手法では、軽焼ドロマイトの湿式消化を行うが、完全に消化するのではなく、消化速度の遅い酸化マグネシウムが未消化である時点で湿式消化を終了する。そして、酸化マグネシウムが未消化である水懸濁液において、消化して生成した水酸化カルシウムからの溶解カルシウムイオンを粒状の陽イオン交換樹脂に吸着させる。溶解カルシウムイオンが吸着した陽イオン交換樹脂は所定サイズのふるいで分離除去され、マグネシウムイオンを含む溶液を得る。得られたマグネシウムイオンを含む溶液は蒸発乾固され、マグネシウム成分としての酸化マグネシウムを回収する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】宮澤清著、「ドロマイトとその利用」、１９８０年
【非特許文献２】真田義彰、宮沢清、田沢正登、「石膏と石灰（ドロマイトよりＭｇＯの分離）」、１９５８年、No.36、p.120−123
【非特許文献３】P.G.CACERS、E.K.ATTIOGBE、「THERMAL DECOMPOSITION OF DOLOMITE AND THE EXTRACTION OF ITS CONSTITUENTS」、１９９７年、Minerals Engineering、Vol.10、No.10、p.1165−1176
【非特許文献４】森宏介、磯文夫、「イオン交換樹脂によるドロマイトからのＣａ、Ｍｇの分離とその高度利用に関する基礎研究」、２００６年、Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan、13、p.268−273
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１〜３のドロマイトからマグネシウム成分を抽出する手法では、軽焼ドロマイト又は半焼成ドロマイトの消化工程を経た後に、溶液の炭酸化をしているので、処理工程が多く、処理時間が長くかかってしまうという欠点がある。
また、非特許文献１〜４の手法では、得られたマグネシウムイオンを含む溶液を加熱し、蒸発乾固することで酸化マグネシウムを回収している。溶液を蒸発乾固するためには、熱エネルギーを膨大に消費する必要があるため、蒸発乾固によって酸化マグネシウムを回収する非特許文献１〜４の手法では、コストが多くかかってしまう問題がある。
非特許文献３には、得られた塩基性炭酸マグネシウムは、カルシウムを主体とする不純物を１質量％未満含むと記載してある。通常、塩基性炭酸マグネシウムの強熱減量（Ignition Loss：Ig.loss）は６０質量％程度あり、不純物は不揮発の化合物であることから、この塩基性炭酸マグネシウムを焼成し酸化マグネシウムを得た場合の推定純度は９８質量％程度となり、純度が低いために電子材料等に使用できない。また、非特許文献４の手法で回収した酸化マグネシウムの純度は、９１〜９３質量％であると記載があり、純度が低いために電子材料等に使用できない。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、処理時間の短縮化及びコストの低下を図り、半焼成ドロマイトからマグネシウム成分として純度９９質量％以上の酸化マグネシウムを抽出する半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の［１］〜［５］を提供するものである。
［１］二酸化炭素含有ガスを吹き込こみ撹拌している溶液中に、遊離酸化カルシウムが１１質量％以下であり、遊離酸化マグネシウムが１０質量％以上である半焼成ドロマイトを添加し、前記半焼成ドロマイトの消化と共に、前記半焼成ドロマイトの炭酸化をする消化・炭酸化工程と、
炭酸カルシウムを主成分とする溶出残渣を濾別して、前記半焼成ドロマイトのマグネシウム成分を含有する濾液を得る分離工程と、
炭酸マグネシウム塩を析出させる添加剤を前記濾液中に添加して、前記濾液中の前記マグネシウム成分を炭酸マグネシウム塩として回収し、回収した前記炭酸マグネシウム塩を分解温度以上で焼成して、純度９９質量％以上の酸化マグネシウムを得る回収・焼成工程とを含むことを特徴とする半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法。
［２］前記消化・炭酸化工程での前記溶液の温度は、３０℃以下であることを特徴とする［１］の半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法。
［３］前記消化・炭酸化工程での前記半焼成ドロマイトの添加量は、８０ｇ／Ｌ未満であることを特徴とする［１］又は［２］の半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法。
［４］前記回収・焼成工程は、前記添加剤としてアンモニア水を添加し、前記濾液をアンモニア水でｐＨ９〜１１に調整し、前記炭酸マグネシウム塩を析出することを特徴とする［１］〜［３］の半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法。
［５］前記回収・焼成工程は、前記添加剤として、純度が９９質量％以上の酸化マグネシウム、純度が９９質量％以上の水酸化マグネシウム、及び純度が４０〜４５質量％の塩基性炭酸マグネシウムの１種又は２種以上を添加することを特徴とする［１］〜［４］の半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、処理時間の短縮化及びコストの低下を図り、半焼成ドロマイトからマグネシウム成分として純度９９質量％以上の酸化マグネシウムを抽出する半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法を示すフローチャートである。
