ゼオライト原料としてのペーパースラッジ(PS)の評価(第4報) : PS化学組成の月変化と工業生産へ向けた合成法の提案 The Evaluation of Paper Sludge (PS) for Zeolite Synthesis (Part 4) : Monthly Change of Chemical Composition of PS and The Proposal of the Synthesis Technique to Industrial Output

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抄録

静岡県富士市内のPS協同処理組合に所属する16工場から排出された水分込みのPSを,1回/月の割合で6ヶ月間,合計102試料採取し,化学組成の分析とゼオライト合成を行い,以下の結論を得た。(1)灰分量<10%のPSを除外した90試料のPSの化学組成とゼオライト合成結果から,CaO含有量(x)とZ index/10,000(y)の関係を検討し,y=-0.37Ln(x)+1.48の関係を得た。(2)ゼオライト合成の適否及び分布する試料数を調整して,CaO=18.0%,28.0%,32.0%を新たな境界とする領域(A)から(D)を定義した。この結果,(1)CaO含有率が28.0%以下のPSは基本的にSODとPHIの合成が可能であり,ゼオライト合成に適する。(2)CaO含有率が28.0~32.0%のPSは主にSODの合成が可能である。(3)CaO含有率が32.0%以上のPSはゼオライト合成に適さないことを明らかにした。(3)本研究で検討した90試料の合成結果から,Caの原子比をSi及びAlの原子比で割ったX<SUB>Ca/Si/XCa/Al</SUB>比の収束値(0.89)を得た。この関係を利用すると,PSのSiO<SUB>2</SUB>,Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>含有量の一方から他方を計算することができ,CaO含有量と合わせればPSのゼオライト原料としての適否を判断することができる。(4)各工場の鉱物組成は月単位で観察した場合,タルク―カオリナイト―カルサイト3角図において領域(A)に属するPSが領域(D)まで変化することはなく,その逆もない。(5)CaO含有量が低く(1%程度)タルク―カオリナイト―カルサイト3角図における領域(A)内で大きく鉱物組成変化をする"低CaOタイプ"と,CaO含有量が高く(25%以上)主に領域(B)内で大きく鉱物組成変化する"高CaOタイプ"のPSを定義した。(6)全体のPS焼却灰Qは,極めて安定した鉱物組成範囲を示すため工業原料として適する。(7)全体のPS焼却灰Qを原料としてPHIを安定して合成する方法は,Siを添加する方法(Si添加法)が有望であり,添加量はSi濃度=1.0Mが最適である。

We have been investigating the zeolite synthesis from paper sludge ashes (denoted as PS zeolite) by alkali hydrothermal treatment as a new effective utilizing technique of the paper sludge (PS) . In this study, 102 samples of PS gathered from 16 paper mills in Fuji city for a half year were chemically and mineralogically examined and statistically evaluated in terms of fitness to the zeolite synthesis. The chemical composition of PS and the characteristics of PS zeolite led us to fallowing results. The relationship between CaO content (x) and the intensity of XRD peak assigned to zeolite (Z index⁄10,000 = y) was found as y= -0.37 Ln (x) +1.48. Also, the fairly well linier relation between the atomic ratio of Ca to Si, X<SUB>Ca⁄Si</SUB>, and Ca to Al, X<SUB>Ca⁄Al</SUB>, was found as X<SUB>Ca⁄Si</SUB>⁄X<SUB>Ca⁄Al</SUB>= 0.89. Based on these relationships, we classified the PS's into new chemical ranges of (A) to (D) in order to distribute almost the same number of samples in each range ; that is, 21, 23, 22, 24, respectively. Here, Z index⁄10,000 at the boundary of the ranges (A) to (B) was 0.41, (B) to (C) 0.25 and (C) to (D) 0.20. This new classification was then converted to the mineralogical ranges (A) to (D) in a talc-kaolinite-calcite trigonal diagram through the calculation by normative method. It was found that the PS ashes in the ranges (A) in the diagram never changed into the rage (D) during a half year, and the reverse relationship was also correct. The mixture of PS's discharged from the16mills, as is in practice, contained 25.0% CaO, which was classified into the range of (B) and would formed hydroxysodalite. We proposed a new technique in order to obtain zeolite from the PS mixture for industrial output, in which1. 0M Si was added to the alkali solution with the PS mixture.

収録刊行物

  • 紙パ技協誌

    紙パ技協誌 58(4), 553-562, 2004-04-01

    JAPAN TECHNICAL ASSOCIATION OF THE PULP AND PAPER INDUSTRY

参考文献:  11件中 1-11件 を表示

被引用文献:  7件中 1-7件 を表示

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10012869393
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00379952
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0022815X
  • NDL 記事登録ID
    6915074
  • NDL 雑誌分類
    ZP19(科学技術--化学・化学工業--紙・パルプ)
  • NDL 請求記号
    Z17-76
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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