JPH02275752A - ムライト系材料の製造方法 - Google Patents
ムライト系材料の製造方法Info
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- JPH02275752A JPH02275752A JP1091622A JP9162289A JPH02275752A JP H02275752 A JPH02275752 A JP H02275752A JP 1091622 A JP1091622 A JP 1091622A JP 9162289 A JP9162289 A JP 9162289A JP H02275752 A JPH02275752 A JP H02275752A
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- ash
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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)
本発明はセラミックス用ムライト系材料の製造方法に関
する。
する。
(従来の技術)
各種の燃焼炉から排出される石炭灰は、現在その40%
がセメント原料、ケイ酸カリ肥料、軽量骨材等に有効利
用されている。しかし残りは有効利用することなくただ
埋立地に廃棄されているのが実情である。しかし廃棄は
年々埋立地もなくなり、公害等が発生し社会問題となっ
ている。したかって石炭灰の有効利用率を高めることが
重要な課題になっている。
がセメント原料、ケイ酸カリ肥料、軽量骨材等に有効利
用されている。しかし残りは有効利用することなくただ
埋立地に廃棄されているのが実情である。しかし廃棄は
年々埋立地もなくなり、公害等が発生し社会問題となっ
ている。したかって石炭灰の有効利用率を高めることが
重要な課題になっている。
一方、ファインセラミックス原料として近年ムライトが
注目されて来ている。ムライトは高温圧縮強度、クリー
プ強度ともアルミナよりはるかに大きく、炭化ケイ素に
匹敵する材料であり酸化物系の高温構造材料として注目
されている。しかしムライトは、天然にはまれな鉱物で
ある。
注目されて来ている。ムライトは高温圧縮強度、クリー
プ強度ともアルミナよりはるかに大きく、炭化ケイ素に
匹敵する材料であり酸化物系の高温構造材料として注目
されている。しかしムライトは、天然にはまれな鉱物で
ある。
大エムライI・の合成法としてこれまで第1にゾル−ゲ
ル法、共沈法、加水分解法、熱分解法、噴霧熱分解法、
水熱合成法などが知られている。これらの方法で生成し
たムライトは、高純度であるか、非常に高価なムライト
材料となる。したかってファインセラミックス材料とし
て使われる。すなわち、エレクトロニクスセラミックス
材料及び高温構造材料として使われる。
ル法、共沈法、加水分解法、熱分解法、噴霧熱分解法、
水熱合成法などが知られている。これらの方法で生成し
たムライトは、高純度であるか、非常に高価なムライト
材料となる。したかってファインセラミックス材料とし
て使われる。すなわち、エレクトロニクスセラミックス
材料及び高温構造材料として使われる。
また第2に天然のカオリンとアルミナとの固体反応によ
るムライトが製造市販されている。この方法で生成した
ムライトは第1の方法で生成したムライトよりは不純物
(Fe20j、MgO1CaO、アルカリ類等)か若干
含入するため、若干機能か劣る。したかって用途は高温
用磁気材料、高温用耐火物、及び硬質磁気材料として用
いられる。
るムライトが製造市販されている。この方法で生成した
ムライトは第1の方法で生成したムライトよりは不純物
(Fe20j、MgO1CaO、アルカリ類等)か若干
含入するため、若干機能か劣る。したかって用途は高温
用磁気材料、高温用耐火物、及び硬質磁気材料として用
いられる。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら上記のゾル−ゲル法、共沈法、加水分解法
、熱分解法、噴霧熱分解法又は水熱合成法ては、■)出
発原料が高価である、2)合成法が複雑て手間かかかり
、また反応時間か長く生産性が悪い、等の問題かあり、
その結果これらの方法て生成したムライトは非常に高価
なものになっていた。またカオリンとアルミナとの固体
反応によるムライトは、反応性が悪いので高温(180
0〜1850℃)て焼成し製品化している。この方法も
高温焼成のため燃料費かかさみ高価なムライトとなって
いた。また、粘土鉱物原料中で最も高価な原料であるカ
オリンを使用するので第1の方法て生成されたムライト
よりは若干安いかそれでも現在1トンlO万円以上で販
売されている。