【図２】添加剤としてアンモニア水を添加した場合に析出する沈殿物のＸＲＤパターンである。
【図３】添加剤としてアンモニア水を添加した場合に析出する沈殿物を更に焼成した焼成物のＸＲＤパターンである。
【図４】半焼成ドロマイト懸濁液の電気伝導率及びｐＨと処理時間の関係を示すグラフである。
【図５】実施例２と比較例２の溶出残渣の分析結果を示すＸＲＤパターンである。
【図６】溶液温度を変化させた場合の溶出残渣の分析結果を示すＸＲＤパターンである。
【図７】サンプル添加量を変化させた場合の溶出残渣の分析結果を示すＸＲＤパターンである。
【図８】添加剤としてアンモニア水を添加した場合の反応時間とＭｇ回収率との関係を示すグラフである。
【図９】添加剤として酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、及び塩基性炭酸マグネシウムを添加した場合の反応時間とＭｇ回収率との関係を示すグラフである。
【図１０】添加剤としての酸化マグネシウムの添加量を変化させた場合の反応時間とＭｇ回収率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［酸化マグネシウム抽出方法］
本発明の実施の形態に係る半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法は、図１に示すように、二酸化炭素含有ガスを吹き込こみ撹拌している溶液中に、遊離酸化カルシウムが１１質量％以下であり、遊離酸化マグネシウムが１０質量％以上である半焼成ドロマイトを添加し、半焼成ドロマイトの消化と共に、半焼成ドロマイトのカルシウム成分及びマグネシウム成分の炭酸化をする消化・炭酸化工程Ｓ１と、炭酸カルシウムを主成分とする溶出残渣を濾別して、マグネシウム成分を含有する濾液を得る分離工程Ｓ２と、濾液中のマグネシウム成分を炭酸マグネシウム塩として回収し、回収した炭酸マグネシウム塩を分解温度以上で焼成して、純度９９質量％以上の酸化マグネシウムを得る回収・焼成工程Ｓ３とを含む。
【００１３】
＜消化・炭酸化工程＞
消化・炭酸化工程Ｓ１は、ステップＳ１１〜Ｓ１３を含む。
図１のステップＳ１１において、水への二酸化炭素含有ガス（炭酸ガス）の吹き込み（バブリング）と、撹拌を開始する。このバブリングと撹拌はステップＳ１３終了まで継続する。半焼成ドロマイトを投入する前に、二酸化炭素含有ガスをバブリングして溶液のｐＨを３〜５程度に低下させておく。バブリングする二酸化炭素含有ガスの供給量（速度）は、溶解すべきマグネシウムの量、目標とする処理時間及び反応効率により規定されるもので、以下の式（１）で表される。
供給速度（ＮＬ／ｍｉｎ）＝（Ａ×Ｂ×０．５６）／（Ｄ×Ｃ×ｔ）・・・（１）
Ａ：サンプル量（ｇ）
Ｂ：ＭｇＯ含有量（質量％）
Ｃ：反応効率（経験的な値であり通常０．３〜０．５）
Ｄ：ＣＯ2の濃度（体積％）
ｔ：目標とする処理時間（ｍｉｎ）（高いコストパフォーマンスを実現するためには６０〜１２０ｍｉｎ、より望ましくは９０ｍｉｎ以下）
【００１４】
軽焼ドロマイト及び半焼成ドロマイトは、ドロマイトを熱分解して得られるため、製造する際には二酸化炭素を同時に大量に発生してしまう。二酸化炭素の発生量は、焼成ドロマイトの製品１トン生産した場合に、熱分解に由来する二酸化炭素が約０．８トン発生し、焼成燃料に由来する二酸化炭素が約０．４トン発生する。よって、焼成ドロマイトの製品１トン生産する際には、合計で約１．２トンの二酸化炭素が排出されている。これらの二酸化炭素は、焼成炉から約２０体積％で排出されている。二酸化炭素の排出は、地球温暖化の観点からも低減が求められている。
二酸化炭素の排出削減の観点から、ステップＳ１１で使用する二酸化炭素含有ガスは、軽焼ドロマイト及び半焼成ドロマイトを製造する際に発生する排ガスを使用することが好ましい。
【００１５】
次に、ステップＳ１２において、二酸化炭素含有ガスが吹き込まれ（バブリングされ）、ｐＨが低下した溶液中に、半焼成ドロマイトを添加する。ここでの「半焼成ドロマイト」とは、ドロマイトの焼成度を調整して、含有している遊離酸化カルシウム（ＣａＯ）が１１質量％以下であり、遊離酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が１０質量％以上であるものをいう。半焼成ドロマイトの含有している遊離酸化カルシウムは、含有量が多くなると酸化マグネシウムの純度が低下してしまうという観点から、含有量が１１質量％より多くなることは好ましくない。半焼成ドロマイトの含有している遊離酸化マグネシウムは、遊離酸化マグネシウムが低いと、収量及び生産性が低下するため、生産性アップのためには遊離酸化マグネシウムが高い方が望ましいという観点から、１０質量％未満であることは好ましくない。「遊離酸化カルシウム」は、熱分解によりドロマイトから遊離した酸化カルシウムのことをいい、「遊離酸化マグネシウム」とは、熱分解によりドロマイトから遊離した酸化マグネシウムのことをいう。
半焼成ドロマイトの添加量は、最終製品である酸化マグネシウムの純度の低下を防ぐ観点と、マグネシウム成分の溶出率の低下を防ぐ観点から、８０ｇ／Ｌ未満であることが好ましく、より好ましくは６０ｇ／Ｌ以下である。ここで、添加量８０ｇ／Ｌとは、バブリングしている溶液１Ｌ当たりに８０ｇの半焼成ドロマイトを添加することをいう。
