(57)【要約】水銀吸着材料を調製する方法が実現される。その方法は、乾燥粘土と乾燥銅源を混合することによって銅／粘土混合物を形成し、乾燥粘土と乾燥硫黄源を混合することによって硫黄／粘土混合物を形成し、銅／粘土混合物と硫黄／粘土混合物を混合して水銀吸着材予混合物を形成し、水銀吸着材予混合物を剪断断して水銀吸着材料を形成することを含んでいる。種々の基材は粘土と共にまたは粘土の代わりに使用してもよく、また、銅、硫黄、粘土またはその混合物には種々の添加物を加えても良い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水銀吸着材料を製造する方法であって、
水銀吸着材成分、または任意に予混合物にされた水銀吸着材成分、を剪断装置に加えることを含み、
前記水銀吸着材成分は、
第１の乾燥粘土、第２の乾燥粘土、または第１の乾燥粘土と第２の乾燥粘土の組合せと、
乾燥銅源と、
第１の乾燥硫黄源、第２の乾燥硫黄源、または第１の乾燥硫黄源と第２の乾燥硫黄源の組合せと、
を含むものであり、
次の条件（ａ）、（ｂ）および（ｃ）からなる群の少なくとも１つの要素が適用され、
条件（ａ）前記水銀吸着材料が添加剤をも含み、前記添加剤は、分散剤、脱酸素剤、水分捕捉剤、インターカレーション試薬、またはその任意の組合せであること、
条件（ｂ）前記第２の乾燥粘土が存在し、前記第２の乾燥粘土は、タルク、クロライトタルク、クロライト粘土、アタパルジャイト、セピオライト粘土、イモゴライト粘土、ハロイサイト粘土、パーライト、亜炭、漂白土粘土、およびその組合せからなる群から選択されたものであること、
条件（ｃ）前記第２の乾燥硫黄源が存在し、前記第２の乾燥硫黄源は、元素硫黄、トリチオ炭酸ナトリウム、チオール官能基を有するシラン、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、トリメルカプト−ｓ−トリアジンのナトリウム塩、およびその組合せからなる群から選択されたものであること、
さらに、前記剪断装置を用いて前記水銀吸着材成分を剪断することによって前記水銀吸着材料を形成することを含み、
前記水銀吸着材料の粉末Ｘ線回折パターンは、２．７３±０．０１Åの回折ピークを実質的に含まないものである、
方法。
【請求項２】
前記水銀吸着材成分が前記水銀吸着材予混合物にされ、
前記水銀吸着材予混合物を生成することは、
乾燥粘土と乾燥銅源を混合することによって銅／粘土混合物を形成し、
乾燥粘土と乾燥硫黄源を混合することによって硫黄／粘土混合物を製造し、および
前記銅／粘土混合物と前記硫黄／粘土混合物を混合して前記水銀吸着材予混合物を形成すること、
または
乾燥粘土、乾燥銅源および乾燥硫黄源を混合して前記水銀吸着材予混合物を形成すること
のいずれか一方を含むものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記乾燥粘土が約１５重量％未満の水分を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
剪断することは、前記水銀吸着材成分または予混合物を押出機に通すことを含み、前記方法は、さらに、前記押出された水銀吸着材成分または予混合物が約１５重量％乃至約４０重量％の水分を有するように、前記水銀吸着材成分または予混合物に水を加えることを含むものである、
または
剪断することは、前記水銀吸着材成分または予混合物をピン・ミキサに通すことを含み、前記方法は、さらに、前記ピン・ミキサにおいて混合されたときに前記水銀吸着材成分または予混合物が約１５重量％乃至約４０重量％の水分を有するように、前記水銀吸着材成分または予混合物に水を加えることを含むものである、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記水銀吸着材料がｐＨ安定剤を含み、前記ｐＨ安定剤は、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、石灰（ＣａＯ）、消石灰、トロナ（二炭酸水素ナトリウム二水和物）、炭酸カルシウム（カルサイト）、炭酸カルシウムマグネシウム（ドロマイト）、またはその組合せである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ｐＨ安定剤は、１つ以上の水銀吸着材成分に、前記剪断装置に、剪断後に前記水銀吸着材料に、剪断後に任意に乾燥された後で前記水銀吸着材料に、またはその任意の組合せに、加えられるものである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
生成された前記水銀吸着材料は、前記水銀吸着材料の水または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．１重量％乃至５０重量％の前記ｐＨ安定剤を含むものである、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の乾燥粘土が存在し、前記第１の乾燥粘土は、ベントナイト、モンモリロナイト、ヘクトライト、バイデライト、サポナイト、ノントロナイト、フォルコンスコイト、ソーコナイト、ステベンサイト、フルオロヘクトライト、ラポナイト、レクトナイト、バーミキュライト、イライト、雲母鉱物、マカタイト、カネマイト、オクタケイ酸塩（イリエライト）、マガディアイト、ケニヤイト、アタパルジャイト、パリゴルスカイト、セポイライト、およびその任意の組合せからなる群から選択されたフィロケイ酸塩を含むものである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記乾燥銅源は、酢酸銅、銅アセチルアセトナート、臭化銅、炭酸銅、塩化銅、クロム酸銅、エチルヘキサン酸銅、ギ酸銅、グルコン酸銅、水酸化銅、ヨウ化銅、モリブデン酸銅、硝酸銅、酸化銅、過塩素酸銅、ピロリン酸銅、セレン化銅、硫酸銅、テルル化銅、銅テトラフルオロボラート、チオシアン酸銅、銅トリフラート、銅合金、およびその混合物からなる群から選択された複数の無水銅化合物；および／または或る銅化合物水和物、からなる群から選択された銅塩を含み、
ここで、前記銅化合物水和物の銅化合物は、酢酸銅、銅アセチルアセトナート、臭化銅、炭酸銅、塩化銅、クロム酸銅、エチルヘキサン酸銅、ギ酸銅、グルコン酸銅、水酸化銅、ヨウ化銅、モリブデン酸銅、硝酸銅、酸化銅、過塩素酸銅、ピロリン酸銅、セレン化銅、硫酸銅、テルル化銅、銅テトラフルオロボラート、チオシアン酸銅、銅トリフラート、銅合金およびその混合物からなる群から選択されたものである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の乾燥硫黄源が存在し、前記第１の乾燥硫黄源は、硫化ナトリウム、硫化ナトリウム三水和物、硫化ナトリウム九水和物、二硫化ナトリウム、多硫化ナトリウム、硫化アンモニウム、二硫化アンモニウム、多硫化アンモニウム、硫化カリウム、二硫化カリウム、多硫化カリウム、多硫化カルシウム、硫化水素、二硫化水素、硫化アルミニウム、硫化マグネシウム、チオール酢酸、チオ安息香酸、およびその混合物からなる群から選択された硫黄塩である、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の粘土が存在し、前記第１の粘土はナトリウムベントナイトであり、
前記銅源は硫酸銅五水和物であり、
前記第１の乾燥硫黄源が存在し、前記第１の乾燥硫黄源は硫化ナトリウム三水和物である、
請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の乾燥粘土が存在し、または、
前記第１の乾燥粘土および前記第２の乾燥粘土が、１：９９乃至９９：１の範囲の前記第２の乾燥粘土の重量対前記第１の乾燥粘土の重量比で存在する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の乾燥硫黄源が存在し、または、
前記第１の乾燥硫黄源および前記第２の乾燥硫黄源が、０．０１：１乃至１：１の範囲の前記第２の乾燥硫黄源対前記第１の乾燥硫黄源の重量比で存在する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
添加剤が存在し、前記添加剤は、前記水銀吸着材予混合物に、１つ以上の水銀吸着材成分に、前記剪断装置に、剪断後に前記水銀吸着材料に、剪断後に任意に乾燥された後で前記水銀吸着材料に、またはその任意の組合せに、加えられるものである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記添加剤は、ピロリン酸四ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、低分子量ポリアスパラギン酸ナトリウム、中分子量（Ｍｗ）ポリアスパラギン酸塩、高中分子量ポリアスパラギン酸塩、およびその組合せから選択される分散剤であり、
生成された前記水銀吸着材料は、前記水銀吸着材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．１重量％乃至１０重量％の前記添加剤を含むものである、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記添加剤が存在し、前記添加剤は脱酸素剤であり、前記添加剤は、重亜硫酸ナトリウム、ブチル化ヒドロキシトルエン、またはその組合せであり、
生成された前記水銀吸着材料は、前記材水銀吸着材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．００１重量％乃至１０重量％の前記添加剤を含むものである、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記添加剤は水分捕捉剤であり、前記添加剤は、硫酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、またはその組合せであり、
生成された前記水銀吸着材料は、前記水銀吸着材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．００１重量％乃至１５重量％の前記添加剤を含むものである、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記添加剤が存在し、前記添加剤はインターカレーション試薬であり、前記添加剤は、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化トリメチルセチルアンモニウム、テトラエトキシシラン、またはその組合せであり、
生成された前記水銀吸着材料は、前記水銀吸着材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．００１重量％乃至１５重量％の前記添加剤を含むものである、
請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
或る材料を含む水銀吸着材料であって、
前記或る材料は、
第１の粘土、第２の粘土、または第１の粘土と第２の粘土の組合せと、
乾燥銅源と、
第１の硫黄源、第２の硫黄源、または第１の硫黄源と第２硫黄源の組合せと、
を含むものであり、
次の条件（ａ）、（ｂ）および（ｃ）からなる群の少なくとも１つの要素が適用され、
条件（ａ）前記水銀吸着材料が添加剤をも含み、前記添加剤は、分散剤、脱酸素剤、水分捕捉剤、インターカレーション試薬、またはその任意の組み合わせであること、
条件（ｂ）前記第２の粘土が存在し、前記第２の粘土は、タルク、クロライトタルク、クロライト粘土、アタパルジャイト、セピオライト粘土、イモゴライト粘土、ハロイサイト粘土、パーライト、亜炭、漂白土粘土、およびその組合せからなる群から選択されたものであること、
条件（ｃ）前記第２の硫黄源が存在し、前記第２の硫黄源は、元素硫黄、トリチオ炭酸ナトリウム、チオール官能基を有するシラン、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、トリメルカプト−ｓ−トリアジンのナトリウム塩、およびその組合せからなる群から選択されたものであること、
前記水銀吸着材料は、粉末Ｘ線回折によって決定されるような粘土／コベライト複合体を実質的に含まず、その粉末Ｘ線回折パターンは２．７３±０．０１Åの回折ピークを実質的に含まないものである、
水銀吸着材料。
【請求項２０】
前記第１の粘土が存在する場合、前記第１の粘土は、ベントナイト、モンモリロナイト、ヘクトライト、バイデライト、サポナイト、ノントロナイト、フォルコンスコイト、ソーコナイト、ステベンサイト、フルオロヘクトライト、ラポナイト、レクトナイト、バーミキュライト、イライト、雲母鉱物、マカタイト、カネマイト、オクタケイ酸塩（イリエライト）、マガディアイト、ケニヤイト、アタパルジャイト、パリゴルスカイト、セポイライト、およびその混合物からなる群から選択されたフィロケイ酸塩を含み、
前記乾燥銅源は、酢酸銅、銅アセチルアセトナート、臭化銅、炭酸銅、塩化銅、クロム酸銅、エチルヘキサン酸銅、ギ酸銅、グルコン酸銅、水酸化銅、ヨウ化銅、モリブデン酸銅、硝酸銅、酸化銅、過塩素酸銅、ピロリン酸銅、セレン化銅、硫酸銅、テルル化銅、銅テトラフルオロボラート、チオシアン酸銅、銅トリフラート、銅合金、およびその混合物からなる群から選択された複数の無水銅化合物；および／または１つまたは複数の或る銅化合物水和物、からなる群から選択された銅塩を含み、
前記銅化合物水和物の銅化合物は、酢酸銅、銅アセチルアセトナート、臭化銅、炭酸銅、塩化銅、クロム酸銅、エチルヘキサン酸銅、ギ酸銅、グルコン酸銅、水酸化銅、ヨウ化銅、モリブデン酸銅、硝酸銅、酸化銅、過塩素酸銅、ピロリン酸銅、セレン化銅、硫酸銅、テルル化銅、銅テトラフルオロボラート、チオシアン酸銅、銅トリフラート、銅合金およびその混合物からなる群から選択されたものであり、
前記第１の硫黄源が存在する場合、前記第１の硫黄源は、硫化ナトリウム、硫化ナトリウム三水和物、硫化ナトリウム九水和物、二硫化ナトリウム、多硫化ナトリウム、硫化アンモニウム、二硫化アンモニウム、多硫化アンモニウム、硫化カリウム、二硫化カリウム、多硫化カリウム、多硫化カルシウム、硫化水素、二硫化水素、硫化アルミニウム、硫化マグネシウム、チオール酢酸、チオ安息香酸、およびその混合物からなる群の中の要素を含むものである、
請求項１９に記載の水銀吸着材料。
【請求項２１】
前記水銀吸着材料はｐＨ安定剤を含み、前記ｐＨ安定剤は、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、石灰（ＣａＯ）、消石灰、トロナ（二炭酸水素ナトリウム二水和物）、カルシウム炭酸塩（カルサイト）、炭酸カルシウムマグネシウム（ドロマイト）、またはその組合せである、請求項２０に記載の水銀吸着材料。
【請求項２２】
添加剤が存在し、
前記添加剤は、ピロリン酸四ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、および低分子量ポリアスパラギン酸ナトリウム、中分子量（Ｍｗ）ポリアスパラギン酸塩、高中分子量ポリアスパラギン酸塩、およびその組合せからなる群から選択された分散剤であり、または
前記添加剤は脱酸素剤であり、前記添加剤は、重亜硫酸ナトリウム、ブチル化ヒドロキシトルエン、またはその組合せであり、または
前記添加剤は水分捕捉剤であり、前記添加剤は、硫酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、またはその組合せであり、または
前記添加剤はイターカレーション試薬であり、前記添加剤は、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化トリメチルセチルアンモニウム、テトラエトキシシラン、またはその組合せであり、または
その任意の組合せである、
請求項１９に記載の水銀収着剤材料。
【請求項２３】
２８日後に約２５℃（±３℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が５以下である、請求項１９に記載の水銀吸着材料。
【請求項２４】
２８日後に約２５℃（±３℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のＣＩＥ Ｌ＊値の変化が５以下である、請求項１９に記載の水銀吸着材料。
請求項１９に記載の水銀吸着材料。
【請求項２５】
９６時間後に約１００℃（±５℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が３以下である、請求項１９に記載の水銀吸着材料。
【請求項２６】
２４時間後に約１６０℃（±５℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が３以下である、請求項１９に記載の水銀吸着材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス流、例えば天然ガス、産業用煙突、等から水銀（有機水銀、Ｈｇ、Ｈｇ＋および／またはＨｇ＋２）を除去するために使用される組成物を製造する方法、その方法によって製造される組成物、および、ガス流、例えば天然ガス、産業用煙突、等から水銀（有機水銀、Ｈｇ、Ｈｇ＋および／またはＨｇ＋２）を除去するためにその組成物を使用する方法、に関する。その方法によって製造された組成物“水銀除去材（媒体）”（mercury removal media）は、石炭燃焼型発電所によって排出される煙道ガスから水銀を除去するのに特に有用である。その水銀（Ｈｇ）除去材は、層状フィロケイ酸塩（layered phyllosilicate）、硫黄（イオウ）および銅を含む均質な組成物、好ましくは均質で剪断された組成物であって、結果的に銅／硫黄／粘土材料が得られるような組成物を含み、また、その水銀（Ｈｇ）除去材の製造法の期間中に添加剤（additives）が添加されてもよい。その銅は粘土カチオン（陽イオン）でイオン交換され、その硫黄は、そのイオン交換された遊離した銅と反応して、各機構の組合せによって、フィロケイ酸塩結合硫化銅相（phyllosilicate bound copper sulfide phase）が形成される。
【０００２】
関連出願の参照
