(57)【要約】【課題】消石灰の焼成により生石灰を製造するプロセスであって、既知の高反応性生石灰を超える高い反応性や吸湿性を発揮する生石灰が得られる方法を提供する。【解決手段】Ｂ：原料消石灰のＢＥＴ比表面積、Ｔ：焼成温度、ｔ：焼成時間、Ｐ：雰囲気圧力とするとき、式  Ｆ＝（Ｂ／３０）（Ｔ・ｔ／Ｐ）  で表されるプロセス関数Ｆが１〜９０となるように、反応条件を、Ｂ：１０m2/ｇ以上、Ｔ：５７３〜１０７３Ｋ、ｔ：０．５〜１０ｈｒ、Ｐ：１〜１０×１０2Ｐａ以下の範囲から選択して焼成を行なう。それにより、ＢＥＴ比表面積：３０m2/ｇ以上、総細孔容積：１．０×１０-4dm3/ｇ以上、強熱減量：１０重量％以下、平均粒径：５μｍ以上の高反応性生石灰が得られる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
消石灰を焼成して脱水することからなる生石灰の製造方法において、下式により定義されるプロセス関数Ｆの値が、１〜９０の範囲となるように条件を選択して実施することを特徴とする高反応性の生石灰を製造する方法。
Ｆ＝（Ｂ／３０）（Ｔ・ｔ／Ｐ）
ここで、Ｂ：原料消石灰のＢＥＴ比表面積（m2/ｇ）
Ｔ：焼成温度（Ｋ）
ｔ：焼成時間（ｈｒ）
Ｐ：雰囲気圧力（Ｐａ）
【請求項２】
請求項１の方法において、各因子を下記の範囲内から選択して実施する高反応性の生石灰を製造する方法。
Ｂ（原料消石灰のＢＥＴ比表面積）：１０m2/ｇ以上
Ｔ（焼成温度）：５７５〜１０７３Ｋ
ｔ（焼成時間）：０．５〜１０ｈｒ
Ｐ（雰囲気圧力）：１〜１０×１０2Ｐａ
【請求項３】
請求項１に記載の方法により製造した、下記の条件を満たす高反応性の生石灰。
強熱減量：１０重量％以下
ＢＥＴ比表面積：３０m2/ｇ以上
総細孔容積：１．０×１０-4dm3/ｇ以上
平均粒径：５μｍ以上
【請求項４】
生石灰の反応性を測定するための ＡＳＴＭ Ｃ−１１０ にもとづく試験法に下記の変更を施した試験により測定される「ｔ４５」が、１０秒以下である請求項３の高反応性の生石灰。
反応溶媒：水に代えて５０％エタノール溶液を使用
撹拌回転数：３００rpmを５００rpmに増大
試料の量：１５０ｇから８０ｇに減少
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高反応性の生石灰と、その製造方法に関する。本発明により提供される生石灰は、反応性が高いから、燃焼排ガス中の酸性ガスの除去剤として効果が高いほか、脱水作用がきわめて強いから、各種のＯＡ機器、ＩＴ機器などの内部に使用する乾燥剤として有用である。
【背景技術】
【０００２】
生石灰は、製鋼用の副原料として使用されるほか、燃焼排ガスからその中の酸性ガスを除去する排ガス処理剤として使用されている。後者の用途に向ける生石灰は、酸性ガスをなるべく多量に吸収（主として化学吸着）でき、したがってより少ない使用量で効果が得られるよう、反応性が高いものが好ましい。具体的には、高い比表面積と大きな細孔容積とを有する生石灰が有用である。
【０００３】
そのような生石灰を製造する方法として提案されたのは、消石灰を焼成して脱水させる工程に従うものであるが、焼成温度を、従来採用されていた温度よりも低い、３５０〜６５０℃の範囲で実施するものである（特許文献１、非特許文献１）。このような低い温度領域では、平衡からみて脱水反応が容易に進行しないか、または逆に再加水する条件になるから、実際上は、「大気圧より０．０４ＭＰａ以上低い負圧力」（「０．０６ＭＰａ以下の減圧下に」という方が正しい）で焼成する必要があるという。
【特許文献１】特開２００１−３５４４１４
【非特許文献１】２００３年１１月「石灰技術大会」講演要旨集
【０００４】
上記の技術の実施例をみると、下記の反応条件で、下記の比表面積を有する生石灰を得ている。
反応条件                                比表面積  
大気圧（0.1ＭＰａ）、500℃×60分間              21〜33ｍ2/ｇ
大気圧（0.1ＭＰａ）、600℃×18分間              20〜26ｍ2/ｇ