、熱分解法、噴霧熱分解法又は水熱合成法ては、■)出
発原料が高価である、2)合成法が複雑て手間かかかり
、また反応時間か長く生産性が悪い、等の問題かあり、
その結果これらの方法て生成したムライトは非常に高価
なものになっていた。またカオリンとアルミナとの固体
反応によるムライトは、反応性が悪いので高温(180
0〜1850℃)て焼成し製品化している。この方法も
高温焼成のため燃料費かかさみ高価なムライトとなって
いた。また、粘土鉱物原料中で最も高価な原料であるカ
オリンを使用するので第1の方法て生成されたムライト
よりは若干安いかそれでも現在1トンlO万円以上で販
売されている。
(課題を解決するための手段)
本発明者らはこのような従来の人工ムライトの製造方法
、特に固体反応によるムライトの製造方法の欠点を克服
するため鋭意研究を重ねた結果、石炭灰は火力発Ti所
ボイラーの1500〜1600℃火炎中で生成され、鉱
物組成としては石英か主鉱物であるか、ボーrラー高温
中に石炭灰中のシリカとアルミナ成分か反応し、若干の
ムライトが生成される。その含有♀−は数%である。ま
た石炭灰中には非晶質のシリカの存在が認められること
、したがって石炭灰にアルミナを加えて混合−焼成すれ
ば、非晶質のシリカとアルミナの固体反応による新たな
ムライト質の生成か可能であることを見出した。
、特に固体反応によるムライトの製造方法の欠点を克服
するため鋭意研究を重ねた結果、石炭灰は火力発Ti所
ボイラーの1500〜1600℃火炎中で生成され、鉱
物組成としては石英か主鉱物であるか、ボーrラー高温
中に石炭灰中のシリカとアルミナ成分か反応し、若干の
ムライトが生成される。その含有♀−は数%である。ま
た石炭灰中には非晶質のシリカの存在が認められること
、したがって石炭灰にアルミナを加えて混合−焼成すれ
ば、非晶質のシリカとアルミナの固体反応による新たな
ムライト質の生成か可能であることを見出した。
そして、この際石炭灰中に含まれるアルカリ金属又はア
ルカリ土類金属がムライト生成促進剤(焼結補助剤)と
して寄与することから、従来の焼成温度よりも300〜
500℃も低い温度(1300〜1500℃)でムライ
トを製造できることを見出し、これらの知見に基づいて
本発明を完成するに至った。
ルカリ土類金属がムライト生成促進剤(焼結補助剤)と
して寄与することから、従来の焼成温度よりも300〜
500℃も低い温度(1300〜1500℃)でムライ
トを製造できることを見出し、これらの知見に基づいて
本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、脱鉄及び脱炭素した石炭灰にアルミ
ナを加えこの混合物を生成、焼成することを特徴とする
ムライト系材料の製造方法を提供するものである。
ナを加えこの混合物を生成、焼成することを特徴とする
ムライト系材料の製造方法を提供するものである。
本発明に用いられる石炭灰は好ましくは、5i02 5
5wt%以上、A文203 20wj%以−1−を含有
するものである。これは前処理により、好ましくは鉄分
2wt%以下、炭素分0.5wt%以下とされる。
5wt%以上、A文203 20wj%以−1−を含有
するものである。これは前処理により、好ましくは鉄分
2wt%以下、炭素分0.5wt%以下とされる。
本発明に使用する石炭灰は、所定量のTiO2、CaO
lMgO,に20、Na2O等を含有していてもよい。
lMgO,に20、Na2O等を含有していてもよい。
本発明において前処理としては脱鉄、脱炭素。
酸処理及び微粉砕等が挙げられる。脱鉄処理はまず磁選
機による脱鉄の後、必要に応じてさらに塩酸、硫酸等で
酸洗いして行う。脱炭素は石炭灰の残存炭素分(未然石
炭分)を減する目的で行い、脱鉄後800〜900″C
で仮焼し脱炭素灰にすることにより行われる。
機による脱鉄の後、必要に応じてさらに塩酸、硫酸等で
酸洗いして行う。脱炭素は石炭灰の残存炭素分(未然石
炭分)を減する目的で行い、脱鉄後800〜900″C
で仮焼し脱炭素灰にすることにより行われる。
以j−のボj処理か不十分では後工程で形成される成形
体は焼成中に発泡性か生じる。また残存鉄分の為、有色
(赤褐色)を呈し、商品価値が劣るものしか得られない
。
体は焼成中に発泡性か生じる。また残存鉄分の為、有色
(赤褐色)を呈し、商品価値が劣るものしか得られない
。
また本発明に使用するアルミナとしては水酸化アルミニ
ウム、γ型アルミナ又はα型アルミナ等を挙げることか
てきる。アルミナのその粒径は特に制限はないか経済性
から数ミクロンからl107tとするのか好ましい。こ
のアルミナの石炭灰への配合比は特に限定するものでは
ないが、ムライトの5iOzとA120:lの成分wt
%は、S i 02 28 、2wL%、A文、0.
71.8wt%である。従って石炭灰中の5in2の量
に対し、理論配合比にするのが最も好ましいか、アルミ
ナが高価な原料である故、経済性を考慮に入れ、2:1
〜1:1の範囲の配合比が好ましい。
ウム、γ型アルミナ又はα型アルミナ等を挙げることか
てきる。アルミナのその粒径は特に制限はないか経済性
から数ミクロンからl107tとするのか好ましい。こ
のアルミナの石炭灰への配合比は特に限定するものでは
ないが、ムライトの5iOzとA120:lの成分wt
%は、S i 02 28 、2wL%、A文、0.
71.8wt%である。従って石炭灰中の5in2の量
に対し、理論配合比にするのが最も好ましいか、アルミ
ナが高価な原料である故、経済性を考慮に入れ、2:1
〜1:1の範囲の配合比が好ましい。
より好ましくは、1:1(炭種Aの前処理灰の場合S
102 35 、5wt%:AltO:s64.6wt
%となる)かよい。こうして得られた混合物は微粉体は
ど反応性はよいか、経済性の点から数ミクロンから10
ミクロン程度に微粉砕するのか好ましい。
102 35 、5wt%:AltO:s64.6wt
%となる)かよい。こうして得られた混合物は微粉体は
ど反応性はよいか、経済性の点から数ミクロンから10
ミクロン程度に微粉砕するのか好ましい。
この混合物微粉体の成形は形、大きさ等は制限はないが
成形に必要な圧力は500〜1200トン/cm”か好
ましく、より好ましくは1トン/crn’とする。成形
体の焼成は焼成時間8〜15時間が好ましいか、より好
ましくは10時間である。焼成温度は1300〜160
0℃が好ましいか、より好ましい温度は1400〜15
00℃である。焼成保持時間は2〜5時間か好ましいか
通常2時間で十分である。焼成体冷却後は、粗砕あるい
は微粉砕にしてムライト系材料とする。
成形に必要な圧力は500〜1200トン/cm”か好
ましく、より好ましくは1トン/crn’とする。成形
体の焼成は焼成時間8〜15時間が好ましいか、より好
ましくは10時間である。焼成温度は1300〜160
0℃が好ましいか、より好ましい温度は1400〜15
00℃である。焼成保持時間は2〜5時間か好ましいか
通常2時間で十分である。焼成体冷却後は、粗砕あるい
は微粉砕にしてムライト系材料とする。
(実施例)
以下実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1
第1表に後述する実施例2に使用する石炭灰B種ととも
に本発明て使用する石炭灰A種の組成を示す。この石炭
灰A種を厳選機にかけ、磁力1万5千〜2万ガウスて脱
鉄した。次いで脱鉄法を電気炉を用い、温度800℃、
保持時間2時間で脱炭素した。
に本発明て使用する石炭灰A種の組成を示す。この石炭
灰A種を厳選機にかけ、磁力1万5千〜2万ガウスて脱
鉄した。次いで脱鉄法を電気炉を用い、温度800℃、
保持時間2時間で脱炭素した。
脱炭素灰は微粉砕機で微粉末法にした(平均粒径7〜8
ミクロン)。次に脱鉄−説炭素一微粉砕した石炭灰10
0gを用い、温水洗い(温水1文、温度80°C″′c
Wl拌しながら)さらに酸洗い(e度2規定の塩酸l2
中で、温度80°C,時間2時間攪拌しながら洗浄)、
ろ過後、乾燥して+fij処理は終了する。
ミクロン)。次に脱鉄−説炭素一微粉砕した石炭灰10
0gを用い、温水洗い(温水1文、温度80°C″′c
Wl拌しながら)さらに酸洗い(e度2規定の塩酸l2
中で、温度80°C,時間2時間攪拌しながら洗浄)、
ろ過後、乾燥して+fij処理は終了する。
次に前処理灰50gに水酸化アルミニウム、γ型アルミ
ナ又はα型アルミナ50gを加えてよく混合し、水分1
0wt%を加えて、成形圧1トン/cm’の圧で直11
16mm、長さ14〜16mmの円柱状の成形体を成形
した。この成形体を電気炉を用いて昇温速度150℃/
時間、焼成温度1500℃、保持時間2時間て焼成しム
ライトを生成した。
ナ又はα型アルミナ50gを加えてよく混合し、水分1
0wt%を加えて、成形圧1トン/cm’の圧で直11
16mm、長さ14〜16mmの円柱状の成形体を成形
した。この成形体を電気炉を用いて昇温速度150℃/
時間、焼成温度1500℃、保持時間2時間て焼成しム
ライトを生成した。
上記方法により得られたムライトの性状を第2表に示す
。またそれぞれのX線回折図を第1図(a)、(b)、
(c)及び(d)に示す。
。またそれぞれのX線回折図を第1図(a)、(b)、
(c)及び(d)に示す。
実施例2
第1表に示す石炭灰B種を磁選機にかけ実施例1と同様
に脱鉄、脱炭素し、微粉砕した。石炭灰B種は同表に示
すように元から鉄分か少ない灰であるので、石炭灰A種
のように温水洗い、酸洗いはしなくてもよい。磁選脱鉄
−説炭素一徹粉砕1ノたB灰50gにγ型アルミナ50
gを加え、よく混合した後実施例1と同様に成形−焼成
し、ムライトを生成した。
に脱鉄、脱炭素し、微粉砕した。石炭灰B種は同表に示
すように元から鉄分か少ない灰であるので、石炭灰A種
のように温水洗い、酸洗いはしなくてもよい。磁選脱鉄
−説炭素一徹粉砕1ノたB灰50gにγ型アルミナ50
gを加え、よく混合した後実施例1と同様に成形−焼成
し、ムライトを生成した。
I;記方法により得られたムライトの性状を前記実施例
1と同様に第2表に示す。また第1図(d)にそのX線
回折図を示す。
1と同様に第2表に示す。また第1図(d)にそのX線
回折図を示す。
第2表の本発明ムライトと市販品ムライl−(カオリン
−水酸化アルミニウム)の物性比較で示すように、はと
んど差がない。特に圧装引張り強度ては第2表て見られ
るように本発明品か市販品よりも優れている。
−水酸化アルミニウム)の物性比較で示すように、はと
んど差がない。特に圧装引張り強度ては第2表て見られ
るように本発明品か市販品よりも優れている。
また第1図のX線回折図で示すように、ムライト結晶の
生成は市販品第1図(e)(カオリン−水酸化アルミニ
