JP6528615B2 - Method of producing fine zeolite - Google Patents
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Description
本発明は、微細ゼオライトの製造方法に関し、より詳細には結晶性の良好な微細ゼオライトの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing fine zeolite, and more particularly to a method for producing fine zeolite having good crystallinity.
ゼオライトは結晶性多孔質アルミノケイ酸塩の総称であり、イオン交換材、吸着材、触媒など工業的に広く用いられている。例えば1980年頃から実用化されたゼオライトのイオン交換材を用いた無リン洗剤は、生活排水による湖沼の水質悪化(富栄養化)を劇的に改善させ、我が国の環境保全に大きく貢献した。現在においても持続可能な社会を実現するためのキーマテリアルとして、多くの分野で構造・物性・機能の精密制御に関する研究がなされている。例えば、イオン交換材や触媒として用いられるゼオライトの粒径は0.5〜数μmであるが、イオン交換の対象となるイオンや触媒反応の反応分子のゼオライト細孔内の拡散が律速となることが知られており、イオン交換や触媒反応速度向上のため、ゼオライトのナノ粒子の合成に関する研究が盛んになされている。 Zeolite is a generic term for crystalline porous aluminosilicates, and is widely used industrially, such as ion exchange materials, adsorbents and catalysts. For example, the non-phosphorus detergent using ion exchange material of zeolite, which has been put into practical use since around 1980, dramatically improved the deterioration of water quality (eutrophication) of lakes due to domestic drainage and contributed greatly to the environmental protection of Japan. At present, research on precise control of structure, physical properties and functions is being made in many fields as a key material for realizing a sustainable society. For example, although the particle size of the zeolite used as an ion exchange material or catalyst is 0.5 to several μm, the diffusion of the ion to be subjected to ion exchange or the reactive molecule of the catalytic reaction becomes limited in the zeolite pore. In order to improve ion exchange and catalytic reaction rate, research on synthesis of zeolite nanoparticles has been actively conducted.
このゼオライトのナノ粒子の合成では、ボトムアップ法、すなわち4級アンモニウム塩や特殊な有機物を用い、核発生・結晶成長を制御する方法が採用されている。例えば、典型的なイオン交換材であるLTA型ゼオライトのナノ粒子を合成する際には、有機構造規定剤であるテトラメチルアンモニウム塩が用いられている(例えば、非特許文献1)。しかしながら、このような有機構造規定剤は現在一般に高額であるうえに、LTA型ゼオライトナノ粒子の合成には得られるゼオライト重量に対し1/4〜1/2のテトラメチルアンモニウム塩を添加する必要がある。また、テトラメチルアンモニウム塩は最終的に焼成して除去する必要があるが、その際の排出ガスには窒素酸化物(NOx)が含まれるため、これを処理する施設を設置しなければならない。このように、ボトムアップ法によりLTA型ゼオライトのナノ粒子を量産するにはコストの面で問題がある。 In the synthesis of the zeolite nanoparticles, a bottom-up method, that is, a method of controlling nucleation and crystal growth using a quaternary ammonium salt or a special organic substance is employed. For example, when synthesizing nanoparticles of LTA type zeolite which is a typical ion exchange material, tetramethyl ammonium salt which is an organic structure specifying agent is used (for example, Non-patent document 1). However, such organic structure directing agents are generally expensive at present, and the synthesis of LTA-type zeolite nanoparticles requires the addition of 1/4 to 1/2 of tetramethylammonium salt based on the weight of the zeolite obtained. is there. In addition, tetramethyl ammonium salt needs to be finally fired and removed, but since the exhaust gas at that time contains nitrogen oxides (NOx), it is necessary to set up a facility to process this. As described above, mass production of nanoparticles of LTA-type zeolite by the bottom-up method has problems in cost.
