JPH0816012B2 - 活性化水酸化マグネシウムの調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、活性化水酸化マグネシ
ウムの調整方法に関する。さらに詳しくは本発明は、酸
性排液の中和、排煙中の硫黄酸化物の脱硫等の用途とし
て好適な活性化水酸化マグネシウムの調整方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】排煙脱硫や排水の中和には、従来から海
水を原料にして得られる水酸化マグネシウム（海水マ
グ）が使用されている。この水酸化マグネシウムの生成
の主反応は、下式で表わされる。 ＭｇＣｌ₂ ＋Ｃａ（ＯＨ）₂ →Ｍｇ（ＯＨ）₂ ＋ＣａＣ
ｌ₂ また、海水マグの代替として、天然産のマグネサイト
（ＭｇＣＯ₃ ）を焼成し、整粒または紛砕して得られる
軽焼マグネシア（焼成マグ）がある。この焼成マグ生成
の主反応は、下式で表される。 ＭｇＣＯ₃ →ＭｇＯ＋ＣＯ₂ ＭｇＯ＋Ｈ₂ Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）₂ 軽焼マグを水和して得られる水酸化マグネシウムは、ヒ
ドロマグと総称され、その主要組成を分子式で示すと、
ＭｇＯ・ｎＨ₂ ０で表わされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前者の海水
マグは、海水を原料にして、海水中に含まれている塩化
マグネシウムを水酸化カルシウムと反応させて生成する
水酸化マグネシウムを、種々の工程を経て濃縮したもの
であるから、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）₂ ）の
濃縮分離工程が複雑であり、また、濃縮して得られたス
ラリーの粘度が極めて高くて輸送に困難を生じるという
問題点を有している。したがって海水マグは、製造コス
トも比較的高いものになっている。更に、海水マグには
不純物として水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂ ）が含
まれているので、海水マグを例えば、脱硫剤として使用
すると、Ｃａ（ＯＨ）₂ ＋ＳＯ₂ →ＣａＳＯ₃ ＋Ｈ₂ ０
の反応により、装置内に溶解度が小さい亜硫酸カルシウ
ム（ＣａＳＯ₃ ）が堆積して、装置の運転等にトラブル
を起こしやすくしたり、塩素イオン（Ｃｌ^- ）や硫酸イ
オンの含有率が高いため、腐食の問題に対応する必要が
ある。

【０００４】一方、後者の軽焼マグは、水との反応によ
って得られた水酸化マグネシウムの粘性が、海水マグの
場合と比較して低いため、取扱いが容易であり、ソース
として海水と無関係であるため塩素イオンなどは含ま
ず、腐食性も少なく、輸送、貯蔵等にも有利である。ま
た、製造に際しても、海水マグに比較して、簡単な装置
により安価に製造できる等の利点がある反面、水に対す
る溶解性および反応性が比較的遅く、得られた水酸化マ
グネシウムの酸成分に対する反応速度も遅い等の欠点が
ある。

【０００５】そこで、上述した軽焼マグの欠点を解決す
る方法として、天然産マグネサイトを焼成して得られる
粉砕された軽焼マグネシアと水とを、その液性をＰＨ１
１以上にするとともに８５℃以上に加熱しながら消和さ
せることを特徴とする活性化水酸化マグネシウムの合成
方法が提案されている。しかし、かかる合成方法による
と、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）や水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）は、法的に取扱い規制される危険物、劇物に該当す
るから、特別な貯蔵．保管施設が必要であり、その取扱
いに際しては危険物取扱作業主任者等による管理が義務
付けられる。

【０００６】また、苛性ソーダや水酸化カリウムのフレ
ーク品、ペレット品の貯蔵は、水分厳禁であり、その
上、空気との接触を絶つ必要があり、吸湿により潮解お
よび固化し、また、空気中の炭素ガス（ＣＯ₂ ）と反応
する性質がある。さらに、苛性ソーダや水酸化カリウム
は、濃度約５０％の水溶液の状態で取扱い使用される
が、冬期では凍結し易く、冬期の使用にあっては、強制
加温による保温が必要となり、しかも水酸化カリウム
（ＫＯＨ）は苛性ソーダ（ＮａＯＨ）よりも高価となる
ので、汎用されることは少ない。

【０００７】軽焼マグの消和反応自体は塩基性下におけ
る反応であり、更に強塩基の苛性ソーダ（ＮａＯＨ）を
添加することは、理論的には、共通イオン（ＯＨ・・・
・水酸イオン（基））の影響により水和を妨害する傾向
は否定できないが、軽焼マグ中に残存していることが考
えられるマグネサイト（主成分ＭｇＣＯ₃ ）の分解に
は、更に強塩基によるアタックにより、下式の反応によ
り水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）₂ ）を生じること
が考えられる。 ＭｇＣＯ₃ ＋２ＮａＯＨ→Ｍｇ（ＯＨ）₂ ＋Ｎａ₂ ＣＯ
₃ 更に、塩基に対し強塩基を加えた場合は、原則として発
熱反応による反応熱を活用できず、しかも、相当高温度
に加熱する必要があり、軽焼マグの消和には、長期間を
必要とする等の欠点がある。

【０００８】本発明の目的は、上記の苛性ソーダ（Ｎａ
ＯＨ）または水酸化カリウム（ＫＯＨ）などの強アルカ
リを反応系に添加し、８５℃以上に加熱しながら消和さ
せる活性化水酸化マグネシウムの合成方法に改変を加え
ることを特徴とし、スラリーの粘度が低く、流動性に富
み、非沈降性および非凝集性に優れ、安定した分散状態
を維持できる活性化水酸化マグネシウムの調整方法を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、脂肪酸のアルカリ金属塩を主成分とするア
ニオン界面活性剤を溶解させた温水溶液に、天然産マグ
ネサイトを焼成して得られる粉砕または整粒された軽焼
マグネシアを添加し、加熱しながら消和させることを特
徴とする活性化水酸化マグネシウムの調整方法である。

【００１０】本発明の方法で使用する脂肪酸の炭素数は
６〜１８の範囲が望ましい。また、軽焼マグネシアに対
する添加剤（脂肪酸のアルカリ金属塩）の添加率は、
０．０５〜０．５重量％、望ましくは、０．１〜０．４
重量％とする方がよい。さらに、添加剤中に公知の低起
泡性または消泡効果のある他成分を加えてもよい。

【００１１】次に本発明の方法を具現する実施例および
作用について詳記する。

【００１２】

【実施例】実施例１．ステンレス製の攪拌機付きの、内
容積５０リットルである反応槽中に４０℃の温水（上
水）１４．５リットルを収容し、攪拌しながら温水中に
脂肪酸ナトリウムを主成分とするアニオン界面活性剤２
４ｇを添加し、これを十分に溶解した。次に上記の温水
溶液に天然産マグネサイトを焼成して得られる粉砕また
は整粒された軽焼マグネシア６Ｋｇを添加して混合攪拌
しながら電熱器の発熱にて混合液を加熱し、７５℃に達
した時点で加熱を停止したところ、表面を被うような細
かい泡による僅かな発泡現象が認められたが、加熱を停
止しているにも拘らず、反応液スラリーの温度は上昇
し、加熱停止２０分後に９５℃に達し、２０℃の温度上
昇が認められた。

【００１３】反応液スラリーの温度が９０℃に低下した
時点で加熱を再開し、電熱器の電圧を調整しながら、ス
ラリーの温度を８５℃〜９０℃に保持しつつ、更に１時
間、攪拌を続けた後、反応を終了させた。次に得られた
スラリーより、３１．４ｇを分取し、これに２規定硫酸
２００ミリリットルを混合し、５分間、攪拌を行った
後、濾過および乾燥を行い、反応残渣の重量を測定する
と２．４ｇであった。なお、上記の過程において、混合
液のＰＨが５に達するまでの所要時間は、１０．０秒、
混合液のＰＨが６に達するまでの所要時間は１４．７秒
であった。したがって、本発明の実施例１により得られ
た活性化水酸化マグネシウム含有のスラリーは、やや粘
性を有しているが、流動性が優れており、沈降性、凝集
性も認められず、良好で安定した分散状態が得られた。

【００１４】実施例２．ステンレス製の内容積約１５リ
ットルの容器に、４５℃の温水（上水）４．８３３リッ
トルを収容し、攪拌しながら温水中に、脂肪酸カリウム
を主成分とするアニオン界面活性剤４ｇを添加し、これ
を十分に溶解した。次に上記の温水溶液に天然産マグネ
サイトを焼成して得られる粉砕または整粒された軽焼マ
グネシア２Ｋｇを添加して混合攪拌しながら電熱器の発
熱にて混合液を加熱し、７５℃に達した時点で加熱を停
止したところ、容器の内周壁部にのみ、やや大きな、消
泡し易い泡の発生が認められたが、２〜３分以内に泡の
発生は認められなくなった。加熱を停止したにも拘ら
ず、反応液スラリーの温度は上昇し、加熱停止５分後に
８５℃に達し、約３０ｍｉｎ間８０℃以上を保持するこ
とができた。

【００１５】反応液スラリーの温度が７９℃に低下した
時点で加熱を再開し、電熱器の電圧を調整しながら、ス
ラリーの温度を８５℃〜９０℃に保持しつつ、更に１．
５時間、攪拌を続けた後、反応を終了させた。次に得ら
れたスラリーより、３１．４ｇを分取し、これに２規定
硫酸２００ミリリットルを混合し、５分間、攪拌を行っ
た後、濾過および乾燥を行ない、反応残渣の重量を測定
すると、１．８ｇであった。なお、上記の過程におい
て、混合液のＰＨが５に達するまでの所要時間は、５．
１秒、混合液のＰＨが６に達するまでの所要時間は、
７．３秒であった。したがって、本発明の実施例２によ
り得られた活性化水酸化マグネシウム含有スラリーは、
やや粘性を有しているが、流動性が優れており、沈降
性、凝集性も認められず、良好で安定した分散状態が得
られた。

【００１６】比較例１．実施例１に示した条件と同一条
件で、温水に軽焼マグネシアを添加し、脂肪酸カリウム
を主成分とするアニオン界面活性剤を添加しないで反応
物スラリーを調整した。活性剤無添加の場合には、発泡
現象は認められず、併わせて温度上昇も認められなかっ
たので加熱を停止することなく、実施例１の場合と同一
時間、８５℃〜９０℃に保持し、反応を終了させた。同
様に、反応残渣の重量を測定すると３．７ｇであった。
また、混合液のＰＨが５に達するまでの所要時間は１
８．８秒、混合液のＰＨが６に達するまでの所要時間は
３３．５秒であった。得られたスラリーは、沈降速度が
大であって、凝集しやすい傾向が顕著に認められ、透明
な上澄液と凝集沈降ケーキ部の境界は明確であり、スラ
リーの流動性が低下し、著しく沈降しやすい傾向が認め
られた。 比較例２．実施例２に示した条件と同一条件で、温水に
対し、添加剤として苛性ソーダ２０ｇを添加し、溶解さ
せ、この水溶液に軽焼マグネシア２Ｋｇを添加し、混合
攪拌しながら加熱を開始したが、発泡現象、温度上昇は
認められなかったので、加熱を停止することなく、実施
例２の場合と同一時間、８５℃〜９０℃に保持し反応を
終了させた。同様に、反応残渣の重量を測定すると、
３．４ｇであった。また、混合液のＰＨが５に達するま
での所要時間は１３．４秒、混合液のＰＨが６に達する
までの所要時間は１８．９秒であった。得られたスラリ
ーは、粘性が比較的低く、攪拌状態下では、比較的、流
動性は優れているが、攪拌停止後の静置状態では、凝集
性及び沈降性が認められ、均一なスラリー状態を保持す
ることは困難であった。

【００１７】

【発明の効果】上記従来の、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）又
は水酸化カリウム（ＫＯＨ）などの強いアルカリを反応
系に添加し、８５℃以上に加熱しながら消和させる方法
にあっては、軽焼マグと水とを反応させる際の消和時間
は、通常２〜３時間とされている。これに対して本発明
の方法では、実施例１．２の結果で明らかなように、消
和の際の継続加熱を解消できると共に、軽焼マグの消和
時間を短縮することができる。また、粘度は僅かに上昇
するが、均一のスラリー状態下において、流動性に富
み、非沈降性及び非凝集性があり、安定したスラリーの
分散状態を維持できる。更に、添加剤の添加率を低下さ
せることができ、同時に自己発熱によってスラリーの反
応速度が向上し、未反応残渣が減少する等の効果と相俟
って、従来の苛性ソーダを使用する方法に比べ、ランニ
ングコストを低減できる。さらに本発明は、消和に際
し、苛性ソーダを反応系に添加する必要が無いから、苛
性ソーダの保守管理等が不要となるばかりか、苛性ソー
ダ及び従来の海水マグより安価に活性化水酸化マグネシ
ウム含有のスラリー液が得られる。

フロントページの続き (72)発明者 国部 進 東京都墨田区太平３丁目11番10号 株式会 社環境エンジニアリング内 (56)参考文献 特開 昭５−208810（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脂肪酸のアルカリ金属塩を主成分とする
   アニオン界面活性剤、その添加率は０．０５〜０．５ｗ
   ｔ％、望ましくは０．１〜０．４ｗｔ％（対ＭｇＯ）を
   溶解させた温水溶液に、天然産マグネサイトを焼成して
   得られる粉砕または整粒された軽焼マグネシアを添加
   し、加熱しながら消和させることを特徴とする活性化水
   酸化マグネシウムの調整方法。