本願は、２０１５年１０月３０日に出願された米国特許仮出願第６２／２４９０４９号の利益を主張し、ここに明示的に図面を含めたその全ての開示内容を参照により組み込む。
【背景技術】
【０００３】
石炭火力および石油火力発電所からの水銀の排出は、環境に対する主要な関心事となっている。水銀（Ｈｇ）は、非常に低い濃度で人の健康に影響を与える強力な神経毒である。米国における最大の水銀排出源は、石炭火力発電所である。これらの石炭火力発電所は、米国における総水銀排出量の３分の１乃至２分の１を占めている。
【０００４】
水銀の排出は、主に、燃焼石炭から排出される煙道ガス（排出ガス）による。煙道ガス中には、Ｈｇの３つの基本的な形態：元素Ｈｇ、酸化Ｈｇおよび粒子結合水銀、がある。
【０００５】
現在、石炭火力および石油火力発電所からの水銀排出低減のための最も一般的な方法は、粉末状の活性炭を煙道流中に噴射することである。その活性炭は、水銀の吸着および粒子状水銀（ＰＢＭ、particle bound mercury）の凝集のための高表面積の材料を形成する。煙道流中に活性炭を加える欠点は、フライアッシュ廃棄物流（fly ash waste stream）中の活性炭の残留（retention：保持）である。石炭火力発電所から排出されるフライアッシュは、しばしば、活性炭の存在によって性能に悪影響を受けるコンクリートに添加される。
【０００６】
Ｈｇ放出を減少させるための別の方法は、元素Ｈｇおよび酸化Ｈｇを化学吸着するように水銀と反応する化学種（species）を添加することによる。Ｈｇと化学的に反応できる材料の１つのクラス（種類）は金属硫化物である。米国特許第６７１９８２８号には、例えば粘土層間に金属硫化物を有する粘土のような層状吸着材（sorbents：ソーベント）の調製が教示されている。層状吸着材を調製するのに使用されるその方法は、基材の選択肢を高いイオン交換能を有する基材のみに限定するイオン交換プロセスに基づいている。さらに、その開示されたイオン交換は、時間がかかり、また、再現性、性能、スケーラビリティ（規模拡大）、装置要件、および吸着材の費用を著しく損なう幾つかの湿式プロセス工程を必要とする。米国特許第６７１９８２８号の教示に従った吸着材の製造プロセスには、粘土を酸性化溶液中で膨潤させ、金属塩溶液を導入して粘土層間で金属イオンを交換させ、そのイオン交換された粘土を濾過し、その粘土を溶液中に再分散させ、硫化物溶液を加えることによってその粘土を硫化し、最後にその材料を濾過して乾燥させること、が必要である。米国特許第６７１９８２８号に開示されたプロセスの別の欠点は、イオン交換プロセスの副産物の、即ち金属イオンの廃液および生成された硫化水素の、環境賠償責任（environmental liability）である。
【０００７】
公開された米国特許出願第１１／２９１０９１号（２００９年８月２５日に発行された米国特許第７５７８８６９号）には、煙道ガス流から水銀を除去するための金属硫化物／ベントナイト複合材料の調製が教示されている。その出願には、その複合材料を調製するための、初期の湿式プロセスおよび固体反応性粉砕プロセスの２つの方法が、教示されている。その両プロセスは、銅塩をベントナイト粘土と混合し次いで硫化物塩を加える点で、類似している。それらのプロセスは、硫化塩を添加する方法が異なる。その第１の方法では、硫化物塩が水に溶解されて水溶液としての銅／粘土混合物に加えられる“初期湿潤”手順によって、硫化物塩が添加される。その第２の方法では、硫化物塩水和物が水和銅／粘土混合物と共に（で）粉砕される“固体反応性粉砕”プロセスを通して、硫化物塩が添加される。その出願における別の教示によれば、その初期湿潤方法および固体粉砕方法は米国特許第６７１９８２８号の“湿式”方法とは異なるものであり、その理由は、ベントナイト粘土のカチオン・イオンに関して銅イオンのイオン交換が存在しないからである。その出願において製造された材料の複合的性質は、米国特許第６７１９８２８号において調整された同じ銅硫化物であるコベライト（銅藍、コベリン）（ＣｕＳ）の形成の証拠を与える粉末Ｘ線回折スペクトルによって支持される。
【０００８】
米国特許出願第１１／２９１０９１号（２００９年８月２５日に発行された米国特許第７５７８８６９号）は、イオン交換、銅塩およびベントナイト粘土が直に容易にイオン交換して非常に安定な銅／粘土組成物を生じる点について、請求権を放棄（除外）している。例えば、文献Ding, Z. and R. L. Frost, "Thermal study of copper adsorption on montmorillonites"（モンモリロナイトにおける銅吸着の熱的研究）Thermochimica Acta, 2004, 416: 11-16を参照されたい。これらの組成物の解析的分析によって、層間イオン交換（インターカレーション（挿入））と銅塩のエッジ吸着の双方が確認される。例えば、文献El-Batouti et al. "Kinetics and thermodynamics studies of copper exchange on Na-montmorillonite clay mineral,"（Ｎａモンモリロナイト粘土鉱物における銅交換の動力学および熱力学の研究）J. Colloid and Interface Sci., 2003, 259: 223-227を参照されたい。
【０００９】
米国特許第８２６８７４４号には、水銀吸着材を製造するプロセスが記載されている。しかし、改良された汚染防止用吸着材およびその製造方法を実現する必要性が依然として存在する。基材上に金属硫化物を含む吸着材を容易かつ安価に製造するための改良されたプロセスを実現することが望ましいであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６７１９８２８号
【特許文献２】米国特許第７５７８８６９号
【特許文献３】米国特許第８２６８７４４号
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ding, Z. and R. L. Frost, "Thermal study of copper adsorption on montmorillonites" Thermochimica Acta, 2004, 416: 11-16
【非特許文献２】El-Batouti et al. "Kinetics and thermodynamics studies of copper exchange on Na-montmorillonite clay mineral," J. Colloid and Interface Sci., 2003, 259: 223-227
【発明の開示】
【００１２】
発明の概要
水銀吸着材料を製造する方法、および生成される水銀吸着材料。その方法には、粘土、銅源（copper source）および硫黄源（sulfur source）および任意に添加剤から、水銀吸着材料を製造すること、が含まれまたは関係する。
【００１３】
水銀吸着材料を製造する方法、および生成される水銀吸着材料。水銀吸着材料を製造する方法は、約１５重量％未満の水分を有する乾燥粘土と、基本的に（主成分として）その水和（物）分子水（molecular water of hydration）のみからなる水分含有量を有する乾燥銅源と、任意に添加剤とを混合する（admix）ことによって、銅／粘土混合物を製造し；約１５重量％未満の水分を有する乾燥粘土と、基本的に（主成分として）その水和（物）分子水のみからなる水分含有量を有する乾燥硫黄源と、任意に添加剤とを混合することによって、硫黄／粘土混合物を製造し；その銅／粘土混合物と、その硫黄／粘土混合物と、任意に添加剤とを混合して、水銀吸着材の予混合物（pre-mixture）を形成し、その水銀吸着材の予混合物を剪断（shearing）して、その水銀吸着材料を形成すること、によるものである。幾つかの実施形態では、その方法によって生成された水銀吸着材料は、水銀吸着材料が約４重量％未満の水分を含有するとき１２Å未満の層間ｄ（００１）面間隔を有し、その水銀吸着材料の粉末Ｘ線回折パターンは、２．７３±０．０１Åの回折ピークを実質的に含まない。幾つかの実施形態では、水銀吸着材料のζ電位（ゼータ電位）は、乾燥粘土のζ電位より大きい。好ましい実施形態では、約１５重量％乃至約４０重量％、より好ましくは約２０重量％乃至約３０重量％、の水分含有量で水銀吸着材料を押出機に通すことによって、剪断が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、剪断混合によって水銀吸着材料を製造するための例示的なプロセス図である。
【図２】図２は、粉末Ｘ線回折によって測定できるｄ（００１）面間隔を示すモンモリロナイト構造の図である。
【図３】図３は、ナトリウムモンモリロナイトの粉末Ｘ線回折パターンの複合図である。その複数の線は、約０．９重量％乃至約２４．４重量％の水分を含有するナトリウムモンモリロナイトの低角回折パターンを表している。
【図４】図４は、ここに記載の水銀吸着材料の粉末Ｘ線回折パターンの複合図である。その複数の線は、約０．６重量％乃至約２２重量％の水分を含有する材料の低角回折パターンを表している。
【図５】図５は、ナトリウムモンモリロナイト、約４．５重量％のコベライトを含有するナトリウムモンモリロナイト、および４．５重量％に相当する硫化銅を含有するここに記載の水銀吸着材料、の各試料に関する、約３０乃至３５（度）の２θの粉末Ｘ線回折パターンの複合図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
“ここで使用されるとき”（as used herein）という句は、明細書、要約書、図面（図）、および請求項のすべてを包含する。
【００１６】
ここで使用されるとき、特に明示的に断らない限り、単数形の使用は複数形を含み、逆もまた同様である（複数形の使用は単数形を含む）。即ち、“ａ”および“ｔｈｅ”は、その単語が修飾する１つ以上の任意のものを指す。例えば、“a particle”（粒子）は、１つの粒子、２つの粒子、等を指し得る。同様に、“the substrate material”（その基材、基質材料）は、１つ、２つまたはそれより多い基材（基質材料）を指し得る。同様に、“substrate materials”（（複数の）基材）のような語は、限定されることなく、明示的に記載されておらずまたはそうでないと文脈から自明でない限り、１つの基材（基質材料）および複数の基材を指す。
【００１７】
ここで使用されるとき、特に他に定めない限り、限定のない、“約”（about）、“基本的に”（essentially：主に、主成分として）、“実質的に”（substantially）、等のような近似を表す任意の語は、そのように修飾された要素が正確に記載事項の通りである必要はなく、その記載事項から変動し（ばらつき）得ることを意味する。記載事項が変動し得る程度（範囲）は、どのように大きな変化が設定されるかに応じて、また、どのように大きな変化が、修飾のない語または句の特性、特徴および能力を依然として有するものとしてその修飾された形態をこの分野の専門家に認識させることができるかに応じて、決まる。先の考察を念頭に置いて、ここで、近似の単語によって修飾された数値は、幾つかの実施形態では±１５％で、幾つかの実施形態では±１０％で、幾つかの実施形態では±５％で、記述した値から変動してもよく、または幾つかの実施形態では９５％信頼性ある区間内にあってもよい。
【００１８】
ここで使用されとき、物理的な値または測定値を表す全ての数値は、通常の変動（ばらつき）および測定誤差の影響を受ける。
【００１９】
ここで使用されるとき、提示された任意の範囲は両端点を含む。例えば、“１０℃と３０℃の間の温度”または“１０℃乃至３０℃の温度”には、１０℃および３０℃並びにその両温度間の任意の温度が含まれる。さらに、本開示内容全体を通して、本発明の種々の態様を範囲形式で提示し得る。範囲形式の記述は、単に便宜性および簡潔性のためであり、本発明の範囲に対する柔軟性のない限定として解釈されるべきではない。従って、範囲の記述は、その範囲内の全ての可能な部分範囲および個々の数値を具体的に開示したものとみなされるべきである。一例として、例えば１乃至６のような範囲の記述は、部分範囲、例えば１乃至３、１乃至４、１乃至５、２乃至４、２乃至６、３乃至６、等、およびその範囲内の個々の数字、例えば１、２、３、４、５および６を、具体的に開示したとみなされるべきである。明示的に示されない限り、または整数に明確に限定された文脈から、例えば１乃至６のような範囲の記述は、１．５乃至５．５等の部分範囲、および例えば３．２５等のような非整数の個々の値、および、非整数値で始まりまたは終わる範囲または各非整数値で始まって終わる範囲を、具体的に開示したとみなされるべきである。これは範囲の広がりまたは幅に関係なく適用される。
【００２０】
ここで使用されるとき、範囲は、“約”（about）１つの特定の値からおよび／または“約”別の特定の値まで、として表現され得る。そのような範囲が表現されるとき、１つの特定の値からおよび／または別の特定の値までの別の実施形態が含まれる。同様に、各値が先行する“約”を用いて近似値として表現される場合、特定の値が別の実施形態を形成することが理解される。非限定的な例として、“約１乃至約４”が開示されている場合、明示的に開示されていなくても、別の実施形態は“１乃至４”である。同様に、開示された一実施形態が“約３０℃”の温度である場合、明示的に開示されていなくても、別の実施形態は“３０℃”である。
【００２１】
ここで使用されるとき、本発明の態様を修飾するための“好ましい”、“好ましくは”または“より好ましい”等の使用は、特許出願の出願時に存在していた優先傾向（preferences）を指す。
【００２２】
ここで使用されるとき、“任意の”（optional：任意選択的）は、その用語によって修飾される要素が存在してもまたは存在しなくてもよいことを意味する。
【００２３】
ここで使用されるとき、接続詞“および”によって結合されたリストが後に続く（日本語ではその前に来る）句“の任意の組合せ”（any combination of）は、群の各要素が接続詞“および”によって結合されるリストの各要素であるような群の２つ以上の要素の任意の組合せを意味する。非限定的な例として、“Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの任意の組合せ”は、次の各組合せ：ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＡおよびＤ、ＢおよびＣ、ＢおよびＤ、ＣおよびＤ；Ａ、Ｂ、およびＣ；Ａ、Ｂ、およびＤ；Ａ、Ｃ、およびＤ；Ｂ、Ｃ、およびＤ；Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤを包含する。同様に、“ＸがＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、またはその任意の組合せである”という句は、ＸがＡであり、ＸがＢであり、ＸがＣであり、ＸがＤであり、またはＸが“Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの任意の組合せ”であり、ここで上述の“その任意の組合せ”（any combination thereof）の定義が適用される。
【００２４】
ここで使用されるとき、句“重量％”は重量百分率（パーセント）を指す。
【００２５】
ここで使用されるとき、水銀吸着材料生成物の組成に言及するとき、重量％は水銀吸着材料が乾燥された後の重量％であり、５重量％の水分および／または溶剤、またはより低い含有量の水分および／または溶媒が存在するような重量％である。
【００２６】
オングストローム（Å）は、１０−１０ｍに等しい長さの単位、または１Å=１×１０−１０ｍである。
【００２７】
１ミクロン（μ）は、１０−６ｍに等しい長さの単位、または１ミクロン＝１μｍ＝１×１０−６ｍである。
【００２８】
ここで使用されるとき、特定のメッシュ・サイズのスクリーンによるスクリーニングへの言及は、標準の米国メッシュ・サイズを指す。
【００２９】
ここで使用されるとき、“粒子”（particle）は、分子の物理的結合によって一緒に保持される一塊の物質、コロイド力および／または表面力によって一緒に保持される複数塊の物質の凝集物（複数の“粒子”）、例えば架橋ポリマー網のような化学結合によって一緒に保持される一塊の物質、イオン相互作用によって形成される一塊の物質、または、凝集、表面力、コロイド力、イオン相互作用および化学結合の任意の組合せによって一緒に保持される一塊の物質である。本開示内容のために、粒子は、サイズが１ｎｍの１０分の１（０．１ｎｍ）未満乃至数ｃｍの大きさの範囲と定義される。
【００３０】
複数の粒子の多分散性（polydispersity）は、複数の粒子内での、粒径（particle diameters）として通常表現されるサイズの分布を表す。平均径（直径）は数平均の径とすることができ、ここで数平均の径（number average diameter）＝Σｉｄｉｎｉ／Σｉｎｉであり、ここでｎｉはｄｉで表される直径を有する粒子の数を表す。通常、近似が行われ、径による粒子の分布はヒストグラムとして表され、または換言すれば、粒子はより小さい範囲の径を包含する複数のより小さい群に分割され、これらの群の各郡はその各範囲の中心付近の径が割り当てられる。表面積平均の径（surface area average diameter）は（Σｉｆｉｄｉ２）１／２で求められ、体積平均の径（volume average diameter）は（Σｉｆｉｄｉ３）１／３で求められ、ここでｆｉはｎｉ／Σｉｎｉである。従って、表面積平均径の場合、重み係数は、径ｄｉの粒子のクラス（階級）で表される表面積であり、体積平均径の場合、重み係数は、径ｄｉの粒子の各クラスで表される体積である。表面積は径の二乗で増大し、体積は径の三乗で増大するので、表面積平均径は数平均径より大きく、体積平均径は表面積平均径を超える。質量または重量平均の径（mass or weight average diameter）は、全ての粒子の密度が同じである場合、体積平均径と同じである。同様に、粒度（particle size：粒径）の分布は、粒子の数、表面積または体積に基づくものであってもよい。
【００３１】