このようなボトムアップ法による問題に対応する方策として、有機構造規定剤を用いることなく安価に製造可能な粒径の大きい所定の一般式で表されるゼオライトを粉砕処理して微細化し、それをアルミノシリケート溶液やシリケート溶液中で再結晶化する方法(特許文献1、2)、特許文献1、2とはゼオライトの骨格構造が異なるゼオライトを微細化したものをソルボサーマル処理する方法(特許文献3)が提案されている。また、ゼオライト合成用のスラリーを水熱処理した後、スラリー中のゼオライト粒子を合成母液から分離し、得られたゼオライト粒子を粉砕処理して微細化した後にその合成母液と混合して水熱処理する方法が提案されている(特許文献4)。特許文献1〜4に記載の方法は、粉砕処理を行って微細化したゼオライトは結晶性が低下するところ、所定条件で再結晶化することで、結晶性が粉砕処理前と同程度に回復することができる。 As a measure to cope with such a problem by the bottom-up method, the zeolite represented by a predetermined general formula having a large particle size which can be manufactured inexpensively without using an organic structure specifying agent is pulverized and refined Method to recrystallize in aluminosilicate solution or silicate solution (patent documents 1 and 2), the method of carrying out the solvothermal processing of what refined the zeolite from which the framework structure of zeolite differs from patent documents 1 and 2 (patent document 3) ) Has been proposed. In addition, after the slurry for zeolite synthesis is subjected to hydrothermal treatment, the zeolite particles in the slurry are separated from the synthesis mother liquor, and the obtained zeolite particles are pulverized and refined, then mixed with the synthesis mother liquor and subjected to hydrothermal treatment Has been proposed (Patent Document 4). According to the methods described in Patent Documents 1 to 4, the crystallinity of the finely pulverized zeolite is reduced, but the crystallinity is recovered to the same degree as that before the pulverization treatment by recrystallization under predetermined conditions. be able to.
特許文献1〜4に記載の方法によると、粉砕したゼオライトを再結晶化することで、粉砕前と同程度の結晶性を有する微細ゼオライトを製造することができる。しかし、これらの方法では、粉砕したゼオライトを再結晶化する際の温度を50℃以上とするか(特許文献1)、100℃以上とするか(特許文献2)、粉砕したゼオライトを100℃以上の温度でソルボサーマル処理するか(特許文献3)、粉砕したゼオライトを混合母液と混合後50℃以上の温度で水熱処理する方法(特許文献4)が採用されている。また、これらの文献における実施例では、より高温の場合しか記載されていない。例えば、特許文献1の実施例1では80℃で2時間、同実施例3では150〜230℃で10〜24時間再結晶化させており、特許文献2の実施例1では180℃で2〜24時間再結晶化させており、特許文献3の実施例1では190℃で3時間ソルボサーマル処理を行って再結晶化させており、特許文献4の実施例1、4、5では、95℃で15時間、実施例2、3では170℃で15時間、実施例6では120℃で15時間水熱処理を行って再結晶化させている。このように、従来技術では、再結晶化の際には、50℃以上実際には80℃以上の温度で2時間以上加熱することが必須であると考えられていたといえる。また、このように50℃以上で所定時間加熱することから、エネルギーコストが大きいという問題がある。さらに、100℃以上に加熱する場合は、耐圧性のある特殊な再結晶化装置が必要になるという問題もある。
尚、ボトムアップ法ではあるものの、非特許文献1には、ゼオライトの合成を30℃以下の室温で行うことが記載されているが、得られるゼオライト粒子の結晶性が低い、粒径が大きくなるという問題がある。
そこで、本発明の目的とするところは、従来技術よりも再結晶化を行う際の加熱のためのエネルギーコストを低減し、従来と同様の結晶性の良好な微細なゼオライト粒子を従来よりも安価に製造することが可能な微細ゼオライトの製造方法を提供することにある。
According to the methods described in Patent Documents 1 to 4, it is possible to produce a fine zeolite having the same degree of crystallinity as that before grinding by recrystallizing the ground zeolite. However, in these methods, the temperature at the time of recrystallizing the crushed zeolite is 50 ° C. or more (Patent Document 1), 100 ° C. or more (Patent Document 2), or the crushed zeolite is 100 ° C. or more A method is adopted in which solvothermal treatment is carried out at a temperature of 5 (Patent Document 3) or hydrothermal treatment is carried out at a temperature of 50 ° C. or higher after mixing the ground zeolite with a mixed mother liquid (Patent Document 4). Also, in the examples in these documents, only higher temperatures are described. For example, in Example 1 of Patent Document 1, recrystallization is performed at 80 ° C. for 2 hours, and in Example 3 at 150 to 230 ° C. for 10 to 24 hours. In Example 1 of Patent Document 2, Recrystallization is performed at 