ウム)と同格である。
生成は市販品第1図(e)(カオリン−水酸化アルミニ
ウム)と同格である。
(発明の効果)
以上説明したように本発明方法によれば低コストでムラ
イト質セラミックス原料を製造することがてきる。すな
わち、従来の固体反応方法により得られた市販品ムライ
トよりも、石炭灰の磁選−仮焼一微粉砕一酸洗いの前処
理を含めても20〜30%は安く製造できる。また、鉄
分の少ない石炭灰を原料とした場合は酸洗いは必要とし
ないのでさらに安く、1/2程度で製造できる。従って
本発明は固体反応方法に比べて、非常に経済性に富む。
イト質セラミックス原料を製造することがてきる。すな
わち、従来の固体反応方法により得られた市販品ムライ
トよりも、石炭灰の磁選−仮焼一微粉砕一酸洗いの前処
理を含めても20〜30%は安く製造できる。また、鉄
分の少ない石炭灰を原料とした場合は酸洗いは必要とし
ないのでさらに安く、1/2程度で製造できる。従って
本発明は固体反応方法に比べて、非常に経済性に富む。
さらに生成したムライトの性状も従来品と同等かもしく
はそれ以上である。
はそれ以上である。
第1図(a)、(b)、(c)及び(d)は第1表及び
第2表に示す実施例のムライト質セラミックス原料のX
線回折図、第1図(e)は従来例のムライト質セラミッ
クス原料のX線回折図である。
第2表に示す実施例のムライト質セラミックス原料のX
線回折図、第1図(e)は従来例のムライト質セラミッ
クス原料のX線回折図である。
Claims (1)
- 脱鉄及び脱炭素した石炭灰にアルミナを加え、この混
合物を成形、焼成することを特徴とするムライト系材料
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091622A JPH0774096B2 (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | ムライト系材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091622A JPH0774096B2 (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | ムライト系材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02275752A true JPH02275752A (ja) | 1990-11-09 |
| JPH0774096B2 JPH0774096B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=14031666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1091622A Expired - Lifetime JPH0774096B2 (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | ムライト系材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774096B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007186910A (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Japan Fine Ceramics Center | セラミックス系焼結体、バラスト、及びバラスト道床 |
| JP2020039994A (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-19 | 昭和電工株式会社 | 燃焼灰の処理方法および再使用方法 |
| CN114907097A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-08-16 | 内蒙古佳汇新材料科技有限公司 | 一种生产莫来石质惰性氧化铝瓷球的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5147009A (ja) * | 1974-10-19 | 1976-04-22 | Kogyo Gijutsuin |
-
1989
- 1989-04-11 JP JP1091622A patent/JPH0774096B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5147009A (ja) * | 1974-10-19 | 1976-04-22 | Kogyo Gijutsuin |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007186910A (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Japan Fine Ceramics Center | セラミックス系焼結体、バラスト、及びバラスト道床 |
| JP2020039994A (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-19 | 昭和電工株式会社 | 燃焼灰の処理方法および再使用方法 |
| CN114907097A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-08-16 | 内蒙古佳汇新材料科技有限公司 | 一种生产莫来石质惰性氧化铝瓷球的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0774096B2 (ja) | 1995-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |