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JP2014058410A - 吸着性物質の製造方法 - Google Patents

吸着性物質の製造方法 Download PDF

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JP2014058410A JP2012203041A JP2012203041A JP2014058410A JP 2014058410 A JP2014058410 A JP 2014058410A JP 2012203041 A JP2012203041 A JP 2012203041A JP 2012203041 A JP2012203041 A JP 2012203041A JP 2014058410 A JP2014058410 A JP 2014058410A
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Abstract

【課題】砕石の採掘時の鉱山屑等を原料として、優れた吸着性能を有する吸着性物質を製造するための方法を提供する。
【解決手段】(A)真珠岩、黒曜石及び頁岩からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる岩石の粉粒体と、塩基性物質を混合して、混合物を得る工程と、(B)工程(A)で得られた混合物を150〜800℃で加熱して溶融させ、溶融生成物を得る工程と、(C)工程(B)で得られた溶融生成物と、水を混合して、混合物を得る工程と、(D)工程(C)で得られた混合物を70〜100℃で加熱して、吸着性物質を得る工程と、を含む吸着性物質の製造方法。
【選択図】図1

Description

本発明は、砕石を製造する際に発生する鉱山屑等を原料とした、吸着性物質の製造方法に関する。
ゼオライトは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のアルミノケイ酸塩を主成分とする天然または人工の鉱物であり、SiO四面体およびAlO四面体が三次元網目状に結合した構造を有している。ゼオライトは結晶内に大量の水分を含んでいるが、加熱および/又は減圧よって水分を放出することで、空となった結晶内に分子を吸着する能力を有している。
このような吸着能力を活かして、ゼオライトは、脱臭剤、乾燥剤、吸着式ヒートポンプ、栽培資材、汚れ除去剤、廃食用油処理剤、建材、化粧品、分子ふるい、洗剤のビルダー等に使用されている。また、ゼオライトは、触媒活性能、陽イオン交換能を有することから、触媒、陽イオン交換吸着材としても使用されている。
人工ゼオライトは、アルミン酸ナトリウム、水酸化アルミニウム等のアルミナ源、および、シリカゲル、シリカガラス等のシリカ源を含む原料の水熱反応により合成される。近年、廃棄物の有効利用の観点から、シリカ及びアルミナを含有するフライアッシュ等の燃焼灰を原料とするゼオライトの製造方法が提案されている。
例えば、特許文献1には、フライアッシュと固体状水酸化ナトリウムとの混合物を、90〜180℃の温度で少なくとも60分間加熱処理し、次いで、このようにして得られた処理生成物に水酸化ナトリウムおよび水を加えてスラリー化し、水熱処理することを特徴とするA型ゼオライトの製造方法が記載されている。
また、アルカリ水溶液に対して難溶性である物質を原料とするゼオライトの製造方法として、特許文献2には、少なくともSiおよびAlを含有する原料固体に、固体状塩基を添加・混合する工程と、上記工程で得られた混合物を、200〜1000℃の加熱温度で溶融して溶融屑を生成させる工程と、上記工程で得られた溶融屑を水に添加し、20〜200℃の反応温度で反応させる工程を含むゼオライトの製造方法が記載されている。
特開平7−109117号公報 特開2007−131502号公報
砕石を製造する際に発生する廃棄物(鉱山屑)は、現在、鉱山の堆積場に廃棄されている。また、砕石等を原料にして軽量骨材等を製造する過程においても、砕石からなる粉粒体等の廃棄物が発生している。
本発明の目的は、砕石を製造する際に発生する鉱山屑(例えば、岩石の粉粒体)等を原料とした、優れた吸着性能を有する吸着性物質の製造方法を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、(A)特定の種類の岩石からなる粉粒体と、塩基性物質を混合する工程と、(B)工程(A)で得られた混合物を特定の温度で加熱して溶融させる工程と、(C)工程(B)で得られた溶融生成物と、水を混合する工程と、(D)工程(C)で得られた混合物を特定の温度で加熱して、吸着性物質を得る工程、を含む吸着性物質の製造方法によれば、前記の目的を達成することができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[9]を提供するものである。