180 ° C. Recrystallization is performed for 24 hours, and in Example 1 of Patent Document 3, solvothermal treatment is performed at 190 ° C. for 3 hours to perform recrystallization. In Examples 1, 4, and 5 of Patent Document 4, 95 ° C. Hydrothermal treatment is carried out by performing the hydrothermal treatment for 15 hours in Example 2, 3 for 15 hours at 170 ° C. in Example 2, and for 15 hours at 120 ° C. in Example 6. As described above, in the prior art, it can be said that heating at 50 ° C. or more and actually at 80 ° C. or more for 2 hours or more was essential in recrystallization. In addition, since heating is performed at 50 ° C. or more for a predetermined time, there is a problem that the energy cost is large. Furthermore, in the case of heating to 100 ° C. or higher, there is also a problem that a special pressure-resistant recrystallization apparatus is required.
Although it is a bottom-up method, non-patent document 1 describes that the synthesis of zeolite is carried out at a room temperature of 30 ° C. or less, but the obtained zeolite particles have low crystallinity and the particle diameter is increased. There is a problem of
Therefore, the object of the present invention is to reduce the energy cost for heating at the time of recrystallization compared to the prior art, and to make the fine zeolite particles having the same crystallinity as the prior art cheaper than before. It is an object of the present invention to provide a method for producing a fine zeolite which can be produced by
前述の課題に鑑みて、本発明者らは鋭意検討を行った。その結果、50℃よりも低い温度で再結晶化を行っても、粉砕したゼオライト粒子の結晶化度を従来と同程度に向上させることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明の要旨は以下のとおりである。 In view of the above-mentioned subject, the present inventors diligently studied. As a result, it has been found that even if recrystallization is performed at a temperature lower than 50 ° C., it is possible to improve the crystallinity of the crushed zeolite particles to the same extent as before, and the present invention is completed. The The gist of the present invention is as follows.
本発明は、一般式:M2O・xSiO2・Al2O3(式中、Mはアルカリ金属、H+又はNH4 +を表し、x=2〜6である。)で表される平均粒径0.5μm以上の原料ゼオライトを粉砕する粉砕処理工程、
粉砕処理されたゼオライトを、15℃以上45℃以下のアルカリ溶液中で再結晶化させ、平均粒径0.3μm以下で、再結晶化前の結晶化度(A)に対する再結晶化後の結晶化度(B)の比(B/A)が1.2以上のゼオライトを得る再結晶化工程を含む、微細ゼオライトの製造方法に関する。
The present invention have the general formula: M 2 O · xSiO 2 · Al 2 O 3 ( where, M represents an alkali metal, H + or NH 4 +, an x = 2 to 6.) Mean represented by Pulverizing process step of pulverizing raw material zeolite having a particle size of 0.5 μm or more,
The crushed zeolite is recrystallized in an alkaline solution at 15 ° C. or more and 45 ° C. or less, and an average particle diameter of 0.3 μm or less, crystals after recrystallization with respect to the degree of crystallization (A) before recrystallization The present invention relates to a method for producing a fine zeolite, comprising a recrystallization step of obtaining a zeolite having a degree of conversion (B) (B / A) of 1.2 or more.
本発明では、原料ゼオライトとして、一般式:M2O・2SiO2・Al2O3(式中、Mはアルカリ金属、H+又はNH4 +を表す。)で表されるゼオライトを用いるのが好ましく、国際ゼオライト協会(International Zeolite Association(IZA))で定めるゼオライト構造がLTAであるのがより好ましい。 In the present invention, as a raw material zeolite, the general formula: M 2 O · 2SiO 2 · Al 2 O 3 ( where, M is an alkali metal, represents a H + or NH 4 +.) To use a zeolite represented by Preferably, the zeolite structure defined by the International Zeolite Association (IZA) is LTA.
