JP2656443B2 - 水酸化マグネシウムの製造方法 - Google Patents

水酸化マグネシウムの製造方法

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JP2656443B2 JP5316692A JP31669293A JP2656443B2 JP 2656443 B2 JP2656443 B2 JP 2656443B2 JP 5316692 A JP5316692 A JP 5316692A JP 31669293 A JP31669293 A JP 31669293A JP 2656443 B2 JP2656443 B2 JP 2656443B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排煙脱硫用、あるいは
廃水中和用アルカリ剤として使用する水酸化マグネシウ
ムの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】排煙脱硫用、あるいは廃水中和用アルカ
リ剤として使用する水酸化マグネシウムは、従来海水中
のニガリ(MgCl2)と消石灰(Ca(OH)2)を反
応させて生成させる方法が一般的であった。しかしこの
方法は、海水中に含まれる微量のニガリを取り出すもの
で、大量の海水を処理せねばならず、生産効率が悪く、
製造設備も大型のものを必要としていた。この方法に代
わって、最近では、天然産のマグネサイトを焼成し軽焼
マグネサイト(MgO)を製造し、次いで水と反応(消
和反応)させて水酸化マグネシウムとする方法が開発さ
れてきた。この方法は、原料の天然マグネサイトを80
0〜1000℃で、4〜5時間焼成して軽焼マグネサイ
トとし、これを粒径45μm以下、平均粒径5〜10μ
mに粉砕し、これを40℃以上の温度で水と反応(消和
反応)させ水酸化マグネシウムとするものである。
【0003】軽焼マグネサイトと水とを反応させる工程
は、粉砕した軽焼マグネサイトと水を混合、撹拌しつつ
一定温度まで加温して行うものであるが、製造された水
酸化マグネシウムの平均粒子径が8μmと、従来の海水
から製造される水酸化マグネシウムの平均粒子径3μm
より粗いため、沈降、凝集が生じ易く、また高濃度にな
ると粘度が高くなるなど、その取り扱い上不利な点が潜
在していた。そこで、水酸化ナトリウムを加えてpHを
11以上にしてから消和反応させるアルカリ処理法(特
公平3−60774)が提案されている。
【0004】しかし、原料のマグネサイトは天然物であ
り、全てこれで解決は出来ない。マグネサイトの産出地
として中華人民共和国遼寧省海城地区、及び岫岩地区が
一般によく知られているが、これら産出地により、マグ
ネサイト中の成分、さらに結晶形に大きな差異がある。
海城地区産出のマグネサイトの結晶は細密で土状非晶質
であり、一方、岫岩地区産出のマグネサイトの結晶は、
粗粒結晶質である。焼成して軽焼マグネサイトとしても
結晶形に差異があり、海城地区産出軽焼マグネサイトを
原料とし特公平3−60774の方法で消和反応して得
られる水酸化ナトリウムのスラリーの粘度は、岫岩地区
産出軽焼マグネサイトを原料とした場合の3〜8倍の高
粘度となる。
【0005】この欠点を解決する方策として、硫酸を加
えて酸性溶液としてから反応を行う酸性処理法(特開平
3−252311)が提案されている。しかし、この方
法は高濃度水酸化マグネシウムスラリーの製造を可能と
したが、スラリー中の粒子表面電荷を中和するため、凝
集、沈降が生じ易い欠点を有し好ましくない。また、水
酸化ナトリウムや硫酸等の代わりに、カルボン酸系界面
活性剤を消和反応開始後に添加する方法(特開平5−2
08810)が提案されているが、得られる水酸化マグ
ネシウムスラリーの粘度低下が大きくなく、充分に低下
させるには多量の界面活性剤の添加が必要となり、経済
的にみて好ましくない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
の軽焼マグネサイトから水酸化マグネシウムを製造する
工程において、原料のマグネサイトの産出地、性状によ
る影響が少なく、どのマグネサイトにも適用でき、危険
な劇物を使用することなく、生成した水酸化マグネシウ
ムスラリーの粘度が低く、粒子の凝集を防止できる方法
を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、軽焼マグ
ネサイトから水酸化マグネシウムを製造する工程につい
て鋭意検討を重ねた結果、軽焼マグネサイトと水との反
応(消和反応)に分散機能を有する特定のポリマーを添
加することにより、その目的を達成しうることを見いだ
し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。すなわ
ち、本発明は、軽焼マグネサイトに水を加え、 撹拌しな
がら消和反応させて水酸化マグネシウムを製造する工程
において、アクリル酸ホモポリマー、あるいはその塩、
アクリル酸を50モル%以上含むアクリル酸−マレイン
酸コポリマー、あるいはその塩、アクリル酸を実質的に
80モル%以上含むアクリル酸と他の共重合可能なモノ
マーとのコポリマー、あるいはその塩よりなる群から選
ばれたアクリル酸系ポリマーの少なくとも一種を予め前
記水の一部、又は全部に溶解し、ついでこれに軽焼マグ
ネサイトをその重量に対しアクリル酸系ポリマーが0.
