JPH01261221A - 珪酸アルカリ水溶液の製造法 - Google Patents
珪酸アルカリ水溶液の製造法Info
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- JPH01261221A JPH01261221A JP8914988A JP8914988A JPH01261221A JP H01261221 A JPH01261221 A JP H01261221A JP 8914988 A JP8914988 A JP 8914988A JP 8914988 A JP8914988 A JP 8914988A JP H01261221 A JPH01261221 A JP H01261221A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、蛇紋岩を出発原料とする珪酸アルカリ水溶液
の製造法に関する。
の製造法に関する。
珪酸アルカリ水溶液の製造法については、次の２つの方
法が代表的なものとして知られている。
法が代表的なものとして知られている。
（１）珪砂とアルカリとの混合物を加熱溶融して無水珪
酸アルカリガラスのカレットを製造し、次いてオートク
レーブで水熱処理して製造する方法（一般に乾式法と称
される）。
酸アルカリガラスのカレットを製造し、次いてオートク
レーブで水熱処理して製造する方法（一般に乾式法と称
される）。
（２）畦草などの天然シリカあるいはフェロシリコンダ
ストの如き易反応性の非晶質シリカをアルカリ水溶液と
直接反応させて製造する方法（一般に湿式法と称される
）。
ストの如き易反応性の非晶質シリカをアルカリ水溶液と
直接反応させて製造する方法（一般に湿式法と称される
）。
これら代表的な製造技術のうち、後者の湿式法は前者の
乾式法のように多量の熱エネルギーを必要としない点で
非常に有利な面が認められるか、シリカ源が限られてい
るうえに不純物が溶液に混入するといった難点がある。
乾式法のように多量の熱エネルギーを必要としない点で
非常に有利な面が認められるか、シリカ源が限られてい
るうえに不純物が溶液に混入するといった難点がある。
したがって、現在は専ら乾式法が工業的に実施されてい
る。
る。
湿式法の改良として、珪砂の如き結晶性シリカを超微粉
砕し、これをシリカ源としてアルカリ水溶液と反応させ
る試みも提案されている。ところが、この方法ではＳｉ
Ｏ／Ｎａ２Ｏ比の高い濃厚な水ガラスとしては得がたく
、また収率も低い。
砕し、これをシリカ源としてアルカリ水溶液と反応させ
る試みも提案されている。ところが、この方法ではＳｉ
Ｏ／Ｎａ２Ｏ比の高い濃厚な水ガラスとしては得がたく
、また収率も低い。
このため加圧下での反応を必要とせざるを得ず、さらに
粉砕などの煩雑な工程操作を考慮するとやはり乾式法の
有利性には及ばない。
粉砕などの煩雑な工程操作を考慮するとやはり乾式法の
有利性には及ばない。
ところで、我国に多量に産出するシリカ含有鉱石に蛇紋
岩がある。この蛇紋岩を工業資源として有効利用する試
みは古くからなされているが、未だその利用分野は極く
限られている。
岩がある。この蛇紋岩を工業資源として有効利用する試
みは古くからなされているが、未だその利用分野は極く
限られている。
例えば蛇紋岩を硫酸分解してマグネシウムや、少量の有
価金属を回収する試みは提案されているが、蛇紋岩の大
半を占めるシリカの活用については、溶成燐肥等の珪酸
質肥料に用いられる例はあるけれどもこれまで余り関心
が向けられていない。
価金属を回収する試みは提案されているが、蛇紋岩の大
半を占めるシリカの活用については、溶成燐肥等の珪酸
質肥料に用いられる例はあるけれどもこれまで余り関心
が向けられていない。
本発明者らは、蛇紋岩の鉱酸分解により生成するシリカ
が蛇紋岩の基本組織を実質的に具備した組織構造を備え
ており、しかもアルカリ成分と旨めて良好な反応性を有
する事実を知見し、本発明を完成した。したがって、本
発明は蛇紋岩を出発原料として、湿式法により効率的に
珪酸アルカリ水溶液を製造することを目的とするもので
ある。
が蛇紋岩の基本組織を実質的に具備した組織構造を備え
ており、しかもアルカリ成分と旨めて良好な反応性を有
する事実を知見し、本発明を完成した。したがって、本
発明は蛇紋岩を出発原料として、湿式法により効率的に
珪酸アルカリ水溶液を製造することを目的とするもので
ある。
上記目的を達成するための本発明に係る珪酸アルカリ水
溶液の製造法は、蛇紋岩を鉱酸分解して繊維状集合体の
シリカゲルを生成させ、次いで該シリカゲルを苛性アル