0.005ＭＰａ（＝5×103Ｐａ），450℃×30〜60分間  26〜50ｍ2/ｇ
0.005ＭＰａ（＝5×103Ｐａ），500℃×20〜50分間  49〜58ｍ2/ｇ
0.005ＭＰａ（＝5×103Ｐａ），550℃×10〜40分間  42〜48ｍ2/ｇ
0.005ＭＰａ（＝5×103Ｐａ），600℃×10〜30分間  35〜42ｍ2/ｇ
【０００５】
得られた高反応性生石灰の反応性は４Ｎ−ＨＣｌ滴定により測定されており、滴定時間１分間で３９０ccに達しているが、総細孔容積など、吸着性能にとって重要なデータは示されていない。この技術は、原料とする消石灰を生石灰の水和によって調製し、それを直ちに加熱脱水する方式を推奨していて、そのときの水分含有量を適切に選ぶべきことを教示しているが、原料消石灰のもつべき物性などについての教示はない。
【０００６】
発明者らは、高反応性または高吸湿性を発揮する生石灰の物理的な諸特性を求めて研究した結果、総細孔容積が、とくに水和反応性および酸性ガス等との反応性にとって重要であることを知った。さらに、そのような生石灰を与える製造条件を探求したところ、焼成温度Ｔ（Ｋ）、焼成時間ｔ（ｈｒ）および雰囲気圧力Ｐ（Ｐａ）に加えて、原料消石灰の比表面積が因子としてはたらくこと、また、それらを一体的に考察した反応条件が重要であることを見出した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上記した発明者らが得た新しい知見を利用し、既知の高反応性生石灰を超える高い反応性や吸湿性を発揮する生石灰と、それを安定的に製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の高反応性の生石灰は、その物性値が、下記のレベルにあるものである。
強熱減量：１０重量％以下
ＢＥＴ比表面積：３０m2/ｇ以上
総細孔容積：１．０×１０-4dm3/ｇ以上
平均粒径：５μｍ以上
【０００９】
とりわけ、生石灰の反応性を測定するための ＡＳＴＭ Ｃ−１１０ にもとづく試験法に後記する変更を施した試験により測定される「ｔ４５」が、１０秒以下であるものが、高性能である。
【００１０】
一般に比表面積が大きい生石灰は高反応性であるが、とくにＢＥＴ比表面積が３０m2/ｇ以上であると、排ガスの処理剤や乾燥剤としての性能がすぐれている。この程度の比表面積をもつ生石灰は、前掲の技術によっても得られているが、生石灰の性能にとっては、ＢＥＴ比表面積とともに、総細孔容積の大きいことが重要である。強熱減量が１０重量％以下であることは、反応量の確保のために満たすべき条件であり、５重量％以下であることが好ましい。平均粒径は、好適なハンドリング性を確保するという観点から、５μｍ以上あることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
上記の物性値を有する本発明の生石灰は、後記する実施データが示すように、すこぶる反応性に富んでいるから、排ガスの処理剤や乾燥剤としての性能が、既知の高反応性生石灰と呼ばれるものに比べて高い。したがって、従来の使用量よりも少量でその役目を果たすことができる。そのことは、たとえば排ガスの処理剤としたときに発生する二次廃棄物の量を減らし、その処理の必要を軽減するという点においても寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上記した物性を有する本発明の高反応性の生石灰を製造する方法は、消石灰を焼成して脱水することからなる生石灰の製造方法において、下式により定義されるプロセス関数Ｆの値が、１〜９０の範囲となるように条件を選択して実施することを特徴とする。
Ｆ＝（Ｂ／３０）（Ｔ・ｔ／Ｐ）
ここで、Ｂ：原料消石灰のＢＥＴ比表面積（m2/ｇ）  
Ｔ：焼成温度（Ｋ）
ｔ：焼成時間（ｈｒ）
Ｐ：雰囲気圧力（Ｐａ）
【００１３】
各因子は、下記の範囲内から選択して実施することが好ましい。
Ｂ（原料消石灰のＢＥＴ比表面積）：１０m2/ｇ以上
Ｔ（焼成温度）：５７３〜１０７３Ｋ