半焼成ドロマイトは、１５０μｍアンダーに粉砕及び粒度調整して添加することが好ましい。添加する半焼成ドロマイトの粒径分布は、消化の容易性の観点から、メジアン径のｄ５０が４５μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２０μｍ以下であり、ｄ９０が７５μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは４５μｍ以下である。
また、バブリングした溶液の溶液温度（初期溶出温度）は、溶液温度が高いと溶解したマグネシウムが化合物を作り、溶液から再沈殿するため溶出率が低下してしまうという観点から、３０℃未満が好ましく、より好ましくは２５℃未満である。
【００１６】
次に、ステップＳ１３において、半焼成ドロマイトの消化及び炭酸化反応を行う。半焼成ドロマイトが添加された溶液の撹拌速度は、半焼成ドロマイトの消化及び炭酸化を好適に反応させる観点から、３００ｒｐｍ以上であることが好ましく、より好ましくは５００ｒｐｍ以上である。半焼成ドロマイトが添加された溶液に二酸化炭素含有ガスをバブリングし、十分に撹拌することで、酸化マグネシウムの消化及び炭酸化反応が同時になされる。半焼成ドロマイト中のカルシウム成分の大部分は溶解度の小さい炭酸カルシウムであるため、溶出せずそのままそのままの形で留まる。一方、少量含まれている酸化カルシウムは、消化し水酸化カルシウムとなり、一時的に溶出するが、供給される炭酸ガスと反応し炭酸カルシウムとして析出する為、溶液中から除去される。
消化・炭酸化反応にかかる反応時間は、ｐＨと電気伝導度を連続して測定し、それぞれがほぼ一定となった時間を、消化・炭酸化反応の終了時間とした。消化・炭酸化反応にかかる反応時間は、処理時間の短縮化を図るという観点から、１００ｍｉｎ以下であることが好ましく、より好ましくは８０ｍｉｎ以下である。
【００１７】
＜分離工程＞
分離工程Ｓ２は、ステップＳ２１〜Ｓ２３を含む。
ステップＳ２１において、ステップＳ１３で取得した溶液の濾過を行い、炭酸カルシウムを分離して回収することができる（ステップＳ２２）。
また、マグネシウム成分を含有する濾液を取得することができる（ステップＳ２３）
【００１８】
＜回収・焼成工程＞
回収・焼成工程Ｓ３は、ステップＳ３１〜Ｓ３３を含む。
ステップＳ３１において、ステップＳ２３で取得した濾液のマグネシウム成分の析出を行う。マグネシウム成分の析出は、添加剤を加えることで行う。
【００１９】
炭酸マグネシウム塩の析出に用いる添加剤としては、例えば、アンモニア水が挙げられる。濾液中のマグネシウム成分は、アンモニア水によるｐＨ調整を行うことによって、炭酸マグネシウム塩としての塩基性炭酸マグネシウムが好適に析出する。アンモニア水を添加剤として使用することは、ｐＨ調整後生成物中に余分な成分が残存しないことや、ｐＨが急低下せずにｐＨ調整後生成物が安定して得られるという観点から好ましい。アンモニア水によるｐＨ調整は、マグネシウム成分を析出させるのに適したｐＨに調整するという観点から、ｐＨ９〜１１に調整することが好ましく、より好ましくはｐＨ１０〜１１である。
【００２０】
炭酸マグネシウム塩の析出に用いる添加剤としては、他に、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、及び塩基性炭酸マグネシウムが挙げられる。添加剤として、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、及び塩基性炭酸の１種又は２種以上を添加して十分に撹拌することによって、炭酸マグネシウム塩として塩基性炭酸マグネシウムが好適に析出する。酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、及び塩基性炭酸マグネシウムの１種又は２種以上の添加量は、未反応物として残存させないという観点から、１０〜２５ｇ／Ｌであることが好ましく、より好ましくは１２〜２０ｇ／Ｌである。添加する酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムは、炭酸マグネシウム塩の析出容易性の観点から純度が９９質量％以上であることが好ましい。添加する塩基性炭酸マグネシウムは、入手容易性及び炭酸マグネシウム塩の析出容易性の観点から純度が４０〜４５質量％であることが好ましい。
酸化マグネシウムを添加剤として用いた場合は、以下の反応式によって塩基性炭酸マグネシウム（Hydromagnesite：４ＭｇＣＯ3・Ｍｇ(ＯＨ)2）が析出すると推測される。
４Ｍｇ（ＨＣＯ3）2＋ＭｇＯ＋５Ｈ2Ｏ→４ＭｇＣＯ3・Ｍｇ(ＯＨ)2・４Ｈ2Ｏ＋４Ｈ2ＣＯ3↑
水酸化マグネシウムを添加剤として用いた場合は、以下の反応式によって塩基性炭酸マグネシウム（Hydromagnesite）が析出すると推測される。
４Ｍｇ(ＨＣＯ3)2＋Ｍｇ(ＯＨ)2＋４Ｈ2Ｏ→４ＭｇＣＯ3・Ｍｇ(ＯＨ)2・４Ｈ2Ｏ＋４Ｈ2ＣＯ3↑
塩基性炭酸マグネシウムを添加剤として用いた場合は、一度溶解過程を経てＭｇ(ＨＣＯ3)2になり、そこから加水分解反応が起こり、Hydromagnesiteが再析出すると推測される。
５Ｍｇ(ＨＣＯ3)2＋６Ｈ2Ｏ→４ＭｇＣＯ3・Ｍｇ(ＯＨ)2・４Ｈ2Ｏ＋６Ｈ2ＣＯ3↑
【００２１】
ステップＳ３２において、ステップＳ３１で炭酸マグネシウム塩としての塩基性炭酸マグネシウムを析出させた溶液を濾過することで、塩基性炭酸マグネシウムを回収する。
