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    公开号:WO1982001702A1
    申请号:PCT/JP1981/000323
    申请日:1981-11-09
    公开日:1982-05-27
    发明作者:Fuji Yuugengaisha
    申请人:Takahashi Masaru；
    IPC主号:B01J6-00
    专利说明:
    [0001] 明
    [0002] 珪酸 ソ 一 ダの 製 造法 と そ の 装 置
    [0003] . 技 術分野 ·
    [0004] 本. 明 は珪薆 ソ 一 ダ の 新規 な 製 法 と そ の 装 置 に 関 す る も の で あ る 。 詳 し く は ア ル 力 リ と 珪酸 と の モ ル 比
    [0005] ( 珪酸 ア ル カ リ ） （ 以 下 M R と 略す ） 力； 3 以 上の 珪 酸 ソ ー ダ を 容易 に 製 造で き る 方.法 と 装 置 に 関 す る 。 背 .景技 術
    [0006] 従 来珪該 ソ ー ダの 製 造方 法 と し て は 白 土に ^ 表 さ れ る 溶解 し や す い珪鼓 原 料 を ア ル 力 リ 溶液 （： .主 と し て 苛 性 ソ ー ダ 溶 液 ） と 共 に ォ 一 ト ク レ ー プ 内 で 加 熱 反応 さ せ る 湿式 法 及 び珪 砂 と ア ル カ リ （ 主 と し て 炭 ¾ ソーダ） を 1 3 0 0 〜 1 5 0 0 t で 加 熱 溶融 し て 力 レ ツ ト を つ く り 、 更 に こ れ を 高 圧 容器 内 で ¾π 熱 溶解す る 乾式 法力； 知 ら れ て い る 。 し カゝ し な 力； ら こ の よ う な 従 来 法に は 次 の よ う な 欠 点力；.あ っ た 。 す な わ ち 湿式 法で は 製 造に要 す る エ ネ ル ギ ー は 少 な く て 済 む も の の 、 珪酸 原料 に 含 ま れ る 不 純物 の た め に 着 色 し ま た 滅過 注 も 要 く M R 力； 2. 5 以 上 の 高 モ ル 比 の 製 品 は 製 造す る こ と が で き な レ、 と レ、 う 欠 点力； あ っ た。 も っ と も S ¾ 原 料 と して ホ ワ イ ト カ 一 ホ' ン 、 シ リ 力 ゲ ル 等 の 高 ¾度 可 溶性 シ リ 力 を 使 甩 すれ ば 高 モ ル 比 製 品 が ¾ 造で き な い こ と は な い 力； . こ れ ら の 高 純度 可 溶 性 シ' リ カ は 高 ： で 经 済 的 ：こ 引 き 合 わ なか つ た 0. ま た 乾式 法で は高 モ ル比 の 製 を製造す る こ と はで き る 力； 、 製造に 要す る 熱 ェ ネ ル ギ 一 は膨大 で 、 効率 を改善 し よ う に も 莫大 な 付帯設 を 必要 と す る 欠 点力； め つ た。 言 レ、換 えれ ば ェ ネ ル ギ 消 費量 の 少 な < 、 し か ¾ 高モ ル 比の 褻 ソ 一ダの ェ 的製造法 は不だ存在 し て お ら ず省 エ ネ ル ギ ー の れ て い る 今 日 強 < 要 望 さ れて い る
    [0007] 本発明 者は力 力 る 要望に 応え る 為銳意検 の 結杲 、 特殊な ^ 応 置 を 用 い ア ル 力 リ と 達鼓 と の 反 ，心 を 'じ、 物 Ώゝガ ラ ス 化状態へ 行前 に 終 了 すれば 良 レヽ こ と を 見 出 し 本発明 を 完成 し た
    [0008] す な わ ち 本 発明 の 目 έ¾は 、 エ ネ ル ギ ー 消 費量の 少 な い 问 モ ル 比珪酸 ソ ー ダの 製造法 と その 装 置 を 提 ^す る こ と に め 。
    [0009] 発明の 開 示
    [0010] 上記の 目 的は ア ル 力 リ 含有 ¾ 質で 被覆さ れ た珪酸原 料 を加熱 し て 反応 さ せ 、 反応物 が ガ ラ ス 化 ^: m に 移行 し な い う ち に 高 续か ら 分離す る こ と を 特 ¾ と す ^) 万 法 と 反応容器 内 に ¾i を 設 置 し 、 該熱源の 局 s に 応板を §2 設 し 、 前 記 反応容器上部 に 原料入 に を 設 け 、 下部 ~ 応 in 出 口 を 設 け る こ と を 特徵 と す る 珪 ¾ ソ 一 ダの に あ る 。
    [0011] 図 面 の w単 な 説 明
    [0012] 第 1 図 は 本 発明 窆 置 の 言 1 実 ¾ ^ に 原斜 を 冗 ^; し ,こ 状態 を 示す ^ 面 図 、 箅 2 ¾ は 同 第 2 実歲 に ! -ar 7C
    [0013] OMPI 一 填 し た状態 を 示す断 面 図 、 第 3 図 は 本 発 明 で 使 用 す る 原料 を 示す断 面 図 で あ る 。
    [0014] . 発 明 を 実施 す る た め の 最良 の 彩 - II
    [0015] 下 に 本 癸明 を 詳 f3 に 説 明 す る に 、 本 発 ^ で は 原 料 と し て 、 第 3 図 の よ う な ア ル カ リ 含有 ^ 質 （s) で 被 覆 さ れた珪酸（ ) 原料 を 使 す る 。 こ こ に ア ル カ リ 有物 質 (a) と し て は 、 メ タ 珪 ソ ー ダ 、 オ ル ソ ¾ ソ ー ダ 、 苛 性 ソ ー ダ 、 カ リ 類等 を 挙げ る こ と がで き 、 a常 こ れ ら の う ち メ タ 珪酸 ソ ー ダが ¾ 用 さ れ る 。 こ れ ら の 多 く は ガ ラ ス 原料 と し て 公知の も の で 、 ^ え ば メ タ 珪酸 ソ 一 ダで被 覆 さ れ た珪 ¾ 原 料 は 、 苛 ソ 一 ダ と 窆砂 を 3 2 0 〜 4 5 0 で に 加熱す る と 砂の 表面 と 苛 ソ ー ダが 反応 し穎粒状の 状態 で 得 ら れ る も の で あ る 。 こ の.よ う な珪酸 原料 を ^ ^ す る の 、 ^ 工 苣で 溶 . し 易 く 反 応 が容易 に 進行す る か ら で あ る c
    [0016] 次に .こ の 原料 を 8 5 0 〜 9 0 0 t に お ^ し ァ ノレ 力 リ 含有物 質 と 珪該 を 反 ^ さ せ 、 反 . 、 ¾が ガ ラ ス 化 状態 に 移行 し な い う ち に 高 il ¾か ら 分 itす る 。 ガ ラ ス 化 状態 に 移行 す る と 、 反 tiの 持 買 で あ る フ オ ー ム ¾態が ガ ラ ス 化 進 行 に 比 冽 し て 失 われ 、 ； ¾に ^ し え ば ォ -. ト ク レ ー ブ の 如 き 高 ≤ 高圧の ¾ ¾ を 必要 と し 、 同 時 に そ の た め の ^ 源 も 更 に 必要 と な る 。
    [0017] 反応 は 例 え ば ^ 面 の よ う な s sで 行 う こ と がで き る c 第 1 1 1 は こ の ¾ 置 の ¾ 1 実 —: ¾ ^ で あ っ て ！ 1 は 鉄 ¾式 ま た は 赤 レ ン ガ式 の 、 ^ IIて 、 ニ ^ に 入 口 & 3) と
    [0018] ^JR£A し て 開 放 さ れて お り 、 下部 中 心 に は i歸斗状の 反 ^物出 口 (2)が設け ら れて い る 。 反応容器 （1) 内 部 中 夫 付近には 電 気 ヒ — タ ー 、 ガ ス ゾく ー ナ 一 等の 熱源（3) が 設 置 さ れて お り 、 そ の 周 囲に は 多 段状に 反 ¾ (4) が配設 さ れ 、 熱 源 (3)上 方 に は 錐板（5) が設けて あ り 、 該 円 差板 ） に は 皿 ョ I (14) が差 し 込 ま れ て い る 。 当 然の こ と な 力； ら 反応 板 (4) 及び 円 錐板（5) は耐火材料で ^ ら れて い る 。 勿論金 属板で 製作 し て も 良 い。 （6) は反 ¾ 出 口 （2) 下 方に 設 置 さ れて い る 溶 禧で 、 内部に は ¾ = (75 が信 え ら れて い る 。
    [0019] さ て こ の よ う な装 置 に熱源（3) を ^動 さ せて 装置 内 を
    [0020] 8 5 0 °C 上に加熱す る こ と に よ っ て ¾入 さ れて い る ア ル 力 リ 含 有物質で铵覆さ れ た珪 ¾原斜 (8) が違繞的に ノ又 、を 起す。 反応す る と 反応 ^ (9) 徴小な 気泡 を 多 数 舍んだ 白 色 の フ ォ ー ム 状粘性流 ^ と な り よ り 反 板 (4) よ り 自 然に 矢印 の よ う ί'こ 落下 し 反 ¾1 S 口 （2) よ り 反応容器 (1) 外へ 出 る 。 反 C、 ¾ (4) よ り 落下 し た あ と は 、 次の 珪錶原钭 (8) が反応 し て 同 ¾に ¾ te O. と な り こ の 反 I 自 重 に よ り 落下 し 高 ¾力 ら 分篛 さ れ る つ ま り 反応す る と ¾注流 ^ と な り ガ ラ ス 拔 nに 移 行す る s: で ¾ な く [1 ち に 系 外に ¾ ≤ さ れ Ο - ¾· 25 か ら 出 た 反応 ¾1 (9) は水 义 ソ 一 ダの れた m ti (6) に 入 り 、 こ こ で 気 ¾ を 放 しつつ 3 0 秒 '^. C 粉化す 0 洛 下す る フ オ ー ム 状 ^¾ (9) ,'人 ',じ,の 蔡 熱 さ れ ( 約 8 5 0 〜 9 0 0 C ) を 有 'し て '、、 る の で 、 攪拌 に よ っ て 自 然 に 完全に 溶液化 し た珪 酸 ソ 一ダ が得 ら れ る 。
    [0021] なお 第 2 図 は 製 造装 置の 第 2 実 ¾ 例 を 示 し 、 本実 施 例で は 反応板（4) を 独 立 し て 設 けず 、 反応容器 の 壁 材 do) に テ ―ノ、。 一 面 ' を 形成 し 、 こ の テ ー パ ー 面 αΐ) を 反応板 と 兼用 し て い る 。 な お （14) は 董 よ り 容器 内 部 に 差 し 込 ま れて い る 温度 計 で あ る 。 珪 ¾ 原料は 壁材（10) と 蓋（13 の 間 の 原料 入 口 3) よ り 投 入 さ れ 、 テ ー パ ー 面 （11) に 沿 っ て 落下 し て い く 間 に 熱源（3) よ り の ^ で 反 応 し 、 反応物 出 口 （2) よ り 出 る 際に は ち よ う ど フ オ ー ム 状 粘性 流 阵 と な る 。
    [0022] な お 本 発 明 で 得 ら れ る フ ォ ー ム 伏粘性流体 は冷却 し て 固 化 す る と 見 掛比 重約 1. 9 前 後 を 示 す 従 来存在 し な 、 つ た 新規 な ^) 質 で 、 そ の 化 学 造は 定かで な く 今後 の 研究 を 待 た な く て は な ら な い o
    [0023] ま た 本 癸 明 で は既 の 装 置 の よ う に 反応物 出 口 （2) と 溶解稽 (6) と は必ず し も 直結 し て い な く て も 良 い。 従 つ て 場合 に よ っ て は ェ程 を 分 け て 溶 し て も 良 い。 た だ 直 Ξ し て お く と 反 応 ¾3 自 身 ^ の ¾ 有 す る 熱 を 溶 解摴 （6) に て 活 S す こ と 力;で き る の で 好 ま し レ、 。
    [0024] 以上 の よ う に 本 発 明 は珪酸 原 ^ を 反 応 さ せ 、 ガ ラ ス 化 状態 に 移 行 せ ぬ う ち に 反応 TZ 自 身 の 自 重に よ り 高 温 域カゝ ら 分 £す る こ と を 特 漦 と す る S ¾ ソ ー ダ の 製 造 法 と その に m す o そ の た め ^ の よ う な 効果 を 奏す る (1) フ ォ ー ム 状反応物 は痙め て 易溶性で あ る た め 、 従来製造困 難 と さ れ て いた M R 4 以 上の 珪鼓 ソ ー ダ も 自 由 に 製造す る こ と がで き る 。 そ の 理 由 は 定かで な ぐ 今後の 研究 を 待た な く て は な ら な い。 ま た 本 発明 に よ る [¾ モ ル 比の 珪酸 ソ 一ダは特殊 な 甩途に 箧 ¾で き る と 共に 新 し レ、 甩 途の 創 造 も 可 能 と な っ た。 ¾ 来周 知の 用 途に お い て も 、 例 えば シ リ 力 ゲ ル を 製造す る 場合 製 造 コ ス ト に 大 き な 比率 を 占 め る ア ル 力 リ 及び 酸の 使 ¾ 量 を 減 ら す こ と 力；で き る の で 、 シ リ カ ゲ ル の 製造 コ ス ト を著 し く 低下 さ せ る こ と 力；で ざ o
    [0025] (2) 本 発 明 で 得 ら れ る ア ル 力 リ と 珪酸の 反応 ¾J は 、 温水 中 で 簡 単 に 自 壊 し 溶解す る と 共に 、 原 ,钭 中 に含有 し て い る ァ ノレ ミ ナ 、 マ グ ネ シ ゥ ム 、 鉄類等の 不 純物 を 容易に濾別 す る こ と 力；で き る 。 こ の ため gめ て 純度 の
    [0026] レヽ： s酸 ソ ー ダ を 製 Χ≥ '9 >~ と がで き る 。 来 ^水 ¾ 酸 ソ ー ダ 確子 の 溶解に は高圧容器及び ボ イ ラ 一 を必要 と して い た が 、 本 癸 明 で は こ れ ら を 必要 と せず ffi単 ：こ 溶解す る こ と がで き 。
    [0027] (3) 従 来の 乾 程、反応に 高 ^ を 要せず 、 所要熱 ヱ ネ ル ギ一が 少 な く て 済む。 特 に 本癸明 装 置で は 、 容器- 中 央に 熱 源 を レ そ の 局 S に 原斜 を 充填す る よ う ；こ し たの で 熱 が逃 げ篛 く 、 熱 ¾率が高い。 放 ： に よ る 損失 はほ と ん ど零 に 等 し い。
    [0028] (4) ァ ノレ 力 リ 含有 ¾ 質 で ^ 覆 さ れ た珪 ¾ 斜は華： z で あ る た め 、 反応 容 器 内 に ^ ¾ さ η た ' .^ ( ；欠 々 と
    [0029] C ,i l 移動 し 自 然 に 反応が進行す る 。 ま た 反応板上 の 原料 は 3 0 ~ 3 5。の 接敏 角 を 有 し 熱 を 受 け る 面 は 広 く 、 こ の 面で反応が短時 間 で 行 われ 、 能率 的で あ る 。
    [0030] 次に 本 発 明 を 実 施 例 に よ り 更 に 詳 ^ に 説 明 す る が 、 本 発明 は そ の 要 旨 を 超 え な い り 以 下 の 実； ¾ 例 に よ り 限.定 さ れ る も の で は な レ、。
    [0031] 実施例 1
    [0032] 第 2 図 に 示す第 2 実施 例 の 装 置 を 用 い 、 熱 源（3) と し て 電気 ヒ ー タ ー を 便 ^ し た。 ま ず 電気 ヒ ー タ ー ） に 通 ― 電 し 、 温度 計 （14) 力； 1 1 0 0 t に 違 し た時 点で 苛 ソ ー ダ 1 重量 部 と 珪砂 2. 5 重量 ¾ と か ら 製 造 し た メ タ 珪該 ソ 一 ダで 被覆 さ れ た珪酸 原锊（8! を 入 口 （I3) よ り 、 反 、状 況 に 合わ せて 徐 々 に 投入 し た と こ ろ 、 投 入 後約 5 分 で テ ー パ ー 面 d の 上力 ら 1 , 3 の 位置で 徐 々 に 反応力； 開 始 さ れ 、 フ ォ ー ム 状 粘注 流 ^ (9) と な り 、 そ の 後約 2 分で 出 口 （2) に 違 し 反応容 器（1) よ り 流 出 し 、 9 0 0 t の - 温度の ま ま で 溶 ¾ (6) 内 の 水 中 に 投 入 さ れ 、 水 中 で 気泡 を 放 出 し つつ 約 3 0 秒間 で 纷 化 し た。 ^ 化 し た も の を ビ ー カ 一 で 煮漭す る と 約 1 時 間 後完全；こ m 化 し た iVi R 力'： 1 ： 3. 1 の 运 ¾ ソ 一 ダカ； 得 ら れ た。
    [0033] 笑 ¾ 例 2
    [0034] 箅 1 図 に 示す第 1 実旌 洌 の ¾ 置 を 用 い 、 ^ iil (3) と し て 澄 油 を バ ー ナ ー で ： 浣 さ せ た。 苛 性 ソ ー ダ 1 重量部 と g砂 2. 5 重量 部 と カゝ ら 製 造 し た メ タ s g ソ 一 ダで ？ $ 覆 さ れ た '珪 ¾ ϋ 钭 （8! を 容 §§ の 原 入 口 as よ り 入
    [0035] Ο ΡΙ し た と こ ろ 、 熱 源（3) 付近の温度力；約 9 0 0 t に な る と 反応扳 (4) の 上で珪酸原料（8) の 反応が開 始 さ れ 、 約 1 1
    [0036] 0 0 °c に 達する と 急速 な 反応が 起 こ り 、 フ ォ ー ム 状粘 性流体（9) の 落下が激 し く な り 、 約 1 2 0 0 で に達す る と さ ら に 粘性流体（9) の 落下量 は 多 く な る がそれ 上は 温度上昇 し なか っ た。 粘性流 ^ (9) が落下 し ¾ 入 さ れ る 镥 (6) の 水（15) の 水温 は上昇 し 点、 保持 し 、 結 t& i 体 (9) は水 中 で ま ず粉体 と な り ^次溶薛 し M R. が 1 ： 3.
    [0037] 0 の珪酸 ソ 一 ダが得 ら れ た。
    [0038] 産業上の 利 吊 可 能 ¾
    [0039] 以上の よ う に 本 ^明 の 珪該 ソ 一 ダの 製造法 と その 窆 に よ れば 高モ ル 比 の 珪酸 ソ 一 ダ力； エ ネ ル ギ ー 消 費 を 少 な く し て 製造す る こ と がで き る 。 その た め 本癸明 は 珪酸 ソ 一ダの 工業 的生産に 適 し て い る 。
    [0040]
    [0041] OMPI '
    权利要求:
    Claims
    請 求 の 範囲
    1 ア ル カ リ 含有 物 質で 被覆 さ れ た珪酸 原 料 を 加熱 し て 反応 さ せ 、 フ ォ ー ム 状反応物 が ガ ラ ス 化 状態 に 移 行 し な い う ち に 高 温 域か ら 分離 す る こ と を 特 徵 と す る 珪酸 ソ ー ダの 製 造法。
    2 ア ル カ リ 含有 ¾1 質力； 、 メ タ 珪蒙 ソ 一 ダ 、 オ ル ソ 珪酸 ソ ー ダ 、 カ リ 類の いずれ か で あ る 特 許請 求 の 範 S
    1 項 記 載 の 珪赣 ソ ー ダの 製 造法。
    3 ア ル カ リ 含有 物 質 で 被覆 さ れ た珪羧原 料が 、 苛 性 ソ ー ダ と 珪砂 を 3 2 0 〜 4 5 0 に 加 熱 し て 得 ら れ た穎 物 で あ る 特 許請 求 の 範 囲 1 項 記 載の 珪該 ソ 一 ダの 製 造法。
    4 ア ル 力 リ 含有 物 質 で 被 覆 さ れ た珪蘧原 料 を 8 5 0 〜 9 0 0 に 加 熱 す る 特 許請 求 の 範 囲 第 1 項記 載の 珪酸 ソ ー ダ の 製 造 法。
    J
    5 反応容 器 内 に 熱 源 を 設 置 し 、 該 熱 源 の 局 に 反 応板を 設 し 、 前 記 反 応容器上 部 に 原料 入 口 を 設 け 、 下 部に フ オ ー ム 状 反 応 ¾ 出 口 を 設 け る こ と を ^ 截 と す る 珪酸 ソ ー ダの 製 造装 置。.
    6 反応钣 を 多 段状 に $ し た 許請 求 の ¾ ^ 第 5 . 項記載の 珪該 ソ ー ダ の 製 造袞 置。
    7 熱 瘕 の 上 方 に 円 ^ m を 設 け た 特 許請 求 の ¾ 第
    5 項記 載の 珪 ¾ ソ ー ダ の 製 造窆 置。 .
    8 反応％3 出 口 下 方 に 溶 解 を 設 置 し た 持 許請 求 の
    I2 S 第 5 項 記 K の ソ 一 ダ の 置。
    OM I
    D r， 、
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    KR870001289B1|1987-07-11|
    KR830007431A|1983-10-21|
    JPS5788021A|1982-06-01|
    JPS641411B2|1989-01-11|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1982-05-27| AK| Designated states|Designated state(s): US |
    1982-05-27| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): DE FR GB |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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