ｔ（焼成時間）：０．５〜１０ｈｒ
Ｐ（雰囲気圧力）：１〜１０×１０2Ｐａ
【００１４】
消石灰の加熱脱水反応という過程による生石灰の製造において、反応条件を包括するプロセス関数という観点から適切な条件を定めたことが、本発明のひとつの特徴である。プロセス関数Ｆが１に達しない小さい値であると、一般に得られた生石灰は強熱減量が過大になるものであり、逆に９０を超える大きい値であると、比表面積が減少して、前記の物性値の条件を満たすことが困難になる。
【００１５】
原料消石灰の比表面積がある限度以上であることの意義、つまり、広い比表面積をもつ生石灰を得るためには、広い比表面積をもつ消石灰を原料とすべきであるという事実を見出したことは、本発明による高反応性生石灰の製造方法のいまひとつの特徴である。原料消石灰の比表面積は、広いほど好ましいが、少なくとも１０m2/ｇあるものを使用することが推奨される。
【００１６】
焼成温度Ｔ（Ｋ）と焼成時間ｔ（ｈｒ）とは、それらの積が投入されたエネルギーの量を決定するものといえるが、どちらも上記したような適切な範囲があり、それらの範囲内の値を組み合わせることが好ましい。より好ましい範囲は、焼成温度Ｔについては６７３〜９７３Ｋ、焼成時間ｔについては１〜５ｈｒである。
【００１７】
雰囲気圧力Ｐの選択は本発明の実施条件として重要であって、１０×１０2Ｐａ以下、より好ましくは５×１０2Ｐａ以下の圧力のもとに焼成を行なう。前述した既知の技術においては、０．０６ＭＰａ以下（６×１０4Ｐａ）の減圧下の焼成を推奨しているものの、実施例で効果を実証した雰囲気圧力は、前掲のとおり、低いものでも５×１０3Ｐａであって、本願発明で好適であるとする１０2Ｐａオーダーの雰囲気圧力を選択する意義については、示唆するところがない。
【実施例】
【００１８】
ＢＥＴ比表面積が４０m2/ｇまたは１５m2/ｇの消石灰を原料として使用し、高反応性の生石灰を製造した。比表面積４０m2/ｇの消石灰は、水和遅延剤を利用することにより製造したものである。脱炭酸反応のための加熱条件と、それぞれの場合のプロセス関数を、下記の表に示す。対比のため、前記した特許文献１の実施例について推定した反応条件の加熱（参考例１）と、従来の常圧雰囲気における加熱の場合（参考例２）とを、比表面積が４０m2/ｇの原料を対象に、あわせて実施した。
【００１９】
得られたサンプルについて、強熱減量、ＢＥＴ比表面積、総細孔容積、平均粒径およびＡＳＴＭ活性度（ｔ４５、すなわちサンプル投入から温度が４５℃に到達するまでの時間）を測定した。それらの結果を、あわせて表に示す。ただし、ＡＳＴＭ活性度は、本発明の生石灰がきわめて高活性であって、定められた試験法では測定困難であるから、つぎのように条件を変更した修正試験法によった。
ＡＳＴＭ標準法      修正試験法      
反応媒体            水        ５０％エタノール溶液
撹拌翼回転数    ３００rpm          ５００rpm
試料の量        １５０ｇ            ８０ｇ
【００２０】
表のデータから、プロセス関数を選択する意義がわかる。比較例１はプロセス関数が過小であって、強熱減量およびｔ４５が過大であり、一方、比較例２および３はプロセス関数が過大であって、強熱減量は少ないが、比表面積および総細孔容積が減少しているうえ、ｔ４５が若干大きい。これに対し本発明の実施例が与えた製品は、目標とする物性値
強熱減量：１０重量％以下
ＢＥＴ比表面積：３０m2/ｇ以上
総細孔容積：１．０×１０-4dm3/ｇ以上
平均粒径：５μｍ以上
ｔ４５（修正ＡＳＴＭ）：１０秒以下
の条件を満たした、高反応性でハンドリング性の高い生石灰である。参考例１（特許文献１）の製品は、本発明の観点からするとプロセス関数が低く、比表面積は高い値を示したものの、細孔容積がやや低く、かつ強熱減量が大きい。参考例２（従来技術）により得られる生石灰は、比表面積、細孔容積とも、高活性な生石灰に必要な物性値を満たしていない。
【００２１】
【表１】
2006021945.tif 000002