(57)【要約】【課題】農業用土壌改質に用いられる土壌改質材、酸性雨中和剤、描線材、家畜の屎尿及びウイルスや細菌消毒処理剤、酸性廃液の中和処理剤、排ガス処理剤等に好適な軽質粒状消石灰を高い歩留まりで得ることができる。【解決手段】平均粒径が０．５ｍｍ〜１１．２ｍｍ、見掛け比重が０．８〜１．３の粗粒生石灰に理論消化水量の０．７倍量〜１．４倍量の水を均一に噴霧することにより、粗粒生石灰と水とを５秒〜２０分間乾式反応させ、粗粒生石灰を消化率２５％〜８５％に部分消化することにより軽質粒状消石灰を得る。また部分消化に使用する水として炭素数１〜３のアルコール、糖アルコール類、グリコール類又は塩類のような添加剤を含む水溶液を用いることで、その用途に合わせて見掛け比重及び水中崩壊耐性を制御した軽質粒状消石灰が得られる。【選択図】図１
2006096593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が０．５ｍｍ〜１１．２ｍｍ、見掛け比重が０．８〜１．３の粗粒生石灰に理論消化水量の０．７倍量〜１．４倍量の水を均一に噴霧して、前記粗粒生石灰と前記水とを５秒〜２０分間乾式反応させることにより、前記粗粒生石灰を消化率２５％〜８５％に部分消化することを特徴とする軽質粒状消石灰の製造方法。
【請求項２】
部分消化に使用する水が添加剤を含む水溶液であり、前記添加剤が炭素数１〜３のアルコール、糖アルコール類、グリコール類又は塩類である請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
添加剤が炭素数１〜３のアルコールであるとき、
前記炭素数１〜３のアルコールの添加量が５〜２０重量％である請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
添加剤が糖アルコール類であるとき、
前記糖アルコール類の添加量が０．５〜２重量％である請求項２記載の製造方法。
【請求項５】
添加剤がグリコール類であるとき、
前記グリコール類の添加量が０．５〜２重量％である請求項２記載の製造方法。
【請求項６】
添加剤が塩類であるとき、
前記塩類の添加量が０．５〜２重量％である請求項２記載の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか１項に記載の製造方法により得られる軽質粒状消石灰であって、前記消石灰の平均粒径が０．６ｍｍ〜１４ｍｍ、見掛け比重が０．５〜０．９、及び消化率が２５％〜８５％であることを特徴とする軽質粒状消石灰。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用土壌改質に用いられる土壌改質材、酸性雨中和剤、描線材、家畜の屎尿及びウイルスや細菌消毒処理剤、酸性廃液の中和処理剤、排ガス処理剤等に好適な軽質粒状消石灰の製造方法及びこの方法により得られる軽質粒状消石灰に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
農業用土壌の改質や、家畜の屎尿及びウイルスや細菌消毒処理に生石灰や消石灰が利用されている。また消石灰は、学校等のグラウンドに競技用トラック等を表示する描線材としても一般的に使用されている。生石灰は保存中や散布中に水との接触や空気中の湿気を吸収して高温を発生する危険性がある。一方、消石灰は生石灰と水とを接触させて消化反応を起こすことで合成される。そのため消石灰は空気中で保存しても生石灰のように発熱することはないが、微粉末状の形態で得られるため、その取扱いが困難であり、土壌への散布中や散布後に風によって飛散してしまい、散布効果が低下するとともに、人畜に害を及ぼす問題があった。同様に、消石灰粉末を描線器に投入する際や、描線中に消石灰粉末が風によって飛散し、その作業者の身体に付着したり、描いた線の縁が薄くぼやけてしまう欠点があった。
【０００３】
また、鶏や豚、牛などの畜産における畜舎の消毒には生石灰や消石灰が使用されるが、生石灰を使用した場合は、屎尿や汚物等に含まれる水分と生石灰とが直ちに反応を起こし、生成した消石灰が粉塵として飛散してしまう問題があった。また、消石灰を使用した場合は、消石灰が封入された袋を開袋する際や作業中に発生する浮遊粉塵を家畜や作業員が吸引してしまう問題を生じていた。
また、鳥インフルエンザなどの発生により家畜を処分しなければならない場合には消石灰散布による消毒作業が行われたが、消石灰は容易に風に巻き上げられてしまうため作業性が悪く、この風に巻き上げられた消石灰が、消毒作業周辺の家屋に降下粉塵として堆積してしまう問題があった。
また、土壌改質や酸性雨対策として消石灰の散布を行うが、消石灰粉末を散布した場合は、風が吹くときなどは均一な散布が困難であり、散布した周辺の家屋に降下粉塵として堆積してしまう問題があった。また、消石灰粉末を散布した森林では樹木の葉の表皮に消石灰が堆積してしまい、景観が白くなるばかりでなく植生に悪影響を生じることもあった。
【０００４】
また、酸性廃液を中和するための中和処理剤に消石灰を利用する場合は、消石灰粉末を用いてアルカリ水溶液を作り、その上澄み液を中和液として使用してきたが、取扱い難く、また、中和液に消石灰スラリーが混入した場合、攪拌後の沈降性が悪いため中和した廃液が白濁してしまう問題もあった。この場合、白濁した状態が続き河川を汚濁することがある。
更に、酸性排ガスを中和するための排ガス処理剤として使用する場合は、従来は、排ガスが通過する煙道ダクトに直接消石灰粉末を吹込み、バグフィルタ等で捕集する際に、酸性ガスを吸着するものであった。しかし、バグフィルタで捕集する際、排ガス中に含まれる塩素分と消石灰とが反応して塩化カルシウムを生成するが、この生成した塩化カルシウムが大気中の湿気を吸って潮解してしまい、バグフィルタのろ布に付着してバグフィルタを目詰まりさせてしまう問題があった。
【０００５】
そのため、消石灰を顆粒状にすることによって粉末状消石灰の欠点を解消し、作業環境を改善する試みが種々なされてきた。通常、この顆粒状消石灰は、消石灰の製造時に、凝集したものを篩により粒径を調整して得られていたため、少量、具体的には５％以下の割合で副産物として自然発生しているにすぎず、残りの大部分は微粉末状で得られていた。従来の消石灰の製造方法では、顆粒状消石灰の発生量は運転状態や原料に大きく左右されてしまうため、顆粒状消石灰を安定して製造することが困難であった。また、顆粒状消石灰は、従来の消石灰製造における副産物として得られるにすぎないため、得られた顆粒消石灰中に未反応物などの不純物が混入し易く、物性値や外観が悪いなどの品位の低下問題が生じていた。特に、顆粒消石灰中に炭酸カルシウムなどの不純物が混入すると、容重（見掛け比重）が大きく変化してしまうため、製品を袋詰めしパレットに段積みした場合、高さが不揃いになり商品の価値が悪くなるだけでなく、作業性も悪くなり危険であった。
【０００６】
上記諸問題を解決する方策として、消石灰にステフェン廃水濃縮液、アルコール醗酵廃液濃縮液、リグニンスルホン酸塩溶液等の有機物を含む造粒剤を加え２５〜７０ｋｇ／ｃｍ2の圧力の下で捏和する捏和工程と、捏和された消石灰を、厚さ３ｍｍ以下のスクリーンを通して５〜４０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で行う押出し造粒工程と、押出し造粒された消石灰を静的に乾燥する乾燥工程とを、順次経ることを特徴とする顆粒状消石灰の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に示される製造方法により、内部構造に造粒剤のもつ水分が乾燥することにより空間を形成して、水分の吸湿を容易ならしめるとともに崩壊を容易にすることができる。
また、消石灰粉末をメタノール水溶液で練り合わせた後、その練合物を多孔板に押圧し、各孔より吐出した小粒片を乾燥して粒化した消石灰を得る消石灰の製造方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２に示される製造方法により、飛散性が少なく流動性に優れた消石灰を得るため顆粒ないし細粒を呈する粒状に成形することができ、また製造が容易となり大量に生産することができる。