ステップＳ３３において、ステップＳ３２で回収した炭酸マグネシウム塩を分解温度である６００℃以上で焼成して、マグネシウム成分としての酸化マグネシウムを回収する。炭酸マグネシウム塩の焼成は、焼成に係るエネルギー及び時間の浪費防止の観点から、温度が１０００〜１３００℃であることが好ましく、より好ましくは１１００〜１２００℃であり、焼成時間が３時間以内であることが好ましく、より好ましくは２時間以内であることが好ましい。
この手法で回収された（半焼成ドロマイトから抽出された）酸化マグネシウムの純度は、各種工業原料、耐火物原料、及び金属マグネシウム原料等として利用する観点から、９９質量％以上である。
【００２２】
本発明の実施の形態に係る半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法によれば、半焼成ドロマイトの消化と、溶液の炭酸化を同時に行うことができるので、処理時間の短縮化を図ることができる。
更に、本発明の実施の形態に係る半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法によれば、溶液を蒸発固化により抽出させずに、マグネシウム成分を添加剤により炭酸マグネシウム塩として析出させて抽出するので、熱エネルギーを消費することなくコストの低下を図ることができる。
更に、本発明の実施の形態に係る半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法によれば、ドロマイトからマグネシウム成分を抽出して、純度が９９質量％以上の高純度な酸化マグネシウムを得ることができる。高純度の酸化マグネシウムは、高付加価値な製品として有効利用することができる。
更に、本発明の実施の形態に係る半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法によれば、焼成ドロマイトを製造する際に発生する排ガスを利用して炭酸化を行うことで、排ガスに含まれる二酸化炭素を消費することができ、二酸化炭素の排出を低減させることができる。
【実施例】
【００２３】
以下に、半焼成ドロマイトの性質及び半焼成ドロマイトからの酸化マグネシウム抽出方法における各工程での条件等について検討する。検討に際して、具体的な数値等を挙げて詳細に説明するが、本発明はこれによって制限されるものではない。
【００２４】
［半焼成ドロマイト等の性質］
＜半焼成ドロマイト等の成分分析＞
ドロマイトは、カルシウムとマグネシウムとの複炭酸塩であり、別名「苦灰石」又は「白雲石」とも呼ばれる。ドロマイトは、結晶構造中に他の微量成分を含むことがある。ドロマイト中における不純物の含有量は、一般に５質量％以下である。不純物としては、酸化鉄、シリカ、アルミナ等の成分が挙げられる。
実施例で使用した半焼成ドロマイトは、栃木県佐野市産のドロマイトを焼成してなるものであり、化学成分を表１に示す。実施例で使用した半焼成ドロマイトのサンプル１〜５は、１５０μｍアンダーに粉砕及び粒度調整を施した。
ドロマイトの焼成度は、サンプル１が最も低い焼成度であり、順に高くなって、サンプル５が最も高い焼成度である。サンプル５は、一般的には軽焼ドロマイトとよばれるものであり、炭酸塩がすべて熱分解した、酸化マグネシウムと酸化カルシウムの混合物である。ドロマイトの焼成条件は、表１に示すように、焼成温度７００〜１０００℃、焼成時間２〜４時間とした。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
ここで、「遊離酸化カルシウム」の含有量は、日本石灰協会の「日本石灰協会標準試験方法（２００６）」に規定の「１１．有効石灰の定量方法」に従って分析を行い得られた分析値をそのまま採用する。
【００２７】
一方、「遊離酸化マグネシウム」の含有量は、ドロマイト中のＭｇＣＯ3が脱炭酸して生成したＭｇＯの量（質量％）として算出される量である。遊離酸化マグネシウムの算出は、つぎの手順に従って行う。まず、ＪＩＳ Ｒ ９０１１：２００６の「石灰の分析方法」に規定された方法により、ＣａＯ、ＭｇＯ、及びIg.loss（強熱減量）を分析する。次に、分析によって得た遊離酸化カルシウムの量が１．５質量％に達しているか否かによって、下記の遊離酸化マグネシウムの量の算出法を選択する。
遊離酸化カルシウムの量が１．５質量％以上のときは、そのまま遊離酸化マグネシウムの量として採用する。
遊離酸化カルシウムの量が１．５質量％未満のときの遊離酸化マグネシウムの量は、（分析で得たＭｇＯ質量％−ＭｇＣＯ3として存在するＭｇＯ質量％）によって算出する。ここで、ＭｇＣＯ3として存在するＭｇＯ質量％は、式（２）により求める。
ＭｇＣＯ3として存在するＭｇＯ質量％＝［｛Ig.loss質量％−（分析で得たＣａＯ質量％÷５６×４４）｝÷４４×４０］・・・（２）
【００２８】
表１より、ドロマイトは、焼成度が高くなると共に、遊離酸化カルシウム及び遊離酸化マグネシウムの含有量が高くなっていく。つまり、ドロマイトの焼成度を調整することによって、所望の遊離酸化カルシウム及び遊離酸化マグネシウムの含有量を有する半焼成ドロマイトを得ることができる。
【００２９】
［実施例１〜３，比較例１，２］
実施例１〜３，比較例１，２では、以下に詳細に説明するとおり、表１で示したサンプル１〜５を添加して、回収した酸化マグネシウムの分析を行った。尚、実施例１〜３，比較例１，２では、溶液温度及び溶液に添加した半焼成ドロマイトの添加量は一定とした。
【００３０】
