(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生石灰と表面処理剤とからなり、前記表面処理剤がシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、及びアルミネート系カップリング剤からなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする生石灰組成物。
【請求項２】
前記表面処理剤がシラン系カップリング剤であることを特徴とする請求項１記載の生石灰組成物。
【請求項３】
前記シラン系カップリング剤が、メトキシ基を含有するシラン系カップリング剤であることを特徴とする請求項２記載の生石灰組成物。
【請求項４】
前記シラン系カップリング剤が、エポキシ基を含有するシラン系カップリング剤であることを特徴とする請求項２又は３記載の生石灰組成物。
【請求項５】
前記生石灰が消石灰を加熱処理してなる生石灰であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の生石灰組成物。
【請求項６】
生石灰を、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、及びアルミネート系カップリング剤からなる群から選ばれる１種以上の表面処理剤の存在下で消化することを特徴とする消石灰の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の生石灰組成物を消化することを特徴とする消石灰の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高比表面積を有し高反応性を有し、例えば、排煙等の産業廃棄物の処理に好適な消石灰を製造する方法並びにそれに用いる原料の生石灰組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2 ）は生石灰（Ｃａ０）に水を加えて、消化することにより得ることができるが、一般に塊状の生石灰を消化した場合には、得られる消石灰は１０〜２０ｍ2 ／ｇ程度の粉末である。
【０００３】
一方、いろいろな排煙中の有害ガス、ことに塩化水素や硫酸、亜硫酸等の酸性ガスを消石灰を用いて固定化し、排ガスを浄化することは知られているが、このような用途では高比表面積を有し、反応性に富む消石灰が要望されている。
【０００４】
そこで、最近、反応活性に富む消石灰の製造方法として、生石灰の消化の過程でアルコール等の有機溶媒を水に含ませる方法が提案されている（特公平６−８１９４号公報、特開平５−１９３９９７号公報）。
【０００５】
しかし、これらの方法では、揮発性が高く引火性のある有機溶剤を多量に用いるので溶剤回収の工程が必要で、しかも前記溶剤回収工程や消化工程は防爆設備にしなければならず、設備費がかかるという生産上の欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上記の事情に鑑みていろいろ実験的に検討し、表面処理剤の存在下で生石灰を消化するとき、有機溶剤を用いることなく、高比表面積で、反応性に優れる消石灰を得られるという知見、また表面処理された生石灰を用いて同様であるという知見を得て、本発明に至ったものである。
【０００７】
即ち、本発明の目的は、有機溶剤を含まない水を用いて生石灰から高比表面積の消石灰を製造する方法を提供し、例えば排ガス処理用途等に適用しえる反応性の高い消石灰を安価に提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、生石灰と表面処理剤とからなることを特徴とする生石灰組成物であり、前記表面処理剤がシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、及びアルミネート系カップリング剤からなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする生石灰組成物である。とりわけ、表面処理剤がシラン系カップリング剤であること、更に、前記シラン系カップリング剤が、メトキシ基及び／又はエポキシ基を含有するシラン系カップリング剤であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、前記生石灰が消石灰を加熱処理してなる生石灰であることを特徴とする前記の生石灰組成物である。
【００１０】
更に、本発明は、生石灰を表面処理剤の存在下で消化することを特徴とする消石灰の製造方法であり、前記の生石灰組成物を消化することを特徴とする消石灰の製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において、表面処理剤の存在下で生石灰を水を用いて消化することが本質的である。従って、表面処理剤を生石灰に添加して得られる生石灰組成物を消化する方法、生石灰の消化時に表面処理剤を水に添加する方法のいずれの方法であっても良く、比表面積が３０ｍ2 ／ｇ以上、好ましい場合には３５ｍ2 ／ｇ以上、更に好ましい場合には４５ｍ2 ／ｇ以上の消石灰が得られる。
【００１２】
生石灰を水のみで消化するときに、表面処理剤が存在することで得られる消石灰の比表面積が著しく高くなる理由は不明であるが、本発明者らは表面処理剤の存在で消化時の実質的な反応面積が限定され、局部的な高温化が防止されることが関係しているものと推察している。
【００１３】
本発明で用いる表面処理剤は、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、及びアルミネート系カップリング剤からなる群から選ばれる１種以上である。その添加量は、生石灰の表面を覆う程度が目安であるが、得られる消石灰の比表面積値、表面処理剤を構成する物質の分子量等により異なる。通常は、生石灰と表面処理剤との合計１００重量部に対して０．０５〜５重量部であり、好ましくは０．１〜２重量部である。０．０５重量部未満では、本発明の効果を得ることができない場合があるし、５重量部を越えるときは用いる表面処理剤が高価なので実用的でないからである。両面を考慮して、前記の好ましい範囲が選択される。
【００１４】
前記表面処理剤としては、従来公知のシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤等を用いることができる。シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤は、いずれも容易に入手でき好ましい。また、本発明において、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤のいずれも単独で用いるばかりでなく、これらの２種以上を併用しても良い。
【００１５】
前記シラン系カップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、（３−グリシドキシプロピル）メチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、３−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、３−ヨードプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、（３−メルカプトプロピル）メチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルジメチルメトキシシラン、ｎ−オクタデシルジメチル（３−（トリメトキシシリル）プロピル）アンモニウムクロライド、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニルアミノメチルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、３−（Ｎ−スチリルメチル−２−アミノエチルアミノ）プロピルメチルジメトキシシラン塩酸塩、３−（Ｎ−スチリルメチル−２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシラン塩酸塩、Ｎ−（トリエトキシシリルプロピル）尿素、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン等が挙げられる。また、ｉ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ｎ−ドデシルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン等も使用できる。
【００１６】
このうち、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、β−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等のエトキシ基又はメトキシ基を有するシラン系カップリング剤を用いるとき、高比表面積の消石灰が得易いので好ましく、ことにメトキシ基を有するシランカップリング剤を用いるときには前記効果が一層著しく好ましい。
【００１７】
また、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−クリキシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、（３−グリシドキシプロピル）メチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシ基を有するシラン系カップリング剤も、高比表面積の消石灰が得易いので好ましい。
【００１８】
本発明に用いるチタネート系カップリング剤としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート等が挙げられる。
【００１９】
また、本発明に用いるアルミネート系カップリング剤としては、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。
【００２０】
本発明に用いる生石灰については、従来公知の粉末状の生石灰を用いることができるが、消石灰を加熱処理して得られる生石灰を用いるときには、高比表面積を有し、しかも加熱処理前の消石灰と略同じ大きさの粒子を得ることができ、粒子サイズの制御性に優れるので、好ましい。
【００２１】
尚、前記消石灰の加熱処理の条件としては、５５０〜８００℃が好ましく選択される。５５０℃未満では、生石灰に生成速度が遅く、８００℃を越えると得られる消石灰の粒子サイズの制御性が悪くなる場合があるからである。
【００２２】
次ぎに、予め表面処理剤で処理した生石灰を用いて、これを消化する方法を例に、本発明における消化の条件について説明する。
【００２３】
生石灰として、石灰石をロータリーキルン、ベッケンバッハ炉等で加熱処理後、ボールミル等で乾式粉砕し、いろいろなサイズに分級されて得られた生石灰を用いることができ、例えば平均粒径が４μｍ程度、比表面積が４ｍ2 ／ｇ程度の従来公知のものを用い、これに０．０５〜５重量％の表面処理剤をリボンブレンダー、ヘンシェルミキサー等の乾式混合機中で混合し、生石灰組成物を得る。
【００２４】
次ぎに、前記生石灰組成物に水を加えて消化するが、このときの生石灰組成物と水との割合は１／０．３５〜１／１．５の重量比率が好ましく、温度は４０〜７０℃の範囲で略一定に保持することが好ましい。又、消化反応が完了するまでの間、前記生石灰と水との混合物は、その配合条件、消化の進み具合等に応じて、スラりー状態〜湿潤した粉末状態を示すので、それに応じた混合機を用いる。
【００２５】
更に、消化反応を終えて得られる消石灰は、通常未反応の水を含むので、乾燥し蒸発させるが、このとき粉末が凝集し塊状となることがある。このため、乾燥後、乾式粉砕するのが一般的であるが、前記の乾燥、粉砕の操作を同時に行うことが好ましい。
【００２６】
以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。
【００２７】
【実施例】
〔実施例１〕
比表面積４．０ｍ2 ／ｇの生石灰（電気化学工業（株）製  生石灰））１００重量部に対して、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（日本ユニカー（株）製  Ａ−１８７））を２重量部加え、乳鉢を用いて乾式で混合し生石灰組成物を得た。
【００２８】
前記生石灰組成物１０２重量部に水１００重量部を加え、６０℃で１時間保持し、消化反応を完了させた。この消化反応の間、撹拌を行った。得られた消石灰を、１２０℃に加熱し乾燥した後、解砕し、平均粒子径４．３μｍの消石灰粉末を得た。
【００２９】
前記消石灰粉末について、ＢＥＴ法により比表面積を測定したところ、５２ｍ2 ／ｇという高比表面積を示した。この結果を表１に示した。
【００３０】
【表１】
0003916301.tif 000002
【００３１】
〔実施例２〜４〕
実施例１のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの量を変えたこと以外は実施例１と同一の操作を行い、いろいろな消石灰粉末を得て、それらの比表面積を測定した。この結果を表１に示した。
【００３２】
〔実施例５〜１２〕
実施例１のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランに変えて、いろいろな表面処理剤を用いたこと以外は、実施例１と同一の操作を行い、いろいろな消石灰粉末を得て、それらの比表面積を測定した。この結果を表１に示した。
【００３３】
〔実施例１３〕
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１重量部を水１００重量部に分散させた消化水をビーカーに準備し、更に、比表面積４．０ｍ2 ／ｇの生石灰を１００重量部投入し、攪拌しながら６０℃で１時間保持することで消化反応を起こさせた。そして、得られた消石灰を、１２０℃に加熱し乾燥した後、解砕し、平均粒子径４．５μｍの消石灰粉末を得て、比表面積を測定した。この結果を表１に示す。
【００３４】
〔実施例１４〕
アセチレンガス発生により生じた消石灰粉末（平均粒子径；５．６μｍ）を７００℃３時間加熱処理して生石灰を得た。得られた生石灰の比表面積は１７ｍ2 ／ｇであった。次ぎに、実施例１において、生石灰として前記生石灰を用いたこと以外は実施例１と同一の操作を行った。得られた消石灰粉末の平均粒子径は６μｍであった。また、比表面積を測定し、その結果を表１に示した。
【００３５】
〔比較例〕
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用いなかったことを除いては、実施例１と同一の操作をして得た消石灰粉末について比表面積を測定した。この結果を表１に示す。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、有機溶剤を用いることなく、高比表面積の消石灰が容易に得ることができるので、排ガス処理用途等に適用可能な、反応性の高い消石灰粉末を安価に提供することができる。