JPH0527568B2 - - Google Patents
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- JPH0527568B2 JPH0527568B2 JP63089147A JP8914788A JPH0527568B2 JP H0527568 B2 JPH0527568 B2 JP H0527568B2 JP 63089147 A JP63089147 A JP 63089147A JP 8914788 A JP8914788 A JP 8914788A JP H0527568 B2 JPH0527568 B2 JP H0527568B2
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- Japan
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- serpentinite
- serpentine
- silica gel
- mineral
- fibrous
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、蛇紋岩をシリカ源とする繊維状集合
体組織を有するシリカゲルに関する。
体組織を有するシリカゲルに関する。
〔従来の技術〕
従来、シリカゲルの製造法としては、四塩化珪
素の火炎酸化分解による乾式法と、珪酸アルカリ
水溶液を鉱酸で中和反応する湿式法が代表的なも
のとして知られており、工業的に実施されてい
る。ところが、近時、用途の多様化に伴つてより
易反応性、高純度性あるいは特殊な粒子構造性な
ど機能性に富む性状のシリカゲルが要求されてき
ている。
素の火炎酸化分解による乾式法と、珪酸アルカリ
水溶液を鉱酸で中和反応する湿式法が代表的なも
のとして知られており、工業的に実施されてい
る。ところが、近時、用途の多様化に伴つてより
易反応性、高純度性あるいは特殊な粒子構造性な
ど機能性に富む性状のシリカゲルが要求されてき
ている。
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。例えば、蛇
紋岩を硫酸分解してマグネシウムおよび少量含ま
れているニツケルなどの有価金属を回収する研究
についてはすでに多くの技術報文に紹介されてい
るが、この過程で残留するシリカ成分を活用する
ことについてはこれまであまり関心が向けられて
いなかつた。
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。例えば、蛇
紋岩を硫酸分解してマグネシウムおよび少量含ま
れているニツケルなどの有価金属を回収する研究
についてはすでに多くの技術報文に紹介されてい
るが、この過程で残留するシリカ成分を活用する
ことについてはこれまであまり関心が向けられて
いなかつた。
本発明者らは蛇紋岩中に40wt％前後含有され
ているシリカ源に注目し鋭意研究を重ねた結果、
蛇紋岩を鉱酸処理して得られるシリカゲルは機能
性、とくに著るしく易反応性に富む特殊性状を有
することを見出した。
ているシリカ源に注目し鋭意研究を重ねた結果、
蛇紋岩を鉱酸処理して得られるシリカゲルは機能
性、とくに著るしく易反応性に富む特殊性状を有
することを見出した。
本発明は上記の知見に基づいてなされたもの
で、その目的は安価な鉱物資源から回収された高
機能性シリカゲルを提供するにある。
で、その目的は安価な鉱物資源から回収された高
機能性シリカゲルを提供するにある。
すなわち、本発明は、無焼成蛇紋岩を鉱酸処理
することによつて得られ、蛇紋岩の主要構成成分
である蛇紋石鉱物のSi・Ｏ四面体シート構造が保
持されてなる繊維状集合体シリカゲルを構成対象
とするものである。
することによつて得られ、蛇紋岩の主要構成成分
である蛇紋石鉱物のSi・Ｏ四面体シート構造が保
持されてなる繊維状集合体シリカゲルを構成対象
とするものである。
本発明において、シリカ成分の供給源となる蛇
紋岩（Serpentinite）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
（Peridotite）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
んらん岩がフオルステライト（Forsterite）、エ
ンスタタイト（Enstatite）を主要構成鉱物とす
るのに対し、蛇紋岩はクリソタイル
（Chrysotile）、リザルダイト（Lizardite）、アン
チゴライト（Antigorite）からなる蛇紋石鉱物
（Serpentine Minerals）を主要構成鉱物として
おり、まつ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
に未変質のフオルステライトやエンスタタイト、
あるいはカルサイト（Calcite）、クロマイト
（Chromite）、マグネタイト（Magnetite）など
の不純物鉱物を含むことがある。
紋岩（Serpentinite）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
（Peridotite）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
んらん岩がフオルステライト（Forsterite）、エ
ンスタタイト（Enstatite）を主要構成鉱物とす
るのに対し、蛇紋岩はクリソタイル
（Chrysotile）、リザルダイト（Lizardite）、アン
チゴライト（Antigorite）からなる蛇紋石鉱物
（Serpentine Minerals）を主要構成鉱物として
おり、まつ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
に未変質のフオルステライトやエンスタタイト、
あるいはカルサイト（Calcite）、クロマイト
（Chromite）、マグネタイト（Magnetite）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（Asbestos）として産出することもある。
して肉眼で見ても明瞭な繊維状の集合体、いわゆ
る石綿（Asbestos）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
規模な岩体が知られていて、その埋蔵量は莫大な