＜実施例１＞
≪半焼成ドロマイトの処理≫
５Ｌのポリプロピレン（ＰＰ）製ビーカーにイオン交換水を４Ｌ入れ、温度が２５℃になるように調整した。この液を３００ｒｐｍで撹拌しながら炭酸ガスを１ＮＬ／ｍｉｎの速度で吹き込こみ、ｐＨが４以下になった時点でサンプル１の半焼成ドロマイト１５０μｍアンダー（粒度分布：ｄ５０＝１７μｍ、ｄ９０＝５３μｍ）を添加量６０ｇ／Ｌで投入した。撹拌及びバブリングは継続し、ｐＨと電気伝導度を連続して測定しほぼ一定となった時間を、消化・炭酸化反応の終了時間とした。消化・炭酸化反応の反応時間を表２に示す。消化・炭酸化反応終了後、１μｍのメンブレンフィルターで濾過し、濾液（溶出液）を得た。
バブリングする二酸化炭素含有ガスの供給量（速度）は、上述の式（１）により決定した。実施例１〜３，比較例１，２では、サンプル２を用いた場合を想定し、以下の様に決定した。なお、この計算式で得られる供給量（速度）は推定値であり、この供給速度でＣＯ2を供給すると必ず目標とする処理時間内に反応が終了する訳ではない。
供給速度（ＮＬ／ｍｉｎ）＝（２４０×２１．９×０．００５６）／（０．３×９０）
≒１．０ＮＬ／ｍｉｎ
Ａ：２４０ｇ（４Ｌあたり）
Ｂ：２１．９質量％
Ｃ：０．３
Ｄ：１００体積％
ｔ：９０ｍｉｎ
≪ＩＣＰ発光分光分析≫
得られた濾液は、ＩＣＰ発光分光分析装置（バリアン株式会社製、製品名「７２０−ＥＳ」）により、溶出液濃度であるマグネシウム濃度（ｍｇ／Ｌ）及びカルシウム濃度（ｍｇ／Ｌ）を分析した。分析した結果を表２に示す。
≪粉末Ｘ線回折分析≫
得られた濾液１Ｌを５００ｒｐｍで撹拌しながら、添加剤として濃度２９質量％のアンモニア水（特級試薬、関東化学社製）をｐＨが１０になるように添加したところ白色の沈殿物が析出した。さらに２時間撹拌した後に濾過し、蒸留水で十分洗浄した後、１１０℃で乾燥した。得られた白色沈殿物をＸ線回折法（ＸＲＤ）で分析した結果を図２に示す。Ｘ線回折法としては、粉末Ｘ線回折装置（株式会社リガク製、製品名「マルチフレックス」、光源：Ｃｕ−Ｋα、管電圧：４０ｋＶ、管電流：３０ｍＡ）を用いて、２θ＝１０〜６０°の範囲を操作間隔０．０１°、走査速度１０°／ｍｉｎ、発散縦制限スリット１０ｍｍ、発散スリット１°、受光スリット０．３ｍｍ、散乱スリット自動の条件で、室温にて粉末Ｘ線回折測定を行った。
更に白色沈殿物（塩基性炭酸マグネシウム）は、電気炉にて１２００℃×２時間で焼成した。焼成した白色沈殿物をＸ線回折法（ＸＲＤ）で分析した結果を図３に示す。
【００３１】
≪酸化マグネシウムの純度≫
焼成した白色沈殿物（酸化マグネシウム）は酸溶解させて、誘導結合プラズマ分析（ＩＣＰ）によりＳｉ，Ａｌ，Ｃａ，Ｂ，Ｆｅについて分析し、原子吸光光度計（日立製作所株式会社製、製品名「Ｚ−２０００」）によりＮａについて分析した。酸化マグネシウムの純度は、１００質量％から上記６種の元素（不純物）の総量を差引いた値として算出した。算出した最終製品である酸化マグネシウムの純度を表２に示す。
【００３２】
【表２】
2014080347.tif 000004
【００３３】
＜実施例２＞
実施例２では、半焼成ドロマイトを、表１で示したサンプル２の半焼成ドロマイトとしたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００３４】
＜実施例３＞
実施例３では、半焼成ドロマイトを、表１で示したサンプル３の半焼成ドロマイトとしたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００３５】
＜比較例１＞
比較例１では、半焼成ドロマイトを、表１で示したサンプル４の半焼成ドロマイトとしたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００３６】
＜比較例２＞
比較例２では、半焼成ドロマイトを、表１で示したサンプル５の半焼成ドロマイトとしたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００３７】
＜評価＞
≪ＸＲＤ分析結果≫
実施例１〜３，比較例１，２では、図２に示すように、添加剤としてのアンモニア水を添加して得られた白色沈殿物は、粉末Ｘ線回折測定の結果、塩基性炭酸マグネシウム（炭酸マグネシウム塩）であった。
また、実施例１〜３，比較例１，２では、図３に示すように、焼成した白色沈殿物は、粉末Ｘ線回折測定の結果、酸化マグネシウムの単相であった。
【００３８】
≪消化及び炭酸化反応≫
半焼成ドロマイト懸濁液の電気伝導率及びｐＨと処理時間の関係の一例として、実施例２の関係を図４に示す。半焼成ドロマイトを投入すると、直後にｐＨは１２弱まで上昇し、併せて電気伝導度も上昇するが、これは半焼成ドロマイト中に含まれる少量の酸化カルシウムが溶解したためである。そして、その直後にｐＨ及び電気伝導度が急激に低下するが、溶解したカルシウムイオンがＣａ2+＋ＣＯ32-＝ＣａＣＯ3の反応により析出したためである。反応時間６〜８分以降、ｐＨは緩やかに低下し電気伝導度は直線的に増加しているが、これはマグネシウムイオンの溶解が起こっていることを示している。
したがって、図４のグラフから、半焼成ドロマイトの消化及び炭酸化を同時にできることが見出せる。よって、半焼成ドロマイトを消化するだけの工程を踏まずとも、炭酸ガスを吹き込みながら撹拌することで、半焼成ドロマイトの消化及び炭酸化が同時にできる。
【００３９】
≪半焼成ドロマイトの焼成度と最終製品である酸化マグネシウムの関係≫
サンプル１〜３を用いた実施例１〜３では、純度が９９質量％以上の酸化マグネシウムを抽出することができた。遊離ＭｇＯの濃度が低いサンプル１を用いた実施例１では、表２に示すように、得られた溶出液中のＭｇ濃度が低かった。これは、ＣＯ2と反応し溶解するマグネシウムの量が少ないためである。したがって、遊離ＭｇＯの濃度が高いほど効率良くＭｇ溶液を回収できるので、遊離ＭｇＯの濃度は、１０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは２０質量％以上である。
また、表２より、遊離ＣａＯの濃度が高いサンプルであるほど、溶出液中のＣａ濃度が高くなり、一定値を超えると最終製品であるＭｇＯの純度が低下する。実施例３のＭｇＯの純度が９９．９２質量％であり、比較例１のＭｇＯの純度が９８．８２質量％であるので純度に大きな差がある。９９質量％以上である高純度のＭｇＯを得るためには、実施例１〜３として使用したサンプル１〜３の遊離ＣａＯの濃度であることが好ましいので、半焼成ドロマイトに含有する遊離ＣａＯが１１質量％以下であることが好ましい。
また、遊離ＣａＯの濃度が高いほど吹き込んだ炭酸ガスがＣａＯ＋ＣＯ2→ＣａＣＯ3の反応により消費されてしまうため、吹き込んだＣＯ2がＭｇＯとの反応に寄与せず、反応時間が長くなり生産性が低下、及びコスト高になる。尚、最も遊離ＣａＯの濃度が高い軽焼ドロマイトを用いた比較例２の試験では、１日経過しても適正なＭｇ濃度の溶液（プロセスの経済性を考慮した結果１０００ｐｐｍ以上とした）を得ることができなかった。これは、遊離ＣａＯの濃度が高くなると、遊離ＭｇＯの消化反応及び炭酸ガスによる溶出反応速度が極めて低下するためである。したがって、半焼成ドロマイトから効率よく純度の高いＭｇＯを抽出するためには、ドロマイトの焼成度を調整して、遊離ＣａＯが低く、さらに遊離ＭｇＯが高い半焼成ドロマイトを用いることが好ましい。
【００４０】
≪半焼成ドロマイトの焼成度と炭酸化反応の関係≫
実施例２及び比較例２において、消化・炭酸化反応終了後、濾過で得た残渣のＸＲＤ分析結果を図５以下に示す。
実施例２ではＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）2のピークが確認されないことから、８０ｍｉｎでＭｇＯの水和反応が完了し、さらに炭酸ガスによりＭｇがすべて溶出されている。それに対し、比較例２ではほぼ同等の反応時間９０ｍｉｎにおいて、ＭｇＯのピークが確認されることから、遊離ＣａＯが高いとＭｇＯの消化が遅くなることがわかる。ＭｇＯのピークは３６０ｍｉｎまで確認され、４２０ｍｉｎ以降で消失していた。また、２４時間後もＭｇ（ＯＨ）2のピークが残存していることから、遊離ＣａＯが高いと炭酸ガスによるＭｇ溶出反応も遅くなることが推測できる。
【００４１】
≪半焼成ドロマイトの焼成度と熱源単位の関係≫
表３に示すように、サンプル５としての軽焼ドロマイトの熱源単位は１３５０ｋｃａｌ／ｋｇ焼成物であるのに対し、サンプル１〜３としての半焼成ドロマイトの熱源単位は７２５ｋｃａｌ／ｋｇ焼成物以下である。つまり、焼成コストの面でも炭酸カルシウムの分解に係る燃料が低減できるため、軽焼ドロマイトと比して半焼成ドロマイトを用いた方が優位である。
【００４２】
【表３】
2014080347.tif 000005
【００４３】
［実施例４〜６，比較例３，４］
実施例４〜６，比較例３，４では、以下に詳細に説明するとおり、溶液温度（初期溶出温度）を変えて、回収した酸化マグネシウムの分析を行った。尚、実施例４〜６，比較例３，４では、表１で示したサンプル２を使用して、半焼成ドロマイトの添加量は６０ｇ／Ｌで一定とした。
【００４４】
＜実施例４＞
実施例４では、溶液温度を５℃としたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００４５】
＜実施例５＞
実施例５では、溶液温度を１０℃としたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００４６】
＜実施例６＞
実施例６では、溶液温度を２０℃としたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００４７】
＜比較例３＞
比較例３では、溶液温度を３０℃としたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００４８】
＜比較例４＞
比較例４では、溶液温度を４０℃としたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００４９】
＜評価＞
表２の結果より、溶液温度が低いほど、溶出液中のＭｇ濃度が高くなっている。実施例２の結果も含めた溶出残渣のＸＲＤ分析結果としては、図６に示すように、溶液温度が３０℃以上ではマグネシウム化合物に起因するピークが確認されている。したがって、溶液温度が上昇すると溶解したマグネシウムが化合物を作り、溶液から再沈殿するため溶出率が低下してしまう。したがって、溶液温度は３０℃未満であることが望ましい。
【００５０】
［実施例７，８，比較例５〜７］
実施例７，８，比較例５〜７では、以下に詳細に説明するとおり、半焼成ドロマイトの添加量を変えて、回収した酸化マグネシウムの分析を行った。尚、実施例７，８，比較例５〜７では、表１で示したサンプル２を使用して、バブリングした溶液の溶液温度は２５℃で一定とした。
【００５１】
＜実施例７＞