【０００７】
また、生石灰と水との反応により消石灰を合成する際に、共存する水分を結合剤にして造粒手段により消石灰を粒状化させるとともに、その時に起こる化学反応を利用して強度の大きい粒を製造することを特徴とする顆粒状消石灰の製造方法が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。この特許文献３では、強度の大きい顆粒状消石灰を経済的で簡略化された方法により得ることができる。
更に、生石灰粉末を流動させておいた噴霧乾燥室内に、消石灰に水を加えて作製したスラリーを噴霧させることにより、噴霧され水を含んだ消石灰粒と生石灰とを衝突させ、水和反応により、脱水と同時に発熱させ、消石灰粒中の水分を除去、乾燥させることを特徴とする顆粒状消石灰の製造方法が開示されている（例えば、特許文献４参照。）。この特許文献４に示される製造方法により、粒径が比較的揃い、かつ顆粒中の水分含有量が少なく、水崩壊性に優れ、乾燥コストを低減でき、品質に優れ、かつ製造コストの安価な顆粒状の消石灰を得ることができる。
【特許文献１】特公昭６３−８０４７号公報
【特許文献２】特公昭６３−１６３３２号公報
【特許文献３】特開昭６３−１２３８１２号公報
【特許文献４】特開昭６３−２９７２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献１〜４にそれぞれ示された顆粒状消石灰は、一度粉化した消石灰に水や添加剤を加えて造粒し乾燥する等の方法により得られているため、二次製品的であり生産効率が極めて悪かった。生石灰においても同様に、粉末生石灰の凝集、圧縮成型なども存在するが規模的にも小さく効率が悪かった。
また上記特許文献１〜４に示される顆粒消石灰や造粒消石灰を土壌改質剤として田畑に散布した場合は、顆粒消石灰や造粒消石灰は消石灰粒子間の凝集力や固着、圧着力が強すぎるため、散布後でも粉化せずに塊のまま存在し易く、土中でアルカリ分が不均一になりやすい問題が生じていた。
更に上記特許文献１〜４に示される顆粒消石灰を中和処理剤として使用した場合は、顆粒消石灰では不純分が混入し易いため残渣やスラッジの発生が多く、アルカリ分の溶出（反応性）にやや劣る問題があった。また、生産量が少ないため定量供給が難しい。また、粒状消石灰では、水中で崩壊し難く、アルカリ分の溶出（反応性）に劣る問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、農業用土壌改質に用いられる土壌改質材、酸性雨中和剤、描線材、家畜の屎尿及びウイルスや細菌消毒処理剤、酸性廃液の中和処理剤、排ガス処理剤等に好適な軽質粒状消石灰を高い歩留まりで得ることができる、軽質粒状消石灰の製造方法及びこの方法により得られる粒状消石灰を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、平均粒径が０．５ｍｍ〜１１．２ｍｍ、見掛け比重が０．８〜１．３の粗粒生石灰に理論消化水量の０．７倍量〜１．４倍量の水を均一に噴霧して、粗粒生石灰と水とを５秒〜２０分間乾式反応させることにより、粗粒生石灰を消化率２５％〜８５％に部分消化することを特徴とする軽質粒状消石灰の製造方法である。
請求項１に係る発明では、この製造方法により、原料となる粗粒生石灰は全て消化されずに部分的に消化されているに留まり、この部分消化により、生石灰領域が核となり、この生石灰領域に消石灰凝集粒子が堆積して堆積層を形成した構造を有する軽質粒状消石灰を高い歩留まりで製造することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、部分消化に使用する水が添加剤を含む水溶液であり、添加剤が炭素数１〜３のアルコール、糖アルコール類、グリコール類又は塩類である製造方法である。
請求項２に係る発明では、添加剤を含む水溶液を部分消化に使用することで、その用途に合わせて見掛け比重及び水中崩壊耐性を制御した軽質粒状消石灰が得られる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明であって、添加剤が炭素数１〜３のアルコールであるとき、炭素数１〜３のアルコールの添加量が５〜２０重量％である製造方法である。
請求項４に係る発明は、請求項２に係る発明であって、添加剤が糖アルコール類であるとき、糖アルコール類の添加量が０．５〜２重量％である製造方法である。
請求項５に係る発明は、請求項２に係る発明であって、添加剤がグリコール類であるとき、グリコール類の添加量が０．５〜２重量％である製造方法である。
請求項３〜５に係る発明では、添加剤として炭素数１〜３のアルコール、糖アルコール類、グリコール類を上記割合で添加させた水溶液を部分消化に使用することで、部分消化に水を使用して得られる軽質粒状消石灰に比べて、見掛け比重が小さく、かつ水中崩壊耐性が高くなるため、酸性廃液の中和処理剤の用途に特に好適な軽質粒状消石灰が得られる。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項２に係る発明であって、添加剤が塩類であるとき、塩類の添加量が０．５〜２重量％である製造方法である。
請求項６に係る発明では、添加剤として塩類を上記割合で添加させた水溶液を部分消化に使用することで、部分消化に水を使用して得られる軽質粒状消石灰に比べて、見掛け比重が大きく、かつ水中崩壊耐性が低くなるため、酸性廃液の中和処理剤及び排ガス処理剤の双方の用途に特に好適な軽質粒状消石灰が得られる。
【００１４】
請求項７に係る発明は、図１（ｃ）に示すように、請求項１ないし６いずれか１項に記載の製造方法により得られる軽質粒状消石灰であって、消石灰の平均粒径が０．６ｍｍ〜１４ｍｍ、見掛け比重が０．５〜０．９、及び消化率が２５％〜８５％であることを特徴とする軽質粒状消石灰である。
請求項１〜６に記載の製造方法により得られる請求項７に係る軽質粒状消石灰は、見掛け比重が小さく、消石灰粒子が多次凝集して形成されたポーラス状の軽質粒状消石灰である。また、多次凝集しているポーラス状消石灰中に生石灰が核として存在した構造を有するため、水が軽質粒状消石灰の内部に速やかに侵入可能であり、また崩壊し易い。そのため、水との親和性を示す活性度が大きく、水中崩壊耐性が低い結果が得られる。造粒などの工程を施さなくても所望の粒径とすることができるため、生産効率が高い。また平均粒径が０．６ｍｍ〜１４ｍｍと大きい粒状であるため、本発明の軽質粒状消石灰が封入された袋を開袋する際や作業時にも発塵することがない。また、鳥インフルエンザなどの発生により家畜の処分や消毒をする際に、本発明の軽質粒状消石灰を用いた場合、平均粒径が０．６ｍｍ〜１４ｍｍと大きい粒状であるため、風に巻き上げられることも少なく、作業環境が大幅に改善される。また、土壌改質や酸性雨対策について本発明の軽質粒状消石灰を用いた場合も、平均粒径が０．６ｍｍ〜１４ｍｍと大きい粒状であるため、風による飛散がなく空中から均一な散布を行うことが可能となる。また粉末状の消石灰とは異なり、本発明の軽質粒状消石灰を散布した森林では樹木の葉の表皮に過剰に堆積することはないので環境にも優しい。水に対して適度に崩壊して塊状のまま残存することがないので、環境にも優しい。また、活性度が大きいため、素早くアルカリ分を溶出でき、粒状消石灰であるため懸濁化もしない。そのため、本発明の軽質粒状消石灰を酸性廃液の中和処理剤に使用する場合、アルカリ上澄み液を得るために沈降させる工程を、従来の消石灰粉末を使用した場合に比べて大幅に短縮できる。更に、軽質粒状消石灰の核として存在する生石灰が大気中の湿気を捉えるため、本発明の軽質粒状消石灰を排ガス処理剤に使用した場合、塩化カルシウムの潮解を抑制する効果が期待でき、排ガス処理剤として使用することで、バグフィルタを目詰まりさせることなく酸性排ガスの中和及び浄化が可能となる。このように、上記物性を有することで農業用土壌改質に用いられる土壌改質材、酸性雨中和剤、描線材、家畜の屎尿及びウイルスや細菌消毒処理剤、酸性廃液の中和処理剤、排ガス処理剤等に好適な材料となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上述べたように、本発明の軽質粒状消石灰の製造方法は、平均粒径が０．５ｍｍ〜１１．２ｍｍ、見掛け比重が０．８〜１．３の粗粒生石灰に理論消化水量の０．７倍量〜１．４倍量の水を均一に噴霧して、粗粒生石灰と水とを５秒〜２０分間乾式反応させることにより、粗粒生石灰を消化率２５％〜８５％に部分消化することにより軽質粒状消石灰を得る。この製造方法により、原料となる粗粒生石灰は全て消化されずに部分的に消化されているに留まり、この部分消化により、生石灰領域が核となり、この生石灰領域に消石灰凝集粒子が堆積して堆積層を形成した構造を有する軽質粒状消石灰が得られる。
【００１６】
また本発明の軽質粒状消石灰は、本発明の製造方法により得られる軽質粒状消石灰であり、見掛け比重が小さく、消石灰粒子が多次凝集して形成されたポーラス状の軽質粒状消石灰である。また、多次凝集しているポーラス状消石灰中に生石灰が核として存在した構造を有するため、水が軽質粒状消石灰の内部に速やかに侵入可能であり、また崩壊し易い。そのため、水との親和性を示す活性度が大きく、水中崩壊耐性が低い結果が得られる。造粒などの工程を施さなくても所望の粒径とすることができるため、生産効率が高い。また平均粒径が０．６ｍｍ〜１４ｍｍと大きい粒状であるため、本発明の軽質粒状消石灰が封入された袋を開袋する際や作業時にも発塵することがない。また、鳥インフルエンザなどの発生により家畜の処分や消毒をする際に、本発明の軽質粒状消石灰を用いた場合、平均粒径が０．６ｍｍ〜１４ｍｍと大きい粒状であるため、風に巻き上げられることも少なく、作業環境が大幅に改善される。また、土壌改質や酸性雨対策について本発明の軽質粒状消石灰を用いた場合も、平均粒径が０．６ｍｍ〜１４ｍｍと大きい粒状であるため、風による飛散がなく空中から均一な散布を行うことが可能となる。また粉末状の消石灰とは異なり、本発明の軽質粒状消石灰を散布した森林では樹木の葉の表皮に過剰に堆積することはないので環境にも優しい。水に対して適度に崩壊して塊状のまま残存することがないので、環境にも優しい。また、活性度が大きいため、素早くアルカリ分を溶出でき、粒状消石灰であるため懸濁化もしない。そのため、本発明の軽質粒状消石灰を酸性廃液の中和処理剤に使用する場合、アルカリ上澄み液を得るために沈降させる工程を、従来の消石灰粉末を使用した場合に比べて大幅に短縮できる。更に、軽質粒状消石灰の核として存在する生石灰が大気中の湿気を捉えるため、本発明の軽質粒状消石灰を排ガス処理剤に使用した場合、塩化カルシウムの潮解を抑制する効果が期待でき、排ガス処理剤として使用することで、バグフィルタを目詰まりさせることなく酸性排ガスの中和及び浄化が可能となる。このように、上記物性を有することで農業用土壌改質に用いられる土壌改質材、酸性雨中和剤、描線材、家畜の屎尿及びウイルスや細菌消毒処理剤、酸性廃液の中和処理剤、排ガス処理剤等に好適な材料となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の軽質粒状消石灰の製造方法を説明する。
図１（ａ）に示すように、本発明の軽質粒状消石灰の原料である生石灰１１は、通常の生石灰の製造方法と同様、石灰石を焼成して石灰石中の炭酸成分が抜けることで得られる。この製造過程において、生石灰粉末同士が凝集してその凝集粒子同士の間に形成される隙間である細孔や、炭酸成分が抜けることによって生じる脱炭酸孔１１ａが形成される。得られた生石灰は、一定の大きさに破砕し、篩い等で粒径を制御することで、本発明の軽質粒状消石灰の原料として好適な平均粒径が０．５ｍｍ〜１１．２ｍｍ、見掛け比重が０．８〜１．３の粗粒生石灰とする。平均粒径が１ｍｍ〜５ｍｍ、見掛け比重が０．９〜１．１が好ましい。
【００１８】
本発明の軽質粒状消石灰の製造方法の特徴ある構成は、この粗粒生石灰に理論消化水量の０．７倍量〜１．４倍量の水を均一に噴霧して、粗粒生石灰と水とを５秒〜２０分間乾式反応させることにより、粗粒生石灰を消化率２５％〜８５％に部分消化するところにある。
粗粒生石灰に理論消化水量の０．７倍量〜１．４倍量の水を均一に噴霧して、粗粒生石灰と水とを乾式反応させることにより、図１（ｂ）に示すように、粗粒生石灰の粒径を維持しながら、先ず、粗粒生石灰表面や、粗粒生石灰の製造過程で形成された脱炭酸孔、細孔等に噴霧した水が接触して消化し始める。この消化により粗粒生石灰表面や、脱炭酸孔、細孔等に消石灰の一次粒子が形成され、続いてその周辺部近傍にも消化によって一次粒子が形成される。続いて、形成された一次粒子同士が凝集して消石灰の凝集粒子１３が形成される。なお、図１（ｂ）中に示される破線は、粗粒生石灰の表面位置を示したものである。図１（ｂ）中の符号１１ｂは脱炭酸孔、細孔が形成されていた位置を示す。本発明の製造方法により得られる軽質粒状消石灰は、粗粒生石灰と水とを５秒〜２０分間乾式反応させることにより、消化率が２５％〜８５％の範囲内となるように部分消化する。図１（ｃ）に示すように、乾式反応時間を５秒〜２０分間に規定することで、原料となる粗粒生石灰が全て消化されずに部分的に消化されているに留まり、この部分消化により得られる軽質粒状消石灰は、生石灰領域が核となり、この生石灰領域１２に消石灰凝集粒子１３ａが堆積して堆積層１３を形成した構造をとる。
【００１９】
本発明において粗粒生石灰に噴霧する消化水量は、理論消化水量の０．７倍量〜１．４倍量の範囲内に規定される。生石灰を水と反応させると次の式（１）に示される発熱反応をして消石灰が得られる。
【００２０】
ＣａＯ ＋ Ｈ2Ｏ ＝ Ｃａ(ＯＨ)2 ＋ 15.99kcal/mol(65.26kJ/mol)  ……（１）
理論的には生石灰１ｋｇに０．３２ｋｇの水を加えれば消石灰が得られることになる。このときの水量が理論消化水量である。従って、本発明における理論消化水量の０．７倍量〜１．４倍量とは、生石灰が１ｋｇであった場合、この生石灰１ｋｇに対して０．２２４ｋｇ〜０．４４８ｋｇの水を加えることに相当する。本発明において噴霧する消化水量が下限値未満であると、消化率が低くなりすぎてしまい、脱炭酸孔、細孔中の消化皮膜率が低く、生石灰の性質が強いため、水との接触や湿気を吸収して高温を発生する危険性があり、消化水量が上限値を越えると消化率が高くなりすぎてしまい、粉末状の消石灰の発生割合が多くなるため、粒状消石灰として十分な効果が得られず、歩留まりも悪くなる。消化水量は０．９倍量〜１．２倍量が好ましい。得られる軽質粒状消石灰を農業用土壌改質に用いられる土壌改質材に使用する場合は理論消化水量の０．７倍量〜１．４倍量に、描線材に用いる場合は理論消化水量の０．８倍量〜１．３倍量に、家畜の屎尿及びウイルスや細菌消毒処理剤に用いる場合は理論消化水量の０．７倍量〜１．０倍量に、酸性雨中和剤に用いる場合は、理論消化水量の１．０倍量〜１．４倍量に、酸性廃液の中和処理剤に用いる場合は、理論消化水量の０．７倍量〜１．４倍量に、排ガス処理剤に用いる場合は理論消化水量の１．０倍量〜１．４倍量と、用途に併せて噴霧条件を適宜調製するのが好ましい。この噴霧条件を変更することで、強熱減量（ignition loss）や消化率、活性度、水中崩壊耐性をある程度自由に制御することができる。なお、強熱減量とは、１ｇのサンプルを１０５０℃で１時間加熱した際に減じた割合であり、主な減量物質としては、サンプル中に含まれる炭酸カルシウムや結合水、付着水が考えられる。
また、粗粒生石灰に噴霧する水の温度は５℃〜８０℃の範囲内が好ましい。５℃未満の水では粉分の発生が多くなる不具合を生じ、８０℃を越えると、消化における反応速度が大きくなりすぎてしまうため、後から供給される水がただちに水蒸気に代わってしまい、粗粒生石灰との反応が気相反応となるため、生石灰内部の細孔を消化することなく反応が収束してしまい、生石灰の性質の強い軽質粒状消石灰ができてしまう不具合を生じる。粗粒生石灰に接触するときの水の粒子径は５〜２００μｍであることが消化反応が均一に進行するため好ましい。
【００２１】