本発明では、再結晶化後の結晶化度が前記原料ゼオライトの85%以上であるのが好ましい。 In the present invention, the degree of crystallinity after recrystallization is preferably 85% or more of that of the raw material zeolite.
本発明では、前記アルカリ溶液が、アルカリ金属水酸化物の水溶液であってもよい。 In the present invention, the alkali solution may be an aqueous solution of an alkali metal hydroxide.
本発明では、粉砕処理されたゼオライト(Z)とアルカリ溶液(W)との重量比(W/Z)が0.1以上30以下であるのが好ましい。 In the present invention, the weight ratio (W / Z) of the ground zeolite (Z) to the alkali solution (W) is preferably 0.1 or more and 30 or less.
本発明によれば、従来技術よりも低い温度で再結晶化を行うことが可能になるため、加熱のためのエネルギーコストを低減することが可能になり、結晶性の良好な微細なゼオライト粒子を従来より安価に製造することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to carry out recrystallization at a temperature lower than that of the prior art, so that it is possible to reduce the energy cost for heating, and fine zeolite particles with good crystallinity can be obtained. It becomes possible to manufacture cheaply compared with the former.
以下、本発明の微細ゼオライトの製造方法の実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the method for producing fine zeolite of the present invention will be described.
本発明の微細ゼオライトの製造方法は、一般式:M2O・xSiO2・Al2O3(式中、Mはアルカリ金属、H+又はNH4 +を表し、x=2〜6である。)で表される平均粒径0.5μm以上の原料ゼオライトを粉砕する粉砕処理工程。
粉砕処理されたゼオライトを、15℃以上45℃以下のアルカリ溶液中で再結晶化させ、平均粒径0.3μm以下で、再結晶化前の結晶化度(A)に対する再結晶化後の結晶化度(B)の比(B/A)が1.2以上のゼオライトを得る再結晶化工程を含む。
このように、本発明では、上記一般式で表される平均粒径0.5μm以上の原料ゼオライトを用いるため、従来のボトムアップ方法と異なり、安価なゼオライトを原料として使用することができる。また、粉砕処理されたゼオライトを、15℃以上45℃以下のアルカリ溶液中で再結晶化させるため、エネルギーコストを従来よりも低減できる。また、本発明により得られるゼオライトは、平均粒径が0.3μm以下と微細であり、結晶化度も従来と遜色ないものである。
Method for producing a fine zeolite of the present invention have the general formula: M 2 O · xSiO in 2 · Al 2 O 3 (wherein, M represents an alkali metal, H + or NH 4 +, an x = 2 to 6. A grinding process step of grinding the raw material zeolite having an average particle diameter of 0.5 μm or more represented by
The crushed zeolite is recrystallized in an alkaline solution at 15 ° C. or more and 45 ° C. or less, and an average particle diameter of 0.3 μm or less, crystals after recrystallization with respect to the degree of crystallization (A) before recrystallization It includes a recrystallization step to obtain a zeolite having a conversion degree (B) ratio (B / A) of 1.2 or more.
As described above, in the present invention, since the raw material zeolite having an average particle diameter of 0.5 μm or more represented by the above general formula is used, inexpensive zeolite can be used as the raw material unlike the conventional bottom-up method. In addition, energy cost can be reduced compared to the prior art because the crushed zeolite is recrystallized in an alkaline solution at 15 ° C. or more and 45 ° C. or less. In addition, the zeolite obtained by the present invention is as fine as 0.3 μm or less in average particle diameter, and the degree of crystallinity is comparable to that of the prior art.
本発明では、先ず、前述の一般式で表される平均粒径0.5μm以上の原料ゼオライトを粉砕する粉砕処理工程を行う。 In the present invention, first, a pulverizing treatment step of pulverizing the raw material zeolite having an average particle diameter of 0.5 μm or more represented by the above-mentioned general formula is performed.