カリ水溶液に溶解させることを構成的特徴とする。
溶液の製造法は、蛇紋岩を鉱酸分解して繊維状集合体の
シリカゲルを生成させ、次いで該シリカゲルを苛性アル
カリ水溶液に溶解させることを構成的特徴とする。
本発明において、シリカゲル生成の出発原料となる蛇紋
岩（Ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｌｔｅ）はマグネシウムに富ん
だ珪酸質岩石で、岩石学的にはかんらん岩（Ｐｅｒｉｄ
ｏｔｉｔｅ）とともに超塩基性岩に分類される。
岩（Ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｌｔｅ）はマグネシウムに富ん
だ珪酸質岩石で、岩石学的にはかんらん岩（Ｐｅｒｉｄ
ｏｔｉｔｅ）とともに超塩基性岩に分類される。
この両者は化学組成としては類似しているが、かんらん
岩がフォルステライト（Ｆｏｒｓｔｅｒｉｔｅ）、エン
スタタイト（ＥｎｓｔａｔｌＬｅ）を主要構成鉱物とす
るのに対し、蛇紋岩はクリソタイル（ＣｈｒｙｓｏＬ
ｉ ｌｅ）、リザルダイト（Ｌｉｚａｒｄ ｌ ｔｅ）
、アンチボライト（Ａｎｔｉｇｏｒｉｔｅ）からなる
蛇紋石鉱物（ＳｅｒｐｅｎｔｉｎｅＭｉｎｅｒａｌｓ）
を主要構成鉱物としており、まったく異なるものである
。多くの場合、蛇紋岩はかんらん岩が熱水作用で変質す
ることにより生成したものであるため、蛇紋石鉱物のほ
かに未変質のフォルステライトやエンスタタイト、ある
いはカルサイト−（Ｃａｌｃｌｔｅ）、り０フイト（Ｃ
ｈ ｒｏｗ ｉ ｔ ｅ）、マグネタイト（Ｍａｇｎｅ
ｔｉｔｅ）などの不純物鉱物を含むことがある。
岩がフォルステライト（Ｆｏｒｓｔｅｒｉｔｅ）、エン
スタタイト（ＥｎｓｔａｔｌＬｅ）を主要構成鉱物とす
るのに対し、蛇紋岩はクリソタイル（ＣｈｒｙｓｏＬ
ｉ ｌｅ）、リザルダイト（Ｌｉｚａｒｄ ｌ ｔｅ）
、アンチボライト（Ａｎｔｉｇｏｒｉｔｅ）からなる
蛇紋石鉱物（ＳｅｒｐｅｎｔｉｎｅＭｉｎｅｒａｌｓ）
を主要構成鉱物としており、まったく異なるものである
。多くの場合、蛇紋岩はかんらん岩が熱水作用で変質す
ることにより生成したものであるため、蛇紋石鉱物のほ
かに未変質のフォルステライトやエンスタタイト、ある
いはカルサイト−（Ｃａｌｃｌｔｅ）、り０フイト（Ｃ
ｈ ｒｏｗ ｉ ｔ ｅ）、マグネタイト（Ｍａｇｎｅ
ｔｉｔｅ）などの不純物鉱物を含むことがある。
また、蛇紋岩中に存在する蛇紋石鉱物は、時として肉眼
で見ても明瞭な繊維状の集合体、いわゆる石綿（Ａｓｂ
ｅｓｔｏｓ）として産出することもある。
で見ても明瞭な繊維状の集合体、いわゆる石綿（Ａｓｂ
ｅｓｔｏｓ）として産出することもある。
このような蛇紋岩は、鉱産資源としてわが国土に広く分
布しており、北海道日高地区や四国に大規模な着体が知
られていて、その埋蔵量は莫大なものである。
布しており、北海道日高地区や四国に大規模な着体が知
られていて、その埋蔵量は莫大なものである。
本発明にかかる珪酸アルカリ水溶液製造の原料となる繊
維状集合体シリカゲルの出発原料は、上記した蛇紋岩で
あれば特にその履歴は限定されないが、蛇紋石鉱物の含
有量が多い方が好ましい。
維状集合体シリカゲルの出発原料は、上記した蛇紋岩で
あれば特にその履歴は限定されないが、蛇紋石鉱物の含
有量が多い方が好ましい。
原料中に不純物がある場合は、必要に応じ未変質のフォ
ルステライトやエンスタタイトについては選択粉砕や手
選により、また、クロマイト、マグネタイトなどの磁着
鉱物は磁選により容易に除去することができる。蛇紋石
鉱物のマグネシウムと置換して存在する鉄や、鉄の水酸
化物のような鉱酸に可溶な不純物および微量成分は、生
成したシリカゲルには実質的に残留することはなく、処
理溶液中に溶出するためあまり問題とはされない。
ルステライトやエンスタタイトについては選択粉砕や手
選により、また、クロマイト、マグネタイトなどの磁着
鉱物は磁選により容易に除去することができる。蛇紋石
鉱物のマグネシウムと置換して存在する鉄や、鉄の水酸
化物のような鉱酸に可溶な不純物および微量成分は、生
成したシリカゲルには実質的に残留することはなく、処
理溶液中に溶出するためあまり問題とはされない。
原料となる蛇紋岩は粉砕品を用いるが、粒度はあまり限
定する必要はない。しかし、大きすぎると完全に反応さ
せるのに長時間を要するので好ましくなく、−１００ｍ
ｅｓｈ程度が好ましい。
定する必要はない。しかし、大きすぎると完全に反応さ
せるのに長時間を要するので好ましくなく、−１００ｍ
ｅｓｈ程度が好ましい。
繊維状集合体のシリカゲルは、上記の蛇紋岩原料を鉱酸
で分解することにより生成される。
で分解することにより生成される。
鉱酸としては硫酸または塩酸が好適に用いられ、通常、
ＩＮ以上の水溶液で使用に供される。しかし、水溶液濃
度を余り高くすると目的とする繊維状の集合体組織が維
持できなくなるため、上限を１２Ｎ程度に設定すること
が望ましい。鉱酸の使用量は、少くとも蛇紋岩原料中に
含有するマグネシウム成分がすべて塩化物または硫酸塩
に転化するために要する化学的量論量よりも過剰とする
必要がある。また、スラリー濃度については特に制限は
なく専ら作業性と経済性の面を考慮して設定されるが、
通常、ｌＯ〜２５０ｇ／［、好ましくは５０〜２００ｇ
／ｆｆの範囲である。
ＩＮ以上の水溶液で使用に供される。しかし、水溶液濃
度を余り高くすると目的とする繊維状の集合体組織が維
持できなくなるため、上限を１２Ｎ程度に設定すること
が望ましい。鉱酸の使用量は、少くとも蛇紋岩原料中に
含有するマグネシウム成分がすべて塩化物または硫酸塩
に転化するために要する化学的量論量よりも過剰とする
必要がある。また、スラリー濃度については特に制限は
なく専ら作業性と経済性の面を考慮して設定されるが、
通常、ｌＯ〜２５０ｇ／［、好ましくは５０〜２００ｇ
／ｆｆの範囲である。
鉱酸分解の条件として、温度は常温から１００℃までの
低温度域で十分であり、用いる鉱酸濃度が高い場合には
寧ろ余り温度を上げない方が良結果を与える。処理時間
は、鉱酸濃度、分解温度等によって変動するが、少くと
も３時間以上保持する必要がある。なお、処理は撹拌下
でおこなうことが反応を円滑に進めるための望ましい要
件となる。
低温度域で十分であり、用いる鉱酸濃度が高い場合には
寧ろ余り温度を上げない方が良結果を与える。処理時間
は、鉱酸濃度、分解温度等によって変動するが、少くと
も３時間以上保持する必要がある。なお、処理は撹拌下
でおこなうことが反応を円滑に進めるための望ましい要
件となる。
上記の条件によって分解処理された原料は、常法に従っ
て母液と分離したのちシリカゲルとして回収される。こ
の際、母液中には多量の塩化マグネシウムまたは硫酸マ
グネシウムが溶解されているため、これらを水酸化物、
酸化物その他の形態に転換して有効利用することができ
る。また、同時に少量溶解しているニッケル、コバルト
、クロム等の有価金属成分についても分離回収すること
ができる。
て母液と分離したのちシリカゲルとして回収される。こ
の際、母液中には多量の塩化マグネシウムまたは硫酸マ
グネシウムが溶解されているため、これらを水酸化物、
酸化物その他の形態に転換して有効利用することができ
る。また、同時に少量溶解しているニッケル、コバルト
、クロム等の有価金属成分についても分離回収すること
ができる。
このように鉱酸分解して生成されたシリカゲルは、原料
の蛇紋岩が有する繊維状集合体の基本組織を実質的に破
壊されることなく保持した組織形態を呈しており、酸化
マグネシウムの含有量が０．３ｗｔ％以下の高純度非晶
質体である。
の蛇紋岩が有する繊維状集合体の基本組織を実質的に破
壊されることなく保持した組織形態を呈しており、酸化
マグネシウムの含有量が０．３ｗｔ％以下の高純度非晶
質体である。
次に上記の繊維状集合体シリカゲルを苛性アルカリ水溶
液に溶解させる。
液に溶解させる。
苛性アルカリには典型的な水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムなどの物質が供珀されるが、多くの場合水酸化ナ
トリウムが適用される。苛性アルカリは、水溶液の形態
でシリカゲルと直接反応させる。水溶液のアルカリ濃度
は０．５〜５Ｎの範囲、とくに１〜３Ｎに設定すること
が望ましく、この濃度範囲より薄くなると処理容量が増
大して工業的でなくなり、他方濃過ぎると溶解速度が後
退するうえに溶液粘性が増して作業性を阻害する。また
、苛性アルカリの使用量は５ｉ０２／Ｍ２０のモル比と
して１〜３の幅の中から選定することが適切で、このモ
ル比が１未満では工業的な意味がなく、３を越えると未
反応のシリカ力゛（残留する事態を招く。
リウムなどの物質が供珀されるが、多くの場合水酸化ナ
トリウムが適用される。苛性アルカリは、水溶液の形態
でシリカゲルと直接反応させる。水溶液のアルカリ濃度
は０．５〜５Ｎの範囲、とくに１〜３Ｎに設定すること
が望ましく、この濃度範囲より薄くなると処理容量が増
大して工業的でなくなり、他方濃過ぎると溶解速度が後
退するうえに溶液粘性が増して作業性を阻害する。また
、苛性アルカリの使用量は５ｉ０２／Ｍ２０のモル比と