実施例７では、半焼成ドロマイトの添加量を２０ｇ／Ｌとしたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００５２】
＜実施例８＞
実施例８では、半焼成ドロマイトの添加量を４０ｇ／Ｌとしたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００５３】
＜比較例５＞
比較例５では、半焼成ドロマイトの添加量を８０ｇ／Ｌとしたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００５４】
＜比較例６＞
比較例６では、半焼成ドロマイトの添加量を１００ｇ／Ｌとしたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００５５】
＜比較例７＞
比較例７では、半焼成ドロマイトの添加量を２００ｇ／Ｌとしたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。その結果を表２に示す。
【００５６】
＜評価＞
実施例２で示した添加量が６０ｇ／Ｌ迄は、添加量が増加すると溶出液中のＭｇ濃度もそれに伴い高くなるが、それ以上投入量が増えると溶出液中のＭｇ濃度が低下する。溶出残渣のＸＲＤ分析結果としては、図７に示すように、添加量が８０ｇ／Ｌ以上ではマグネシウム化合物に起因するピークが確認され、特に比較例７の添加量２００ｇ／Ｌでは正炭酸マグネシウムの生成が確認される。したがって、添加量が上昇すると溶解したマグネシウムが化合物を作り、溶液から再沈殿するため溶出率が低下する。
一方、添加量が１００ｇ／Ｌ以上の溶出液を使用すると純度が低下するため、添加量は比較例５の添加量が８０ｇ／Ｌ未満であることが好ましく、より効率良くＭｇ溶液を回収するためには添加量が６０ｇ／Ｌ以下であることが好ましい。
【００５７】
［実施例９，１０，比較例８］
実施例９，１０，比較例８では、以下に詳細に説明するとおり、濾液に添加する添加剤として濃度２９質量％のアンモニア水（特級試薬、関東化学社製）を添加してｐＨを変えて、回収した酸化マグネシウムの分析を行った。尚、実施例９，１０，比較例８では、表１で示したサンプル２を使用して、添加した半焼成ドロマイトの添加量は６０ｇ／Ｌで一定とし、溶液の温度は２５℃で一定とした。
【００５８】
＜実施例９＞
実施例９では、添加剤としてのアンモニア水を濾液に添加してｐＨを９としたこと、及びＭｇ回収率を算出したこと以外は実施例１と同様の操作を行った。Ｍｇ回収率は、濾液のマグネシウム濃度をＩＣＰで測定し、式（３）により算出した。
Ｍｇ回収率＝［２ｈ攪拌後の濾液中のＭｇ量／初期溶液中のＭｇ量］×１００・・・（３）
アンモニア水を濾液に添加して白色沈殿物（塩基性炭酸マグネシウム）を析出させた反応時間とＭｇ回収率との関係を図８に示す。更に白色沈殿物を、電気炉にて１２００℃×２時間で焼成し、得られた酸化マグネシウムの純度を表４に示す。
【００５９】
＜実施例１０＞
実施例１０では、添加剤としてのアンモニア水を濾液に添加してｐＨを１１としたこと、及びＭｇ回収率を算出したこと以外は実施例１と同様の操作を行った。Ｍｇ回収率は、濾液のマグネシウム濃度をＩＣＰで測定し、式（３）により算出した。
アンモニア水を濾液に添加して白色沈殿物（塩基性炭酸マグネシウム）を析出させた反応時間とＭｇ回収率との関係を図８に示す。更に白色沈殿物を、電気炉にて１２００℃×２時間で焼成し、得られた酸化マグネシウムの純度を表４に示す。
【００６０】
＜比較例８＞
比較例８では、添加剤としてのアンモニア水を濾液に添加してｐＨを１２としたこと、及びＭｇ回収率を算出したこと以外は実施例１と同様の操作を行った。Ｍｇ回収率は、濾液のマグネシウム濃度をＩＣＰで測定し、式（３）により算出した。
アンモニア水を濾液に添加して白色沈殿物（塩基性炭酸マグネシウム）を析出させた反応時間とＭｇ回収率との関係を図８に示す。更に白色沈殿物を、電気炉にて１２００℃×２時間で焼成し、得られた酸化マグネシウムの純度を表４に示す。
【００６１】
【表４】
2014080347.tif 000006
【００６２】
＜評価＞
実施例９，１０，比較例８で得られた白色沈殿物はいずれも塩基性炭酸マグネシウムであった。濾液のマグネシウム濃度をＩＣＰで測定し、式（３）によりＭｇ回収率を求めたところ、いずれも９５質量％以上の回収率であった。
アンモニア水を濾液に添加して塩基性炭酸マグネシウムを析出させた反応時間とＭｇ回収率との関係は、図８に示すように、ｐＨ９では、反応時間が２時間で８３質量％であり、ｐＨ１０では、反応時間が２時間で９７質量％であり、ｐＨ１１では、反応時間が２時間で９８質量％であった。したがって、アンモニア水でのｐＨ調整は、ｐＨ９から１１の範囲であればＭｇ回収率が高くて良いが、ｐＨ１１，１２であれば更に高いＭｇ回収率が得られるので更に好ましい。Ｍｇ回収率は、ｐＨ９,１１,１２のいずれでも反応時間３０ｍｉｎ程度で一定となった。
また、表４より、アンモニア水でｐＨ１２以上にｐＨ調整した場合は、純度が９８．８２質量％であり、所望の純度を得ることができなかった。ｐＨ１２では、溶液中のカルシウムイオンが水酸化物となり、沈殿して混入してしまうため、得られる酸化マグネシウムの純度が低下してしまう。したがって、アンモニア水でのｐＨ調整は、ｐＨ９から１１の範囲であれば良いが、添加量が少なければ製造コスト抑えられため、少ないことが望ましい。
【００６３】
［実施例１１〜１５］
実施例１１〜１５では、以下に詳細に説明するとおり、濾液に添加する添加剤として酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、及び塩基性炭酸マグネシウムのいずれかを添加して、回収した酸化マグネシウムの分析を行った。尚、実施例１１〜１５では、表１で示したサンプル２を使用して、添加した半焼成ドロマイトの添加量は６０ｇ／Ｌで一定とし、溶液の温度は２５℃で一定とした。
ここで、使用した酸化マグネシウム、水酸化マグネシウムは、純度９９質量％以上（神島化学工業株式会社製、３Ｎグレード）を使用した。また、塩基性炭酸マグネシウムは、純度４０〜４５質量％（関東化学社製、鹿特級試薬）を使用した。
【００６４】
＜実施例１１＞
実施例１１では、添加剤としてアンモニア水に変えて、酸化マグネシウムを１２ｇ／Ｌで濾液に添加したこと、及びＭｇ回収率を算出したこと以外は実施例１と同様の操作を行った。Ｍｇ回収率は、所定時間ごとに溶液をサンプリングし、濾液のマグネシウム濃度をＩＣＰで測定し、式（４）により算出した。
Ｍｇ回収率＝[所定時間経過後の溶液中のＭｇ量／初期溶液中のＭｇ量]×１００・・・（４）
酸化マグネシウムを濾液に添加して白色沈殿物（塩基性炭酸マグネシウム）を析出させた反応時間とＭｇ回収率との関係を図９及び図１０に示す。更に白色沈殿物を、電気炉にて１２００℃×２時間で焼成し、得られた酸化マグネシウムの純度と添加剤の添加量を表５に示す。
【００６５】
＜実施例１２＞
実施例１２では、添加剤としてアンモニア水に変えて、酸化マグネシウムを８ｇ／Ｌで濾液に添加したこと、及びＭｇ回収率を算出したこと以外は実施例１と同様の操作を行った。Ｍｇ回収率は、所定時間ごとに溶液をサンプリングし、濾液のマグネシウム濃度をＩＣＰで測定し、式（４）により算出した。
酸化マグネシウムを濾液に添加して白色沈殿物（塩基性炭酸マグネシウム）を析出させた反応時間とＭｇ回収率との関係を図１０に示す。更に白色沈殿物を、電気炉にて１２００℃×２時間で焼成し、得られた酸化マグネシウムの純度と添加剤の添加量を表５に示す。
【００６６】
＜実施例１３＞
実施例１３では、添加剤としてアンモニア水に変えて、酸化マグネシウムを４ｇ／Ｌで濾液に添加したこと、及びＭｇ回収率を算出したこと以外は実施例１と同様の操作を行った。Ｍｇ回収率は、所定時間ごとに溶液をサンプリングし、濾液のマグネシウム濃度をＩＣＰで測定し、式（４）により算出した。
酸化マグネシウムを濾液に添加して白色沈殿物（塩基性炭酸マグネシウム）を析出させた反応時間とＭｇ回収率との関係を図１０に示す。更に白色沈殿物を、電気炉にて１２００℃×２時間で焼成し、得られた酸化マグネシウムの純度と添加剤の添加量を表５に示す。
【００６７】
＜実施例１４＞
実施例１４では、添加剤としてアンモニア水に変えて、水酸化マグネシウムを１７ｇ／Ｌで濾液に添加したこと、及びＭｇ回収率を算出したこと以外は実施例１と同様の操作を行った。Ｍｇ回収率は、所定時間ごとに溶液をサンプリングし、濾液のマグネシウム濃度をＩＣＰで測定し、式（４）により算出した。
酸化マグネシウムを濾液に添加して白色沈殿物（塩基性炭酸マグネシウム）を析出させた反応時間とＭｇ回収率との関係を図９に示す。更に白色沈殿物を、電気炉にて１２００℃×２時間で焼成し、得られた酸化マグネシウムの純度と添加剤の添加量を表５に示す。
【００６８】
＜実施例１５＞
実施例１５では、添加剤としてアンモニア水に変えて、塩基性炭酸マグネシウムを２０ｇ／Ｌで濾液に添加したこと、及びＭｇ回収率を算出したこと以外は実施例１と同様の操作を行った。Ｍｇ回収率は、所定時間ごとに溶液をサンプリングし、濾液のマグネシウム濃度をＩＣＰで測定し、式（４）により算出した。
酸化マグネシウムを濾液に添加して白色沈殿物（塩基性炭酸マグネシウム）を析出させた反応時間とＭｇ回収率との関係を図９に示す。更に白色沈殿物を、電気炉にて１２００℃×２時間で焼成し、得られた酸化マグネシウムの純度と添加剤の添加量を表５に示す。
【００６９】
【表５】
2014080347.tif 000007
【００７０】
＜評価＞
図９より、添加剤として酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、及び塩基性炭酸マグネシウムのいずれを加えても、溶液中Ｍｇを回収することが可能であり、反応時間２時間で９０質量％以上のＭｇ回収率であった。
実施例１１〜１３，１５で得られた沈殿物は塩基性炭酸マグネシウムの単相であったが、実施例１４で得られた沈殿物は未反応物と思われる水酸化マグネシウムと塩基性炭酸マグネシウムの混合物であった。実施例１１〜１５で得られた沈殿物を、１２００℃×２時間で焼成したところ、酸化マグネシウムの単相が得られた。表５より、いずれの添加剤を投入しても得られた酸化マグネシウムは、９９．９質量％以上の純度であった。
図１０より、酸化マグネシウムの添加量が増加すると、反応速度が早くなることがわかるので、添加量は多いことが好ましい。最終製品である酸化マグネシウムの純度は、表５より、いずれの酸化マグネシウムの添加量であっても９９．９質量％以上であった。
【図１】
2014080347.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2014080347.tif 000015
【図１０】
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【図９】
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