[1] (A)真珠岩、黒曜石及び頁岩からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる岩石の粉粒体と、塩基性物質を混合して、混合物を得る工程と、(B)工程(A)で得られた混合物を150〜800℃で加熱して溶融させ、溶融生成物を得る工程と、(C)工程(B)で得られた溶融生成物と、水を混合して、混合物を得る工程と、(D)工程(C)で得られた混合物を70〜100℃で加熱して、吸着性物質を得る工程と、を含むことを特徴とする吸着性物質の製造方法。
[2] 工程(A)において、上記岩石の粉粒体に対する上記塩基性物質の質量比(塩基性物質/岩石の粉粒体)が、0.7〜1.8である前記[1]に記載の吸着性物質の製造方法。
[3] 工程(A)で用いる上記塩基性物質が、アルカリ金属の水酸化物である前記[1]又は[2]に記載の吸着性物質の製造方法。
[4] 工程(C)の混合物を、工程(D)の前に5時間以上放置する前記[1]〜[3]のいずれかに記載の吸着性物質の製造方法。
[5] 工程(D)が、加熱後に、固液分離し、得られた固体分を乾燥させて、乾燥した吸着性物質を得る操作を含む前記[1]〜[4]のいずれかに記載の吸着性物質の製造方法。
[6] 工程(A)において、上記岩石が真珠岩及び/又は黒曜石であり、かつ、上記岩石の粉粒体に対する上記塩基性物質の質量比(塩基性物質/岩石の粉粒体)が、0.7〜1.2であり、工程(B)における加熱温度が、150〜450℃である前記[1]〜[5]のいずれかに記載の吸着性物質の製造方法。
[7] 工程(A)において、上記岩石が頁岩であり、かつ、上記岩石の粉粒体に対する上記塩基性物質の質量比(塩基性物質/岩石の粉粒体)が、1.1〜1.6であり、工程(B)における加熱温度が、250〜450℃である前記[1]〜[5]のいずれかに記載の吸着性物質の製造方法。
[8] 前記[1]〜[7]のいずれかに記載の吸着性物質の製造方法によって得られる吸着性物質であって、陽イオン交換容量が3.8mmol/g以上であることを特徴とする吸着性物質。
[9] 前記[8]の吸着性物質からなる陽イオン交換性吸着材。
本発明の吸着性物質の製造方法によると、砕石や、砕石を製造(採掘)する際に発生する廃棄物(例えば、砕石よりも粒度の小さな岩石の粉粒体)や、砕石を工業原料としたパーライト等の軽量骨材の製造の過程で発生する廃棄物(例えば、軽量骨材よりも粒度の小さな岩石の粉粒体)等の、岩石の粉粒体を用いて、優れた吸着性能(高い陽イオン交換容量)を有する吸着性物質を得ることができる。
また、本発明の吸着性物質の製造方法によると、工程(B)の加熱温度が比較的低いので、製造コスト(特に、熱エネルギーのコスト)を削減することができる。
本発明の吸着性物質の製造方法の一例を示すフロー図である。
以下、本発明の吸着性物質の製造方法を詳しく説明する。
[工程(A)]
工程(A)は、真珠岩、黒曜石及び頁岩からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる岩石の粉粒体と、塩基性物質を混合して、混合物を得る工程である。
ここで、岩石の粉粒体とは、岩石からなる粉体、または、岩石からなる粒体をいう。
岩石の粉粒体の粒度(粒径)は、好ましくは5mm以下、より好ましくは3mm以下、特に好ましくは1mm以下である。なお、粒度とは、粉粒体における最大寸法(例えば、断面が楕円の場合、長径寸法)をいう。
岩石の粉粒体の粒度が小さいほど、後述する工程(B)において、加熱による溶融を促進させることができ、製造の効率が向上する。
このような粒度を得るための手段として、ボールミル等の粉砕機が挙げられる。
岩石の粉粒体の例としては、砕石の中の粒度の小さいもの(例えば、粒度が2.5〜5mmであるもの)や、従来は鉱山の堆積場に廃棄していた、砕石の採掘時に発生する廃棄物(砕石屑;例えば、粒度が2.5mm以下のもの)や、砕石を原料として軽量骨材を製造する過程で発生する廃棄物(例えば、真珠岩、黒曜石、膨張性頁岩等を急熱して発泡させてなる人工軽量骨材を製造する際に発生するダスト等の廃棄物)等が挙げられる。
塩基性物質としては、特に限定されるものではないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の、アルカリ金属の水酸化物が挙げられる。中でも、水酸化ナトリウムが、塩基性の強さ、入手の容易性、コスト等の観点から、好ましい。
岩石の粉粒体と塩基性物質の混合方法は、特に限定されるものではなく、岩石の粉粒体に塩基性物質を加えて混合してもよいし、塩基性物質に岩石の粉粒体を加えて混合してもよいし、容器内に岩石の粉粒体と塩基性物質を同時に投入して混合してもよい。
岩石の粉粒体に対する塩基性物質の質量比(塩基性物質/岩石の粉粒体)は、特に限定されないが、好ましくは0.7〜1.8、より好ましくは0.8〜1.7、さらに好ましくは0.8〜1.6、特に好ましくは0.8〜1.5である。
該質量比が0.7未満の場合、後述する工程(B)で得られた溶融生成物の水に対する溶解性が悪化する場合があり、また、吸着性物質の吸着性能が悪くなる場合がある。該質量比が1.8を超えると、好ましくない副反応を起こすおそれがあり、また、吸着性物質の吸着性能が頭打ちになる一方、塩基性物質の薬剤コストが増大して経済性が悪化する。
岩石が真珠岩及び/又は黒曜石である場合、岩石の粉粒体に対する塩基性物質の質量比(塩基性物質/岩石の粉粒体)は、塩基性物質の薬剤コストを抑えつつ、吸着性物質の吸着性能を高める観点から、好ましくは0.7〜1.2、より好ましくは0.8〜1.2、特に好ましくは0.8〜1.1である。
なお、本明細書中、「真珠岩及び/又は黒曜石」とは、真珠岩と黒曜石のいずれか一方または両方を含むことを意味する。
岩石が頁岩である場合、岩石の粉粒体に対する塩基性物質の質量比(塩基性物質/岩石の粉粒体)は、塩基性物質の薬剤コストを抑えつつ、吸着性物質の吸着性能を高める観点から、好ましくは1.1〜1.6、より好ましくは1.2〜1.5、特に好ましくは1.2〜1.4である。
[工程(B)]
工程(B)は、工程(A)で得られた混合物を150〜800℃で加熱して溶融させ、溶融生成物を得る工程である。
加熱温度は、150〜800℃、好ましくは160〜700℃、より好ましくは170〜600℃、さらに好ましくは170〜500℃、特に好ましくは180〜450℃である。
該加熱温度が150℃未満であると、多大な反応時間を要するため、実用性の観点から好ましくなく、また、吸着性物質の吸着性能が悪化する。該温度が800℃を超えると、望ましくない副反応を起こすおそれがあり、また、吸着性物質の吸着性能が頭打ちになる一方、熱エネルギーのコストが増大するので、好ましくない。
岩石が真珠岩及び/又は黒曜石である場合、加熱温度は、好ましくは150〜450℃、より好ましくは200〜400℃、特に好ましくは250〜350℃である。該加熱温度を150℃以上に定めると、吸着性物質の吸着性能がより一層向上する。該加熱温度を450℃以下に定めると、熱エネルギーのコストを削減することができる。
岩石が頁岩である場合、加熱温度は、好ましくは250〜450℃、より好ましくは270〜400℃、特に好ましくは280〜350℃である。該加熱温度を250℃以上に定めると、吸着性物質の吸着性能がより一層向上する。該加熱温度を450℃以下に定めると、熱エネルギーのコストを削減することができる。
工程(B)における加熱時間は、特に限定されないが、均一な組成の溶融生成物を得る観点から、好ましくは20分間以上、より好ましくは30分間以上、さらに好ましくは40分間以上、特に好ましくは60分間以上である。
該加熱時間の上限は、特に限定されないが、熱エネルギーのコストの増大を避ける観点から、好ましくは3時間、より好ましくは2時間である。
工程(B)では、工程(A)で得られた混合物を加熱して、該混合物を溶融させた後に、この溶融物を冷却して、固体である溶融生成物を得ることが望ましい。この場合、溶融生成物は、水に対して易溶であるSi(ケイ素)及びAl(アルミニウム)を含む、粉末状の固体である。なお、本明細書において、「溶融生成物」とは、冷却前の状態(溶融物)と冷却後の状態(固体)の両方を含むものである。
[工程(C)]
工程(C)は、工程(B)で得られた溶融生成物と、水を混合して、混合物を得る工程である。
溶融生成物と水の混合方法は特に限定されるものではなく、水に溶融生成物を加えて混合してもよいし、溶融生成物に水を加えて混合してもよいし、容器内に溶融生成物と水を同時に投入して混合してもよい。
水としては、特に限定されることはなく、例えば、蒸留水、脱イオン水、工業用水、水道水、河川水等が挙げられる。
水の温度は、特に限定されないが、通常、5〜40℃(特に10〜30℃)である。
水の量は、溶融生成物を十分に浸漬することができれば、特に限定されないが、溶融生成物に対する水の質量比(水/溶融生成物)は、好ましくは2〜6、より好ましくは3〜5である。水の質量比が2未満であると、優れた吸着性能を有する吸着性物質を十分な量で得ることが困難となる。水の質量比が6を超えると、後述する工程(D)においてエネルギーコストが増大する。
工程(C)で得られた混合物は、工程(D)の加熱の前に、放置することが望ましい。
このように混合物を放置することによって、後述する工程(D)において、吸着性物質の吸着性能を向上させることができる。
この場合、放置時間は、好ましくは5時間以上、より好ましくは10時間以上、さらに好ましくは15時間以上、特に好ましくは20時間以上である。
放置時間の上限は、特に限定されないが、本発明の製造の効率の観点から、好ましくは50時間、より好ましくは40時間である。
溶融生成物に含まれる可溶性の成分(例えば、Si、Al)を水中に確実に溶出させるために、溶融生成物と水を混合してなる混合物を放置する際に、この混合物を攪拌することが望ましい。攪拌は、市販の攪拌機等の手段を用いて行うことができる。
攪拌を行う時期は、工程(D)と同時でもよいが、優れた吸着性能を有する吸着性物質を十分な量で得る観点から、工程(D)の前(混合物の放置時)が好ましい。
[工程(D)]
工程(D)は、工程(C)で得られた混合物を70〜100℃で加熱して、吸着性物質を得る工程である。
工程(C)で得られた混合物を加熱することによって、吸着性物質(ゼオライト)を得ることができる。
加熱温度は、70〜100℃、好ましくは75〜95℃、より好ましくは80〜95℃、特に好ましくは80〜90℃である。該温度が70℃未満では、多大な反応時間を要するため、実用性の観点から好ましくない。該温度が100℃を超えると、吸着性の低い生成物が主生成物となるため、好ましくない。
加熱時間は、優れた吸着性能を有する吸着性物質を十分な量で得る観点から、好ましくは3時間以上、より好ましくは4時間以上、さらに好ましくは5時間以上、さらに好ましくは6時間以上、特に好ましくは7時間以上である。
加熱時間の上限は、特に限定されないが、熱エネルギーのコストの増大を避ける観点から、好ましくは15時間、より好ましくは12時間である。
工程(D)は、前記の加熱後に、固液分離し、得られた固体分を乾燥させて、乾燥した吸着性物質を得る操作を含むことができる。
固液分離は、例えば、ろ過によって行なうことができる。
固液分離後の固体分(吸着性物質;ゼオライト)の乾燥は、例えば、風乾または40〜120℃の温度下で行なうことができる。
本発明で得られる吸着性物質(ゼオライト)は、吸着性に優れ、各種の吸着材として用いることができる。特に、本発明で得られる吸着性物質は、陽イオン交換能に優れていることから、陽イオン交換性吸着材として好適に用いることができる。
本発明で得られる吸着性物質の陽イオン交換容量(CEC)は、好ましくは3.8mmol/g以上、より好ましくは4.0mmol/g以上、さらに好ましくは4.2mmol/g以上、さらに好ましくは4.4mmol/g以上、特に好ましくは4.6mmol/g以上である。
該陽イオン交換容量(CEC)の上限は、特に限定されないが、製造の容易さの観点から、好ましくは5.0mmol/g、より好ましくは4.9mmol/g、特に好ましくは4.8mmol/gである。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
真珠岩及び黒曜石を1:1程度の質量割合で含む砕石屑を、粉砕機を用いて1mm以下の粒度になるまで粉砕した。こうして得られた粉末100質量部に水酸化ナトリウム160質量部を添加し、混合した。得られた混合物をニッケル製のるつぼに入れ、電気炉により600℃で1時間加熱して、該混合物を溶融させ、次いで、常温まで冷却させて、溶融生成物を得た。
得られた溶融生成物に、常温下(20℃程度)で、蒸留水/溶融生成物の質量比が4になる量の蒸留水を添加して混合した後、24時間攪拌させて混合物を得た。その後、恒温槽を用いて、混合物を80℃で8時間、加熱して、吸着性物質(ゼオライト)を生成させた。その後、混合物をろ過し、得られた固体分(吸着性物質)を、105℃で1日乾燥させて、乾燥した吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、吸着性能の指標としての陽イオン交換容量(CEC)を、迅速型ショーレンベルガー法により測定した。結果を表1に示す。
なお、迅速型ショーレンベルガー法は次のようにして行った。まず、遠沈管に試料0.1gを投入し、1M CHCOONH溶液10mLを加えた。その後、20分間振盪した後、遠心分離により上澄みを取り除き、再び1M CHCOONH溶液10mLを加えて振盪した。この操作を3回繰り返すことで試料をNH で飽和置換した。その後、80%エタノール10mLで洗浄操作を2回行った。洗浄後、10%KCl溶液10mLを用いて、同様の操作を3回行い、飽和置換されたNH を抽出した。抽出されたNH の量を測定しCECを求めた。
[実施例2]
真珠岩及び黒曜石を含む砕石屑に代えて、頁岩を含む砕石屑を用いた以外は実施例1と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表1に示す。
[比較例1]
真珠岩及び黒曜石を含む砕石屑に代えて、安山岩を含む砕石屑を用いた以外は実施例1と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表1に示す。
[比較例2]
真珠岩及び黒曜石を含む砕石屑に代えて、礫岩を含む砕石屑を用いた以外は実施例1と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表1に示す。
[比較例3]
真珠岩及び黒曜石を含む砕石屑に代えて、変班レイ岩を含む砕石屑を用いた以外は実施例1と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表1に示す。
[比較例4]
真珠岩及び黒曜石を含む砕石屑に代えて、流紋岩を含む砕石屑を用いた以外は実施例1と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表1に示す。
[比較例5]
真珠岩及び黒曜石を含む砕石屑に代えて、珪石を含む砕石屑を用いた以外は実施例1と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表1に示す。
Figure 2014058410
[実施例3]
真珠岩及び黒曜石を1:1程度の質量割合で含む砕石屑を、粉砕機を用いて1mm以下の粒度になるまで粉砕した。こうして得られた粉末100質量部に水酸化ナトリウム80質量部を添加し、混合した。得られた混合物をニッケル製のるつぼに入れ、電気炉により300℃で1時間加熱して、該混合物を溶融させ、次いで、常温まで冷却させて、溶融生成物を得た。
得られた溶融生成物に、常温下(20℃程度)で、蒸留水/溶融生成物の質量比が4になる量の蒸留水を添加して混合した後、24時間攪拌させて混合物を得た。その後、恒温槽を用いて、混合物を80℃で4時間、加熱して、吸着性物質(ゼオライト)を生成させた。その後、混合物をろ過し、得られた固体分(吸着性物質)を、105℃で1日乾燥させて、乾燥した吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表2に示す。
[実施例4]
水酸化ナトリウムの量を80質量部から100質量部に変更した以外は、実施例3と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表2に示す。
Figure 2014058410
[実施例5]
頁岩を含む砕石屑を、粉砕機を用いて1mm以下の粒度になるまで粉砕した。こうして得られた粉末100質量部に水酸化ナトリウム120質量部を添加し、混合した。得られた混合物をニッケル製のるつぼに入れ、電気炉により300℃で1時間加熱して、該混合物を溶融させ、次いで、常温まで冷却させて、溶融生成物を得た。
得られた溶融生成物に、常温下(20℃程度)で、蒸留水/溶融生成物の質量比が4になる量の蒸留水を添加して混合した後、24時間攪拌させて混合物を得た。その後、恒温槽を用いて、混合物を80℃で4時間、加熱して、吸着性物質(ゼオライト)を生成させた。その後、混合物をろ過し、得られた固体分(吸着性物質)を、105℃で1日乾燥させて、乾燥した吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表3に示す。
[実施例6]
水酸化ナトリウムの量を80質量部から140質量部に変更した以外は、実施例5と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表3に示す。
Figure 2014058410
[実施例7]
真珠岩及び黒曜石を1:1程度の質量割合で含む砕石屑を、粉砕機を用いて1mm以下の粒度になるまで粉砕した。こうして得られた粉末100質量部に水酸化ナトリウム100質量部を添加し、混合した。得られた混合物をニッケル製のるつぼに入れ、電気炉により200℃で1時間加熱して、該混合物を溶融させ、次いで、常温まで冷却させて、溶融生成物を得た。
得られた溶融生成物に、常温下(20℃程度)で、蒸留水/溶融生成物の質量比が4になる量の蒸留水を添加して混合した後、24時間攪拌させて混合物を得た。その後、恒温槽を用いて、混合物を80℃で8時間、加熱して、吸着性物質(ゼオライト)を生成させた。その後、混合物をろ過し、得られた固体分(吸着性物質)を、105℃で1日乾燥させて、乾燥した吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表4に示す。
[実施例8]
電気炉での加熱温度を200℃から300℃に変更した以外は、実施例7と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表4に示す。
[実施例9]
電気炉での加熱温度を200℃から400℃に変更した以外は、実施例7と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表4に示す。
[実施例10]
電気炉での加熱温度を200℃から450℃に変更した以外は、実施例7と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表4に示す。
Figure 2014058410
[実施例11]
頁岩を含む砕石屑を、粉砕機を用いて1mm以下の粒度になるまで粉砕した。こうして得られた粉末100質量部に水酸化ナトリウム140質量部を添加し、混合した。得られた混合物をニッケル製のるつぼに入れ、電気炉により250℃で1時間加熱して、該混合物を溶融させ、次いで、常温まで冷却させて、溶融生成物を得た。
得られた溶融生成物に、常温下(20℃程度)で、蒸留水/溶融生成物の質量比が4になる量の蒸留水を添加して混合した後、24時間攪拌させて混合物を得た。その後、恒温槽を用いて、混合物を80℃で4時間、加熱して、吸着性物質(ゼオライト)を生成させた。その後、混合物をろ過し、得られた固体分(吸着性物質)を、105℃で1日乾燥させて、乾燥した吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表5に示す。
[実施例12]
電気炉での加熱温度を250℃から300℃に変更した以外は、実施例11と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表5に示す。
[実施例13]
電気炉での加熱温度を250℃から350℃に変更した以外は、実施例11と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表5に示す。
[実施例14]
電気炉での加熱温度を250℃から400℃に変更した以外は、実施例11と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表5に示す。
[実施例15]
電気炉での加熱温度を250℃から450℃に変更した以外は、実施例11と同様にして、吸着性物質を得た。
得られた吸着性物質のX線解析パターンを測定したところ、吸着性物質がゼオライトであることが確認された。
また、得られた吸着性物質について、実施例1と同様に、陽イオン交換容量(CEC)を測定した。結果を表5に示す。
Figure 2014058410

Claims (9)

  1. (A)真珠岩、黒曜石及び頁岩からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる岩石の粉粒体と、塩基性物質を混合して、混合物を得る工程と、
    (B)工程(A)で得られた混合物を150〜800℃で加熱して溶融させ、溶融生成物を得る工程と、
    (C)工程(B)で得られた溶融生成物と、水を混合して、混合物を得る工程と、
    (D)工程(C)で得られた混合物を70〜100℃で加熱して、吸着性物質を得る工程と、
    を含むことを特徴とする吸着性物質の製造方法。
  2. 工程(A)において、上記岩石の粉粒体に対する上記塩基性物質の質量比(塩基性物質/岩石の粉粒体)が、0.7〜1.8である請求項1に記載の吸着性物質の製造方法。
  3. 工程(A)で用いる上記塩基性物質が、アルカリ金属の水酸化物である請求項1又は2に記載の吸着性物質の製造方法。
  4. 工程(C)の混合物を、工程(D)の前に5時間以上放置する請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸着性物質の製造方法。
  5. 工程(D)が、加熱後に、固液分離し、得られた固体分を乾燥させて、乾燥した吸着性物質を得る操作を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸着性物質の製造方法。
  6. 工程(A)において、上記岩石が真珠岩及び/又は黒曜石であり、かつ、上記岩石の粉粒体に対する上記塩基性物質の質量比(塩基性物質/岩石の粉粒体)が、0.7〜1.2であり、工程(B)における加熱温度が、150〜450℃である請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸着性物質の製造方法。
  7. 工程(A)において、上記岩石が頁岩であり、かつ、上記岩石の粉粒体に対する上記塩基性物質の質量比(塩基性物質/岩石の粉粒体)が、1.1〜1.6であり、工程(B)における加熱温度が、250〜450℃である請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸着性物質の製造方法。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の吸着性物質の製造方法によって得られる吸着性物質であって、陽イオン交換容量が3.8mmol/g以上であることを特徴とする吸着性物質。
  9. 請求項8の吸着性物質からなる陽イオン交換性吸着材。
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