して１〜３の幅の中から選定することが適切で、このモ
ル比が１未満では工業的な意味がなく、３を越えると未
反応のシリカ力゛（残留する事態を招く。
溶解操作の条件は、常温、常圧下で撹拌しながらおこな
うことで足り、殊更、圧力を負荷しなくても円滑に溶解
反応が進行する。なお、温度については、若干の加温は
溶解速度を速める効果があるの゛で、適宜に付加条件と
して適用される。
うことで足り、殊更、圧力を負荷しなくても円滑に溶解
反応が進行する。なお、温度については、若干の加温は
溶解速度を速める効果があるの゛で、適宜に付加条件と
して適用される。
このようにして溶解して得られた珪酸アルカリ水溶液は
そのまま製品とすることができるが、必要に応じ分離、
濃縮などの後処理を施して混入する不溶解成分の除去、
濃度の調整等をおこない製品とする。
そのまま製品とすることができるが、必要に応じ分離、
濃縮などの後処理を施して混入する不溶解成分の除去、
濃度の調整等をおこない製品とする。
蛇紋岩を鉱酸分解して生成されるシリカゲルは、主要構
成成分である蛇紋石鉱物のＳｉＯ４四面体シートは実質
的に分解されずにもとの組織形態を維持し、蛇紋石の八
面体シート中のマグネシウムおよび可溶金属成分は選択
的に溶出された極めて反応性に富む組織性状を有してい
る。したがって、苛性アルカリ水溶液による溶解は常温
、常圧の条件によっても円滑かつ迅速に進行し、効率的
に珪酸アルカリ水溶液に転化する。
成成分である蛇紋石鉱物のＳｉＯ４四面体シートは実質
的に分解されずにもとの組織形態を維持し、蛇紋石の八
面体シート中のマグネシウムおよび可溶金属成分は選択
的に溶出された極めて反応性に富む組織性状を有してい
る。したがって、苛性アルカリ水溶液による溶解は常温
、常圧の条件によっても円滑かつ迅速に進行し、効率的
に珪酸アルカリ水溶液に転化する。
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて説明する
。
。
実施例 １
高知県日高鉱山産の蛇紋岩を粉砕し一１５０ｍｅｓｈに
分級した。この蛇紋岩１００ｇを５９のビーカーに入れ
て、さらに３Ｎの塩酸２ｇを加えシャーレでフタをして
撹拌しながら１００℃で４日間処理を行なった。処理後
炉別し、イオン交換水で十分洗浄しさらに清適して繊維
状集合体のシリカゲル４０ｇ （Ｓ ｉＯ２換算）を得
た。
分級した。この蛇紋岩１００ｇを５９のビーカーに入れ
て、さらに３Ｎの塩酸２ｇを加えシャーレでフタをして
撹拌しながら１００℃で４日間処理を行なった。処理後
炉別し、イオン交換水で十分洗浄しさらに清適して繊維
状集合体のシリカゲル４０ｇ （Ｓ ｉＯ２換算）を得
た。
約２０重量％の水分を含む繊維状集合体シリカゲル０＝
９ ｇ （Ｓ Ｌ Ｏ２換算）をｌｏｏｍｌのテフロン
製ヒーカーに入れ、室温（約１８℃）において２０ｍ１
のＩＮ水酸化ナトリウム水溶液を加えスタラーで撹拌し
ながら溶解させた。約１０分間で全量が溶解し、この珪
酸ナトリウム液をン戸別したが、濾紙上に未溶解のシリ
カゲルは認められなかった。
９ ｇ （Ｓ Ｌ Ｏ２換算）をｌｏｏｍｌのテフロン
製ヒーカーに入れ、室温（約１８℃）において２０ｍ１
のＩＮ水酸化ナトリウム水溶液を加えスタラーで撹拌し
ながら溶解させた。約１０分間で全量が溶解し、この珪
酸ナトリウム液をン戸別したが、濾紙上に未溶解のシリ
カゲルは認められなかった。
この溶液はモル比Ｓ ｉＯ／Ｎａ２Ｏ１，５の珪酸ソー
ダ水溶液であった。
ダ水溶液であった。
実施例 ２
実施例１と同じ繊維状シリカゲル１．ＯｉにＩＮ水酸化
ナトリウムｌｏｍｌを加え、室温で溶解させた。
ナトリウムｌｏｍｌを加え、室温で溶解させた。
その結果３時間で溶解し、ン戸別後の濾紙上には何も残
らなかった。
らなかった。
得られた母液はモル比Ｓ ｉＯ／ Ｎ ａ ２０が約３
モルの珪酸ソーダ水溶液であった。
モルの珪酸ソーダ水溶液であった。
実施例 ３
溶解の温度を７０℃として実施例２と同様の実験を行な
った。
った。
その結果溶解を始めてから３０分で全量が溶解した。
比較例
湿式性珪酸アルカリの製造に用いられる鹿児島県硫黄島
産畦草（３１０２９８％） １．Ｏｓｒを実施例１と
同様の条件で溶解させた。その結果１０時間の溶解時間
をとっても全量は溶解しなかった。
産畦草（３１０２９８％） １．Ｏｓｒを実施例１と
同様の条件で溶解させた。その結果１０時間の溶解時間
をとっても全量は溶解しなかった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、蛇紋岩を出発原料とした特有の組織性