粗粒生石灰と水との乾式反応時間が５秒未満であると、上記範囲の消化率を満たすことができず、乾式反応時間が２０分間を越えると、上記範囲を越える消化率となってしまうため、得られた軽質粒状消石灰が粉化してしまう不具合や、得られた消石灰が完全消化されたものになってしまう不具合を生じる。部分消化するための乾式反応時間は、粗粒生石灰の活性度が４００〜１００ｍｌ／５分であるとき、乾式反応時間を５秒〜６分間、粗粒生石灰の活性度が１００〜１０ｍｌ／５分であるとき、乾式反応時間を６分間〜２０分間とすることが好ましい。ここでいう活性度とは、一定粒度の生石灰を温水に投入してＨＣｌで中和し、このＨＣｌの消費量を測定する方法（粗粒滴定法）のうち、活性度５０ｇ法を用いたときの活性度を示し、具体的には、先ず、液温４０℃に保持した水２リットル中にサンプルを５０ｇ投入し、４規定のＨＣｌを用いて中和滴定を行い、５分間で消費したＨＣｌ量である。
【００２２】
本発明における消化率とは、部分消化前後における消石灰の重量増加量を部分消化前の消石灰重量に対する理論消化水量で除した割合をいう。得られる軽質粒状消石灰を農業用土壌改質に用いられる土壌改質材に使用する場合は粒度０．６〜５ｍｍで消化率４０％〜８５％に、描線材に用いる場合は粒度０．６〜２．５ｍｍで消化率６０％〜８０％に、家畜の屎尿及びウイルスや細菌消毒処理剤に用いる場合は粒度２．５〜５ｍｍで消化率２０％〜６０％に、酸性雨中和剤に用いる場合は、粒度０．６〜２．５ｍｍで消化率は６０％〜８５％に、酸性廃液の中和処理剤に用いる場合は、粒度０．６〜１４ｍｍで消化率は４０％〜８５％に、排ガス処理剤に用いる場合は粒度０．６〜５ｍｍで消化率６０％〜８５％と、用途に併せて製造条件を適宜調製するのが好ましい。この製造条件を変更することで、水への水和性をある程度自由に制御することができる。上記製造条件において消化率が２５％〜８５％の範囲内に部分消化する。消化率が下限値未満であると、脱炭酸孔、細孔中の消化皮膜率が低く、生石灰の性質が強いため、水との接触や湿気を吸収して高温を発生する危険性があり、消化率が上限値を越えると粉末状の消石灰の発生割合が多くなるため、粒状消石灰として十分な効果が得られず、歩留まりも悪くなる。消化率は６０％〜８０％が好ましい。
【００２３】
本発明の製造方法により得られる軽質粒状消石灰は、容積と重量の比である見掛け比重は通常の製造方法で得られる消石灰粉末とほぼ同等の見掛け比重を示すが、前述した活性度が非常に高く、かつ水中における膨潤崩壊が穏やかである。また、原料の粗粒生石灰が有する細孔や脱炭酸孔が本発明の軽質粒状消石灰では、そのままポーラス構造となっているため、水中におけるアルカリ分の溶出が早い。
【００２４】
本発明の軽質粒状消石灰の製造方法では、連続式の消化装置を使用することが好ましい。具体的には、図２に示すような連続式消化装置を用いて製造する。図２に示すように、連続式消化装置２０では、消化室２１の内部にベルトコンベア２２が水平に設けられる。また、消化室２１の一方の上端には、原料である粗粒生石灰２３をベルトコンベア２２上に供給するための供給口２１ａがベルトコンベア２２の一方の端部の直上に位置するように設けられ、他方の上端には、消化反応によって生じる発熱により発生する水蒸気や微粉末を回収する排気口２１ｂが設けられ、消化室２１の他方の下端には、部分消化によって得られる本発明の軽質粒状消石灰を回収する回収口２１ｃがベルトコンベア２２の他方の端部から落下する軽質粒状消石灰が回収可能な位置に設けられる。また、供給口２１ａには粗粒生石灰２３を定量供給可能な定量フィーダ２４が接続され、排気口２１ｂには、消化室２１内で発生する水蒸気や微粉末を回収する排気ファン２６が設けられる。排気口２１ｂと排気ファン２６との間には図示しないがバグフィルターを設けてもよい。消化室２１内部のベルトコンベア２２中央部の上方には、ベルトコンベア２２上に供給された粗粒生石灰２３に水２７を均一噴霧することが可能な噴霧器２８が設けられ、この噴霧器２８は配管２９を通じてポンプ３１に接続され、消化室２１外から水を供給可能な構成をとっている。
【００２５】
このような構成を有する連続式消化装置２０では、先ず、定量フィーダ２４によって粗粒生石灰２３をベルトコンベア２２上に定量供給する。定量フィーダ２４によってコンベア２２の一方の端部に供給された粗粒生石灰２３がベルトコンベア２２によって運送されてコンベア２２の他方の端部から落下して回収口２１ｃから回収されるまでの時間は、５秒〜２０分間となるようにベルトコンベア２２の移動速度が規定される。この移動速度によって本発明における乾式反応時間が決定する。また、ベルトコンベア２２上に供給される粗粒生石灰２３は、噴霧器２８から噴霧される水２７と均一にかつ直接接触する必要があるため、ベルトコンベア２２の表面積に対して粗粒生石灰２３を４０％〜６０％の割合となるように供給することが好ましい。
次に、ベルトコンベア２２上に供給した粗粒消石灰２３は、ベルトコンベア２２によって供給口２１ａ側に位置するコンベア２２の一方の端部から回収口２１ｃ側に位置するコンベア２２の他方の端部へと運送されながら、ベルトコンベア２２上方に設置された噴霧器２８から水２７が均一に噴霧される。噴霧器２８から噴霧される水２７の水量は、理論消化水量の０．７倍量〜１．４倍量の範囲内に規定される。上記水量で水２７を粗粒生石灰２３に均一に噴霧することによって粗粒生石灰２３と水２７がむらなく接触し、粗粒生石灰２３の表層に水２７が接触した箇所から消化反応が生じる。この消化反応により粗粒生石灰表面や、脱炭酸孔、細孔等に消石灰の一次粒子が形成され、続いてその周辺部近傍にも消化によって一次粒子が形成される。続いて、形成された一次粒子同士が凝集して粗粒生石灰に消石灰の凝集粒子が形成される。この消化反応は発熱反応であるため、噴霧されて未だ未反応の水２７の一部が水蒸気２７ａへと態変化するが、水蒸気２７ａが消化室２１内に滞留すると、消化反応によって生じた消石灰を粉化させてしまうため、この水蒸気２７ａは排気ファン２６を駆動することによって排気口２１ｂから消化室２１外部へと排気する。また、少量ではあるが、消石灰の微粉末も発生するおそれがあるため、同様に排気ファン２６によって消化室２１外部へと排気する。ベルトコンベア２２上で５秒〜２０分間乾式反応をさせることによって粗粒生石灰２３を消化率２５％〜８５％の範囲内にまで部分消化させて軽質粒状消石灰とする。得られた軽質粒状消石灰は、ベルトコンベア２２の端部から落下して回収口２１ｃから回収される。
【００２６】
なお、本発明の軽質粒状消石灰の製造方法においては、一般的に知られている消石灰粉末の製造方法における消化工程での生石灰と水とが混合した混合物を攪拌する必要がない。攪拌してしまうと粗粒生石灰２３の形状が破壊されてしまい、所望の軽質粒状消石灰が得られないためである。また、一般的に知られている消石灰粉末の製造方法における消化工程後の熟成工程も施す必要はない。もしこの熟成工程を施すと、消化工程で得られた軽質粒状消石灰が粉化してしまう不具合を生じるためである。
【００２７】
本発明の軽質粒状消石灰の製造方法では、部分消化に使用する水として添加剤を含む水溶液を用いてもよい。水溶液に添加する添加剤としては、炭素数１〜３のアルコール、糖アルコール類、グリコール類又は塩類が挙げられる。上記添加剤を含む水溶液を部分消化に使用することで、その用途に合わせて見掛け比重及び水中崩壊耐性を制御した軽質粒状消石灰が得られる。
炭素数１〜３のアルコールとしては、メタノールやエタノール、プロパノール等が挙げられる。添加剤に炭素数１〜３のアルコールを用いるとき、炭素数１〜３のアルコールの添加量は５〜２０重量％の範囲内が好ましい。特に好ましくは５〜１０重量％の範囲内である。糖アルコール類としては、ソルビットやフルクトース、マンニット等が挙げられる。添加剤に糖アルコール類を用いるとき、糖アルコール類の添加量は０．５〜２重量％の範囲内が好ましい。特に好ましくは０．５〜１重量％の範囲内である。グリコール類としては、ジエチルグリコール（ＤＥＧ）やエチレングリコール（ＥＧ）、プロピレングリコール（ＰＧ）等が挙げられる。添加剤にグリコール類を用いるとき、グリコール類の添加量は０．５〜２重量％の範囲内が好ましい。特に好ましくは０．５〜１重量％の範囲内である。添加剤として炭素数１〜３のアルコール、糖アルコール類、グリコール類を上記割合で添加させた水溶液を部分消化に使用することで、部分消化に水を使用して得られる軽質粒状消石灰に比べて、見掛け比重が小さく、かつ水中崩壊耐性が高くなるため、酸性廃液の中和処理剤の用途に特に好適な軽質粒状消石灰が得られる。水溶液に添加する炭素数１〜３のアルコール、糖アルコール類、グリコール類を上記割合に規定したのは、下限値未満では添加剤を用いた効果が得られず、上限値を越えると、得られた軽質粒状消石灰が粉化してしまったり、得られた軽質粒状消石灰が着色してしまう不具合を生じるからである。
【００２８】
本発明における塩類とは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩化物を指す。具体的には、ＮａＣｌ、ＣａＣｌ2、ＫＣｌ、ＡｌＣｌ3・６Ｈ2Ｏ、ＭｇＣｌ2・６Ｈ2Ｏ、ＢａＣｌ2・２Ｈ2Ｏなどが挙げられる。添加剤に塩類を用いるとき、塩類の添加量は０．５〜２重量％の範囲内が好ましい。特に好ましくは０．５〜１重量％の範囲内である。添加剤として塩類を上記割合で添加させた水溶液を部分消化に使用することで、部分消化に水を使用して得られる軽質粒状消石灰に比べて、見掛け比重が大きく、かつ水中崩壊耐性が低くなるため、酸性廃液の中和処理剤及び排ガス処理剤の双方の用途に特に好適な軽質粒状消石灰が得られる。水溶液に添加する塩類を上記割合に規定したのは、下限値未満では添加剤を用いた効果が得られず、上限値を越えると、得られた軽質粒状消石灰が粉化してしまったり、得られた軽質粒状消石灰が着色してしまう不具合を生じるからである。
【００２９】
本発明の軽質粒状消石灰は、前述した製造方法により得られる軽質粒状消石灰であり、その特徴ある構成は、消石灰の平均粒径が０．６ｍｍ〜１４ｍｍ、見掛け比重が０．５〜０．９、及び消化率が２５％〜８５％である。本発明の軽質粒状消石灰は、見掛け比重が小さく、消石灰粒子が多次凝集して形成されたポーラス状の軽質粒状消石灰である。また、多次凝集しているポーラス状消石灰中に生石灰が核として存在した構造を有するため、水が軽質粒状消石灰の内部に速やかに侵入可能であり、また崩壊し易い。そのため、水との親和性を示す活性度が大きく、水中崩壊耐性が低い結果が得られる。造粒などの工程を施さなくても所望の粒径とすることができるため、生産効率が高い。また平均粒径が０．６ｍｍ〜１４ｍｍと大きい粒状であるため、本発明の軽質粒状消石灰が封入された袋を開袋する際や作業時にも発塵することがない。また、鳥インフルエンザなどの発生により家畜の処分や消毒をする際に、本発明の軽質粒状消石灰を用いた場合、平均粒径が０．６ｍｍ〜１４ｍｍと大きい粒状であるため、風に巻き上げられることも少なく、作業環境が大幅に改善される。また、土壌改質や酸性雨対策について本発明の軽質粒状消石灰を用いた場合も、平均粒径が０．６ｍｍ〜１４ｍｍと大きい粒状であるため、風による飛散がなく空中から均一な散布を行うことが可能となる。また粉末状の消石灰とは異なり、本発明の軽質粒状消石灰を散布した森林では樹木の葉の表皮に過剰に堆積することはないので環境にも優しい。水に対して適度に崩壊して塊状のまま残存することがないので、環境にも優しい。また、活性度が大きいため、素早くアルカリ分を溶出でき、粒状消石灰であるため懸濁化もしない。そのため、本発明の軽質粒状消石灰を酸性廃液の中和処理剤に使用する場合、アルカリ上澄み液を得るために沈降させる工程を、従来の消石灰粉末を使用した場合に比べて大幅に短縮できる。更に、軽質粒状消石灰の核として存在する生石灰が大気中の湿気を捉えるため、本発明の軽質粒状消石灰を排ガス処理剤に使用した場合、塩化カルシウムの潮解を抑制する効果が期待でき、排ガス処理剤として使用することで、バグフィルタを目詰まりさせることなく酸性排ガスの中和及び浄化が可能となる。具体的な使用方法としては、本発明の軽質粒状消石灰は塊状であるため、先ず充填塔に軽質粒状消石灰を充填して充填層を形成し、この充填層の下層から上層に向かって排ガスを通煙することで、バグフィルタを目詰まりさせることなく酸性排ガスの中和及び浄化が可能となる。このように、上記物性を有することで農業用土壌改質に用いられる土壌改質材、酸性雨中和剤、描線材、家畜の屎尿及びウイルスや細菌消毒処理剤、酸性廃液の中和処理剤、排ガス処理剤等に好適な材料となる。
【実施例】
【００３０】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１〜４＞
平均粒径が０．５ｍｍ〜２ｍｍ、見掛け比重が１．０２に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持された水をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の０．７倍量の水を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と水とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が５６．１％、平均粒径が０．６ｍｍ〜２．３ｍｍ及び見掛け比重が０．８７の軽質粒状消石灰（実施例１）を作製した。
また、消化に使用する水を理論消化水量の１．０倍量、１．２倍量及び１．４倍量に代えてそれぞれ部分消化した以外は実施例１と同様にして消化率が５７％、平均粒径が０．６ｍｍ〜２．３ｍｍ及び見掛け比重が０．７８の軽質粒状消石灰（実施例２）、消化率が６７．２％、平均粒径が０．６ｍｍ〜２．４ｍｍ及び見掛け比重が０．７５の軽質粒状消石灰（実施例３）、消化率が８４．１％、平均粒径が０．６ｍｍ〜２．５ｍｍ及び見掛け比重が０．５８の軽質粒状消石灰（実施例４）をそれぞれ作製した。
＜実施例５〜８＞
平均粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ、見掛け比重が０．９７に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持された水をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の０．７倍量の水を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と水とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が５３．９％、平均粒径が２．３ｍｍ〜４．７ｍｍ及び見掛け比重が０．８６の軽質粒状消石灰（実施例５）を作製した。
また、消化に使用する水を理論消化水量の１．０倍量、１．２倍量及び１．４倍量に代えてそれぞれ部分消化した以外は実施例５と同様にして消化率が５８．２％、平均粒径が２．４ｍｍ〜４．７ｍｍ及び見掛け比重が０．７７の軽質粒状消石灰（実施例６）、消化率が６６．５％、平均粒径が２．４ｍｍ〜４．８ｍｍ及び見掛け比重が０．７３の軽質粒状消石灰（実施例７）、消化率が８２．６％、平均粒径が２．５ｍｍ〜５．０ｍｍ及び見掛け比重が０．５４の軽質粒状消石灰（実施例８）をそれぞれ作製した。
＜実施例９＞
平均粒径が４ｍｍ〜１１．２ｍｍ、見掛け比重が０．８４に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持された水をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の水を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と水とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が５３．６％、平均粒径が４．７ｍｍ〜１３．１ｍｍ及び見掛け比重が０．７４の軽質粒状消石灰を作製した。
【００３１】
＜実施例１０＞
平均粒径が０．５ｍｍ〜２ｍｍ、見掛け比重が１．０２に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温８０℃に維持された水をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の水を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と水とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が５６．０％、平均粒径が０．６ｍｍ〜２．３ｍｍ及び見掛け比重が０．８０の軽質粒状消石灰を作製した。
＜実施例１１＞
平均粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ、見掛け比重が０．９７に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温８０℃に維持された水をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の水を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と水とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が５５．１％、平均粒径が２．３ｍｍ〜４．７ｍｍ及び見掛け比重が０．７８の軽質粒状消石灰を作製した。
＜実施例１２＞
平均粒径が４ｍｍ〜１１．２ｍｍ、見掛け比重が０．８４に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温８０℃に維持された水をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の水を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と水とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が４８．１％、平均粒径が４．６ｍｍ〜１２．９ｍｍ及び見掛け比重が０．７６の軽質粒状消石灰を作製した。
【００３２】
＜実施例１３＞
平均粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ、見掛け比重が０．９７に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持され、エタノールを５重量％添加して調製された５重量％エタノール水溶液をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の５重量％エタノール水溶液を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と５重量％エタノール水溶液とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が５６．５％、平均粒径が２．４ｍｍ〜４．７ｍｍ及び見掛け比重が０．７６の軽質粒状消石灰を作製した。
＜実施例１４＞
平均粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ、見掛け比重が０．９７に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持され、エタノールを１０重量％添加して調製された１０重量％エタノール水溶液をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の１０重量％エタノール水溶液を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と１０重量％エタノール水溶液とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が５７．８％、平均粒径が２．４ｍｍ〜４．７ｍｍ及び見掛け比重が０．７４の軽質粒状消石灰を作製した。
【００３３】
＜実施例１５＞
平均粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ、見掛け比重が０．９７に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持され、ソルビットを０．５重量％添加して調製された０．５重量％ソルビット水溶液をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の０．５重量％ソルビット水溶液を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と０．５重量％ソルビット水溶液とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が５９．７％、平均粒径が２．４ｍｍ〜４．７ｍｍ及び見掛け比重が０．６８の軽質粒状消石灰を作製した。
＜実施例１６＞
平均粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ、見掛け比重が０．９７に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持され、ソルビットを１．０重量％添加して調製された１．０重量％ソルビット水溶液をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の１．０重量％ソルビット水溶液を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と１．０重量％ソルビット水溶液とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が５８．９％、平均粒径が２．４ｍｍ〜４．７ｍｍ及び見掛け比重が０．７４の軽質粒状消石灰を作製した。
【００３４】
＜実施例１７＞
平均粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ、見掛け比重が０．９７に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持され、ＤＥＧを０．５重量％添加して調製された０．５重量％ＤＥＧ水溶液をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の０．５重量％ＤＥＧ水溶液を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と０．５重量％ＤＥＧ水溶液とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が６１．８％、平均粒径が２．４ｍｍ〜４．８ｍｍ及び見掛け比重が０．７２の軽質粒状消石灰を作製した。
＜実施例１８＞
平均粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ、見掛け比重が０．９７に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持され、ＤＥＧを１．０重量％添加して調製された１．０重量％ＤＥＧ水溶液をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の１．０重量％ＤＥＧ水溶液を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と１．０重量％ＤＥＧ水溶液とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が６２．３％、平均粒径が２．４ｍｍ〜４．８ｍｍ及び見掛け比重が０．７４の軽質粒状消石灰を作製した。
【００３５】
＜実施例１９＞
平均粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ、見掛け比重が０．９７に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持され、ＮａＣｌを０．５重量％添加して調製された０．５重量％ＮａＣｌ水溶液をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の０．５重量％ＮａＣｌ水溶液を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と０．５重量％ＮａＣｌ水溶液とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が５１．４％、平均粒径が２．３ｍｍ〜４．６ｍｍ及び見掛け比重が０．７６の軽質粒状消石灰を作製した。
＜実施例２０＞
平均粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ、見掛け比重が０．９７に調整された軟焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持され、ＮａＣｌを１．０重量％添加して調製された１．０重量％ＮａＣｌ水溶液をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の１．０重量％ＮａＣｌ水溶液を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と１．０重量％ＮａＣｌ水溶液とを１８０秒間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が５２．６％、平均粒径が２．３ｍｍ〜４．６ｍｍ及び見掛け比重が０．７７の軽質粒状消石灰を作製した。
【００３６】
＜実施例２１＞
平均粒径が０．５ｍｍ〜２ｍｍ、見掛け比重が１．２６に調整された硬焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持された水をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の水を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と水とを９分間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が４８．６％、平均粒径が０．６ｍｍ〜２．２ｍｍ及び見掛け比重が０．８６の軽質粒状消石灰を作製した。
＜実施例２２＞
平均粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ、見掛け比重が１．１８に調整された硬焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持された水をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の水を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と水とを９分間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が４８．０％、平均粒径が２．２ｍｍ〜４．４ｍｍ及び見掛け比重が０．８４の軽質粒状消石灰を作製した。
＜実施例２３＞
平均粒径が４ｍｍ〜１１．２ｍｍ、見掛け比重が１．０５に調整された硬焼生石灰からなる粗粒生石灰と、液温１５℃に維持された水をそれぞれ用意し、図２に示すように、この粗粒生石灰を定量フィーダ２３によって消化室２１内部のベルトコンベア２２上に１ｋｇ／分の割合で定量供給するとともに、供給された粗粒生石灰に理論消化水量の１．０倍量の水を噴霧器２８から均一に噴霧して粗粒生石灰と水とを９分間乾式反応させて粗粒生石灰を部分消化し、消化率が４１．９％、平均粒径が４．４ｍｍ〜１２．２ｍｍ及び見掛け比重が０．８１の軽質粒状消石灰を作製した。
【００３７】
＜比較例１＞
平均粒径が０．５ｍｍ〜４ｍｍ及び見掛け比重が０．７０に調整された不純物混入の少ない市販品の顆粒消石灰を用意した。
＜比較例２＞
平均粒径が０．５ｍｍ〜４ｍｍ及び見掛け比重が０．７８に調整された不純物混入の多い市販品の顆粒消石灰を用意した。
＜比較例３＞
消化率が１００％の消石灰粉末及びエタノールを５０重量％添加して調製された５０重量％エタノール水溶液をそれぞれ用意し、この消石灰粉末６００ｇに対して５０重量％エタノール水溶液を３００ｇの割合で練合わせ、この混練物を３ｍｍの円形孔より押出して成形した。成型物を１０５℃に保持された乾燥機にて１時間乾燥した。得られた乾燥物を平均粒径を０．５〜４ｍｍに調整して造粒消石灰を得た。
＜比較例４＞
消化率が１００％の消石灰粉末を用意し、この消石灰粉末６００ｇに対して水を１２０ｇの割合で練合わせ、この混練物に対して４５ｋｇ／ｃｍ2の圧力を加えて厚さ３ｍｍの板状消石灰を成形した。得られた板状消石灰を１０５℃に保持された乾燥機にて１時間３０分乾燥した。乾燥した板状消石灰を破砕して、平均粒径を０．５〜４ｍｍに調整して造粒消石灰を得た。
【００３８】
＜比較例５〜７＞
平均粒径が０．５ｍｍ〜２ｍｍ及び見掛け比重が１．０２にそれぞれ調整された軟焼生石灰を用意した（比較例５）。
また、平均粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ及び見掛け比重が０．９７にそれぞれ調整された軟焼生石灰（比較例６）、平均粒径が４ｍｍ〜１１．２ｍｍ及び見掛け比重が０．８４にそれぞれ調整された軟焼生石灰を用意した（比較例７）。
【００３９】
＜比較例８〜１０＞
平均粒径が０．５ｍｍ〜２ｍｍ及び見掛け比重が１．２６にそれぞれ調整された硬焼生石灰を用意した（比較例８）。
また、平均粒径が２ｍｍ〜４ｍｍ、見掛け比重が１．１８にそれぞれ調整された硬焼生石灰（比較例９）、平均粒径が４ｍｍ〜１１．２ｍｍ及び見掛け比重が１．０５にそれぞれ調整された硬焼生石灰を用意した（比較例１０）。
【００４０】
＜比較試験１＞
実施例１〜２３でそれぞれ得られた軽質粒状消石灰及び比較例１及び２の顆粒消石灰、比較例３及び４の造粒消石灰、比較例５〜７の軟焼生石灰、比較例８〜１０の硬焼生石灰について強熱減量及びＲ-ＣＯ2（rest CO2）をそれぞれ求めた。なお、本発明におけるＲ-ＣＯ2は、サンプル中に含まれるＣＯ2の割合である。
また、実施例１〜２３でそれぞれ得られた軽質粒状消石灰及び比較例１及び２の顆粒消石灰、比較例３及び４の造粒消石灰、比較例５〜７の軟焼生石灰、比較例８〜１０の硬焼生石灰をサンプルとして、次のような活性度試験及び水中崩壊耐性試験を行った。
（１）活性度試験
一定粒度の生石灰を温水に投入してＨＣｌで中和し、このＨＣｌの消費量を測定する方法（粗粒滴定法）のうち、活性度５０ｇ法を用いた。具体的には、先ず、液温４０℃に保持した水２リットル中にサンプルを５０ｇ投入した。次いで、４規定のＨＣｌを用いて中和滴定を行い、５分間で消費したＨＣｌ量を読取った。この数値が大きいほど水との活性が大きく、反応が早いことを示す。
【００４１】
（２）水中崩壊耐性試験
先ず、篩目０．５ｍ／ｍの篩上に所定量のサンプルを置いた後、篩を水中に静置した。次いで、所定時間（１時間及び２４時間）の間、篩を水中に静置した後、水中でサンプルを篩ってから篩を水中から引上げた。次に、篩に残った残分を１０５℃にて１時間乾燥させ、その重量を測定した。続いて、篩目に置いたサンプル量と残分量から残分率を求めた。この数値が大きいほど、水中での膨潤崩壊が小さいことを示す。
【００４２】
実施例１〜２３の軽質粒状消石灰の強熱減量、Ｒ-ＣＯ2及び評価試験結果を表１に、比較例１及び２の顆粒消石灰、比較例３及び４の造粒消石灰、比較例５〜７の軟焼生石灰、比較例８〜１０の硬焼生石灰の強熱減量、Ｒ-ＣＯ2及び評価試験結果を表２にそれぞれ示す。
【００４３】
【表１】
2006096593.tif 000003
【００４４】
【表２】
2006096593.tif 000004
【００４５】
表２より明らかなように、従来より主に土壌の酸性改善に用いられている比較例１の顆粒消石灰は、廃液中和処理剤として使用するには、活性度が小さすぎるため、その用途には適さない。
また比較例２の顆粒消石灰は、Ｒ-ＣＯ2（炭酸カルシウム）量が多いため、土壌改質材として使用した場合には、この炭酸カルシウムが雨水で崩壊せずに塊のまま残存してしまい、また廃液中和の際には、スラッジとしてタンク底部に堆積してしまうため、これらの用途には適さない。また、廃液中和処理剤として使用するには、活性度が小さすぎるため、廃液中和の用途には適さない。
【００４６】
また比較例３の造粒消石灰は、２４時間静置後における水中崩壊耐性が大きすぎるため、土壌改質の酸性中和においては適さない。また廃液中和処理剤として使用するには、活性度が小さすぎるため、その用途には適さない。更に、薬剤として大量のエタノールを使用し、また乾燥工程が必要であるためコストが高い問題もある。比較例４の造粒消石灰は、比較例３の造粒消石灰と同様、活性度が低く２４時間静置後における水中崩壊耐性が大きすぎるため、土壌改質の酸性中和においては適さない。更に、乾燥工程が必要であるためコストが高い問題もある。
また比較例５〜７の軟焼生石灰は、活性度（アルカリの解離度）が非常に高く、２４時間静置後における水中崩壊耐性が小さいため、廃液中和の際には乳化してしまい排水を乳濁させてしまい問題を生じる。また生石灰であるため、水や湿分で発熱するおそれがあり、土壌改質等の用途には適さない。比較例８〜１０の硬焼生石灰は、活性度が低く、２４時間静置後における水中崩壊耐性が小さいため、廃液中和の際には乳化してしまい排水を乳濁させてしまい問題を生じる。また生石灰であるため、水や湿分で発熱するおそれがあり、土壌改質等の用途には適さない。
【００４７】
一方、表１より明らかなように、実施例１〜２３の軽質粒状消石灰では、見掛け比重、活性度及び水中崩壊耐性がバランス良く、実施例１〜８、１０、１１、１３〜１６、２１及び２２の軽質粒状消石灰は土壌改質材の用途に特に好適であり、実施例３及び４の軽質粒状消石灰は描線材の用途に特に好適であり、実施例５、６、１１、１３〜１６及び１９〜２２の軽質粒状消石灰は屎尿消毒処理剤の用途に特に好適であり、実施例３及び４の軽質粒状消石灰は酸性雨中和剤の用途に特に好適である。実施例１〜４、７、８及び１３〜１８の軽質粒状消石灰は酸性廃液の中和処理剤の用途に特に好適であり、実施例３、４、７、８、１７及び１８の軽質粒状消石灰は排ガス処理剤の用途に特に好適であることが判る。
【００４８】
具体的には、実施例１〜４の軽質粒状消石灰では消化水量を大きくすると、軽質粒状消石灰の強熱減量が大きくなり、見掛け比重は原料である粗粒生石灰の見掛け比重よりも小さくなる傾向がみられた。また活性度は消化水量が大きくなるにつれて小さくなる傾向がみられた。また水中崩壊耐性は消化水量が大きくなるにつれて大きくなる傾向がみられた。実施例５〜８の軽質粒状消石灰では実施例１〜４と同様に、消化水量を大きくすると、軽質粒状消石灰の強熱減量が大きくなり、見掛け比重は原料である粗粒生石灰の見掛け比重よりも小さくなる傾向がみられた。また活性度は消化水量が大きくなるにつれて小さくなる傾向がみられた。また水中崩壊耐性は消化水量が大きくなるにつれて大きくなる傾向がみられた。
【００４９】
また、実施例９の軽質粒状消石灰では、同一条件で粗粒生石灰の平均粒径のみを変化させた実施例２及び実施例６に比べて軽質粒状消石灰の強熱減量は小さくなり、水中崩壊耐性も小さい結果が得られた。これは平均粒径が大きい実施例９は、平均粒径が小さい実施例２及び実施例６よりも軽質粒状消石灰の中心部に生石灰が存在している割合が高いことが影響していると考えられる。実施例１０〜１２の軽質粒状消石灰では、同一条件で消化水の液温のみを変化させた実施例２，６及び９に比べて軽質粒状消石灰の見掛け比重は大きくなり、強熱減量は小さくなる傾向がみられた。また活性度はやや大きくなる傾向を示し、水中崩壊耐性は小さくなる傾向を示していた。
【００５０】
また実施例１３及び１４の軽質粒状消石灰では、添加剤にエタノールを用いた水溶液により部分消化した軽質粒状消石灰であるが、見掛け比重が小さく、水中崩壊耐性が大きくなっているため、土壌改質材、屎尿消毒処理剤、酸性廃液の中和処理剤の用途に適用可能であることが判る。また、平均粒径を０．６〜２．５ｍｍとした場合には、描線材としても適用可能である。実施例１５及び１６の軽質粒状消石灰では、添加剤にソルビットを用いた水溶液により部分消化した軽質粒状消石灰であるが、見掛け比重が小さく、水中崩壊耐性が大きくなっているため、土壌改質材、屎尿消毒処理剤、酸性廃液の中和処理剤の用途に適用可能であることが判る。また、平均粒径を０．６〜２．５ｍｍとした場合には、描線材としても適用可能である。実施例１７及び１８の軽質粒状消石灰では、添加剤にＤＥＧを用いた水溶液により部分消化した軽質粒状消石灰であるが、見掛け比重が小さく、水中崩壊耐性が大きくなっているため、土壌改質材、屎尿消毒処理剤、酸性廃液の中和処理剤の用途に適用可能であることが判る。また、平均粒径を０．６〜２．５ｍｍとした場合には、描線材としても適用可能である。
【００５１】
また実施例１９及び２０の軽質粒状消石灰では、添加剤に塩類を用いた水溶液により部分消化した軽質粒状消石灰であるが、見掛け比重が大きく、活性度が大きく、かつ水中崩壊耐性が低くなっているため、酸性廃液の中和処理剤及び排ガス処理剤の双方の用途に適用可能であることが判る。更に実施例２１〜２３の軽質粒状消石灰では、実施例１〜２０で原料とした見掛け比重が小さい軟焼生石灰よりも見掛け比重が大きい硬焼生石灰を原料とした軽質粒状消石灰であるが、粗粒生石灰の平均粒径が大きくなると、見掛け比重は小さくなり、水中崩壊耐性も小さくなる傾向がみられた。また、同一条件で原料のみを変化させた実施例２，６及び９に比べて、活性度は大きくなる傾向を示していた。
【００５２】
実施例１〜２３の軽質粒状消石灰を作製する過程での様々な条件変更から次のような傾向がみられた。
・ 消化水量を高めた場合では、(a1)強熱減量及び消化率が上昇し、(a2)軽質粒状消石灰の見掛け比重が小さくなる。また(a3)活性度は小さくなり、(a4)水中崩壊耐性が大きくなる。
・ 消化液温を高めた場合では、(b1)強熱減量及び消化率が低下し、(b2)軽質粒状消石灰の見掛け比重が大きくなる。また(b3)活性度は大きくなり、(b4)水中崩壊耐性が小さくなる。
・ 原料である粗粒生石灰の平均粒径を大きくした場合では、(c1)原料である粒状消石灰の見掛け比重が小さくなるため、得られる軽質粒状消石灰の見掛け比重が小さくなる。(c2)活性度が小さくなる。(c3)水中崩壊耐性が小さくなる。(c4)消化したときには強熱減量及び消化率が低くなる。この(c4)に見られる傾向の理由としては、消化反応は原料である粗粒生石灰表面から中心部に向かって消化されるが、平均粒径が大きくしたことで、中心部が生石灰のまま残存しているためと考えられる。
【００５３】
＜比較試験２＞
実施例６で得られた軽質粒状消石灰、比較例１及び２の顆粒消石灰をサンプルとして、Ｘ線回折装置を用いて各サンプル中に含まれる組成について定量分析を行った。実施例６で得られた軽質粒状消石灰及び比較例１及び２の顆粒消石灰のＸ線回折データを図３〜図５にそれぞれ示す。
【００５４】
比較例１の顆粒消石灰のＸ線回折データを示す図４では、大部分が水酸化カルシウムを示すピーク強度であり、ほぼ全量が消化されていることが判った。また、一部酸化カルシウム及び炭酸カルシウムのピークが存在した。比較例２の顆粒消石灰のＸ線回折データを示す図５では、大部分が水酸化カルシウムを示すピーク強度であるが、酸化カルシウム及び炭酸カルシウムを示すピークが多く存在した。これは、不純物の混入によるものである。これに対して図３より明らかなように、炭酸カルシウムのピークは存在せず、水酸化カルシウムと酸化カルシウムのピークがほぼ消化率の割合となるようなピーク強度が検出されていた。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の軽質粒状消石灰は、農業用土壌改質に用いられる土壌改質材、酸性雨中和剤、描線材、家畜の屎尿及びウイルスや細菌消毒処理剤、酸性廃液の中和処理剤、排ガス処理剤等の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の軽質粒状消石灰の製造方法における部分消化の過程を示す説明図。
【図２】本発明の軽質粒状消石灰の製造方法に用いる消化装置を示す図。
【図３】実施例６の軽質粒状消石灰のＸ線回折データを示す図。
【図４】比較例１の顆粒消石灰のＸ線回折データを示す図。
【図５】比較例２の顆粒消石灰のＸ線回折データを示す図。
【符号の説明】
【００５７】
１０  軽質粒状消石灰
１１  生石灰
１１ａ  細孔、脱炭酸孔
１２  生石灰領域
１３  消石灰領域
【図１】
2006096593.tif 000005
【図２】
2006096593.tif 000006
【図３】
2006096593.tif 000007
【図４】
2006096593.tif 000008
【図５】
2006096593.tif 000009