平均径を求めるための別の手段は、光子相関分光法とも称される動的光散乱の使用によるものであり、溶液中の粒子の拡散（diffusion）を測定する。その平均径は、平均の流体力学的な径であり、体積平均径に近い。１つの方法は、国際標準化機構（“ＩＳＯ”）１３３２０に概説されている。
【００３２】
複数の粒度（particle sizes：粒径）の分布は、周知の統計的測定値である標準偏差によって表されてもよい。標準偏差は、狭い粒度分布に適し得る。多分散度の他の尺度は、分布の１０％がその下にある閾値を表す径を指すｄ１０、および分布の９０％がその下にある閾値を表す径を指すｄ９０を含む。平均はｄ５０と称されるものであってもよい。従って、数平均の場合、粒子の数の半分または５０％はｄ５０より小さい径を有する。体積平均径の場合、ｄ５０は、複数によって表される体積の半分がｄ５０より小さい径を有する粒子であるような径を表し、または換言すれば、径の関数としての複数粒子の累積的体積のプロットにおける５０％ラインの交点を表す。
【００３３】
ここで使用されるとき、特に明記しない限り、平均粒子径への言及は、体積平均粒子径に近い光子相関分光法によって測定された粒子径を指す。非球形粒子は、球体として近似される。
【００３４】
ここで使用されるとき、特に明記しない限り、ポリマー（または高分子）の平均分子量への言及は、重量平均分子量を指す。
【００３５】
米国特許第８２６８７４４号の方法における改良が、ここに記載され、その改良された方法によって製造される生成物が記載される。米国特許第８２６８７４４号に記載されている方法が説明され、次いでここにその改良が説明される。例示的な方法が図１に示され、ここで、塩化ナトリウムの添加は任意である。
【００３６】
ここに記載される改善された方法を用いて、吸着材（ソーベント）成分、特に粘土、銅源および硫黄源を剪断することによって製造された銅および硫黄含有の層状粘土材料である水銀吸着（ソーベント）材料が形成される。ここに開示される方法は、吸着材銅成分のカチオンとの粘土カチオンのイオン交換と、標準的な反応経路の断絶（妨害）との双方によって、達成される。ここに記載される剪断法によって生成された水銀吸着材料の解析的分析によって、その生成された材料が従来技術に記載されている動力学的反応生成物を含まないこと、が示され、また、ここに記載される改善された方法によって、同様の特性を有する水銀吸着材料が生成されること、が期待される。幾つかの実施形態では、その方法は、背景雑音（ノイズ）を考慮すると、水銀吸着材の粉末Ｘ線回折パターンが得られたときに、２．７３±０．０１Åの回折ピークを示さない生成物を生成し、または、水銀吸着材の粉末Ｘ線回折パターンが得られたときに、その生成物は２．７３±０．０１Åの回折ピークを実質的に含まない。
【００３７】
ここに開示される方法の一態様（特徴）によれば、ここに開示される方法によって生成される水銀吸着材料はケイ酸塩粘土材料（silicate clay material）を含む。そのケイ酸塩粘土（フィロケイ酸塩（phyllosilicate））は、スメクタイト粘土（smectite clay）、例えば、ベントナイト（bentonite）、モンモリロナイト（montmorillonite）、ヘクトライト（hectorite）、バイデライト（beidellite）、サポナイト（saponite）、ノントロナイト（nontronite）、フォルコンスコイト（volkonskoite）、ソーコナイト（sauconite）、および／またはステベンサイト（stevensite：スチーブンサイト）、および／または合成スメクタイト誘導体（synthetic smectite derivative）、特にフルオロヘクトライト（fluorohectorite）およびラポナイト（laponite）；混合層状粘土（mixed layered clay）、特にレクトナイト（rectonite）およびそれらの合成誘導体；バーミキュライト（vermiculite）、イライト（illite）、雲母鉱物（micaceous minerals）、およびそれらの合成誘導体；層状含水結晶性ポリシリカート（多ケイ酸塩）（layered hydrated crystalline polysilicates）、特にマカタイト（makatite）、カネマイト（kanemite）、オクタケイ酸塩（octasilicate）（イリエライト（illierite））、マガディアイト（magadiite）および／またはケニヤイト（kenyaite）；アタパルジャイト（attapulgite）、パリゴルスカイト（palygorskite）、および／またはセポイライト（sepoilite）；またはその任意の組合せとすることができる。その粘土材料は交換可能なカチオンを有するべきである。ケイ酸塩粘土材料は、交換可能なカルシウムおよび／またはナトリウムイオンを有するモンモリロナイトであることが好ましい。複数の粘土材料が組合せで使用されてもよい。
【００３８】
ここに開示される方法の別の重要な態様は、反応性銅化合物の使用である。ここで使用されるとき、反応性銅化合物は、硫黄および／または硫化物イオンと反応する銅含有材料である。その反応性銅化合物は、ここに開示される方法および材料に銅源を提供（供給）する。銅源は乾燥材料であることが好ましい。乾燥銅源は、ここでは、固体銅化合物の結晶構造内に任意の水和水（water(s)-of-hydration）を超えて水分を含むことのない、粉末状、フレークまたは結晶の形態の反応性銅化合物、として定義される。銅源に関して使用されるとき、“基本的に（主成分として）その水和（物）分子水のみからなる水分含有量”とは、水分含有量が、この分野の専門家によって決定され得る水和分子水に等しい（相当する）水分量よりも、最大１０重量％まで、最大重量５％までまたは最大３重量％まで、多くてよいこと、を意味する。（一例として、水和水が、銅源９５ｇ当り水５ｇである場合、１０重量％多い水分では、銅物質中の水分（５＋０．５）／（１００＋０．５）×１００％＝５．４７２％である５．５ｇとなるであろう。）銅源を形成（供給）する銅化合物の非限定的な例には、酢酸銅（copper acetate）、銅アセチルアセトナート（copper acetylacetonate）、臭化銅（copper bromide）、炭酸銅（copper carbonate）、塩化銅（copper chloride）、クロム酸銅（copper chromate）、エチルヘキサン酸銅（copper ethylhexanoate）、ギ酸銅（copper formate）、グルコン酸銅（copper gluconate）、水酸化銅（copper hydroxide）、ヨウ化銅（copper iodide）、モリブデン酸銅（copper molybdate）、硝酸銅（copper nitrate）、酸化銅（copper oxide）、過塩素酸銅（copper perchlorate）、ピロリン酸銅（copper pyrophosphate）、セレン化銅（copper selenide）、硫酸銅（copper sulfate）、テルル化銅（copper telluride）、銅テトラフルオロボラート（copper tetrafluoroborate）、チオシアン酸銅（copper thiocyanate）、銅トリフラート（copper triflate）、銅金属、銅合金およびその混合物、の無水（anhydrous）および水和（hydrous：含水）形態が含まれる。銅源は、銅カチオンおよび銅塩アニオン（陰イオン）を有するＣｕ（II）塩であることが好ましく；銅源はＣｕ（II）塩であることがより好ましく、ここで、銅塩アニオンとナトリウムイオンとの対形成（ペア化）は、銅カチオンとの対形成よりもエンタルピ的に好ましく；銅源はＣｕ（II）塩であることがさらにより好ましく、ここで、銅塩アニオンとカルシウムカチオンとの対形成（ペア化）は、銅カチオンとの対形成よりもエンタルピ的に好ましく；銅源は硫酸銅であることがさらにより好ましい。複数の反応性銅化合物の組合せが使用されてもよい。
【００３９】
ここに開示される方法のさらに別の重要な態様は、反応性硫黄化合物の使用である。ここで使用されるとき、反応性硫黄化合物は、銅および／または銅イオンと反応して硫黄原子または多硫化物を形成する硫黄含有物質（材料）である。反応性硫黄化合物は、ここに開示される方法および材料に硫黄源を提供（供給）する。硫黄源は乾燥材料であることが好ましい。乾燥硫黄源は、ここでは、固体硫黄源の結晶構造内の任意の水和水を超えて水分を含むことのない、粉末状、フレーク、結晶または気体の形態の反応性硫黄化合物、として定義される。硫黄源に関して使用されるとき、“基本的に（主成分として）その水和（物）分子水のみからなる水分含有量”とは、水分含有量が、この分野の専門家によって決定され得る水和（物）分子水に等しい（相当する）水分量よりも、最大１０重量％まで、最大５重量％までまたは最大３重量％まで、多くてよいこと、を意味する。（上述の例を参照）。硫黄源を形成する硫黄化合物の非限定的な例には、硫化ナトリウム、二硫化ナトリウム、多硫化ナトリウム、硫化アンモニウム、二硫化アンモニウム、多硫化アンモニウム、硫化カリウム、二硫化カリウム、多硫化カリウム、多硫化カルシウムおよびその混合物、の無水および水和形態が含まれる。硫黄源を形成する硫黄化合物の非限定的な例には、硫黄、硫化水素、二硫化水素、硫化アルミニウム、硫化マグネシウム、チオール酢酸（thiolacetic acid）、チオ安息香酸（thiobenzoic acid）およびその混合物、の無水形態が含まれる。硫黄源は硫化物または多硫化物塩であることが好ましく、硫化物源は硫化物塩であることがより好ましく、硫化物源は硫化ナトリウムであることがさらにより好ましく、硫化物源はＮａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓ・３Ｈ２ＯおよびＮａ２Ｓ・９Ｈ２Ｏから選択されることがさらにより好ましく、硫化物源はＮａ２Ｓ・３Ｈ２Ｏであることがさらにより好ましい。複数の反応性硫黄化合物の組合せが使用されてもよい。
【００４０】
ここに開示される方法のさらに別の重要な態様は、反応性化合物の剪断前に銅＋硫黄化学反応が無いものである。その化合物の剪断前の銅＋硫黄反応（性）を防止するための１つの手段は、銅源および硫黄源を粘土材料で希釈することによるものである。この分野の専門家は、反応速度が濃度に依存し、銅源および硫化物源の反応が同様に（濃度に）依存するであろう、と認識することであろう。さらに、銅源および硫化物源の反応は、遊離（自由）水の不存在によって抑制される。水の添加、および銅溶液および／または硫化物溶液の可能性ある形成によって、銅源と硫化物源の間の反応速度が大きく向上するであろう。ここで、任意の固体反応は、イオンの移動度（mobility）および銅源および硫化物源の露出表面積に依存するであろうから、従って、この固体反応は非常にゆっくりとしている（遅い）であろう。
【００４１】
銅源は、以下に開示されるように、この銅／粘土混合物を機械的剪断装置に加える前に、粘土材料と混合されることが好ましい。同様に、硫黄源は、この硫黄／粘土混合物を機械的剪断装置に加える前に、粘土材料と混合することが好ましい。任意に、機械的剪断装置に水銀吸着材予混合物（pre-mixture）を加える前に、銅／粘土混合物および硫黄／粘土混合物を混合して、水銀吸着材予混合物を形成することができる。その材料を機械的剪断装置に供給するさらに別の方法は、粘土材料を銅源および硫黄源と混合すること（任意に、最初に銅源を粘土材料に加え次いで水銀吸着材予混合物の硫黄源を加えること、またはその順序での任意の変形（any variation in order thereof））による。専門家であれば、加える順序が特定の（反応性化合物）源に応じて変わるであろうことを理解するであろう。代替的に、銅／粘土および硫黄／粘土混合物を機械的剪断装置に独立に（別々に）加えてもよい。機械的剪断装置に単一または複数の乾燥材料を加えることは、この分野の専門家に利用可能な任意の手段によって可能である。
【００４２】
一実施形態では、銅／粘土混合物および硫黄／粘土混合物は、銅源および硫黄源が粘土材料に加えられる単一プロセスで生成され混合される。次いで、その混合物は撹拌されて、銅源および硫黄源が粘土材料全体にわたって非剪断型のミキサで分配されて、水銀吸着材予混合物が形成される。非剪断型のミキサの例は、パドル型のミキサである。
【００４３】
加えられた硫化物源に対する加えられた銅源（その銅源対その硫化物源）の各質量は、銅イオンと硫化物イオンの好ましい各モル比を与えるよう調整され、それらの比は銅原子および硫黄原子の尺度（measure）であると理解される。例えば、硫化物源が多硫化物であるとき、銅イオン対硫化物イオンの比は、銅原子（イオン）対硫黄原子のモル比を表し、後者（硫黄原子）は化学式Ｓｘ２−を有し、ここでＸは１より大きい。銅イオン対硫化物イオンの比は、約０．１乃至約１０、約０．２乃至約５、または約０．３乃至約３の範囲である。その比（Ｃｕ：Ｓ）は、約 ０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．７、０．９、１、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９または３．０であることが好ましい。硫化物源が多硫化物（ポリスルフィド）であるとき、その比は概ね１未満である。好ましい一実施形態では、銅イオン対硫黄イオンの比は、約１未満であり、より好ましくは約０．５未満であり、別の好ましい実施形態では、その比は約１より大きく、より好ましくは約２より大きい。幾つかの実施形態では、その比（Ｃｕ：Ｓ）は０．１乃至２の範囲である。
【００４４】
銅源は、粘土のカチオン交換能と近似的に調和（一致）する重量比で粘土材料に加えられる。カチオン交換能は、交換可能な粘土カチオンのモル当量（molar equivalents）の尺度であり、その重量比は、粘土に加えられるカチオン銅イオンのモル当量の尺度である。粘土材料への銅源の加え方は、好ましくは、約１０乃至約３００ミリモル（ｍｍｏｌ）の銅が約１００ｇの粘土に加えられ、より好ましくは約２０乃至約２００ｍｍｏｌのＣｕが約１００gの粘土に、さらにより好ましくは約５０乃至約１５０ｍｍｏｌのＣｕが約１００ｇの粘土に加えられる、といったものである。
【００４５】
ここに提示される方法のさらに別の重要な態様（特徴）は、水銀吸着材予混合物の剪断である。機械的剪断方法は、押出機、射出成型機、バンバリー（Banbury（登録商標））タイプのミキサ、ブラベンダー（Brabender（登録商標））タイプのミキサ、ピン・ミキサ、等を使用してもよい。また、剪断は、押出機（一軸または二軸スクリュ）の一端部に銅／粘土混合物および硫黄／粘土混合物を導入しその押出機の他端部でその剪断された材料を受け取ることによって、達成することができる。押出機に入る材料の温度、押出機の温度、押出機に加えられる材料の濃度、押出機に加えられる水の量、押出機の長さ、押出機内での材料の滞留時間、および押出機の設計（一軸スクリュ、二軸スクリュ、単位長さ当りのフライト数（number of flights）、チャネル深さ、フライト・クリアランス（flight clearance）、混合ゾーン、等）は、材料に適用される剪断の量を制御する幾つかの変数である。
【００４６】
機械的剪断ユニットに水を加えて、水銀吸着材予混合物の剪断、並びに銅と粘土の反応（イオン交換）、および銅と硫黄の反応が容易になる（促進される）ことが、好ましい。大部分の機械的剪断ユニットの設計、例えば供給能力、の変動（変化）に起因して、そのユニットに加えられる水の量は、剪断された材料中の水の重量百分率（重量％）によって定義されることが、好ましい。水銀吸着材料は、機械的剪断ユニットを出た後で、約１５重量％乃至約４０重量％の水分を含むことが好ましく、より好ましくは約２０重量％乃至約３０重量％の水分、さらにより好ましくは約２３重量％乃至約２８重量％の水分を含む。
【００４７】
ここに開示される材料の構造および組成を決定するための１つの方法は、粉末Ｘ線回折（粉末ＸＲＤ）による。粘土材料の粉末ＸＲＤパターンは、ケイ酸塩層間の間隔に対応する広い低い（小さい）角度ピークによって特徴付けられる。図２を参照されたい。水膨潤性粘土の水分含有量（水分量）を決定するためにしばしば使用されるのは、角度であり、この低い角度ピークのピーク最大値は、層間隔の増大とともに、減少する、図３を参照されたい。ここで、ピーク最大値は、層間隔に吸着される水の増大とともに、減少する。例えば、ナトリウムモンモリロナイト粘土における約７°の２θの回折角は、約１２Åの層間ｄ（００１）面間隔に対応し、約９°の２θの角度は、粘土プレートレット（小板）の厚さに近い約９Åの層間ｄ（００１）面間隔に対応する。銅イオンが加えられた粘土試料およびモンモリロナイト粘土の層間ｄ（００１）面間隔の変化は、バーバ（Burba）氏およびマカティー（McAtee）氏によって“The Orientation and Interaction of Ethylenediamine Copper (II) with Montmorillonite”（エチレンジアミン銅（II）とモンモリロナイトの配向および相互作用）、Clays and Clay Minerals、１９７７、２５：１１３−１１８において徹底的に調べられた。そこでは、銅イオンのインターカレーションおよびマルチプレートレット結合が報告され、Ｃｕ（II）モンモリロナイト試料の平均層間ｄ（００１）面間隔は約１２．５Åであった。米国特許第６７１９８２８号に開示されている層状銅硫化物／／ケイ酸塩／／硫化銅材料は、硫化銅層の追加の厚さに起因して、１２．５Åよりかなり大きい層間ｄ（００１）面間隔を有するであろう。米国特許出願公開第１１／２９１０９１号（米国特許第７５７８８６９号）に開示されている表面に堆積（被着）された硫化銅材料は、そこに教示されているように硫化銅が粘土の表面上にだけ堆積するので、元のモンモリロナイト（例えば、図３）と同じ層間ｄ（００１）面間隔を呈するであろう。ここでは、その材料の水分含有量が４重量％未満のとき、その方法および材料は、約１２Å未満の層間ｄ（００１）面間隔を有することが、判明した。例えば、図４を参照されたい。図４には、ここに記載される材料および方法が、従来技術において教示された構造に適合しないことが、示されている。