状を備える易反応性の繊維状集合体シリカゲルをシリカ
源とするから、常温、常圧下の条件においても極めて円
滑かつ迅速に珪酸アルカリ水溶液を製造することができ
る。
状を備える易反応性の繊維状集合体シリカゲルをシリカ
源とするから、常温、常圧下の条件においても極めて円
滑かつ迅速に珪酸アルカリ水溶液を製造することができ
る。
したがって、水ガラスの工業的生産に資するところ極め
て大である。
て大である。
特許出願人 工 業 技 術 院 長日本化学工業株
式会社
式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、蛇紋岩を鉱酸分解して繊維状集合体のシリカゲルを
生成させ、次いで該シリカゲルを苛性アルカリ水溶液に
溶解させることを特徴とする珪酸アルカリ水溶液の製造
法。 ２、シリカゲルを常圧下で苛性アルカリ水溶液に溶解さ
せる請求項１記載の珪酸アルカリ水溶液の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63089149A JPH062571B2 (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 珪酸アルカリ水溶液の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63089149A JPH062571B2 (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 珪酸アルカリ水溶液の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01261221A true JPH01261221A (ja) | 1989-10-18 |
| JPH062571B2 JPH062571B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=13962808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63089149A Expired - Lifetime JPH062571B2 (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 珪酸アルカリ水溶液の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062571B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007054955A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-18 | Council Of Scientific & Industrial Research | A process for the preparation of sodium silicate from kimberlite tailings |
| CN113603105A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-05 | 西南科技大学 | 橄榄石低温低压水热合成蛇纹石的方法以及一种蛇纹石 |
-
1988
- 1988-04-13 JP JP63089149A patent/JPH062571B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007054955A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-18 | Council Of Scientific & Industrial Research | A process for the preparation of sodium silicate from kimberlite tailings |
| CN113603105A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-05 | 西南科技大学 | 橄榄石低温低压水热合成蛇纹石的方法以及一种蛇纹石 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH062571B2 (ja) | 1994-01-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |