(57)【要約】【課題】原料となる生石灰の組成および焼成方法によって、同条件で消和させても粒子径が大きく異なる消石灰を、原料生石灰の種類を問わず、簡便に微粒でかつ凝集性を少なくする製造方法を提供する。【解決手段】生石灰を消和して、消石灰を製造する工程において、アニオン性基を有する高分子を対生石灰０．１〜３．０重量部添加し、好ましくは該アニオン性基を有する高分子が、アクリル酸やメタクリル酸などのカルボキシル基を有するモノマー、スチレンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマー、アクリルアミドなどのアミド基を有するモノマー、これらのモノマーを一部変性、または末端基を置換したモノマーのうち、少なくとも１種類をモノマーとして用い、重合した高分子とする消石灰製造方法【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生石灰を消和して、消石灰を製造する工程において、アニオン性基を有する高分子を対生石灰０．１〜３．０質量部添加することを特徴とする消石灰製造方法
【請求項２】
前記アニオン性基を有する高分子が、カルボキシル基を有するモノマー、スルホン酸基を有するモノマー、これらのモノマーを一部変性、または末端基を置換したモノマーのうち、少なくとも１種類をモノマーとして用い、重合した高分子であることを特徴とする請求項１記載の消石灰製造方法
【請求項３】
前記アニオン性基を有する高分子の分子量が、１０００〜１０００万の範囲であることを特徴とする請求項１または２記載の消石灰製造方法
【請求項４】
生石灰の消和を開始する時の温度が、４０℃以上９０℃以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の消石灰製造方法
【請求項５】
生石灰を消和する際に剪断速度７／ｓ以上で攪拌を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の消石灰製造方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炭酸カルシウムの原料や、焼却炉の有害ガスの吸着剤、土壌改良剤などに有効である消石灰に関し、さらに詳しくは、原料生石灰の種類を問わず、簡便に微粒かつ凝集性の少ない消石灰を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微粒かつ凝集性の少ない消石灰は、比表面積が大きく反応性が高いことから、炭酸カルシウムの原料や、焼却炉の有害ガスの吸着剤、土壌改良剤などに有効であることが知られている。沈降性炭酸カルシウム原料としての消石灰は、微粒かつ凝集性が少ない方が、炭酸ガスとの接触面積が大きく、反応速度が速くなるとともに、生成した炭酸カルシウムも微粒化する。
【０００３】
しかしながら、消石灰の原料となる生石灰の組成および焼成方法によって、同条件で消和させても粒子径が大きく違う。そこで本発明は、原料生石灰の種類を問わず、簡便に微粒かつ凝集性の少ない消石灰を得る方法を提供する。
【０００４】
現在までに微粒消石灰を得る方法として、消石灰スラリーを液体サイクロン処理で粗粒分を除去する方法（特許文献１）、サンドグラインダーで湿式粉砕する方法（特許文献２）などが提案されているが、このように機械的な処理は、設備投資が必要な上、工程数が多くなり、また機械の金属部やガラスビーズ等の破片が磨砕等によって混入したり、汚染されて消石灰自体の白色度が低下したりする恐れがある。
【０００５】
また、エタノールやメタノールを、消化水に混合して消和反応を行う方法（特許文献３）や、メタノールおよび／またはエタノールを、アルコール濃度が５〜６０体積％になるように水と混和し、さらに界面活性剤を加えた消化水で消和反応を行う方法（特許文献４）も知られているが、これらの方法では、メタノール、エタノール等のアルコールやケトン、エーテル、アルデヒド類を大量に必要とするだけでなく、加熱装置、脱ガス装置、アルコール回収塔などの特殊設備が必要となる。これと同様に、消化水にアルコール類、アミン類、糖類等を添加し、特殊装置をしない方法（特許文献５）も存在するが、添化剤を大量に使用する点は同じである。
【０００６】
その他にも、消石灰スラリーから粗粒分を除去する方法（特許文献６）や、分離した粗粒分を再度分散させる方法（特許文献７）も知られているが、前者は消石灰のロスが２０〜７０％と歩留まりが悪く、後者は再分散させる装置が必要となる。
【特許文献１】特開平６−５６４２２号公報
【特許文献２】特公昭５４−２８３９９号公報
【特許文献３】特公平６−８１９４号公報
【特許文献４】特開平５−１９３９９７号公報
【特許文献５】特開平１０−１０１３３１号公報
【特許文献６】特開昭５９−２１５２１号公報
【特許文献７】特開２００４−３４５９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明では、上記のような問題を伴わずに、粒子径が小さく凝集性の少ない消石灰を得る技術の開発を課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、消石灰の粒子径を小さくする手段について検討を重ねた結果、生石灰を消和する際に、アニオン性基を有する高分子を添加すると、生石灰の種類によらず、微粒で凝集性の少ない消石灰が得られることを見出した。
【０００９】
本発明は以下の発明を包含する。
（1）  生石灰を消和して、消石灰を製造する工程において、アニオン性基を有する高分子を対生石灰０．１〜３．０重量部添加する消石灰製造方法
（2）  前記アニオン性基を有する高分子が、アクリル酸やメタクリル酸などのカルボキシル基を有するモノマー、スチレンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマー、アクリルアミドなどのアミド基を有するモノマー、これらのモノマーを一部変性、または末端基を置換したモノマーのうち、少なくとも１種類をモノマーとして用い、重合した高分子である（1）記載の消石灰製造方法
（3）  前記アニオン性基を有する高分子の分子量が、１０００〜１０００万の範囲である（1）又は（2）記載の消石灰製造方法
（4）  生石灰の消和を開始する時の温度が、４０℃以上９０℃以下である（1）〜（3）記載の消石灰製造方法
（5）生石灰を消和する際に剪断速度７／ｓ以上で攪拌を行う（1）〜（４）記載の消石灰製造方法。
（６）（1）〜（５）記載の製造方法により製造された消石灰を原料として製造された5〜10μｍの炭酸カルシウム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の消石灰製造方法は、従来法と比較して、微粒かつ低粘度でハンドリング性に優れた消石灰スラリーを得ることができる。また、本発明では、特殊な設備を必要とせず、従来の消化設備で容易に実施可能である。その後、本発明で得られた微粒消石灰を用いて炭酸化反応を行ない、従来法で得た消石灰よりも微粒な炭酸カルシウムが得られることも確認できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に使用される原料生石灰は、産地、大きさ、焼成方法を問わずに使用できる。しかし、CaO以外は消和残渣として除去される。このため、消石灰を効率よく生成するには、生石灰中のCaO比率が高く、消化水との接触面積が多くなるよう、生石灰の粒子径は細かいほど好ましい。
【００１２】
本発明に使用される消和槽は、容量、形状を問わないが、消和反応は発熱反応であり、消石灰は強アルカリであるため、耐熱性、耐アルカリ性の材質であることが好ましい。また、消和時に攪拌を行うと、消石灰粒子が細かくなるため、攪拌機能を持つ構造であることが好ましい。この理由は定かではないが、生成した消石灰同士が衝突することによる物理的な力で、粒子径が小さくなるものと考えられる。
【００１３】
本発明の反応は、消和槽で消化水と生石灰を反応させる形態で行われる。この時、水温が４０℃未満では、消和反応が進行しにくく、反応に時間がかかってしまう。また、水温が９０℃を超えると、本反応が発熱反応であることから突沸の危険性があるため、反応開始時の温水の温度は４０℃以上９０℃以下が好ましい。また、消和反応中に放熱により液温が下がる場合は、４０℃以上９０℃以下になるように温度調節するのが好ましい。反応時の消化水量は、特に限定するものではないが、生成する消石灰スラリーの濃度および粘度を考慮すると、投入生石灰１００重量部に対して、５００〜２５００重量部の消化水量であることが好ましい。
【００１４】
本発明では、生石灰を消和する消化水にアニオン性基を有する高分子を添加する、または生石灰にアニオン性基を有する高分子を添加混合および／またはコーティングされて添加する。これは、生成した消石灰の周囲に高分子が配位し、消石灰の成長や二次凝集を抑える効果があるためである。該高分子の添加量は、０．１部未満では消石灰の周囲に十分配位できず、３部を超えて添加しても効果が頭打ちになるだけでなくコストがかかりするため、対生石灰０．１〜３．０部添加するのが好ましい。
【００１５】
本発明で添加するアニオン性基を有する高分子は、アクリル酸やメタクリル酸などのカルボキシル基を有するモノマー、スチレンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマー、アクリルアミドなどのアミド基を有するモノマー、これらのモノマーを一部変性、または末端基を置換したモノマーを少なくとも１種類をモノマーとして用い、重合してできたポリマーが好ましい。これは、水中で消石灰がCa（OH）2⇔Ca2+＋２OH-のように電離しており、アニオン性基との電気的相互作用により、高分子が効率よくカルシウムに配位できるためである。中でもポリアクリル酸ナトリウムはナトリウムが電離しやすいため、ポリアクリル酸のアニオンサイトがＣａ2+とインターラクションしやすく、ポリアクリル酸アンモニウム塩などに比べると臭気もなく、環境に影響をおよぼすことがないので好ましい。
【００１６】
本発明で添加するアニオン性基を有する高分子の分子量は、１０００より小さいと消石灰同士の凝集を抑える効果が少なく、１０００万より大きいと消石灰スラリー粘度が上がりすぎ、ハンドリング性に劣ることから、１０００〜１０００万の範囲内が好ましい。
【００１７】
本発明において、上述の通り、消和時の攪拌によっても消石灰の粒子径が小さくなる。その剪断速度は、７／ｓより小さい時には効果が少ないため、７／ｓ以上が好ましい。また、上下の振動を伴う攪拌が可能なバイブロミキサー等を用いて攪拌を行うと、さらに好ましい。
【００１８】
本発明における消和時間は、特に定めない。これは、生石灰を製造する際に用いる石灰石の種類、焼成条件等により、消和反応の反応速度や未反応残渣量が変わってくるためである。消和反応終了後は、未反応残渣除去のため、消石灰スラリーを１００メッシュの篩に通す。
【００１９】
以上のようにして合成せしめた微粒消石灰スラリーは、粒子径が1μ以下となり、凝集性が少ないため好ましい。炭酸カルシウムの原料として使用する場合はスラリーで、焼却炉の有害ガスの吸着剤、土壌改良剤として使用する場合は乾燥して粉末にして使用できる。
【００２０】
本発明の消石灰は炭酸カルシウムの原料として最適であり、炭酸化反応により製造される炭酸カルシウムは５〜１０μｍの微粒な物となる。
【実施例】
【００２１】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は、それらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中の「部」および「％」は特に断らない限り、それぞれ「質量部」および「質量％」を示す。
【００２２】
実施例および比較例で作成された消石灰の粒子径は、レーザー回折式粒度分布計（日機装社製  マイクロトラック９３２０ＨＲＡ）で、分散溶媒にイソプロピルアルコールを用いて測定し、体積分布の中心径（Ｍｅｄｉａｎ径）を平均粒子径とした。また、消石灰スラリーの粘度は、B型粘度計（東機産業社製  B型粘度計）を用いて測定した。その結果は表１に示した。
【００２３】
実施例および比較例で作成された消石灰を原料とし、特開平０５−１６３０１８号公報記載の反応槽にて炭酸化を行ない、炭酸カルシウムスラリーを得た。反応条件は以下に記載し、その時の反応時間、生成した炭酸カルシウムスラリーの物性を表２に示した。炭酸カルシウムスラリーの粒子径は、レーザー回折式粒度分布計（日機装社製  マイクロトラック９３２０ＨＲＡ）で、分散溶媒にイオン交換水を用いて測定し、体積分布の中心径（Ｍｅｄｉａｎ径）を平均粒子径とした。また、粘度は、B型粘度計（東機産業社製  B型粘度計）を用いて測定した。
【００２４】
＜反応条件＞
消石灰スラリー濃度  １１％
消石灰スラリー量  １５L
吹込み炭酸ガス濃度  ２５％
吹込み炭酸ガス量  ３６L／分
反応中攪拌剪断速度  １５／ｓ
【００２５】
実施例１
塊状生石灰（矢橋工業社製）に対して、ポリアクリル酸ソーダ（商品名：アロンＴ−５０  東亜合成社製  分子量６０００）１部を加えた消化水７８０部を予め用意する。反応槽で消化水を５０℃に加温、剪断速度２０／ｓで攪拌している中に、生石灰を投入および混合し、消石灰スラリーを得た。
【００２６】
実施例２
粉末状生石灰（矢橋工業社製）に対して、ポリアクリル酸ソーダ（商品名：アロンＴ−５０  東亜合成社製  分子量６０００）１部を添加し、よく混合する。反応槽で消化水７８０部を５０℃に加温、剪断速度２０／ｓで攪拌している中に、生石灰を投入および混合し、消石灰スラリーを得た。
【００２７】
実施例３
反応槽で消和水を８０℃に加温したこと以外は、実施例１と同様にして、消石灰スラリーを得た。
【００２８】
実施例４
反応槽で消和水を２０℃にしたこと以外は、実施例１と同様にして、消石灰スラリーを得た。
【００２９】
実施例５
反応槽での攪拌速度を剪断速度が４０／ｓとしたこと以外は、実施例１と同様にして消石灰スラリーを得た。
【００３０】
実施例６
反応槽での攪拌速度を剪断速度が２／ｓとしたこと以外は、実施例１と同様にして消石灰スラリーを得た。
【００３１】
比較例１
塊状生石灰（矢橋工業社製）に対して、消化水７８０部を予め用意する。反応槽で消化水を５０℃に加温、剪断速度２０／ｓで攪拌している中に、生石灰を投入および混合し、消石灰スラリーを得た。
【００３２】
比較例２
ポリアクリル酸ソーダの代わりにポリビニルピロリドン（商品名：ポリビニルピロリドンK-15  キシダ化学社製  分子量１００００）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして消石灰スラリーを得た。
【００３３】
比較例３
ポリアクリル酸ソーダの代わりにアクリルアマイド、アクリル酸を主成分とする高分子（商品名：ダイヤフロックAP335C  ダイヤニトリックス社製  分子量１６００万）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして消石灰スラリーを得た。
【００３４】
比較例４
ポリアクリル酸ソーダの添加部数を０．０１部としたこと以外は、実施例１と同様にして消石灰スラリーを得た。
【００３５】
【表１】
2008074629.tif 000002
【００３６】
【表２】
2008074629.tif 000003