【００４８】
さらに、ここに開示される方法によって生成される水銀吸着材料は、米国特許出願第１１／２９１０９１号（米国特許第７５７８８６９号）に開示された硫化銅鉱物である、コベライト（銅藍）を実質的に含まない。ここで使用するとき、“コベライトを実質的に含まない”という用語は、１重量％以下のコベライト、０．５重量％以下のコベライト、または０．３重量％以下のコベライトのことであってもよい。コベライトは、銅（II）イオンと硫化物（Ｓ２−）イオンの速度論的生成物（kinetic product）であり、ＣｕＳの化学式を有する。コベライトの粉末ＸＲＤパターンは、少なくとも４つの特徴的な（シグネチャ）反射を含み、これらの反射のうちの３つは、モンモリロナイト粘土材料における反射と重複する。２．７３±０．０１Åにおける反射（ここで、反射の位置の変動は回折計の精度に一部依存する）は、コベライト材料の特徴であり、粘土が優勢な（支配的）試料において観察可能である。図５は、３０°乃至３５°の２θ範囲における３つの粉末ＸＲＤパターンを示している。硫化銅を含まない粘土のＸＲＤパターンが下部に示され、４．５重量％のコベライトを含有する粘土のＸＲＤパターンが中央に示され、４．５重量％相当の硫化銅を含有するここに開示された粘土材料のＸＲＤパターンが上部に示されている。２．７３Åにおけるコベライト反射には、垂直な破線が付けられた。粉末ＸＲＤパターンによって明瞭に示されるように、ここに開示される材料は、２．７３±０．０１Åの回折ピークを実質的に含まない。ここで、“２．７３±０．０１Åの回折ピークを実質的に含まない”とは、１重量％のコベライト、０．５重量％のコベライト、または０．３重量％のコベライトを有する物質の回折ピーク以下の回折ピークのことであってもよい。
【００４９】
ここに開示される方法のさらに別の重要な態様（特徴）は、ここに開示される方法によって生成される水銀吸着材料のゼータ（ζ）電位値が、水銀吸着材料を製造するのに使用される粘土材料のζ電位値より高い（less negative：負性がより小さい）ことである。微粒子（microparticulate）上、例えば粘土上、の表面電荷は、しばしば、ζ電位および／または電気泳動移動度の測定によって決定することができる。ここで適用可能な粘土の構造は、ブラッグ（Bragg）他、“Crystal Structures of Minerals”（鉱物の結晶構造）、ｐｐ．１６６−３８２（Cornell University Press 1965）の文献によって記載されたケイ素−酸素（ケイ酸塩）配置で部分的に構成されており、ケイ酸塩材料の構造および化学式について、ここにこの文献を組み込む。粘土のケイ酸塩部分は、しばしば、アルカリ金属および／またはアルカリ土類カチオンを含むことによって、材料中で平衡（バランス）状態のアニオン電荷を有する。これらの物質の懸濁液およびそれらのζ電位の測定値は、粘土材料中のイオン対形成（paring：ペアリング）（ケイ酸塩に対するカチオンのイオン対形成）を評価するための手段を形成する。ζ電位がより低い（より負である）ほど、カチオンとケイ酸塩の間の弱いイオン相互作用の百分率または割合（％）がより大きくなる。より高い（負性がより小さい）ζ電位は、カチオンとケイ酸塩の間のより強いイオン相互作用または共有結合相互作用を示す。中性材料と粘土材料との混合（ブレンド）によって粘土材料のζ電位が変化することは、期待されないであろう。粘土材料のアルカリ金属および／またはアルカリ土類カチオンのイオン交換は、その交換されたイオン（exchanged for ion）がケイ酸塩との（に対して）異なる結合エネルギを有する場合に、ζ電位を変化させる、と期待されるであろう。
【００５０】
ここに開示される方法のさらに別の重要な態様（特徴）は、ここに記載される方法によって生成された材料が、石炭火力発電所の微粒子捕集器によって捕獲できる材料粒径のものであることである。平均粒径は、０．１μｍより大きいことが好ましく、１μｍより大きいことがさらにより好ましい。煙道ガス中の水銀の収着（sorption）のためのここに記載される水銀吸着材料の好ましい平均粒径は、個々の発電所における微粒子捕集器に応じて決まる。微粒子捕集器の例には、バッグハウス繊維性（bag-house fabric）フィルタ、電気集塵装置、およびサイクロン集塵器が含まれる。この分野において一般的におよび周知のこととして、より大きな粒子は煙道ガスから除去することがより容易である。大部分（少なくとも５０％）の粒子は、約１乃至約１００μｍの範囲の径（粒径）を有することが好ましく、より好ましく約１乃至約５０μｍの範囲の、最も好ましくは約１０乃至約２５μｍの範囲の径を有する。
【００５１】
予想外にも、剪断プロセスによって、上述のここに開示された材料の大きさ（粒度）は減少しなかった。剪断、特に高剪断混合は、ケイ酸塩層の層間剥離によって粘土材料の粒度（粒径）を減少させることが周知である。ここで、剪断された材料は、乾燥した（約１５重量％未満の水分含有量の）粘土出発材料の粒径よりも大きい粒径を有することが、判明した。また、機械的剪断法に基づいて粒子径分布が変化することが、判明した。ピン・ミキサで剪断された試料は、大多数部分の平均粒径約３．８μｍおよび少数部分の平均粒径約２０μｍを有することが、判明した。押出機で剪断された試料は、同じ平均粒径および追加的な少数部分の平均粒径約４０μｍを有することが、判明した。いずれの特定の理論にも束縛されることなく、２０μｍおよび４０μｍの粒度の材料の成長は、粘土材料の層間剥離、段部端縁上での銅硫黄材料の成長、および荷電された銅硫黄相上またはその周囲での露出粘土面の凝集（集塊）、の特徴である、と仮定される。
【００５２】
ここに記載される方法のさらに別の重要な態様（特徴）は、煙道ガス流からの、ここに記載される方法によって生成された水銀吸着材料への水銀の不可逆的な結合である。ここで、不可逆的な結合とは、封鎖または隔離された水銀（sequestered mercury）が、水によってまたは主として水である溶媒によって水銀吸着材料から浸出しないこと、を意味する（ここで、“主として水”とは７５重量％以上の水分を意味する）。
【００５３】
ここに記載される方法の他の態様では、米国特許第８２６８７４４号に記載された方法で使用される材料に他の材料を添加し得る。その方法に対する各添加剤は、個々にまたは組合せで使用してもよい。ここに記載される方法の一態様では、米国特許第８２６８７４４号に記載されている粘土材料の複数の代替物を使用してもよい。粘土材料の複数の代替物は、個々にまたは組合せで使用してもよい。粘土材料への添加剤および粘土材料の代替物は、組合せで使用してもよい。その方法に対するこれらの添加剤、粘土材料の複数の代替物、およびそれらの組合せによって、処理が改善される可能性があり、または生成された材料の熱的安定性が改善される可能性があり、または処理と生成された材料の熱的安定性の双方が改善される可能性がある。銅コベライトおよび過剰な硫化物は、酸化され、上述のように、銅は硫黄の存在下でコベライトを形成し得る。機械的剪断装置に単一または複数の乾燥材料を加えることは、この分野の専門家が利用可能な任意の手段によって行える。
【００５４】
製造プロセス期間中、貯蔵（保存）期間中、使用期間中、またはそれらの組合せの期間中において酸化を減少させるために、粘土材料の代替物として、またはここに記載される方法における粘土材料への添加剤として、マグネシウム系の層状ケイ酸塩が使用されてもよい。ヘクトライトは、上述の粘土材料の中の１種以上の材料の代わりにまたはそれに加えて、粘土材料として使用されてもよい。タルク、クロライトタルク（chloritic talc：亜塩素酸タルク）、クロライト粘土、または、タルク、クロライトタルクおよびクロライト粘土の任意の組合せが、上述の複数の粘土材料の中の１種以上の材料の代わりにまたはそれに加えて使用されてもよい。ヘクトライト、タルク、クロライトタルク、クロライト粘土、またはその任意の組合せがその（他の）粘土材料に加えて使用される場合、ヘクトライト、タルク、クロライトタルク、クロライト粘土、またはその任意の組合せ 対 その（他の）粘土材料の重量比は、約１：９９乃至約９９：１、好ましくは約１：１９乃至約１９：１、より好ましくは約１：９乃至約９：１であってもよい。ヘクトライト、タルク、クロライトタルク、クロライト粘土、またはその任意の組合せが使用される場合、それは、機械的剪断装置に別々に加えられてもよく、または、それは、もし存在する場合にはそのプレブレンド（予ブレンド）が機械的剪断装置に加えられる前に、その（他の）粘土材料の全てまたは一部に加えられるかまたは予めブレンドされてもよい。代替形態として、機械的剪断装置に加えられる前に、ヘクトライト、タルク、クロライトタルク、クロライト粘土、またはその任意の組合せが、銅源、硫黄源、または銅源と硫黄源の双方に、個々にまたは組合せで加えられてもまたは予めブレンドされてもよい。ヘクトライト、タルク、クロライトタルク、クロライト粘土、またはその任意の組合せは、前述の方法の任意の組合せによって、機械的剪断装置に加えられてもよい。いずれの特定の理論にも束縛されることなく、マグネシウム系の層状ケイ酸塩の使用によって（常温）保存安定性（shelf stability）（（常温での）貯蔵または保存中の安定性）が改善される、と仮定される。
【００５５】
無機分散剤および高分子分散剤が、粘土分散のための、コベライト結晶化度を低下させるための、またはそれらの組合せのための処理（加工）助剤として、その方法において使用される材料に対する添加剤として、個々にまたは組合せで使用されてもよい。分散剤の非限定的な例には、低い、中（中間）のおよび／または高い重量平均分子量のピロリン酸四ナトリウム（tetrasodium pyrophosphate）、ケイ酸ナトリウム（他の性能機能も同様に有する）、ポリアクリル酸ナトリウム、およびポリアスパラギン酸ナトリウムが含まれる。ポリアスパラギン酸塩の場合、“低い”重量平均分子量Ｍｗは３０００ｇ／ｍｏｌ未満であり、“中の” 重量平均分子量Ｍｗは３０００乃至１００００ｇ／ｍｏｌであり、“高い”重量平均分子量Ｍｗは１００００ｇ／ｍｏｌより大きい。また、幾種類かの分散剤は、例えば、限定されることなく、ケイ酸ナトリウムは、分散剤として作用することに加えて別の機能を果たし得る。使用される分散剤の重量百分率は、生成された生成物の約０．１重量％乃至約１０重量％の範囲、好ましくは生成された生成物の約１重量％乃至約５重量％の範囲であってもよい。分散剤は、機械的剪断装置に別に加えてもよく、それ（分散剤）は、機械的剪断装置に加えられる前に、１種以上の他の材料に個々にまたは組合せで加えられまたは予めブレンドされてもよく、それは、機械的剪断装置に加える前に、水、溶媒、または水と溶媒の組合せに分散され、溶解され、または分散されかつ溶解されるという組合せが行われもよく、または、その任意の組合せであってもよい。“Ａは、１種以上の材料と個々にまたは組合せでブレンドされてもよい”という句は、他の材料がＢおよびＣである場合、ＡをＢとブレンドしてＡＢプレブレンド（予混合物）を形成してもよく、ＡをＣとブレンドしてＡＣプレブレンドを形成してもよく、ＡをＢおよびＣとブレンドしてＡＢＣプレブレンドを形成してもよく、または、幾分かのＡをＢとブレンドしてＡＢプレブレンドを形成してもよくおよび幾分かのＡをＣとブレンド（混合）してＡＣプレブレンドを形成してもよく、ここで、そのＢおよび／またはＣとのブレンドは材料Ｂの全てまたは一部および／または材料Ｃの全てまたは一部を使用してもよい。いずれの特定の理論にも束縛されることなく、粘土を分散させるための分散剤の使用によって、粘土の凝集が制限され、従って、標準的な反応経路を断絶（妨害）しおよび／または制限すると考えられるカチオン交換が向上（増強）する、と仮定される。いずれの特定の理論にも束縛されることなく、分散剤の使用によって、形成された任意のコベライトの表面へ吸着し従って結晶格子の形成を妨げることによって、コベライト結晶化度が低下する、と仮定される。
【００５６】
いずれの特定の理論にも束縛されることなく、ｐＨ安定剤、脱酸素剤（酸化防止剤）、水分捕捉剤（スカベンジャ）、またはその任意の組合せを、ここに記載される方法に使用される材料に加えることによって、製造期間中、貯蔵（保存）期間中、使用期間中またはその任意の組合せの期間中において硫化銅／コベライトの酸化物の形成が減少し得る、と仮定される。個々にまたは組合せで添加剤として使用され得るｐＨ安定剤の非限定的な例には、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、石灰（ＣａＯ）、消石灰、トロナ（二炭酸水素三ナトリウム二水和物（trisodium hydrogen-dicarbonate dihydrate）、セスキ炭酸ナトリウム（sodium sesquicarbonate）またはＮａ３（ＣＯ３）（ＨＣＯ３）・２Ｈ２Ｏとしても知られる）、炭酸カルシウム（方解石）、および炭酸カルシウムマグネシウム（ドロマイト）が含まれる。使用されるｐＨ安定剤の重量百分率（％）は、生成された生成物の約０．１重量％乃至約５０重量％、好ましくは生成された生成物の約１重量％乃至約２０重量％の範囲であってもよく、幾つかの実施形態においては、生成された生成物の５重量％乃至２０重量％または１０重量％乃至２０重量％の範囲であってもよい。幾つかの実施形態では、加えられるｐＨ安定剤の重量百分率は、押出機における材料のｐＨ、ミキサにおける材料のｐＨ、および／または最終生成物のｐＨを、中性ｐＨ（ｐＨ＝７）より高く、好ましくはｐＨ約９乃至ｐＨ約１１の範囲に、維持するのに充分な量であり、その充分な量は、生成された生成物の０．１重量％乃至約５０重量％の範囲であり得る、と期待される。幾つかの実施形態では、例えば、限定されることなく、ケイ酸塩粘土材料のような基材は、上述のｐＨ安定化材料中の１種以上の材料を組み込み、これらの実施形態では、（粘土、基材、またはｐＨ効果のために特に添加されたものでない他の材料中に既に存在する物質に加えて）添加されるｐＨ安定剤の重量百分率は、生成された生成物の約０．１重量％乃至約５０重量％、好ましくは生成された生成物の約１重量％乃至約２０重量％の範囲であってもよく、幾つかの実施形態では、生成された生成物の５重量％乃至２０重量％または１０重量％乃至２０重量％の範囲であってもよい。ｐＨ安定剤は、機械的剪断装置に別に加えてもよく、それ（ｐＨ安定剤）は、機械的剪断装置に加える前に、個々にまたは組合せで１つ以上の他の材料に加えまたは予めブレンドしてもよく、または、その任意の組合せであってもよい。幾つかの実施形態では、ｐＨ安定剤は、押出機に加えられる水に加えられるが、しかしこれは好ましい加え方の形態ではない。幾つかの実施形態では、ｐＨ安定剤は、押出および乾燥の後に粉砕されまたは大きさ調整された粒子とブレンドされてもよく、および／または、例えば粉砕／大きさ調整の前に、（押出後に）中間体とブレンドされてもよい。幾つかの実施形態では、最終生成物の約０．００１重量％乃至約１０重量％は、粉砕／大きさ調整された粒子に加えられる、または中間体（押出後）に加えられる、または中間体におよび粉砕／大きさ調整された粒子に加えられる（組合せの）ｐＨ安定剤である。幾つかの実施形態では、例えばケイ酸粘土材料のような基材は、１種以上のｐＨ安定剤、例えば、限定���れることなく、少なくとも３重量％、少なくとも５重量％、少なくとも７．５重量％または少なくとも１０重量％の１種以上の上述のｐＨ安定剤を、組み込むものであるように選択される。幾つかの実施形態では、ｐＨ安定剤を加えるために、上述の組合せが使用される。
【００５７】
個々にまたは組合せで添加剤として使用し得る脱酸素剤（酸素消去剤）の非限定的な例には、重亜硫酸ナトリウム（sodium bisulfite）およびブチル化ヒドロキシトルエン（butylated hydroxytoluene）、および、ラジカルまたは酸素と反応できる類似の化学物質が含まれる。使用される脱酸素剤の重量百分率は、生成された生成物の約０．００１重量％乃至約１０％、好ましくは生成された生成物の約１重量％乃至約３重量％の範囲であり得る。脱酸素剤は、機械的剪断装置に別に加えてもよく、それ（脱酸素剤）は、個々にまたは組合せで、機械的剪断装置に加える前に、１種以上の他の材料に加えてもまたは予めブレンドしてもよく、それは、機械的剪断装置に加える前に、水、溶媒、または水と溶媒の組合せに、分散され、溶解され、または分散されかつ溶解されるという組合せが行われてもよく、それは、乾燥後および粉砕前に生成された中間体とブレンドされてもよく、それは、粉砕後にその生成物とブレンドされてもよく、またはその任意の組合せであってもよい。
【００５８】
水分捕捉剤の非限定的な例には、硫酸カルシウム、酸化カルシウム、および水酸化カルシウムが含まれる。使用される水分捕捉剤の重量百分率は、生成された生成物の約０．００１重量％乃至約１５重量％の範囲、好ましくは生成された生成物の約０．５重量％乃至約５重量％の範囲であってもよい。水分捕捉剤は、機械的剪断装置に別に加えてもよく、それ（水分捕捉剤）は、個々にまたは組合せで、機械的剪断装置に加える１種以上の他の材料に加えてもまたは予めブレンドしてもよく、それは、乾燥後および粉砕前のその方法の期間中に生成された中間体に加えてもまたはブレンドされてもよく、それは、粉砕後の生成物に加えられてもまたはブレンドされてもよく、または、その任意の組合せであってもよい。
【００５９】
ここに記載の方法の他の態様では、他の硫黄源を、上述のものの代わりにまたはそれに加えて、個々にまたは組合せで使用してもよい。個々にまたは組合せで使用してもよいこれらの他の硫黄源の非限定的な例には、元素硫黄（硫黄元素、元素状硫黄）、トリチオ炭酸ナトリウム（sodium trithiocarbonate：トリチオ炭酸ジナトリウム）、チオール官能基（又は官能性）を有するシラン（非限定的な例は、γメルカプトプロピルメトキシシラン（gamma mercaptopropylmethoxy silane）である）、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム（sodium dimethyl-dithiocarbamate：ナトリウムジメチルジチオカルバマート）、およびトリメルカプト−ｓ−トリアジン（trimercapto-s-triazine）のナトリウム塩が含まれる。最終生成物における硫黄の総（合計）比率は、銅イオン対硫化物イオンの比が上述の複数の範囲の１つになるようまたは最大２０重量％過剰な硫黄が使用され得るように、調整される。幾つかの実施形態では、他の硫黄源（この段落で説明したもの）対 標準的硫黄源（この段落の前に記載のもの）の重量比は、１：１００乃至１００：１の範囲であってもよく、好ましくは１：５乃至５：１の範囲のものである。硫黄が、別の硫黄源に加えて使用される場合、それ（硫黄）は、機械的剪断装置に別に加えられてもよく、それは、機械的剪断装置に加える前に、個々にまたは組合せで１種以上の他の材料を加えてもまたは予めブレンドしてもよく（但し、任意の他の材料の不在下では銅源でないことが好ましい）、または、その任意の組合せであってもよい。いずれの特定の理論にも束縛されることなく、製造期間中、貯蔵（保存）期間中、使用期間中、またはその任意の組合せの期間中におけるコベライト形成は、代替的な（選択肢の）硫黄源の中の１つからの硫黄で置換（代替）するかまたはその硫黄を加えることによって、より完全で安定的になり得る、と仮定される。
【００６０】
ここに記載される方法の他の態様では、上述の粘土材料の代わりにまたはそれに加えて、より高い表面積の基材が利用されてもよい。そのより高い表面積の基材は、個々にまたは組合せで使用されてもよい。これらのより高い表面積の基材の非限定的な例には、上述の粘土材料の中のその幾つかを列挙すると、ゼオライト、アタパルジャイト、セピオライト粘土、イモゴライト粘土、ハロイサイト粘土、パーライト、バーミキュライト粘土、ヒュームド・シリカ（fumed silica）、亜炭（lignite：褐炭）および漂白土粘土（bleaching earth clay）が含まれる。１種以上のそのより高い表面積の基材が他の粘土材料に加えて使用される場合、それらのより高い表面積の基材の総和 対 粘土材料の重量比は、約１：９９乃至約９９：１、好ましくは約１：１９乃至約１９：１、より好ましくは約１：９乃至約９：１であってもよい。米国特許第８２６８７４４号に開示されている粘土材料の、窒素ガスを用いて標準的なＢＥＴ表面積分析によって求められる比表面積は、約１乃至約７００ｍ２／gの範囲であり、一方、より高い表面積の基材の比表面積の範囲は、約５乃至約１０００ｍ２／ｇの範囲である。幾つかの実施形態では、粘土材料に加えられるより高い表面積の基材の量は、粘土材料単独の比表面積よりも、少なくとも２０％高い、少なくとも３０％高い、または少なくとも５０％高いその組合せの比表面積が得られるのに充分である。そのより高い表面積の基材は、機械的剪断装置に別に加えてもよく、または、それ（基材）は、もし存在する場合にはそのプレブレンドまたは組合せが機械的剪断装置に加えられる前に、その粘土材料の全てまたは一部に加えられるかまたは予めブレンドされてもよい。代替形態として、そのより高い表面積の基材は、機械的剪断装置に加える前に、銅源、硫黄源、または銅源と硫黄源の双方に個々にまたは組合せで加えまたは予めブレンドされてもよい。そのより高い表面積の基材は、前述の方法の任意の組合せによって機械的剪断装置に加えられてもよい。いずれの特定の理論にも束縛されることなく、より高い表面積の使用によってより多くの反応部位およびより迅速な反応時間が可能になる、と仮定される。
【００６１】
ここに記載される方法の他の態様では、粘土材料のより高い表面積は、ケイ酸塩間の間隔を増大させるインターカレーション試薬によって得られてもよい。図２は、ケイ酸塩層間の間隔を示している。インターカレーション試薬は、ケイ酸塩層間に拡散し、ケイ酸塩層間の距離を増大させることによって、その間隔を増大させる。個々にまたは組合せで使用され得るインターカレーション試薬の非限定的な例には、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化トリメチルセチルアンモニウムおよびテトラエトキシシランが含まれる。使用されるインターカレーション試薬の重量百分率は、生成された生成物の約０．００１重量％乃至約１５重量％の範囲、好ましくは生成された生成物の約０．５重量％乃至約５重量％の範囲であってもよい。インターカレーション試薬は、機械的剪断装置に別に加えてもよく、それ（試薬）は、機械的剪断装置に加えられる１種以上の他の材料に個別にまたは組合せで加えられまたは予めブレンドされてもよく、それは、機械的剪断装置に加えられる前に、水、溶媒、または水と溶媒の組合せに分散され、溶解され、または分散されかつ溶解されるという組合せが行われてもよく、または、それらの組合せであってもよい。好ましい実施形態では、粘土／インターカレーションのブレンドが機械的剪断装置に加えられる前に、インターカレーション試薬は、粘土に加えられまたはブレンドされる。いずれの特定の理論にも束縛されることなく、インターカレーション試薬の使用によって、より多くの反応部位へのアクセス性（接近性、進入性）およびそれらの部位へのより速い拡散性が得られる、と仮定される。インターカレーション試薬が使用されるこれらの実施形態では、その方法によって生成された水銀吸着材料が約４重量％未満の水を含有するとき、層間ｄ（００１）面間隔は１２Å未満でない可能性がある。
【００６２】
ブレンドまたはプレブレンド（pre-blending）を使用しまたは行う本発明のそれらの態様では、そのブレンドの１つの成分がそのブレンドの他の成分よりもはるかに少ない（非限定的な例として、１０重量％未満または５重量％未満である）場合、幾何学的（geometric：形状的）ブレンドが使用されてもよい。
【００６３】
ここに記載される方法の他の態様において、ここに記載された米国特許第８２６８７４４号の方法の変形が組合せで使用されてもよい。非限定的な例として、粘土材料の少なくとも一部は、より高い表面積の基材で置き換えられてもよく、さらに、処理期間中に１つ以上の添加剤が使用されてもよい。上述の複数の変形の任意の組合せが使用されてもよい。
【００６４】
また、本発明の実施形態には、ここに記載される方法によって生成される生成物、および、フィロケイ酸塩、硫黄源および銅源から形成された生成物であって、ここに記載される添加剤と、ここに記載される代替的な（選択肢の）粘土材料と、ここに記載される代替的な硫黄源とからなる群の中の少なくとも１つの要素を含む生成物、が含まれる。本発明の幾つかの実施形態では、それは、粘土、銅源および硫黄源を含む水銀吸着材料であり、その生成物の粉末Ｘ線回折パターンは２．７３±０．１Åのピークを実質的に含まない。
【００６５】
いずれの特定の理論にも束縛されることなく、ここに記載される方法の生成物、および／または、ここに記載される添加剤を含み、代替的な粘土材料を用い、代替的な硫黄源を用い、またはその組合せによって形成された生成物は、米国特許第８２６８７４４号に記載された方法によって生成された生成物と比較して、同じ熱安定性または改善された熱安定性を有する。その生成物の熱安定性は、色の変化によって測定される。以下の複数の例に記載されるように、水銀吸着材粒子、例えばここに記載される方法によって製造されたものは、例えば非限定的に２００ｐｓｉ（ゲージ）圧力のような適切な圧力下でペレット状にプレスされ、結果的に得られたそのペレットは、例えば非限定的にラブスキャンＸＥ（LabScan XE（標章））装置（ハンター・アソシエーツ・ラボラトリー社（Hunter Association Laboratory Inc）製）のような比色計を用いて測定されてもよい。各測定は、製造後すぐに（例えば、非限定的に、製造後の１週間以内、４８時間以内または２４時間以内に）行われ、各測定は、順次の各時間に、実験室で制御された条件下で測定が行われる。幾つかの実施形態では、ここに記載される方法によって生成された生成物、および、フィロケイ酸塩、硫黄源および銅源から形成された生成物であって、ここに記載される添加剤と、ここに記載される代替的な粘土材料と、ここに記載される代替的な硫黄源とからなる群の中の少なくとも１つの要素を含む生成物は、２８日後に約２５℃で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲で、５以下、４以下、３以下または２以下のハンター（Hunter）ＬまたはＣＩＥ Ｌ＊値の変化を示し得る（ＣＩＥ：Commission Internationale de L’Eclairage：国際照明委員会）。幾つかの実施形態では、ここに記載される方法によって生成された生成物、および、フィロケイ酸塩、硫黄源および銅源から形成された生成物であって、ここに記載される添加剤と、ここに記載される代替的な粘土材料と、ここに記載される代替的な硫黄源とからなる群の中の少なくとも１つの要素を含む生成物は、４日（９６時間）後に約１００℃で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲で、３以下、２．５以下、２以下または１．５以下のハンターＬ値の変化を示し得る。幾つかの実施形態では、ここに記載される方法によって生成された生成物、および、フィロケイ酸塩、硫黄源および銅源から形成された生成物であって、ここに記載される添加剤と、ここに記載される代替的な粘土材料と、ここに記載される代替的な硫黄源とからなる群の中の少なくとも１つの要素を含む生成物は、２４時間後に約１６０℃で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲で、３以下、２．５以下、２以下または１．５以下のハンターＬ値の変化を示し得る。
【００６６】
ここに記載される方法で得られる水銀吸着材料、および、フィロケイ酸塩、硫黄源および銅源から形成された水銀吸着材料であって、ここに記載される添加剤、ここに記載される代替的な粘土材料と、ここに記載される代替的な硫黄源とからなる群の中の少なくとも１つの要素を含む水銀吸着材料は、フライアッシュ廃棄物流（ストリーム）中に保持されてもよい。フライアッシュを含む活性炭がコンクリートの形成および安定性に有害であり得る一方、フライアッシュを含む水銀吸着材料は、コンクリートの形成および／または安定性に有害でないことが好ましい。水銀吸着材料は、コンクリートの形成に必要な空気同伴剤（air-entrainment agent）（ＡＥＡ）の量を増大させないことが好ましく、その１つの尺度（測定値）はフォーム指数（Foam Index）試験値である。水銀吸着材料はＡＥＡを吸着せずまたはＡＥＡと反応しないことが、より好ましく、水銀吸着材料は、ＡＥＡが、最終的なコンクリート内に安定した１０乃至２５０μｍの複数のポケットを形成するのを、助けることが、さらに好ましい。さらに、吸着された（封鎖された）水銀は、コンクリート形成プロセスの期間中またはその後に、水銀収着材料から浸出しないことが好ましい。さらに、水銀吸着材料を含ませることによってコンクリートの劣化が抑制されることが、好ましい。コンクリートの劣化を抑制する方法は、アルカリシリケート反応（alkali silicate reaction）、炭酸化、硫酸攻撃、浸出、および／または、凍結／解凍サイクルからの構造的損傷を、制限および／または防止することを含んでいる。いずれの特定の理論にも束縛されることなく、ここに記される方法によって生成された生成物、および、フィロケイ酸塩、硫黄源および銅源から形成された生成物であって、ここに記載される添加剤と、ここに記載される代替的な粘土材料と、ここに記載される代替的な硫黄源とからなる群の中の少なくとも１つの要素を含む生成物は、水の吸着および膨張の制限によってコンクリートの劣化を抑制し、それによってコンクリートの凍結／解凍サイクル（循環）を改善し、および／または、イオン浸出の防止によってコンクリートの劣化を抑制することが、好ましい。ここに記載される材料の別の利点は、好ましくは、調製されたコンクリートへの水銀吸着材料の化学的結合を支援する、セメント、ケイ酸塩−アルミン酸塩材料に対するバルク構造の類似性である。
【００６７】
水銀吸着材は、以下に示す異なる諸条件で性能について試験し評価することができる：
【００６８】
実験室ベンチ・スケール（規模）の試験は、窒素、空気、または模擬（simulated）煙道ガスを使用し、典型的には吸着材は固定床に配置される。模擬煙道ガスは、高温下でＳＯ２、ＮＯｘ、ＨＣｌ、ＣＯ２、Ｏ２、Ｈ２ＯおよびＨｇＯの組成を有する。そのガスは或る流量（流速）で吸着材床を通過する。流出ガスは、水銀分析器によってその水銀濃度について分析される。その試験は、吸着平衡状態に達するまで進行させる。水銀除去効率と収着能（sorption capacity）の双方は、試験の最後に決定することができる。結果に影響を与える要因は、温度、水銀の酸化状態、および煙道ガスの組成である。ベンチ・スケール試験は、吸着材をスクリーニング（選抜）する非常に経済的な方法である。
【００６９】
パイロット（試験的な）スケールの試験は、真の産業的条件に近い諸条件下での吸着材性能を研究するのに非常に有効である。試験ユニットは、通常、機内テスト用に設定（セットアップ）される。模擬煙道ガス、またはスリップ・ストリーム（slip stream：後流）煙道ガスは、例えば発電所のＥＳＰ（静電集塵器）のような産業施設から抽出することができ、または吸着材を収容するために繊維性フィルタ・ユニットを使用することができる。吸着材が試験システムに注入され、水銀濃度が水銀濃度の変化について監視される。吸着材と煙道ガスの間の接触時間はほんの数秒で済む。
【００７０】
最後に、本格的な規模の発電所試験を用意することができる。注入システムの設計および選択、および水銀濃度の迅速で正確な測定は、評価期間中の重要な要素（因子）である。
【００７１】
本発明の幾つかの非限定的な実施形態は、以下の通りである。
【００７２】
実施形態１：水銀吸着材料を製造する方法は、限定されることなく、
水銀吸着材（sorbent）成分、または任意に水銀吸着材予混合物（の形態）にされた水銀吸着材成分、を剪断装置に加えることを含み、
ここで、前記水銀吸着材成分は、限定されることなく、
第１の乾燥粘土、第２の乾燥粘土、または第１の乾燥粘土と第２の乾燥粘土の組合せと、
乾燥銅源と、
第１の乾燥硫黄源、第２の乾燥硫黄源、または第１の乾燥硫黄源と第２の乾燥硫黄源の組合せと、
を含むものであり、
さらに、前記剪断装置を用いて前記水銀吸着材成分を剪断することによって前記水銀吸着材料を形成することを含み、
次の条件（ａ）、（ｂ）および（ｃ）からなる群の少なくとも１つの要素（条件）が適用され、
条件（ａ）前記水銀吸着材料が添加剤も含むこと、
条件（ｂ）前記第２の乾燥粘土が存在すること、
条件（ｃ）前記第２の乾燥硫黄源が存在すること、
前記水銀吸着材料の粉末Ｘ線回折パターンは、２．７３±０．０１Åの回折ピークを実質的に含まないものである。
【００７３】
実施形態２：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１の方法に限定されることなく、前記水銀吸着材予混合物が形成され、
前記水銀吸着材予混合物を形成することは、限定されることなく、
乾燥粘土と乾燥銅源を混合することによって、銅／粘土混合物を形成し、
乾燥粘土と乾燥硫黄源を混合することによって、硫黄／粘土混合物を形成し、
前記銅／粘土混合物と前記硫黄／粘土混合物を混合して前記水銀吸着材予混合物を形成すること
を含む。
【００７４】
実施形態３：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１の方法に限定されることなく、前記水銀吸着材予混合物が形成され、前記水銀吸着材予混合物を形成することは、限定されることなく、前記銅／粘土混合物と前記硫黄／粘土混合物を混合して前記水銀吸着材予混合物を形成することを含む。
【００７５】
実施形態４：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜３の方法に限定されることなく、前記粘土は約１５重量％未満の水分を有する。
【００７６】
実施形態５：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜４の方法に限定されることなく、剪断は、前記水銀吸着材成分または予混合物を押出機に通すことによって達成され、前記方法は、さらに、その押し出された予混合物または押出された成分が約１５重量％乃至約４０重量％の水分を有するように、前記水銀吸着材成分または予混合物に水を加えることを含む。
【００７７】
実施形態６：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜４の方法に限定されることなく、剪断は、前記水銀吸着材成分または予混合物をピン・ミキサ（ピン式ミキサ）に通すことによって達成され、前記方法は、さらに、前記ピン・ミキサにおいて混合するときに前記予混合物または成分が約１５重量％乃至約４０重量％の水分を含むように、前記水銀吸着材成分または予混合物に水を加えることを含む。
【００７８】
実施形態７：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜６の方法に限定されることなく、前記水銀吸着材はｐＨ安定剤を含む。
【００７９】
実施形態８：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態７の方法に限定されることなく、前記ｐＨ安定剤は、前記水銀吸着材成分の中の１つ以上の成分に、前記剪断装置に、剪断後に前記水銀吸着材料に、剪断後に任意に乾燥された後で前記水銀吸着材料に、またはその任意の組合せに、加えられる。
【００８０】
実施形態９：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態７および８の方法に限定されることなく、前記ｐＨ安定剤は、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、石灰（ＣａＯ）、消石灰、トロナ（二炭酸水素三ナトリウム二水和物（trisodium hydrogen-dicarbonate dihydrate））、炭酸カルシウム（カルサイト）、炭酸カルシウムマグネシウム（ドロマイト）、またはその組合せである。
【００８１】
実施形態１０：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態７〜９の方法に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．１重量％乃至５０重量％の前記ｐＨ安定剤を含む。