01〜0.15重量%となる割合、好ましくは0.02
〜0.09重量%となる割合で添加混合し、消和反応せ
しめることを特徴とする水酸化マグネシウムの製造方法
である。
【0008】水酸化マグネシウム製造は、 45μm以下
程度に微粉砕した軽焼マグネサイトと水を混合し、 所定
温度で所定時間撹拌することによって達成される。本発
明は、アクリル酸系ポリマーの所定量を予め水に添加、
溶解しておき、これに軽焼マグネサイトを添加混合し、
消和反応せしめるものである。本発明に用いるアクリル
酸系ポリマーは、好ましくは分子量が800〜2000
0、さらに好ましくは1000〜10000である。分
子量800未満、あるいは20000を越えるものは効
果が充分大きくない。アクリル酸−マレイン酸コポリマ
ーにあっては、その組成比は、コポリマー中アクリル酸
のモル比が50%以上が、アクリル酸と他の共重合可能
なモノマーとのコポリマーにあってはアクリル酸のモル
比が80%以上のものがその効果において優れている。
【0009】アクリル酸系ポリマーの塩としては、ナト
リウム、カリウムなどのアルカリ金属塩、アンモニウム
塩、あるいはアミン類との塩である。また、アクリル酸
と共重合可能なモノマーとしては、イタコン酸、アクリ
ルアミド類、2−アクリルアミド−2−メチルプロパン
スルホン酸、スチレンスルホン酸などがある。アクリル
酸系ポリマーの添加量は、好ましくは軽焼マグネサイト
に対し0.01〜0.15重量%、さらに好ましくは
0.02〜0.09重量%である。0.01重量%未満
では総括的効果は充分でなく、また、0.15重量%を
超えると添加量の増加に見合うスラリー粘度の低下効果
は充分でなく、経済的にみて好ましくない。
【0010】本発明方法を行うにあたって、水に本発明
のアクリル酸系ポリマーを溶解させ、これに軽焼マグネ
サイトを添加混合した後で、混合物を40〜60℃に加
温する。反応が開始すると、以後反応の進行に伴って反
応熱により温度が上昇し、消和反応はよりスムースに進
むようになる。通常、消和反応は95℃以上、2〜3時
間で完結する。これ以上時間をかけても消和率はあまり
高くならない。
【0011】
〔分析方法〕
1)固型分濃度:スラリーを蒸発皿に入れ、約120℃
にて3時間乾燥し、固型分を求めた。 2)粘度:液温を20℃に保持し、B型粘度計にて、ロ
ーターNo.3、回転数60rpmの条件にて測定し
た。 3)pH:pH計にて測定した。 4)付着性の測定:200mlメスシリンダーに、水酸
化マグネシウムスラリーを200gとり、栓をして10
回強く振った後、メスシリンダーを傾け内容物を流し出
し、スラリーの連続的な流出が止まった時点の残留スラ
リー重量から次式により求めた。
【0012】5)粒度分布:粒度分布測定器(島津製作
所セディグラフ)にて測定した。 6)組成分析:濾過、乾燥した固型分*をX線回析装置
にて2θ=5〜70を測定した。 7)消和率:示差熱分析装置にて、濾過、乾燥した固型
分*の250〜500℃の熱重量変化を測定。比較とし
て一般試薬の水酸化マグネシウムを用い、同温度での熱
重量変化と比較した。 濾過、乾燥した固型分*;スラリーを吸引濾過し、得ら
れたケーキを約120℃/2時間乾燥。デシケーター中
で冷却後、乳鉢で200メッシュに擦り潰し、測定用サ
ンプルとした。
【0013】〔テスト1〕 (実装置での水酸化マグネシウムスラリーの製造例)撹
拌機付き30m3の溶解タンクに工業用水23トンを投
入し、ポリアクリル酸ナトリウム(分子量5000)を
4.5kg(固型分換算)を添加、溶解させた。その
後、粉砕した軽焼マグネサイト11トンを投入、均一ス
ラリーとした。反応タンクに移送し撹拌しつつ約50℃
にまで加温し、以後加温を停止しさらに撹拌を続けた。
自己反応で温度は約95℃に迄上昇し、その時点より2
時間撹拌下保った。製造された水酸化マグネシウムスラ
リーの性状を表1に示す。
【0014】
【0015】〔テスト2〕 (各種添加剤と添加時期の効果比較)撹拌機付き1lオ
ートクレーブ中に室温にて軽焼マグネサイト(MgO)
300gを水道水700gに分散させた。このとき添加
剤(アクリル酸系ポリマー,水酸化ナトリウム)は、予
め水道水に溶解させてから軽焼マグネサイトを分散させ
る(添加時期:“前”添加)、あるいは軽焼マグネサイ
トを分散させた後加える(添加時期:“後”添加)場合
の2通りを行った。分散液を600rpmで撹拌しなが
ら加温を開始し、約30分で100℃に到達させた、以
後100℃で3時間撹拌を続けた。撹拌しつつ1時間放
冷し、水酸化マグネシウムスラリーを取り出し、粘度、
付着性を測定した。尚、 軽焼マグネサイトは中華人民共
和国遼寧省岫岩地区からのものを使用した。
【0016】 表2と表3の結果より、本発明の添加剤は、前添加によ
りその効果が一段と優れることがわかる。同じ添加剤を
用いても、後添加ではその効果が充分でなく、前添加と
同じ効果を出すためにはより多量の添加を必要とする。
また水酸化ナトリウムより高い効果が得られる。なお、
図1より、本発明の添加剤は、前添加により後添加に対
比して、軽焼マグネサイトスラリー粘度の著しい低下効
果が認められる。
【0017】〔テスト3〕 (原料マグネサイトの産地の違いによる影響)実施例2
と同じ方法にて、中華人民共和国遼寧省海城地区、及び
岫岩地区から産出された軽焼マグネサイトをそれぞれ用
いて水酸化マグネシウムスラリーを製造した。得られた
スラリーの粘度、 pH,消和率を表4に示す。 この結果より、従来の水酸化ナトリウムを用いる方法で
は、原料の軽焼マグネサイトの産地の違いにより得られ
た水酸化マグネシウムスラリーの粘度が大きく異なり、
海城地区産出の軽焼マグネサイトは粘度が高くなりすぎ
て、実際上取り扱いの面から採用できない程であった。
本発明方法を用いれば、原料の軽焼マグネサイトの影響
が実質なく、いずれの軽焼マグネサイトからも同じ方法
で、同じ品質の水酸化マグネシウムスラリーが製造さ
れ、産地の限定がなくなることがわかる。
【0018】
【発明の効果】本発明方法による水酸化マグネシウム製
造の利点は、 低添加量で水酸化マグネシウムスラリ
ーの粘度が低くなり、取り扱いが容易になる、 原
料のマグネサイトの産出地や性状の違いによる影響が小
さいので、全ての原料に対し同じ処理方法で均一の水酸
化マグネシウムスラリーを製造できる、 水酸化ナト
リウムや硫酸等の劇物を使用せず、作業の安全上好まし
いなどが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ポリアクリル酸(分子量5、000)の添加量
(軽焼マグネサイトの重量に対すppm)による軽焼マ
グネサイトスラリー粘度の影響を示す。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軽焼マグネサイトに水を加え、 撹拌しな
    がら消和反応させて水酸化マグネシウムを製造する工程
    において、アクリル酸ホモポリマー、あるいはその塩、
    アクリル酸を50モル%以上含むアクリル酸−マレイン
    酸コポリマー、あるいはその塩、アクリル酸を実質的に
    80モル%以上含むアクリル酸と他の共重合可能なモノ
    マーとのコポリマー、あるいはその塩よりなる群から選
    ばれたアクリル酸系ポリマーの少なくとも一種を、予め
    前記水の一部又は全部に溶解し、ついでこれに軽焼マグ
    ネサイトをその重量に対しアクリル酸系ポリマーが0.
    01〜0.15重量%となる割合で添加混合し、消和反
    応せしめることを特徴とする水酸化マグネシウムの製造
    方法。
  2. 【請求項2】 請求項1のアクリル酸系ポリマーが軽焼
    マグネサイトの重量に対して0.02〜0.09重量%
    となる割合で添加混合することを特徴とする水酸化マグ
    ネシウムの製造方法。
  3. 【請求項3】 アクリル酸系ポリマーの分子量が800
    〜20000である請求項1または2の水酸化マグネシ
    ウムの製造方法。
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JP6621250B2 (ja) * 2015-06-02 2019-12-18 株式会社日本触媒 ポリカルボン酸系重合体水溶液及びその製造方法
JP6540264B2 (ja) * 2015-06-19 2019-07-10 栗田工業株式会社 水酸化マグネシウムスラリーの製造方法及び水酸化マグネシウムスラリー

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