(57)【要約】【課題】  コークス使用量を削減しても、製造される石灰乳の粘度が増大しない石灰乳の製造方法を提供する。【解決手段】  石灰炉内で、石灰石をコークスの燃焼熱により熱分解して生石灰を製造し、その生石灰を温水と反応させて石灰乳を製造する方法において、石灰石の熱分解に使用するコークス量を、石灰石１００重量部に対して１０〜１５重量部から１．０〜７．０重量％削減し、生石灰と温水との反応開始温度を３０〜５０℃とする。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石灰炉内で、石灰石をコークスの燃焼熱により熱分解して生石灰を製造し、その生石灰を温水と反応させて水酸化カルシウム水性懸濁液を製造する方法において、石灰石の熱分解に使用するコークス量を、石灰石１００重量部に対して１０〜１５重量部から１．０〜７．０重量％削減し、生石灰と温水との反応開始温度を３０〜５０℃とすることを特徴とする水酸化カルシウム水性懸濁液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な水酸化カルシウム水性懸濁液の製造方法に関するものであり、この水酸化カルシウム水性懸濁液は、粘度が低く、配管輸送が容易であり、中和処理等の種々の処理を効率よく行うことができる。したがって、本発明の高濃度水酸化カルシウム水性懸濁液は、種々の酸性物、特に酸性廃水の中和処理剤として好適に用いられ、その他、溶融炉からでる溶融金属の受け皿への付着防止剤、電気溶接時に飛散する溶融金属の溶接個所以外の金属面への付着防止剤、塗料やプラスチックの充填剤、建築用壁材、地盤改良材等としても有用である。
【背景技術】
【０００２】
水酸化カルシウム水性懸濁液は、最初に石灰石とコークスを石灰炉内で燃焼させて、石灰石を生石灰（ＣａＯ）と炭酸ガスに分解させ、その生石灰の粒子に過剰の温水を混合、反応させることにより製造される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
石灰炉内での石灰石とコークスとの燃焼に際して、コークスの使用量は石灰石１００重量部に対して１０〜１５重量部と多く、原料コスト削減にはコークス使用量の低減が不可欠である。
【０００４】
しかしながら、コークス使用量を低減すると、生成する生石灰の比表面積が大きくなり、その生石灰の粒子に過剰の温水を混合、反応させて得られる水酸化カルシウム水性懸濁液は粘度が上昇し、懸濁液の配管輸送が困難となるため、粘度上昇を抑制しながらコークス使用量も低減することができる方法が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９１８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、コークス使用量の低減による粘度上昇を抑制できる水酸化カルシウム水性懸濁液の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討を行った結果、石灰炉内で、石灰石をコークスの燃焼熱により熱分解して生石灰を製造し、その生石灰を温水と反応させて水酸化カルシウム水性懸濁液を製造する方法において、石灰石の熱分解に使用するコークス量を、石灰石１００重量部に対して１０〜１５重量部から１．０〜７．０重量％削減し、生石灰と温水との反応開始温度を３０〜５０℃とすることにより、水酸化カルシウム水性懸濁液の粘度上昇を抑えながら、好ましい粘度範囲の水酸化カルシウム水性懸濁液（以下、石灰乳と略記する）を製造することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、石灰乳の粘度上昇を抑制した石灰乳の製造方法に関するものである。
【０００９】
まず、生石灰の製造方法を図１により説明する。
【００１０】
一般的には、石灰炉に石灰石とコークスを同時に投入し、コークスの燃焼作用により１０００℃程度の温度において、石灰石を生石灰（ＣａＯ）と炭酸ガス（ＣＯ２）に分解させて、生石灰を製造する。
【００１１】
石灰石は２０〜１００ｍｍの大きさの石灰石を使用し、コークスは燃焼効率が良い数ｍｍ〜５０ｍｍの粒径の小さいコークスを使用する。
【００１２】
石灰炉の大きさ、石灰炉内への石灰石の投入量及びコークスの投入量は生産量により決定されるが、通常、炉内径が４〜８ｍ、高さが３０〜５０ｍである場合、石灰石の投入量は数１００トン／日、コークスの投入量は数１０トン／日である。
【００１３】
石灰炉の材質は、通常、内部が耐火煉瓦であり、その外側が鋼板で覆われている。
【００１４】
石灰炉への石灰石とコークスの投入は、上部の炉上ホッパー（１）を使用する。この炉上ホッパー（１）の下部には、回転可能なシューター（２）を取り付け、このシューター（２）により石灰炉体（３）に均一に石灰石とコークスを供給することが好ましい。
【００１５】
石灰炉体（３）は、上部の予熱部分（４）、中部の焼成部（５）、及び下部の空冷部（７）から構成され、その炉上の温度が１５０〜２００℃程度となった時点で、石灰石とコークスを同時に投入する。その投入速度は、石灰炉の高さ及び内径により異なるが、高さが２０〜４０ｍ、内径が４〜８ｍの石灰炉であれば、数トン／分の割合で供給することが適当である。この予熱部分（４）を石灰石とコークスが徐々に降下するが、数１００℃となるとコークスが着火し、燃焼しながら予熱部分（４）を降下し、焼成部（５）に達する。
【００１６】
この焼成部（５）の温度がコークスの燃焼で９００℃以上に達すると、石灰石は生石灰と炭酸ガスに分解し始め、この焼成部（５）は１０００℃程度の温度に達し、生石灰が生成する。
【００１７】
生成した生石灰は、石灰炉の炉底（６）から送気された空気と熱交換し、冷却されながら石灰炉の空冷部（７）を降下して炉底（６）に達し、炉外に排出され、生石灰タンクへ送られ貯蔵される。
【００１８】
生石灰の製造方法において、石灰炉に投入する石灰石とコークスの割合は、通常、石灰石１００重量部に対してコークス１０〜１５重量部であるが、コークスのコストは生石灰製造コスト全体に占める割合が大きく、コークス使用量を削減することが望まれている。
【００１９】
そこで、本発明の製造方法においては、石灰石の熱分解に使用するコークス量を、石灰石１００重量部に対して１０〜１５重量部から１．０〜７．０重量％削減することを特徴とする。
【００２０】
コークス投入量を削減すると、生石灰のＩｇ−Ｌｏｓｓ（％）、ＣａＯ含有量（％）、及び焼成度（％）は変化しないが、生石灰と温水との反応により製造される石灰乳の粘度が上昇する。その一つの原因として、生石灰の比表面積（水銀圧入法で測定）の上昇が考えられる。
【００２１】
コークス投入量を削減して製造された生石灰を使用して石灰乳を製造すると、粘度が５０ｃｐ程度から５００ｃｐを超える粘度まで上昇し、配管輸送が困難となる。
【００２２】
従って、コークス投入量を削減しても、製造される石灰乳の粘度を上昇させないため、本発明では生石灰と温水との反応開始温度を３０〜５０℃にするものである。
【００２３】
その際、製造される石灰乳の濃度は２．６〜２．８モル／Ｌとなり、反応率は７０〜８０％の範囲となる。
【００２４】
本発明におけるコークス使用量の削減率は１．０〜７．０重量％である。その理由は、１．０重量％未満では削減効果が小さく、７．０重量％を超えると反応開始温度を３０〜５０℃とした場合でも石灰乳の粘度の上昇を抑制できないからである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の石灰乳の製造方法によれば、石灰炉でのコークスの使用量を１．０〜７．０重量％低減しても従来の石灰乳と同程度の粘度の石灰乳が製造でき、燃料費のコスト削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】石灰炉の内部を示す概略図である。
【図２】生石灰と温水との反応における反応時間と反応率の関係を示す図である。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００２８】
参考例１
一般的な方法で生石灰を製造する方法を以下に示す。
【００２９】
石灰炉の上部の炉上ホッパー（１）に、石灰石１００重量部に対してコークス１２．５重量部の割合で、石灰石とコークスを投入する。この炉上ホッパー（１）の下部には、回転可能なシューター（２）が取り付けられており、このシューター（２）により石灰石とコークスが石灰炉体（３）に均一に供給される。
【００３０】
石灰炉体（３）の上部は予熱部分（４）となっており、その炉上の温度が１７０℃になった時点で、石灰石とコークスを同時に石灰炉体（３）に投入した。この予熱部分（４）でコークスが数１００℃となると着火し、燃焼しながら降下し、焼成部（５）に達する。
【００３１】
この焼成部（５）の温度がコークスの燃焼で９００℃以上に達すると、石灰石は生石灰と炭酸ガスに分解し始め、この焼成部（５）は平均１０００℃程度の温度に達する。
【００３２】
この焼成部（５）で生石灰が生成する。
【００３３】
生成した生石灰は、石灰炉の炉底（６）から送気された空気と熱交換し、冷却されながら石灰炉の空冷部（７）を降下し、炉底（６）に達する。
【００３４】
炉底（６）に達した生石灰は、排石装置を通して炉外に排出される。
【００３５】
製造された生石灰の性状を表１に示した。
【００３６】
攪拌機（ＨＥＩＤＯＮ社製、型式：スリーワンモーター  ６００Ｇ）付きの５Ｌビーカーに、前記生石灰４００ｇ及び水２Ｌを添加し、４００ｒｐｍで回転し、反応開始温度を６０℃として石灰乳を製造した。
【００３７】
図２に、その際の反応時間に対する反応率を示す。図２によれば、反応時間が９０分になると、反応率が７４％程度で飽和していることが示されている。この反応時間が６０分である石灰乳の粘度を測定すると４７ｃｐであった。
【００３８】
実施例１
コークスの使用量を、石灰石１００重量部に対して１２．２重量部（コークス使用削減率＝２．６％）とし、反応開始温度を４０℃としたこと以外は、参考例１と同じ方法で石灰乳を製造した。
【００３９】
製造された生石灰の性状を表１に示した。
【００４０】
また、その生石灰を使用して石灰乳を製造した際の反応時間に対する反応率を図２に示す。図２によれば、反応時間が１２０分に達すると、反応率が７５％付近で飽和していることが示されている。この反応時間が６０分である石灰乳の粘度を測定すると３２ｃｐであった。
【００４１】
実施例２
コークスの使用量を、石灰石１００重量部に対して１１．８重量部（コークス使用削減率＝５．３％）とし、反応開始温度を４０℃としたこと以外は、参考例１と同じ方法で石灰乳を製造した。
【００４２】
製造された生石灰の性状を表１に示した。
【００４３】
また、その生石灰を使用して石灰乳を製造した際の反応時間に対する反応率を図２に示す。図２によれば、反応時間が１２０分に達すると、反応率が７６％程度まで到達していることが示されている。この反応時間が６０分である石灰乳の粘度を測定すると３７ｃｐであった。
【００４４】
実施例３
コークスの使用量を、石灰石１００重量部に対して１１．６重量部（コークス使用削減率＝７．０％）とし、反応開始温度を４０℃としたこと以外は、参考例１と同じ方法で石灰乳を製造した。
【００４５】
製造された生石灰の性状を表１に示した。
【００４６】
また、その生石灰を使用して石灰乳を製造した際の反応時間に対する反応率を図２に示す。図２によれば、反応時間が９０分に達すると、反応率が７５％程度まで到達していることが示されている。この反応時間が６０分である石灰乳の粘度を測定すると３３０ｃｐであった。
【００４７】
実施例４
実施例３で製造した生石灰を使用して、反応開始温度を３５℃としたこと以外は、実施例３と同じ方法で石灰乳を製造した。
【００４８】
図２に、生石灰と温水との反応時間に対する反応率を示す。図２によれば、反応時間とともに徐々に反応率が大きくなり、１５０分で反応率が７５％まで達することが示されている。この反応時間が６０分である石灰乳の粘度を測定すると１９３ｃｐであった。
【００４９】
実施例５
実施例３で製造した生石灰を使用して、反応開始温度を３０℃としたこと以外は、実施例３と同じ方法で石灰乳を製造した。
【００５０】
図２に、生石灰と温水との反応時間に対する反応率を示す。図２によれば、反応時間とともに徐々に反応率が大きくなり、１２０分で反応率が６５％まで達することが示されている。この反応時間が６０分である石灰乳の粘度を測定すると１１０ｃｐであった。
【００５１】
比較例１
実施例１で製造した生石灰を使用して、参考例１と同じ方法で石灰乳を製造した。
【００５２】
図２に、生石灰と温水との反応時間に対する反応率を示す。図２によれば、反応時間が６０分に達すると、反応率が７４％程度まで到達していることが示されている。この反応時間が６０分である石灰乳の粘度を測定すると２６３ｃｐであった。
【００５３】
比較例２
実施例２で製造した生石灰を使用して、参考例１と同じ方法で石灰乳を製造した。
【００５４】
図２に、生石灰と温水との反応時間に対する反応率を示す。図２によれば、反応時間が９０分に達すると、反応率が７７％程度まで到達していることが示されている。この反応時間が６０分である石灰乳の粘度を測定すると１５０ｃｐであった。
【００５５】
比較例３
実施例３で製造した生石灰を使用して、参考例１と同じ方法で石灰乳を製造した。
【００５６】
図２に、生石灰と温水との反応時間に対する反応率を示す。図２によれば、反応時間が９０分に達すると、反応率が７５％程度まで到達していることが示されている。この反応時間が６０分である石灰乳の粘度を測定すると５７２ｃｐと非常に大きい値であった。
【００５７】
【表１】
2014125423.tif 000002
＊１：石灰石１００重量部に対するコークスの使用量（重量部）
＊２：１０００℃で強熱した時の重量減少率（％）を測定
＊３：キレート滴定法で測定
＊４：水銀圧入法による比表面積計（島津社製、型式：自動ポロシメータ  オートポアＩＶ９５１０）を使用して測定
表２に、コークス使用削減率、反応開始温度、及び反応６０分後の石灰乳の粘度を示す。
【００５８】
【表２】
2014125423.tif 000003
以上のことから、コークス使用量を削減した場合には、反応開始温度を３０〜５０℃に制御することにより、製造する石灰乳の粘度を低くすることができ、好ましい粘度範囲の石灰乳を製造できることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の石灰乳の製造方法は、コークス使用量を削減しても、製造する石灰乳の粘度を低く抑えることが可能である。コークス使用量の削減により、エネルギーコストの低減だけでなく、ＣＯ２発生量を低減でき、ＣＯ２規制に対する諸問題を解決することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１：炉上ホッパー
２：シューター
３：石灰炉体
４：予熱部分
５：焼成部
６：炉底
７：空冷部
◇：参考例１
□：実施例１
○：実施例２
△：実施例３
▲：実施例４
＊：実施例５
■：比較例１
●：比較例２
◆：比較例３
【図１】
2014125423.tif 000004
【図２】
2014125423.tif 000005