本発明で用いる原料ゼオライトは、一般式:M2O・xSiO2・Al2O3(式中、Mはアルカリ金属、H+又はNH4 +を表し、x=2〜6である。)で表されるものである。
Mはゼオライト骨格中に存在するカチオンを表し、ゼオライト作製時には、このカチオンはアルカリ金属であることが多いが、用途に応じてこのアルカリ金属をH+やNH4+に置換したものが存在する。本発明では、これらを原料ゼオライトとして好適に用いることができる。アルカリ金属としては、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)が好ましく、Na、Kがより好ましい。
xは2〜6、即ち、Si/Alが1〜3である。容易に入手が可能であり、製造コストを低減する観点からは、xは2〜4が好ましく、xは2がより好ましい。
Raw material zeolite used in the present invention have the general formula: M 2 O · xSiO 2 · Al 2 O 3 ( where, M represents an alkali metal, H + or NH 4 +, an x = 2 to 6.) In It is represented.
M represents a cation present in the zeolite skeleton, and this cation is often an alkali metal at the time of zeolite production, but depending on the application, this alkali metal may be substituted by H + or NH 4 +. In the present invention, these can be suitably used as raw material zeolite. As the alkali metal, lithium (Li), sodium (Na) and potassium (K) are preferable, and Na and K are more preferable.
x is 2 to 6, that is, Si / Al is 1 to 3. From the viewpoint of being easily available and reducing the manufacturing cost, x is preferably 2 to 4, and x is more preferably 2.
一般式で表される原料ゼオライトの型としては、国際ゼオライト協会(IZA)で定めるゼオライト構造では、例えば、LTA、FAU、ABW、SOD、GIS、OFF、GME、ERI、LTL等が挙げられる。このうち、本発明の温度範囲で再結晶化を効率的に行う観点からは、LTA、FAU、GIS、SODが好ましく、LTAが特に好ましい。原料ゼオライトは、同一の組成式で表されるものでもよいし、異なる組成式で表されるものを組み合わせたものでもよい。
原料ゼオライトは、このような所定の結晶構造を有し、後述する結晶化度の基準となる。
Examples of the type of raw material zeolite represented by the general formula include LTA, FAU, ABW, SOD, GIS, OFF, GME, ERI, LTL and the like as the zeolite structure defined by the International Zeolite Association (IZA). Among these, from the viewpoint of efficiently performing recrystallization in the temperature range of the present invention, LTA, FAU, GIS, and SOD are preferable, and LTA is particularly preferable. The raw material zeolite may be represented by the same composition formula, or may be a combination of those represented by different composition formulas.
The raw material zeolite has such a predetermined crystal structure and serves as a reference for the degree of crystallinity described later.
原料ゼオライトは、平均粒径が0.5μm以上のものを用いることができる。本発明では、最終的に0.3μm以下の微細ゼオライトを得る観点からは、出発原料においても、平均粒径が0.3μmに近い粒径の原料ゼオライトを用いるのが、粉砕処理を簡便に行う観点、粉砕処理による非晶化を抑制する観点から好ましい。このような観点からは、平均粒径が3μm以下が好ましく、1μm以下がより好ましい。
尚、平均粒径は、例えば、後述する方法で算出可能である。
As the raw material zeolite, one having an average particle diameter of 0.5 μm or more can be used. In the present invention, from the viewpoint of finally obtaining a fine zeolite of 0.3 μm or less, using a raw material zeolite having a particle diameter close to 0.3 μm as the starting material also facilitates the pulverizing treatment. It is preferable from the viewpoint of suppressing the amorphization due to the pulverizing treatment. From such a viewpoint, the average particle diameter is preferably 3 μm or less, and more preferably 1 μm or less.
The average particle size can be calculated, for example, by the method described later.