ものである。
に広く分布しており、北海道日高地区や四国に大
規模な岩体が知られていて、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。原料中に不純物がある場合は、必要に
応じ未変質のフオ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
応じ未変質のフオ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、−100mesh程度が好ましい。
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、−100mesh程度が好ましい。
本発明の繊維状集合体シリカゲルは、上記の蛇
紋岩原料を鉱酸処理することによつて生成される
が、重要なことは原料の蛇紋岩が有する繊維状集
合体の基本組織を生成物であるシリカゲル中に保
持させるために、蛇紋岩原料として、無焼成のも
のを用いる必要がある点である。
紋岩原料を鉱酸処理することによつて生成される
が、重要なことは原料の蛇紋岩が有する繊維状集
合体の基本組織を生成物であるシリカゲル中に保
持させるために、蛇紋岩原料として、無焼成のも
のを用いる必要がある点である。
蛇紋岩原料を600〜800℃程度に焼成して得た、
いわゆる焼成蛇紋岩は、かかる焼成によつて蛇紋
岩の主要構成成分である蛇紋石鉱物のSi・Ｏ四面
体シート構造が破壊されているので、たとえ鉱酸
処理を施しても得られるシリカゲルは原鉱の組織
や構造がほとんど消滅してしまい、本発明品のよ
うな繊維状集合体組織構造をとることができな
い。
いわゆる焼成蛇紋岩は、かかる焼成によつて蛇紋
岩の主要構成成分である蛇紋石鉱物のSi・Ｏ四面
体シート構造が破壊されているので、たとえ鉱酸
処理を施しても得られるシリカゲルは原鉱の組織
や構造がほとんど消滅してしまい、本発明品のよ
うな繊維状集合体組織構造をとることができな
い。
鉱酸としては硫酸または塩酸が好適で、通常、
1N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、10〜250ｇ/、好ましくは50〜200ｇ/の
範囲である。
1N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、10〜250ｇ/、好ましくは50〜200ｇ/の
範囲である。
処理の条件として、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い結果を
与える。処理時間は、鉱酸の濃度、処理の温度等
によつて変動するが、少くとも３時間は保持する
必要がある。なお、処理は攪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。
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い結果を
与える。処理時間は、鉱酸の濃度、処理の温度等
によつて変動するが、少くとも３時間は保持する
必要がある。なお、処理は攪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。
上記の条件によつて処理された原料は、常法に
従つて母液と分離し、ついで水洗、乾燥および所
望により粉砕または分級したのちシリカゲルとし
て回収する。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ツケル、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。
従つて母液と分離し、ついで水洗、乾燥および所
望により粉砕または分級したのちシリカゲルとし
て回収する。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ツケル、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。
このような鉱酸処理を施して得られた白色粉末
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シリカゲルである。
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シリカゲルである。
本発明により提供される蛇紋岩をシリカ源とし
た上記の繊維状集合体シリカは、鉱酸処理の過程
で、蛇紋岩の主要構成成分である蛇紋石鉱物のSi
−Ｏ四面体シートはそのままの形態で残留する一
方、蛇紋石鉱物を構成するMg−（Ｏ，OH）八面
体シート中のMg2+およびその他の含有金属イオ
ンは選択的に溶出されていて、微視的に特異な多
孔質組織に構造転換がなされている。
た上記の繊維状集合体シリカは、鉱酸処理の過程
で、蛇紋岩の主要構成成分である蛇紋石鉱物のSi
−Ｏ四面体シートはそのままの形態で残留する一
方、蛇紋石鉱物を構成するMg−（Ｏ，OH）八面
体シート中のMg2+およびその他の含有金属イオ
ンは選択的に溶出されていて、微視的に特異な多
孔質組織に構造転換がなされている。
本発明のシリカゲルが特に優れた易反応性を示
す理由は、上述の特異な多孔質組織と蛇紋岩の基
本組織を保持した繊維状集合組織とからなる独特
な骨格性状によつてもたらされるものと考えられ
る。
す理由は、上述の特異な多孔質組織と蛇紋岩の基
本組織を保持した繊維状集合組織とからなる独特
な骨格性状によつてもたらされるものと考えられ
る。
以下、本発明を実施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（SiO238重量％、
MgO38重量％、Fe2O38重量％、Al2O30.8重量％、
CaO0.6重量％、NiO0.3重量％、H2O14重量％）
を280mesh以下が90重量％以上となるように粉砕
した後、湿式磁選により磁着物約30重量％を分離
除去して、精製蛇紋岩（第１図）を得た。
MgO38重量％、Fe2O38重量％、Al2O30.8重量％、
CaO0.6重量％、NiO0.3重量％、H2O14重量％）
を280mesh以下が90重量％以上となるように粉砕
した後、湿式磁選により磁着物約30重量％を分離
除去して、精製蛇紋岩（第１図）を得た。
１の丸底フラスコに精製蛇紋岩25ｇと6Nの
塩酸150mlを入れマントルヒーターで100℃に保温
し、攪拌しながら10時間処理した。
塩酸150mlを入れマントルヒーターで100℃に保温
し、攪拌しながら10時間処理した。
処理終了後、すみやかに過して液相を分離し
イオン交換水により十分洗浄した。液と洗浄液
はあわせて、原子吸光法によりMgの濃度を測定
した結果、抽出率はほぼ100％であつた。回収固
体を乾燥および粉砕した後、Ｘ線回折法で測定し
たところ全くの非晶質で、原鉱中の蛇紋石鉱物の
ピークは認められなかつた。また、この試料を電
子顕微鏡（SEM）観察したところ、原鉱の繊維
状集合体の形態を残していることが確認された
（第２図）。
イオン交換水により十分洗浄した。液と洗浄液
はあわせて、原子吸光法によりMgの濃度を測定
した結果、抽出率はほぼ100％であつた。回収固
体を乾燥および粉砕した後、Ｘ線回折法で測定し
たところ全くの非晶質で、原鉱中の蛇紋石鉱物の
ピークは認められなかつた。また、この試料を電
子顕微鏡（SEM）観察したところ、原鉱の繊維
状集合体の形態を残していることが確認された
（第２図）。
実施例 ２
精製蛇紋岩５ｇを1Nの塩酸300mlで100℃48時
間処理した。この場合には攪拌は行なわなかつ
た。その結果マグネシウムの溶出率はほぼ100％
で、実施例１と同様にして得た処理物は完全に非
晶質であつた。また、このものは、繊維状集合体
であることが認められた。
間処理した。この場合には攪拌は行なわなかつ
た。その結果マグネシウムの溶出率はほぼ100％
で、実施例１と同様にして得た処理物は完全に非
晶質であつた。また、このものは、繊維状集合体
であることが認められた。
実施例 ３
精製蛇紋岩12.5ｇを3Nの塩酸150mlで100℃20
時間攪拌しながら処理を行なつた。
時間攪拌しながら処理を行なつた。
回収固体は実施例１と同様に原鉱の繊維状集合
体の組織をもつ非晶質シリカゲルであつた。
体の組織をもつ非晶質シリカゲルであつた。
実施例 ４
精製蛇紋岩15ｇを3N塩酸300mlで100℃48時間
攪拌なしで処理を行なつた。
攪拌なしで処理を行なつた。
マグネシウムの溶出率は100％で、生成物はや
はりＸ線回折パターンでは顕著なピークを示さ
ず、電子顕微鏡（SEM）写真（第３図）では原
鉱の組織を保持した繊維状集合体のシリカゲルで
あることがわかつた。
はりＸ線回折パターンでは顕著なピークを示さ
ず、電子顕微鏡（SEM）写真（第３図）では原
鉱の組織を保持した繊維状集合体のシリカゲルで
あることがわかつた。
実施例 ５
精製蛇紋岩30ｇを12N塩酸150mlで80℃24時間
攪拌しながら処理を行なつた。
攪拌しながら処理を行なつた。
その結果マグネシウムの溶出率は100％であつ
た。以下実施例１と同様にして得られた固体は、
繊維状集合体の非晶質シリカゲルであることが認
められた。
た。以下実施例１と同様にして得られた固体は、
繊維状集合体の非晶質シリカゲルであることが認
められた。
以上のとおり、本発明に係る繊維状集合体シリ
カゲルはその特有の組織性状に基づく優れた易反
応性を有している。したがつて、水ガラス、合成
ゼオライトをはじめ炭化珪素、窒化珪素などを製
造する際のシリカ源として有用されるほか、それ
自体触媒担体、充填剤等として十分に期待するこ
とができる。
カゲルはその特有の組織性状に基づく優れた易反
応性を有している。したがつて、水ガラス、合成
ゼオライトをはじめ炭化珪素、窒化珪素などを製
造する際のシリカ源として有用されるほか、それ
自体触媒担体、充填剤等として十分に期待するこ
とができる。
第１図は蛇紋岩、第２図は実施例１、第３図は
実施例４でそれぞれ得られた本発明に係る繊維状
集合体シリカゲルの粒子構造を示した電子顕微鏡
拡大写真（倍率30000倍）である。
実施例４でそれぞれ得られた本発明に係る繊維状
集合体シリカゲルの粒子構造を示した電子顕微鏡
拡大写真（倍率30000倍）である。
Claims (1)
- １ 無焼成蛇紋岩を鉱酸処理することによつて得
られ、蛇紋岩の主要構成成分である蛇紋石鉱物の
Si・Ｏ四面体シート構造が保持されてなる繊維状
集合体シリカゲル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8914788A JPH01261218A (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 繊維状集合体シリカゲル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8914788A JPH01261218A (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 繊維状集合体シリカゲル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01261218A JPH01261218A (ja) | 1989-10-18 |
| JPH0527568B2 true JPH0527568B2 (ja) | 1993-04-21 |
Family
ID=13962754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8914788A Granted JPH01261218A (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 繊維状集合体シリカゲル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01261218A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006103723A1 (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nozawa Corporation | 繊維状シリカ及びその製造方法 |
| CN104030304B (zh) * | 2014-06-27 | 2017-10-13 | 西南科技大学 | 一种制备纤维状多孔SiO2纳米材料的方法 |
-
1988
- 1988-04-13 JP JP8914788A patent/JPH01261218A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01261218A (ja) | 1989-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |