JPH0214810A - 高膨潤性層状シリケートの電解質含有水性懸濁液の処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高膨潤性層状シリケートの電解質含有水性懸
濁液の処理方法に関する。

［従来の技術］ ヘクトライトのような高膨潤性層状シリケートの処理方
法が知られている。このような方法では、層状ノリケー
トは単離され、電解質を存しない形で出発懸濁液から分
離される。

既知の方法では、母液をフィルタープレス、特に膜フイ
ルタ−プレスによる濾過でまず分離する。

層状ソリケートは、電解質を多量に含む母液の一部を付
着したままゲル状物質としてフィルターケーク中に残る
。層状シリケートを電解質を有しない形でフィルターケ
ークから単離するため、通常フィルターケークを水洗す
る。しかしながら、電解質がなお存在するならば、その
効果によって層状シリケートは相当に膨潤し、このため
に濾材細孔の目詰まりを起こし、濾過を非常に困難にま
たは不可能にさえしてしまう。このような問題のため、
非常に困難かつ複雑な濾過および洗浄方法でしか層状シ
リケートを処理することができない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、高膨潤性層状シリケートを適当な時間で、電
解質を実質上含有しない形で電解質含有水性懸濁液から
単離することを可能とする方法を提供しようとするもの
である。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、この目的は層状シリケートを多段膜濾
過によって濃縮液の形で懸濁液から分離し、ポンプ輸送
性を維持するため、２段目以降の各膜濾過工程の前で、
例えば完全脱イオン水で濃縮液を希釈する前記種類の方
法によって達成できろ。

膜濾過によって、層状シリケートをほぼ完全に電解質を
宵しない形で出発懸濁液から単離できる。

膨潤した層状シリケートの平均粒子径に比較して膜の細
孔直径が相当に小さいため、濃縮液はフィルタープレス
中と同様、細孔上に沈降できず、このため電解質含有透
過液は常に細孔を通過できる。

標準的な膜濾過法と同様、濾過時間は、フィルタープレ
スの処理に必要な時間と比較して無視できるほど短い。

本発明の特に有利な１つの態様では、出発懸濁液は一連
の膜濾過工程へ連続的に供給される。この連続操作にお
いて、処理された層状シリケートは、中断することなく
必要な後処理または加工に付される。

また、出発懸濁液を貯蔵容器から並列に連結されている
１つまたはそれ以上の膜濾過工程へ非連続的に供給して
もよい。各工程からの濃縮液を収集容器に収集し、その
中で完全脱イオン水で希釈し、希釈した濃縮液をさらに
膜濾過工程で再循環させ、かつ各工程で希釈して精製し
てもよい。本方法のこの別形態は、処理した層状シリケ
ートを後で時間間隔をおいて、またはバッチ法で加工す
る際に特に適している。

特に実際的な１つの態様では、各膜濾過工程は、１つの
モジュールの後ろに他のモジュールを配置した複数の膜
モジュールから成る。このように連続配置した複数のモ
ジュールは、濾過を十分なものにする。

特に好ましい１つの態様では、膜濾過を十字流速３〜６
ｍ／ｓ、好ましくは４〜４，５肩／Ｓで実施する。

本発明の別の態様では、膜濾過を温度２０〜２００℃の
範囲、好ましくは８０〜１４０℃の範囲で実施する。処
理される層状シリケートの特性によって、温度を設定す
る。

本発明のさらに別の態様では、膜濾過を、各膜濾過工程
入り口における濃縮液側の圧力が約１６バールで実施す
る。このような圧力であれば、最適な濾過が実施できる
。

本発明の特に有利な１つの態様では、膜濾過を、透過液
側の圧力が透過液の蒸気圧を越える圧力で実施する。こ
のようにして本方法を実施すれば、透過液側の温度が１
００℃を越えても、水蒸気が膜を損傷することはない。

本発明の他の態様では、出発懸濁液を膜濾過で処理する
前にフィルタープレスで濾過する。出発懸濁液の母液の
ほとんどは、本発明の方法で実際に処理される前にフィ
ルタープレスで分離される。

最後に、本発明のさらに他の態様では、電解質を有しな
い！！濁液を膜濾過後、噴霧乾燥する。。

本発明を添付図面を参照して、以下さらに詳細に説明す
る。

第１図の連続膜濾過装置は、貯蔵容器ｌを有し、高膨潤
性層状シリケートの゛ｌＴｔ解質含有水性ｌｌ！濁液が
バイブ２によって貯蔵容器Ｉに供給される。ポンプ４を
備えたペイプ３が、貯蔵容器ｌから出ろ。

バイブ３は、一方の後ろに他方が配置されている２個の
モジュール６および７から成る第１膜濾過工程５につな
がり、モジュール６からの濃縮液はバイブ８を通ってモ
ジュール７に供給される。

モジュール６および７からの透過液は、２つの透過液バ
イブ９およびＩＯを通って集中透過液バイブ１１へ流れ
る。濃縮液パイプ１２が、完全脱イオン水を供給する集
中水バイブ１４から分岐し５ているバイブＩ３へつなが
り、第１膜濾過工程のモジ、−ルアから濃縮液を送るよ
うに配置される。