粉砕処理は、再結晶化後の平均粒径が0.3μm以下の微細ゼオライトを得ることができるように原料ゼオライトを粉砕可能であれば、いかなる方法で行ってもよい。このような粉砕処理の方法としては、例えば、ビーズミル、ボールミル、遊星ボールミル、ジェットミル等が挙げられる。このうち、粉砕時のゼオライトの非晶質化を最低限に抑える観点からは、ビーズミルが好ましい。ビーズミルは、通常、粒径30〜1000μmのセラミックビーズを粉砕メディアとして用い、粉砕・解砕を行う装置である。このように、微小ビーズを用いるため、ボールミルや遊星ボールミルと異なり、処理する粉末がビーズと衝突する頻度が多く、また一回の衝突の際、粒子に与える力が小さいため、原料ゼオライトの表面の非晶質化を抑制しつつ効率よく粉砕できる。ただし、ビーズミルを用いた場合でも、ゼオライトの非晶質化は避けられず、ある程度の非晶質化が起こる。尚、セラミックビーズの添加量は特に限定はないが、ゼオライトの非晶質化を抑制しつつ効率よく粉砕する観点からは、ビーズミル粉砕室内の体積に対してかさ密度で60〜80%が好ましく、70%がより好ましい。 The grinding treatment may be performed by any method as long as the raw material zeolite can be ground so that a fine zeolite having an average particle size of 0.3 μm or less after recrystallization can be obtained. As a method of such a grinding process, a bead mill, a ball mill, a planetary ball mill, a jet mill etc. are mentioned, for example. Among them, a bead mill is preferred from the viewpoint of minimizing the amorphization of the zeolite at the time of grinding. A bead mill is an apparatus which grinds and disintegrates normally, using the ceramic bead of particle diameter 30-1000 micrometers as a grinding | pulverization media. As described above, since fine beads are used, unlike the ball mill and the planetary ball mill, the powder to be treated frequently collides with the beads, and the force applied to the particles at one collision is small. It can grind | pulverize efficiently, suppressing amorphousization. However, even when using a bead mill, the amorphization of zeolite can not be avoided, and some amorphization occurs. Although the addition amount of the ceramic beads is not particularly limited, it is preferably 60 to 80% in terms of bulk density with respect to the volume in the bead mill grinding chamber, from the viewpoint of efficiently grinding while suppressing amorphization of zeolite. 70% is more preferable.
また、粉砕処理は湿式でも乾式でもよいが、粉砕のし易さの観点、ゼオライトの粒径の均一さの観点から、湿式で行うことが好ましい。湿式で粉砕処理を行う場合、原料ゼオライトを分散媒に分散させる。このような分散媒としては、水、エタノール等のアルコール、これらの混合溶媒などが挙げられる。このうち、取り扱い性、コストの観点からは、水を用いることが好ましい。また、粉砕されたゼオライトの再凝集を防止する観点からは、エタノール等のアルコールが好ましい。原料ゼオライトや粉砕されたゼオライトを分散媒中に均一に分散させる観点から、必要に応じて界面活性剤、凝集防止剤等を添加してもよい。 The grinding treatment may be either wet or dry, but is preferably carried out wet from the viewpoint of ease of grinding and the uniformity of the particle diameter of the zeolite. When the pulverization treatment is carried out wet, the raw material zeolite is dispersed in a dispersion medium. As such a dispersion medium, water, alcohols such as ethanol, mixed solvents thereof and the like can be mentioned. Among them, it is preferable to use water from the viewpoint of handleability and cost. Moreover, from the viewpoint of preventing reaggregation of the crushed zeolite, an alcohol such as ethanol is preferable. From the viewpoint of uniformly dispersing the raw material zeolite and the crushed zeolite in the dispersion medium, a surfactant, an aggregation inhibitor, and the like may be added as needed.
粉砕処理の時間は、粉砕処理の方法、所望の粒径、再結晶化処理時間などに応じて適宜決定することができる。尚、粉砕処理時間が長くなるにつれて、非晶質化の程度は大きくなる傾向にある。 The time of the pulverization treatment can be appropriately determined according to the method of the pulverization treatment, the desired particle diameter, the recrystallization treatment time and the like. The degree of amorphization tends to increase as the grinding time increases.