【００８２】
実施形態１１：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態７〜９の方法に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、１重量％乃至２０重量％の前記ｐＨ安定剤を含む。
【００８３】
実施形態１２：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態７〜９の方法に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、１０重量％乃至２０重量％の前記ｐＨ安定剤を含む。
【００８４】
実施形態１３：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜１２の方法に限定されることなく、第１の乾燥粘土が存在し、前記第１の乾燥粘土は、限定されることなく、ベントナイト、モンモリロナイト、ヘクトライト、バイデライト（beidellite）、サポナイト、ノントロナイト、フォルコンスコイト（volkonskoite）、ソーコナイト、ステベンサイト（stevensite）、フルオロヘクトライト、ラポナイト、レクトナイト、バーミキュライト、イライト、雲母鉱物、マカタイト、カネマイト、オクタケイ酸塩（イリエライト）、マガディアイト、ケニヤイト、アタパルジャイト、パリゴルスカイト、セポイライト、およびその任意の組合せからなる群から選択されたフィロケイ酸塩を含む。
【００８５】
実施形態１４：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１３の方法に限定されることなく、前記第１の乾燥粘土が存在し、前記第１の乾燥粘土は、限定されることなく、モンモリロナイトを含む。
【００８６】
実施形態１５：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜１４の方法に限定されることなく、前記乾燥銅源は、酢酸銅、銅アセチルアセトナート、臭化銅、炭酸銅、塩化銅、クロム酸銅、エチルヘキサン酸銅、ギ酸銅、グルコン酸銅、水酸化銅、ヨウ化銅、モリブデン酸銅、硝酸銅、酸化銅、過塩素酸銅、ピロリン酸銅、セレン化銅、硫酸銅、テルル化銅、銅テトラフルオロボラート、チオシアン酸銅、銅トリフラート、銅合金、およびその混合物からなる群から選択された複数の無水銅化合物；および／または或る銅化合物水和物、からなる群から選択された銅塩を含む。ここで、前記水和物の銅化合物は、酢酸銅、銅アセチルアセトナート、臭化銅、炭酸銅、塩化銅、クロム酸銅、エチルヘキサン酸銅、ギ酸銅、グルコン酸銅、水酸化銅、ヨウ化銅、モリブデン酸銅、硝酸銅、酸化銅、過塩素酸銅、ピロリン酸銅、セレン化銅、硫酸銅、テルル化銅、銅テトラフルオロボラート、チオシアン酸銅、銅トリフラート、銅合金およびその混合物からなる群から選択されたものである。
【００８７】
実施形態１６：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜１５に限定されることなく、第１の乾燥硫黄源が存在し、前記第１の乾燥硫黄源は、限定されることなく、硫化ナトリウム、硫化ナトリウム三水和物（sodium sulfide trihydrate）、硫化ナトリウム九水和物（sodium sulfide nonahydrate）、二硫化ナトリウム、多硫化ナトリウム、硫化アンモニウム、二硫化アンモニウム、多硫化アンモニウム、硫化カリウム、二硫化カリウム、多硫化カリウム、多硫化カルシウム、硫化水素、二硫化水素、硫化アルミニウム、硫化マグネシウム、チオール酢酸（thiolacetic acid）、チオ安息香酸（thiobenzoic acid）、およびその混合物からなる群から選択された硫黄塩である。
【００８８】
実施形態１７：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜１２の方法に限定されることなく、前記第１の粘土が存在し、前記第１の粘土はナトリウムベントナイトであり、前記銅源は硫酸銅五水和物であり、前記第１の乾燥硫黄源が存在し、前記第１の乾燥硫黄源は硫化ナトリウム三水和物である。
【００８９】
実施形態１８：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜１７の方法に限定されることなく、前記第２の粘土が存在する。
【００９０】
実施形態１９：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１８の方法に限定されることなく、前記第２の粘土は、ヘクトライト、タルク、クロライトタルク（chloritic talc：亜塩素酸塩タルク）、クロライト粘土、ゼオライト、アタパルジャイト、セピオライト粘土、イモゴライト粘土、ハロイサイト粘土、パーライト、バーミキュライト粘土、ヒュームド・シリカ、亜炭、漂白土粘土、およびその組合せからなる群から選択される。
【００９１】
実施形態２０：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１８および１９の方法に限定されることなく、前記第１の乾燥粘土源および前記第２の乾燥粘土源が存在する。
【００９２】
実施形態２１：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態２０の方法に限定されることなく、前記第２の乾燥粘土の重量対前記第１の乾燥粘土の重量の比は、１：９９乃至９９：１の範囲である。
【００９３】
実施形態２２：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態２０の方法に限定されることなく、前記第２の乾燥粘土の重量対前記第１の乾燥粘土の重量の比は、１：１９乃至１９：１の範囲である。
【００９４】
実施形態２３：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態２０の方法に限定されることなく、前記第２の乾燥粘土の重量対前記第１の乾燥粘土の重量の比は、１：９乃至９：１の範囲である。
【００９５】
実施形態２４：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜２３の方法に限定されることなく、前記第２の乾燥硫黄源が存在する。
【００９６】
実施形態２５：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態２４の方法に限定されることなく、前記第２の乾燥硫黄源は、元素硫黄、トリチオ炭酸ナトリウム、チオール官能基（官能性）を有するシラン、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、トリメルカプト−ｓ−トリアジンのナトリウム塩、およびその組合せからなる群から選択される。
【００９７】
実施形態２６：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態２４および２５の方法に限定されることなく、前記第１の乾燥硫黄源および前記第２の乾燥硫黄源が存在する。
【００９８】
実施形態２７：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態２６の方法に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記第２の乾燥硫黄源対前記第１の乾燥硫黄源の重量比が０．０１：１乃至１：１の範囲である。
【００９９】
実施形態２８：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態２６の方法に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記第２の乾燥硫黄源対前記第２の乾燥硫黄源の重量比が０．０１：１乃至１：１の範囲である。
【０１００】
実施形態２９：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜２８の方法に限定されることなく、分散（性）添加剤が存在する。
【０１０１】
実施形態３０：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態２９の方法に限定されることなく、前記分散添加物は、ピロリン酸四ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、および低分子量（Ｍｗ＜３０００ｇ／ｍｏｌ）のポリアスパラギン酸ナトリウム、中分子量（Ｍｗ＝３０００乃至１００００ｇ／ｍｏｌ）のポリアスパラギン酸塩、高中分子量（Ｍｗ＞１００００ｇ／ｍｏｌ）のポリアスパラギン酸塩、およびその組合せからなる群から選択される。
【０１０２】
実施形態３１：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態２９および３０の方法に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．１重量％乃至１０重量％の前記分散（性）添加剤を含む。
【０１０３】
実施形態３２：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態２９および３０の方法に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、１重量％乃至５重量％の前記分散添加剤を含む。
【０１０４】
実施形態３３：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態２９〜３２の方法に限定されることなく、前記分散添加物は、複数の水銀吸着材成分の中の１つ以上の成分に、前記剪断断装置に、剪断後に前記水銀吸着材料に、剪断後に任意に乾燥させた後で前記水銀吸着材料に、またはその任意の組合せに、加えられる。
【０１０５】
実施形態３４：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜３３の方法に限定されることなく、脱酸素（剤）添加剤が存在する。
【０１０６】
実施形態３５：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態３４の方法に限定されることなく、前記脱酸素（剤）添加剤は、亜硫酸水素ナトリウム（sodium bisulfite：重亜硫酸ナトリウム）、ブチル化ヒドロキシトルエン、またはその組合せである。
【０１０７】
実施形態３６：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態３４および３５の方法に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．００１重量％乃至１０重量％の前記脱酸素添加剤を含む。
【０１０８】
実施形態３７：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態３４〜３６の方法に限定されることなく、前記脱酸素添加剤は、前記水銀吸着材成分の中の１つ以上の成分に、前記剪断断装置に、剪断後に前記水銀吸着材料に、剪断後に任意に乾燥させた後で前記水銀吸着材料に、またはその任意の組合せに、加えられる。
【０１０９】
実施形態３８：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜３７の方法に限定されることなく、水分捕捉（剤）添加剤が存在する。
【０１１０】
実施形態３９：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態３８の方法に限定されることなく、前記水分捕捉添加剤は、硫酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、またはその組合せである。
【０１１１】
実施形態４０：例えば、幾つかの実施形態において、実施形態３８および３９の方法に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．００１重量％乃至１５重量％の前記水分捕捉添加剤を含む。
【０１１２】
実施形態４１：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態３８および３９の方法に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．５重量％乃至５重量％の水分捕捉添加剤を含む。
【０１１３】
実施形態４２：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態３８〜４１の方法に限定されることなく、前記水分捕捉添加剤は、前記水銀吸着材成分の中の１つ以上の成分に、前記剪断装置に、剪断後に前記水銀吸着材料に、剪断後に任意に乾燥された後で前記水銀吸着材料に、またはその任意の組合せに、加えられる。
【０１１４】
実施形態４３：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態１〜４２の方法に限定されることなく、インターカレーション試薬添加剤が存在する。
【０１１５】
実施形態４４：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４３の方法に限定されることなく、前記インターカレーション試薬添加剤は、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化トリメチルセチルアンモニウム、テトラエトキシシラン、またはその組合せである。
【０１１６】
実施形態４５：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４３の方法に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．００１重量％乃至１５重量％の前記インターカレーション試薬添加剤を含む。
【０１１７】
実施形態４６：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４３および４４の方法に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．５重量％乃至５重量％の前記インターカレーション試薬添加剤を含む。
【０１１８】
実施形態４７：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４３〜４６の方法に限定されることなく、前記インターカレーション試薬添加剤は、前記水銀吸着材成分の中の１つ以上の成分に、前記剪断装置に、またはその任意の組合せに、加えられる。
【０１１９】
実施形態４８：水銀吸着材料は或る材料を含み、
前記或る材料は、限定されることなく、
第１の粘土、第２の粘土、または第１の粘土と第２の粘土の組合せと、
銅源と、
第１の硫黄源、第２の硫黄源、または第１の硫黄源と第２硫黄源の組合せと、
を含み、
次の条件（ａ）が適用され、次の条件（ｂ）が適用され、次の条件（ｃ）が適用され、またはその組合せが適用され、
条件（ａ）前記水銀吸着材料が添加剤も含むこと、
条件（ｂ）前記第２の粘土が存在すること、
条件（ｃ）前記第２の硫黄源が存在すること、
前記水銀吸着材料は、粉末Ｘ線回折によって決定されるような粘土／コベライト複合体を実質的に含まず、その粉末Ｘ線回折パターンは２．７３±０．０１Åのピークを実質的に含まないものである。
【０１２０】
実施形態４９：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８の水銀吸着材料に限定されることなく、銅対硫黄のモル比が１未満である。
【０１２１】
実施形態５０：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４９の水銀吸着材料に限定されることなく、前記モル比は０．５未満である。
【０１２２】
実施形態５１：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８の水銀吸着材料に限定されることなく、銅対硫黄のモル比が１より大きい。
【０１２３】
実施形態５２：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態５１の水銀吸着材料に限定されることなく、前記比は２より大きい。
【０１２４】
実施形態５３：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜５２の水銀吸着材料に限定されることなく、前記水銀吸着材料はｐＨ安定剤を含む。
【０１２５】
実施形態５４：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態５３の水銀吸着材料に限定されることなく、前記ｐＨ安定剤は、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、石灰（ＣａＯ）、消石灰、トロナ（二炭酸水素三ナトリウム二水和物）、炭酸カルシウム（カルサイト）、炭酸カルシウムマグネシウム（ドロマイト）、またはその組合せである。
【０１２６】
実施形態５５：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態５３および５４の水銀吸着材料に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．１重量％乃至５０重量％の前記ｐＨ安定剤を含む。
【０１２７】
実施形態５６：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態５３および５４の水銀吸着材料に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、１重量％乃至２０重量％の前記ｐＨ安定剤を含む。
【０１２８】
実施形態５７：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態５３および５４の水銀吸着材料に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、１０重量％乃至２０重量％の前記ｐＨ安定剤を含む。
【０１２９】
実施形態５８：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜５７の水銀吸着材料に限定されることなく、前記第１の粘土が存在し、前記第１の粘土は、ベントナイト、モンモリロナイト、ヘクトライト、バイデライト（beidellite）、サポナイト、ノントロナイト、フォルコンスコイト（volkonskoite）、ソーコナイト、ステベンサイト、フルオロヘクトライト、ラポナイト（laponite）、レントナイト、バーミキュライト、イライト、雲母鉱物（micaceous mineral）、マカタイト、カネマイト、オクタシリケート（イリエライト）、マガディアイト、ケニアイト、アタパルジャイト、パリゴルスカイト、セポライト、およびその組合せからなる群から選択されたフィロケイ酸塩を含む。
【０１３０】
実施形態５９：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態５８の水銀吸着材料に限定されることなく、前記第１の粘土はモンモリロナイトを含む。
【０１３１】
実施形態６０：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜５９の水銀吸着材料に限定されることなく、前記乾燥銅源は、酢酸銅、銅アセチルアセトナート、臭化銅、炭酸銅、塩化銅、クロム酸銅、エチルヘキサン酸銅、ギ酸銅、グルコン酸銅、水酸化銅、ヨウ化銅、モリブデン酸銅、硝酸銅、酸化銅、過塩素酸銅、ピロリン酸銅、セレン化銅、硫酸銅、テルル化銅、銅テトラフルオロボラート、チオシアン酸銅、銅トリフラート、銅合金、およびその混合物からなる群から選択された複数の無水銅化合物；および／または１つまたは複数の或る銅化合物水和物、からなる群から選択された銅塩を含む。ここで、前記銅化合物水和物の銅化合物は、酢酸銅、銅アセチルアセトナート、臭化銅、炭酸銅、塩化銅、クロム酸銅、エチルヘキサン酸銅、ギ酸銅、グルコン酸銅、水酸化銅、ヨウ化銅、モリブデン酸銅、硝酸銅、酸化銅、過塩素酸銅、ピロリン酸銅、セレン化銅、硫酸銅、テルル化銅、銅テトラフルオロボラート、チオシアン酸銅、銅トリフラート、銅合金およびその混合物からなる群から選択されたものである。
【０１３２】
実施形態６１：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態５８〜６０の水銀吸着材料に限定されることなく、前記第1の硫黄源が存在し、前記第１の硫黄源は、硫化ナトリウム、硫化ナトリウム三水和物、硫化ナトリウム九水和物、二硫化ナトリウム、多硫化ナトリウム、硫化アンモニウム、二硫化アンモニウム、多硫化アンモニウム、硫化カリウム、二硫化カリウム、多硫化カリウム、多硫化カルシウム、硫化水素、二硫化水素、硫化アルミニウム、硫化マグネシウム、チオール酢酸、チオ安息香酸、およびその混合物からなる群から選択された硫黄塩を含む。
【０１３３】
実施形態６２：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜６１の水銀吸着材料に限定されることなく、前記第２の粘土が存在する。
【０１３４】
実施形態６３：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態６２の水銀吸着材料に限定されることなく、前記第２の粘土は、ヘクトライト、タルク、クロライトタルク、クロライト粘土、ゼオライト、アタパルジャイト、セピオライト粘土、イモゴライト粘土、ハロイサイト粘土、パーライト、バーミキュライト粘土、ヒュームド・シリカ、亜炭、漂白土粘土、およびその組合せからなる群から選択される。
【０１３５】
実施形態６４：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態６２および６３の水銀吸着材料に限定されることなく、前記第１の粘土源および前記第２の粘土源が存在する。
【０１３６】
実施形態６５：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態６４の水銀吸着材料に限定されることなく、前記第２の粘土の重量対前記第１の粘土の重量の比は、１：９９乃至９９：１の範囲である。
【０１３７】
実施形態６６：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態６４の水銀吸着材料に限定されることなく、前記第２の粘土の重量対前記第１の粘土の重量の比は、１：１９乃至１９：１の範囲である。
【０１３８】
実施形態６７：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態６４の水銀吸着材料に限定されることなく、前記第２の粘土の重量対前記第１の粘土の重量の比は、１：９乃至９：１の範囲である。
【０１３９】
実施形態６８：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜６７の水銀吸着材料に限定されることなく、前記第２の硫黄源が存在する。
【０１４０】
実施形態６９：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態６８の水銀吸着材料に限定されることなく、前記第２の硫黄源は、元素硫黄、トリチオ炭酸ナトリウム、チオール官能基を有するシラン、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、トリメルカプト−ｓ−トリアジンのナトリウム塩、およびその組合せからなる群から選択される。
【０１４１】
実施形態７０：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態６８および６９の水銀吸着材料に限定されることなく、前記第１の硫黄源および前記第２の硫黄源が存在する。
【０１４２】
実施形態７１：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態７０の水銀吸着材料に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、０．０１：１乃至１：１の範囲の前記第２の硫黄源対前記第１の硫黄源の重量比を含む。
【０１４３】
実施形態７２：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態７０の水銀吸着材料に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、０．０５：１乃至１：１の範囲の前記第２の硫黄源対前記第１の硫黄源の重量比を含む。
【０１４４】
実施形態７３：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜７２の水銀吸着材料に限定されることなく、分散添加剤が存在する。
【０１４５】
実施形態７４：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態７３の水銀吸着材料に限定されることなく、前記分散添加物は、ピロリン酸四ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、および低分子量（Ｍｗ＜３０００ｇ／ｍｏｌ）のポリアスパラギン酸ナトリウム、中分子量（Ｍｗ＝３０００乃至１００００ｇ／ｍｏｌ）のポリアスパラギン酸塩、高中分子量（Ｍｗ＞１００００ｇ／ｍｏｌ）のポリアスパラギン酸塩、およびその組合せからなる群から選択される。
【０１４６】
実施形態７５：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態７３および７４の水銀吸着材料に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．１重量％乃至１０重量％の前記分散添加剤を含む。
【０１４７】
実施形態７６：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態７３および７４の水銀吸着材料に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、１重量％乃至５重量％の前記分散（性）添加剤を含む。
【０１４８】
実施形態７８：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜７２の水銀吸着材料に限定されることなく、脱酸素（剤）添加剤が存在する。
【０１４９】
実施形態７９：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態７８の水銀吸着材料に限定されることなく、前記脱酸素添加剤は、亜硫酸水素ナトリウム、ブチル化ヒドロキシトルエン、またはその組合せである。
【０１５０】
実施形態８０：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態７８および７９の水銀吸着材料に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下あるときに、０．００１重量％乃至１０重量％の前記脱酸素添加剤を含む。
【０１５１】
実施形態８１：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８０の水銀吸着材料に限定されることなく、水分捕捉添加剤が存在する。
【０１５２】
実施形態８２：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態８１の水銀吸着材料に限定されることなく、前記水分捕捉添加剤は、硫酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、またはその組合せである。
【０１５３】
実施形態８３：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態８１および８２の水銀吸着材料に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．００１重量％乃至１５重量％の前記水分捕捉添加剤を含む。
【０１５４】
実施形態８４：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態８１および８２の水銀吸着材料に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．５重量％乃至５重量％の前記水分捕捉添加剤を含む。
【０１５５】
実施形態８５：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８４の水銀吸着材料に限定されることなく、インターカレーション試薬添加剤が存在する。
【０１５６】
実施形態８６：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態８５の水銀吸着材料に限定されることなく、前記インターカレーション試薬添加剤は、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化トリメチルセチルアンモニウム、テトラエトキシシラン、またはその組合せである。
【０１５７】
実施形態８７：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態８５および８６の水銀吸着材料に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．００１重量％乃至１５重量％の前記インターカレーション試薬添加剤を含む。
【０１５８】
実施形態８８：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態８５および８６の水銀吸着材料に限定されることなく、生成された前記水銀吸着材料は、前記材料の水分または溶媒含有量が５重量％以下であるとき、０．５重量％乃至５重量％の前記インターカレーション試薬添加剤を含む。
【０１５９】
実施形態８９：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、２８日後に約２５℃（±３℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が５以下である。
【０１６０】
実施形態９０：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、２８日後に約２５℃（±３℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が４以下である。
【０１６１】
実施形態９１：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、２８日後に約２５℃（±３℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が３以下である。
【０１６２】
実施形態９２：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、２８日後に約２５℃（±３℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が２以下である。
【０１６３】
実施形態９３：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、２８日後に約２５℃（±３℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のＣＩＥ Ｌ＊値の変化が５以下である。
【０１６４】
実施形態９４：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、２８日後に約２５℃（±３℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のＣＩＥ Ｌ＊値の変化が４以下である。
【０１６５】
実施形態９５：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、２８日後に約２５℃（±３℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のＣＩＥ Ｌ＊値の変化が３以下である。
【０１６６】
実施形態９６：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、２８日後に約２５℃（±３℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のＣＩＥ Ｌ＊値の変化が２以下である。
【０１６７】
実施形態９７：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、９６時間後に約１００℃（±５℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が３以下である。
【０１６８】
実施形態９８：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、９６時間後に約１００℃（±５℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が２．５以下である。
【０１６９】
実施形態９９：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、９６時間後に約１００℃（±５℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が２以下である。
【０１７０】
実施形態１００：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、９６時間後に約１００℃（±５℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が１．５以下である。
【０１７１】
実施形態１０１：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、２４時間後に約１６０℃（±５℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が３以下である。
【０１７２】
実施形態１０２：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、２４時間後に約１６０℃（±５℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が２．５以下である。
【０１７３】
実施形態１０３：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、２４時間後に約１６０℃（±５℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が２以下である。
【０１７４】
実施形態１０４：幾つかの実施形態において、例えば、実施形態４８〜８８の水銀吸着材料に限定されることなく、２４時間後に約１６０℃（±５℃）で相対湿度（ｒｈ）２０％乃至５０％の範囲における前記水銀吸着材料のハンターＬ値の変化が１．５以下である。
【０１７５】
実施形態１０５：水銀吸着材料の製造において、貯蔵期間において、使用期間において、またはその任意の組合せにおいて、酸化を減少させる方法であって、
前記水銀吸着材料に含まれる材料は、粘土、銅および硫黄を含み、粉末Ｘ線回折によって決定（測定）される粘土／コベライト複合体を実質的に含まず、その粉末Ｘ線回折パターンは２．７３±０．１Åのピークを実質的に含まないものであり、
（ａ）分散剤、脱酸素剤、水分捕捉剤、インターカレーション試薬、またはその任意の組合せを加えること、
（ｂ）タルク、クロライトタルク、クロライト粘土、アタパルジャイト、セピオライト粘土、イモゴライト粘土、ハロイサイト粘土、パーライト、亜炭、漂白土粘土、およびその組合せからなる群から選択される第２の粘土で、前記粘土を置換しまたは補うこと、
（ｃ）元素硫黄、トリチオ炭酸ナトリウム、チオール官能基を有するシラン、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、トリメルカプト−s−トリアジンのナトリウム塩、およびその組合せからなる群から選択される第２の硫黄源で、前記硫黄源を置換しまたは補うこと、
または
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の任意の組合せ、
を含む方法。
【０１７６】
上述の実施形態１〜１０５では、“前記水銀吸着材成分の中の１つ以上の成分に・・・加えられ”（“added to one or more of the mercury sorbent components）という用語は、前記水銀吸着材成分の中の任意の１つ以上の成分に加えるのと同様に、予混合物が形成される場合には予混合物に、その材料を加えること、を包含する。
【０１７７】
例
以下の例は、本発明を例示するために挙げるが、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【０１７８】
例１−比較例
キッチンエイド（ＫＩＴＣＨＥＮＡＩＤ（登録商標））スタンド・ミキサのボウル（bowl：鉢状容器、椀状容器）において、３６８．５ｇのナトリウムベントナイト（３２５メッシュを通過した８５％）、１６．５ｇの塩化ナトリウム（ユナイテッドソルト社（United Salt Corporation）製、２０メッシュを通過したもの）、５７．０（ｇ）の硫酸銅五水和物（オールドブリッジケミカルズ社（Old Bridge Chemicals, Inc.）製、４０メッシュを通過したもの)、および３１．０ｇの硫化ナトリウム三水和物（ケムワン社（Chem One Ltd.）製）が、５分間混合された。次いで、７４．０ｇの脱イオン水（純水）がその混合物に加えられ、その混合物が５分間撹拌された。次いで、その水銀吸着材混合物が、ダイプレート（型板）を有する実験室規模の押出機を用いて３回押出（成型）された。次いで、それらの押出品（成型品）が１００℃でオーブン乾燥された。その乾燥された押出品が粉砕され、３２５メッシュ・スクリーンを通過した結果的に得られた粒子が、収集された。この試料の最終的な水分含有率は約２重量％であった。
【０１７９】
例２−比較例
キッチンエイド（ＫＩＴＣＨＥＮＡＩＤ（登録商標））スタンド・ミキサのボウルにおいて、２３２．０ｇのナトリウムベントナイト、２６．４ｇの塩化ナトリウム、９１．２ｇの硫酸銅五水和物、および４９．６ｇの硫化ナトリウム三水和物が５分間混合された。次いで、５２．４ｇの脱イオン水（純水）がその混合物に加えられ、その混合物が５分間撹拌された。次いで、その水銀吸着材混合物が、ダイプレートを有する実験室規模の押出機を用いて３回押出（成型）された。次いで、それらの押出品（成型品）が７０℃でオーブン乾燥された。その乾燥された押出品が粉砕され、３２５メッシュ・スクリーンを通過した結果的に得られた粒子が、収集された。この試料の最終的な水分含有量は約３．５重量％であった。
【０１８０】
例３−比較例
水銀吸着材混合物が、２０６０ポンド（lbs）のナトリウムベントナイト、９２．２ポンドの塩化ナトリウム、３１８．６ポンドの硫酸銅五水和物、１７３．３ポンドの硫化ナトリウム三水和物を、パドル・ミキサのボウルにおいて混合することによって、調製された。その混合物は２０分間混合され、次いで約９００ポンド／時間（lb/hr）の供給速度で５インチのリードカ（ＲＥＡＤＣＯ（標章））連続プロセッサ（リードカマニュファクチャリング社（Readco Manufacturing Inc.）製）に供給された。その水銀吸着材混合物がそのプロセッサ内に供給されるにしたがって、水が、約０．３５ガロン／分の流量で液体注入ポート（乾燥混合物供給ポートから分離している）を通してそのプロセッサ内に供給された。その押出品は、約１００℃で乾燥され、粒度（粒径）を減少させるように粉砕された。その水銀吸着材料は、約５乃至約２５μｍの平均粒度および１０重量％未満の水分含有量を有することが、見出された。
【０１８１】
例４−比較例
水銀吸着材混合物が、７００ポンド（lbs）のナトリウムベントナイト、３１．３ポンドの塩化ナトリウム、１０８．３ポンドの硫酸銅五水和物、５９．０ポンドの硫化ナトリウム三水和物を、パドル・ミキサのボウルにおいて混合することによって、調製された。その混合物は２０分間混合され、次いで約１１００ポンド／時間（lb/hr）の供給速度で１６インチのピン・ミキサ（マーズミネラル社（Mars Mineral）製）に供給された。その水銀吸着材混合物がそのピン・ミキサ内に供給されるにしたがって、水が、約０．３５ガロン／分の流量で液体注入ポート（乾燥混合物供給ポートから分離している）を通してそのプロセッサ内に供給された。その押出品は、約１００℃で乾燥され、粒度を減少させるように粉砕された。その水銀吸着材料は、約５乃至約２５μｍの平均粒度および１０重量％未満の水分含有量を有することが、見出された。
【０１８２】
例５（ＬＨ４７実験室調製プロセス）
キッチンエイド（ＫＩＴＣＨＥＮＡＩＤ（登録商標））スタンド・ミキサのボウルにおいて、２９９．６ｇのナトリウムベントナイト粉末（３２５メッシュを通過した約５０％）および１４．０ｇの塩化ナトリウムが１分間混合され、次いで、４７．６ｇの硫酸銅五水和物（ケムワン社（Chem One Ltd.）製、ファイン３０グレード）が加えられてさらに１分間混合され、３８．８ｇの硫化ナトリウム三水和物（ケムワン社（Chem One Ltd.）製）が加えられて５分間混合された。次いで、５７．２ｇの脱イオン水（純水）が上述の乾燥混合物に加えられてさらに１分間混合された。次いで、その水銀吸着材混合物が、ダイプレートを有する実験室規模の押出機を用いて３回押出（成型）された。次いで、それらの押出品（成型品）が７０℃で約１８時間オーブン乾燥された。その乾燥された押出品が粉砕され、３２５メッシュ・スクリーンを通過した結果的に得られた粒子が、収集された。この試料の最終的な水分含有量（率）は５重量％未満であった。
【０１８３】
例６（ＬＨ５７実験室調製プロセス）
キッチンエイド（ＫＩＴＣＨＥＮＡＩＤ（登録商標））スタンド・ミキサのボウルにおいて、２４０．０ｇのナトリウムベントナイト粉末（３２５メッシュを通過した約５０％）および４５．６ｇのトロナ（ナトロンクステクノロジーズ（Natronx Technologies, LLC）社製）が１分間混合され、次いで、６４．０ｇの硫酸銅五水和物（ケムワン社（Chem One Ltd.）製、ファイン３０グレード）が加えられてさらに１分間混合され、５０．４ｇの硫化ナトリウム三水和物（ケムワン社（Chem One Ltd.）製、フレーク形態）が加えられて５分間混合された。次いで、３９．６ｇの脱イオン水（純水）が上述の乾燥混合物に加えられてさらに１分間混合された。次いで、水銀吸着材混合物が、ダイプレートを有する実験室規模の押出機を用いて３回押出（成型）された。次いで、それらの押出品（成型品）が７０℃で約１８時間オーブン乾燥された。その乾燥された押出品が粉砕され、結果的に得られた粒子が、３２５メッシュ・スクリーンに通されて収集された。この試料の最終的な水分含有量は５重量％未満であった。
【０１８４】
例７（ＬＨ４７生成プロセス）
それぞれの毎時の速度で（毎時）、１８７２．５ポンドのナトリウムベントナイト、２９７．５ポンドの硫酸銅五水和物、２４２．５ポンドの硫化ナトリウム三水和物、および８７．５ポンドの塩化ナトリウムが、同時に回転連続ミキサ（マンソンマシナリーカンパニー社（Munson Machinery Company、Inc.）製）に供給され、徹底的にまたは完全に混合された。結果的に得られた乾燥混合物は直ちに１５インチのエクストゥルード・オー・ミクス（Extrud-O-Mix（登録商標））押出成型プロセッサ（ベペックスインターナショナル社（Bepex International LLC）製）に約２５００ポンド／時間の供給速度で供給された。その水銀吸着材混合物がそのプロセッサ内に供給されるにしたがって、水が約３７５ポンド／時間の流量で液体注入ポートを通してそのプロセッサ内に供給された。その押出品は流動床乾燥機（キャリア（Carrier（登録商標））を用いて乾燥され、さらにミルまたは粉砕機（パルヴォクロン（Pulvocron（標章））、ベペックスインターナショナル社（Bepex International LLC）製）によって、その粒度（粒径）分布Ｄｖ５０（体積平均粒径）で約５乃至１５μｍの粒度および水分含有量５重量％未満を有する微粒子に粉砕された。
【０１８５】
例８（ＬＨ５７生成プロセス）
それぞれの毎時の速度で（毎時）、１５００ポンドのナトリウムベントナイト、４００ポンドの硫酸銅五水和物、３１５ポンドの硫化ナトリウム三水和物および２８５ポンドのトロナが、同時に回転連続ミキサ（マンソンマシナリーカンパニー社（Munson Machinery Company、Inc.）製）に供給され、徹底的にまたは完全に混合された。結果的に得られた乾燥混合物は直ちに１５インチのエクストゥルード・オー・ミクス（Extrud-O-Mix（登録商標））押出成型プロセッサ（ベペックスインターナショナル社（Bepex International LLC）製）に約２５００ポンド／時間の供給速度で供給された。水銀吸着材混合物がそのプロセッサ内に供給されるにしたがって、水が約２５０ポンド／時間の流量で液体注入ポートを通してそのプロセッサ内に供給された。その押出品は流動床乾燥機（キャリア（Carrier（登録商標））を用いて乾燥され、さらにミルまたは粉砕機（パルヴォクロン（Pulvocron（標章））、ベペックスインターナショナル社（Bepex International LLC）製）によって、その粒度（粒径）分布Ｄｖ５０（体積平均粒径）で約５乃至１５μｍの粒度および水分含有量５重量％未満を有する微粒子に粉砕された。
【０１８６】
例９（ＬＨ４７、ＬＨ５７配合での硫黄添加剤、実験室調整プロセス）
キッチンエイド（ＫＩＴＣＨＥＮＡＩＤ（登録商標））スタンド・ミキサのボウルにおいて、２４０．０ｇのナトリウムベントナイト粉末（３２５メッシュを通過した約５０％）および２０．０ｇの元素硫黄（ハーウィックスタンダードディストリビューション社（Harwick Standard Distribution Corporation）製、グレード１０４）が１分間混合され、４５．６ｇのトロナ（ナトロンクステクノロジーズ（Natronx Technologies, LLC）社製）が加えられてさらに１分間混合され、次いで、６４．０ｇの硫酸銅五水和物（ケムワン社（Chem One Ltd.）製、ファイン３０グレード）が加えられてさらに１分間混合され、５０．４ｇの硫化ナトリウム三水和物（ケムワン社（Chem One Ltd.）製、フレーク形態）が加えられて５分間混合された。次いで、４６．４ｇの脱イオン水（純水）が上述の乾燥混合物に加えられてさらに１分間混合された。次いで、その水銀吸着材混合物が、ダイプレートを有する実験室規模の押出機を用いて３回押出（成型）された。次いで、それらの押出品（成型品）が７０℃で約１８時間オーブン乾燥された。その乾燥された押出品が粉砕され、結果的に得られた粒子が、３２５メッシュ・スクリーンに通されて収集された。この試料の最終的な水分含有量は５重量％未満であった。
【０１８７】
例１０（１５ＮＶＥＸ３製造生成プロセス）
３００００ポンドのナトリウムベントナイトおよび２７３ポンドの元素硫黄（インテグロ社（InteGro, Inc.）製）が、リボン・ブレンダを用いて３０分間ブレンドされて、ベントナイト粘土／硫黄プレブレンド（予混合物）が得られた。それぞれの毎時の速度で、１５００ポンドのナトリウムベントナイト／硫黄プレブレンド、４００ポンドの硫酸銅五水和物、３１５ポンドの硫化ナトリウム三水和物、および２８５ポンドのトロナが、同時に回転連続ミキサ（マンソンマシナリーカンパニー社（Munson Machinery Company、Inc.）製）に供給され、徹底的にまたは完全に混合された。結果的に得られた乾燥混合物は直ちに１５インチのエクストゥルード・オー・ミクス（Extrud-O-Mix（登録商標））押出成型プロセッサ（ベペックスインターナショナル社（Bepex International LLC）製）に約２５００ポンド／時間の供給速度で供給された。その水銀吸着材混合物がそのプロセッサ内に供給されるにしたがって、水が約２５０ポンド／時間の流量で液体注入ポートを通してそのプロセッサ内に供給された。その押出品は流動床乾燥機（キャリア（Carrier（登録商標））を用いて乾燥され、さらにミルまたは粉砕機（パルヴォクロン（Pulvocron（標章））、ベペックスインターナショナル社（Bepex International LLC）製）によって、その粒度（粒径）分布Ｄｖ５０で約５乃至１５μｍの粒度および水分含有量５重量％未満を有する微粒子に粉砕された。
【０１８８】
ｐＨ測定の試験手順
１００ｍＬのビーカおよびマグネチック・スターラ（磁石撹拌機）を用いて５分の混合時間で、２．５（ｇ）の水銀吸着材が４７．５ｇの脱イオン水中に分散される。結果的に得られたスラリーのｐＨが測定され、実験室のｐＨメータを用いて報告される。
【０１８９】
色彩測定の試験手順
水銀吸着材粒子が２００ｐｓｉの圧力下でペレット状にプレスされる。結果的に得られたペレットがラブスキャンＸＥ（LabScan XE（標章））装置（ハンター・アソシエーツ・ラボラトリー社（Hunter Association Laboratory Inc）製）を用いて測定される。別に示さない限り、白黒特性についてＣＩＥ Ｌ＊の値が報告される。それ以外の場合、同じ特性についてハンターＬの値が報告される。
【０１９０】
周囲条件での水銀吸着材安定性の試験手順
水銀吸着材は、周囲温度（１８℃乃至２３℃）での長い時間期間にわたる実験室条件下で保存（貯蔵）された。試料（標本）は、各時間期間の終了時に回収され、例えば水分含有量、ｐＨおよび色彩のような化学的特性について測定された。
【０１９１】
水銀吸着材オーブン安定性の試験手順
水銀吸着材が或る温度（約±２℃以内）でオーブンに長い時間期間にわたって保持され、或る期間の終了時において試料（標本）が回収され、例えば水分含有量、ｐＨおよび色彩のようなその化学的性質が測定された。
【０１９２】
ｐＨ安定化試薬を含む各配合およびその化学的安定性の改善に関するデータ
塩化ナトリウムが、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムおよび生石灰でそれぞれ置き換えられたことを除いて、例５のＬＨ４７と同様にＬＨ５０、５１および５２が調製された。
【０１９３】
【表１】
2018532586.tif 000003
【０１９４】
【表２】
2018532586.tif 000004
ＬＨ４７は本研究における比較参照試料であった。
【０１９５】
マグネシウム系層状ケイ酸塩を含む各配合およびその化学的安定性の改善に関するデータ
ナトリウムベントナイトの代わりにヘクトライト粘土が使用されたことを除いて、ＬＨ３９はＬＨ４７のように調製された。
【０１９６】
【表３】
2018532586.tif 000005
ＬＨ４７は本研究における比較例（例７）であった。
【０１９７】
元素硫黄およびケイ酸ナトリウムを含む各配合に関するデータ
１５ＮＶＥＸ３は例１０に記載のように調製され、また、トロナがケイ酸ナトリウム（ピーキュー社（PQ Corporation）、ＳＳ２０グレード）に置き換えられたことを除いて、１５ＮＶＥＸ４は例８に記載のように調製された。
【０１９８】
【表４】
2018532586.tif 000006
【０１９９】
【表５】
2018532586.tif 000007
ＬＨ４７は本研究における比較参照試料であった。
【０２００】
元素硫黄とケイ酸ナトリウムの組合せに関するデータおよびその安定性データ
ベントナイト／硫黄プレブレンドが異なる比のものであること、および、トロナが異なる比のケイ酸ナトリウムで置き換えられたこと、を除いて、１５ＮＶＥＸ８は例１０と同様に調製され、詳細な配合が表６に開示されている。ＬＨ４７は本研究における比較参照試料であった。
【０２０１】
【表６】
2018532586.tif 000008
【０２０２】
【表７】
2018532586.tif 000009
【０２０３】
より高い硫化銅濃度を有する配合およびその安定性への影響に関するデータ
表８に記載された配合を用いて、例７に記載したのと同様のプロセスで、より高い硫化銅濃度を有する水銀吸着材。
【０２０４】
【表８】
2018532586.tif 000010
【０２０５】
【表９】
2018532586.tif 000011
ＬＨ４７は本研究における比較参照試料であった。
【０２０６】
硫化銅を含まない配合に関するデータ
このタイプの配合では安定性の問題は予期されない。
【０２０７】
例１１
ベントナイト粉末と硫黄粉末（ハーウィックスタンダードディストリビューション社（Harwick Standard Distribution Corporation）製、グレード１０４）が、９３．３：６．７の重量比でブレンドされ、次いでこの混合物が９００ポンド／時間の供給速度で、５インチのリードカ（Readco）社製の連続プロセッサ内に供給された。また、約０．２５ガロン／分の水、および１．０４ガロン／分の第四級アンモニウムクロリド（ａ．ｋ．ａ．“ｑｕａｔ”）（アクゾノーベル社（Akzo Nobel）製のアルクワッド（ＡＲＱＵＡＤ（登録商標））２ＨＴ、ビス（水素化タローアルキル）ジメチルアンモニウムクロリド（bis(hydrogenated tallow alkyl)dimethyl ammonium chloride）、約８３％活性）が、そのリードカ（Readco）社製のプロセッサに独立した２つのポートを順に通して供給された。そのプロセッサからの排出された複数の押出品は、乾燥機に送られ、それらの乾燥された押出品はさらに粉砕され、５重量％未満の水分含有量を有し１８乃至４０メッシュ（米国標準メッシュ）の顆粒状粒子（granular particles）が最終製品として回収された。
【０２０８】
以上の説明は、理解を明確にするためだけに行われ、本発明の範囲内の変形はこの分野の専門家には明らかであり得るので、その説明から不必要な制限は理解されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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