バイブ１２は、一方の後ろに他方が配置されている２個
のモジュール１７および１８から成る第２膜濾過工程Ｉ
６ヘボンブ１５を通してつながる。

濃縮液バイブ１９および集中透過液パイプ１１につなが
る透過液パイプ２０か、モジュール１７から出る。モジ
ュール１８のｄ過液側にはバイブ２１が、濃縮液側には
バイブ２２が連結されている。

集中水パイプ１４は、バイブ２２につながる。

バイブ２２は、２個のモジュール２５および２６から成
る第３膜濾過工程２４ヘボンブ２３を通してつながる。

モジュール２６につながる濃縮液バイブ２７および集中
透過液バイブ１１につながるバイブ２８が、モジュール
２５に配置される。

生成物バイブ２９かモジュール２６の濃縮液側から出て
おり、バイブ３０がその透過液側から出て、集中透過液
バイブＩＩにつながる。

高膨潤性層状ソリケートの電解質含有水性懸濁液は、貯
蔵容器ｌからバイブ３およびポンプ４を通って第１膜濾
過工程５へ供給される。最初のモジュール６では、水性
電解質の一部が濾別され、透過液パイプ９を通って除去
される。濃縮された層状シリケートは、次に濃縮液バイ
ブ８を通って第２のモジュール７へ流れ、そこでさらに
濃縮される。水性、［解質は、透過液として濾別されバ
イブＩＯを通って除去される。電解質含量が明らかに減
少し、なおポンプ輸送が可能な濃縮液は、次にポンプ輸
送性を改善するためバイブ１３からの完全脱イオン水で
希釈され、さらにポンプ１５によって第２膜濾過工程１
６へ供給される。

第２膜濾過工程１６のモジュール１７および１８では、
濾別された電解質含有透過液は、透過液パイプ２０およ
び２１を通って除去される。モジュール１８の濃縮液は
、なおポンプ輸送が可能であり、その電解質含量は既に
この工程で極めて低下している。しかしながら、電解質
の除去を完全にするため、層状シリ−ケートを含む濃縮
液を第３膜濾過工程２４へ供給する。第２膜濾過工程Ｉ
６からバイブ２２を通って流れ出た濃縮液を、ポンプ輸
送性を改善するためバイブ１４からの完全脱イオン水と
混合し、ポンプ２３によって第３膜濾過工程２４へ供給
する。次に層状ソリケ−１・をモジュール２５および２
６中でさらに処理する。残留電解質は、モジュール２５
および２６から透過液側のバイブ２８および３０を通っ
て除去される。

モジュール２６からバイブ２９を通って流出した濃縮液
は、この時点で完全に電解質を有しない層状シリケート
懸濁液から成る。この電解質を有しない層状シリケート
は、次ぎにバイブ２９を通って、図面には示されていな
いか乾燥工程などの次工程に供給されろ。

図面には示されていないか、もし膜濾過工程５．１６お
よび２４における濾過を１００℃以上の温度で実施する
ならば、本発明に従って、対応する蒸気圧を越える圧力
をかける。この方法は、水を含む透過液が蒸発すること
によって、濾過に悪影響を与えることを防止する。

非連続膜濾過装置を第２図に示す。高膨潤性層状シリケ
ートを含む電解質含有出発懸濁液を貯蔵する貯蔵容器３
１は、ポンプ３３を備えるパイプ３２を有する。ポンプ
３６および３７をそれぞれ備えた２つのパイプ３４およ
び３５が、パイプ３２から並列に分岐している。

枝パイプ３４および３５は、一方の後ろに他方が配置さ
れている２個のモジュール４０．４１および４２．４３
からそれぞれ成り、並列に連結している２つの膜濾過工
程３８および３９につながる。透過液パイプ４４が、第
１膜濾過工程３８の最初のモジュール４０から出る。も
う１つの透過液パイプ４５は、２番目のモジュール４１
から出ており、２つの透過液パイプ４４および４５は、
集中透過液パイプ４６につながる。モジュール４０の濃
縮液は、濃縮液パイプ４７を通って２番目のモジュール
４１へ流れ、さらにパイプ４８を通って流れ出る。

第２膜濾過工程３９では、最初のモジュール′４２は透
過液パイプ４９を、２番目のモジュール４３は透過液パ
イプ５０を有する。モジュール４２の濃縮液は、パイプ
５１を通って２番目のモジュール４３へ流れ、さらにモ
ジュール４３からパイプ５２を通ってパイプ３２へ入る
。

パイプ３２は、パイプ５２との接続部以降では、回収パ
イプ５３となり、貯蔵容器３１へつながる。

加えて、貯蔵容器３１は、完全脱イオン水供給パイプ５
４を有する。

高膨潤性層状シリケートの電解質含有水性出発懸濁液は
、貯蔵容器３１からパイプ３２を通ってポンプ３３によ
って供給される。ポンプ３３の電源は、貯蔵容器３Ｉが
空になった後で切られる。

出発！８１１！８液は、次に枝バイブ３４および３５な
らびにポンプ３６および３７を通って、並列に連結され
た膜濾過工程３８および３９ヘポンプ輸送される。懸濁
液は、最初のモジュール４０および４２中で濃縮され、
電解質含有水性透過液はパイプ４４および４９を通って
集中透過液パイプ４６へ除去される。濃縮液中の層状シ
リケートは、パイプ４７および５１を通って２番目のモ
ジュール４Ｉおよび４３へ流れ、そこでさらに濃縮され
る。

電解質含有透過液は、透過液パイプ４５および５０を通
って流れ出、層状シリケートを有する濃縮液は、パイプ
７４８および５２を通って回収パイプ５３へ送られる。

なおポンプ輸送の可能な濃縮懸濁液は、回収パイプ５３
を通って貯蔵容器３Ｉに戻る。この時、容器３■よ収集
容器となる。

完全脱イオン水は、パイプ５４を通って貯蔵または収集
容器３１へ流れ、懸濁液と混合する。このようして懸濁
液は希釈され、ポンプ輸送性が改善される。次にポンプ
３３が再始動し、懸濁液は膜濾過工程３８および３９で
もう一度処理され、電解質は透過液としてさらに分離さ
れる。この操作によって処理された濃縮液は再度、回収
パイプ５３を通って収集容器３１に回収される。

収集容器３Ｉ中における懸濁液の電解質含量が無視でき
るようになるまで、この操作を繰り返す。

処理された懸濁液は、次ぎに収集容器３Ｉから回収され
、さらに加工される。このようにして空になった貯蔵ま
たは収集容器３１に次の電解質含有出発懸濁液を満たす
。

本発明は当然、図面によって説明した態様例に限定され
るものではない。基本的な思想からはずれなければ、さ
らに変更してもよい。従って、膜濾過工程のモジュール
を２個以上にし、１個の後ろに残りを配置してもよい。

加えて、使用する膜濾過工程の数を特殊な用途に応じて
変更してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、連続膜濾過装置の簡易化したフローチャート
である。 第２図は、非連続膜濾過装置の簡易化したフローチャー
トである。 ！、３１・・・貯蔵容器、 ２．３．１３．３２．３４．３５．５４・・・パイプ、
４．１５．２３．３３．３６．３７・・・ポンプ、６．
７．１７．１８．２５．２６．４０．４！、４２．４３
・・・モジュール、 ８、Ｉ２、Ｉ９．２２．２７．４７．４８．５１．５２
・・・濃縮液パイプ、 ９．１０．２０．２１，２８．３０．４４．４５．４９
．５０・・・透過液パイプ、 １１．４６　・集中透過液パイプ、 １４・・・集中水パイプ、２９・・・生成物パイプ、回
収パイプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高膨潤性層状シリケートの電解質含有水性懸濁液を
   処理する方法であって、層状シリケートを多段膜濾過に
   よって濃縮液の形で懸濁液から分離し、ポンプ輸送性を
   維持するため、２段目以降の各膜濾過工程の前で、例え
   ば完全脱イオン水によって濃縮液を希釈することを特徴
   とする方法。 ２、出発懸濁液を一連の膜濾過工程へ連続的に供給する
   請求項１記載の方法。 ３、出発懸濁液を、貯蔵容器から並列に連結されている
   １つまたはそれ以上の膜濾過工程へ非連続的に供給し、
   各工程からの濃縮液を収集容器に収集して完全脱イオン
   水で希釈し、次に希釈した濃縮液を膜濾過工程で再循環
   し、かつ各工程で希釈して、さらに精製する請求項１記
   載の方法。 ４、各膜濾過工程が、一方の後ろに他方が配置されてい
   る複数の膜モジュールから成る請求項１〜３のいずれか
   に記載の方法。 ５、膜濾過を十字流速３〜６ｍ／ｓで実施する請求項１
   〜４のいずれかに記載の方法。 ６、膜濾過を十字流速４〜４．５ｍ／ｓで実施する請求
   項１〜５のいずれかに記載の方法。 ７、膜濾過を温度２０〜２００℃で実施する請求項１〜
   ６のいずれかに記載の方法。 ８、膜濾過を温度８０〜１４０℃で実施する請求項１〜
   ７のいずれかに記載の方法。 ９、膜濾過を、各膜濾過工程入り口における濃縮液側の
   圧力が約１６バールで実施する請求項１〜８のいずれか
   に記載の方法。 １０、膜濾過を、透過液側の圧力が透過液の蒸気圧を越
   える圧力で実施する請求項１〜９のいずれかに記載の方
   法。 １１、出発懸濁液を膜濾過で処理する前にフィルタープ
   レスで濾過する請求項１〜１０のいずれかに記載の方法
   。 １２、電解質を有しない懸濁液を膜濾過後、噴霧乾燥で
   乾燥する請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。