次に、前述のようにして粉砕処理されたゼオライトを、15℃以上45℃以下のアルカリ溶液中で再結晶化させ、平均粒径0.3μm以下で、再結晶化前の結晶化度(A)に対する再結晶化後の結晶化度(B)の比(B/A)が1.2以上のゼオライトを得る再結晶化工程を行う。 Next, the zeolite ground as described above is recrystallized in an alkali solution at 15 ° C. or more and 45 ° C. or less, and has an average particle diameter of 0.3 μm or less, and the crystallinity degree before recrystallization (A ) Is performed to obtain a zeolite having a ratio (B / A) of crystallinity (B) after recrystallization of 1.2 or more.
本発明で用いるアルカリ溶液としては、pHが13以上で、粉砕処理により非晶質化されたゼオライトの再結晶化を促進可能なものであれば、特に限定はない。このようなアルカリ溶液としては、例えば、特許文献1に記載のようなアルミノシリケート溶液又はこれに準じた溶液、特許文献2に記載のようなシリケート溶液又はこれに準じた溶液、アルカリ金属水酸化物の水溶液などが挙げられる。このうち、コストの観点、結晶成長を抑制する観点からは、アルカリ金属水酸化物の水溶液が好ましい。アルカリ金属水酸化物としては、LiOH、NaOH、KOHなどが挙げられるが、NaOH、KOHが好ましく、NaOHがより好ましい。本発明では、従来のアルミノシリケート溶液やシリケート溶液のような特殊な溶液を用いることなく、単にアルカリ金属水酸化物の水溶液であっても、再結晶化を行うことが可能であることを見出している。アルカリ金属水酸化物の水溶液に粉砕処理されたゼオライトの非晶質部分の一部が溶解し、実質的にアルミノシリケート溶液へと変化し、それが再結晶化を促進することでアルミノシリケート溶液を用いた場合と同様に、結晶成長することなく粒径の増大を抑制できると考えられる。 The alkaline solution used in the present invention is not particularly limited as long as it has a pH of 13 or more and can accelerate recrystallization of zeolite which has been made amorphous by pulverization treatment. As such an alkaline solution, for example, an aluminosilicate solution as described in Patent Document 1 or a solution according thereto, a silicate solution as described in Patent Document 2 or a solution according thereto, an alkali metal hydroxide And the like. Among them, an aqueous solution of an alkali metal hydroxide is preferable from the viewpoint of cost and the viewpoint of suppressing crystal growth. As the alkali metal hydroxide, LiOH, NaOH, KOH and the like can be mentioned, but NaOH, KOH is preferable, and NaOH is more preferable. In the present invention, it has been found that recrystallization can be performed even with an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, without using a special solution such as a conventional aluminosilicate solution or silicate solution. There is. A portion of the amorphous portion of the ground zeolite is dissolved in an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, and substantially converted into an aluminosilicate solution, which promotes recrystallization to promote the aluminosilicate solution. As in the case of using, it is considered that the increase in grain size can be suppressed without crystal growth.
アルカリ溶液としてアルカリ金属水酸化物の水溶液を用いる場合、アルカリ金属水酸化物の濃度は、粉砕処理したゼオライトの含量、ゼオライトの結晶化度、再結晶化後の廃液の処理等を考慮して適宜決定することができるが、濃度が低過ぎると再結晶化が困難になる傾向にあり、高過ぎるとアルカリ溶液の粘度が高くアルカリ金属イオンの拡散が低下し過ぎる傾向にあることから、効率的に結晶化度を向上させる観点からは、0.5〜4Mが好ましく、0.75〜3Mがより好ましく、1〜2.5Mが特に好ましい。 When an aqueous solution of an alkali metal hydroxide is used as the alkali solution, the concentration of the alkali metal hydroxide is appropriately determined in consideration of the content of the crushed zeolite, the degree of crystallization of the zeolite, the treatment of waste liquid after recrystallization, etc. Although it can be determined, if the concentration is too low, recrystallization tends to be difficult, and if it is too high, the viscosity of the alkali solution is high and the diffusion of alkali metal ions tends to be too low. From the viewpoint of improving the degree of crystallinity, 0.5 to 4 M is preferable, 0.75 to 3 M is more preferable, and 1 to 2.5 M is particularly preferable.
アルミノシリケート溶液としては、aM2O/bAl2O3/cSiO2/dH2O(式中、MはK又はNaを表し、a/dが0.001〜0.040、b/dが0.000003〜0.000250、c/dが0.0001〜0.1000である。)の組成を有するのが好ましい。また、ゼオライトのSiとAlの比(Si/Al)が2以下の場合は、a/dが0.0100〜0.0390、b/dが0.0000050〜0.0002400、c/dが0.000330〜0.100000であるのが好ましく、ゼオライトのSiとAlの比(Si/Al)が2より大きく3以下の場合は、a/dが0.00160〜0.00500、b/dが0.0000031〜0.0001000、c/dが0.000500〜0.003000であるのが好ましい。 The aluminosilicate solution, aM 2 O / bAl 2 O 3 / cSiO 2 / dH 2 O ( wherein, M represents K or Na, a / d is 0.001~0.040, b / d is 0 Preferably, the composition has a composition of 0.0003 to 0.000250, and c / d is 0.0001 to 0.1000. When the ratio of Si to Al (Si / Al) in the zeolite is 2 or less, a / d is 0.0100 to 0.0390, b / d is 0.0000005 to 0.00024, and c / d is 0. When the ratio of Si to Al of the zeolite (Si / Al) is more than 2 and 3 or less, a / d is 0.00160 to 0.00500, and b / d is preferably 0.000330 to 0.100000. It is preferable that it is 0.0000031-0.0001000 and c / d is 0.000500-0.003000.
シリケート溶液としては、aM2O/bSiO2/cH2O(式中、Mはアルカリ金属を表し、a/c(モル比)は、0.001〜0.040であり、b/cは、0.0001〜0.1000である。)の組成を有するのが好ましい。 As a silicate solution, aM 2 O / bSiO 2 / cH 2 O (wherein, M represents an alkali metal, a / c (molar ratio) is 0.001 to 0.040, and b / c is It is preferable to have a composition of 0.0001 to 0.1000.
本発明では、粉砕処理されたゼオライトをアルカリ溶液中で再結晶化させる際の温度は、15℃以上45℃以下である。好ましくは20℃以上45℃以下、より好ましくは30℃以上45℃以下、特に好ましくは40℃以上45℃以下である。15℃未満では、再結晶化の速度が遅いため生産性が低くなる傾向にあり、45℃を超えると、再結晶化の速度は速くはなるが加熱のためのエネルギーコストに見合う生産性が得られにくい傾向にある。本発明は、従来の方法とは異なり、このような温度範囲であっても粉砕により非晶質化したゼオライトの再結晶化が可能なことを初めて見出したものである。そして、このような温度範囲で再結晶化が可能なため、場合によっては、室温(25℃〜35℃)で加熱をおこなわなくても再結晶化が可能になり、再結晶化処理における加熱を行うためのエネルギーコストを大幅に削減することが可能になる。 In the present invention, the temperature at which the crushed zeolite is recrystallized in an alkaline solution is 15 ° C. or more and 45 ° C. or less. The temperature is preferably 20 ° C. or more and 45 ° C. or less, more preferably 30 ° C. or more and 45 ° C. or less, and particularly preferably 40 ° C. or more and 45 ° C. or less. If it is less than 15 ° C., productivity tends to be low due to slow recrystallization rate, and if it exceeds 45 ° C., the recrystallization rate is fast but productivity corresponding to the energy cost for heating is obtained. It tends to be difficult to The present invention, for the first time, has found that, unlike the conventional method, it is possible to recrystallize the amorphized zeolite by grinding even in such a temperature range. And since recrystallization is possible in such a temperature range, depending on the case, recrystallization is possible without heating at room temperature (25 ° C. to 35 ° C.), and heating in the recrystallization treatment is It will be possible to significantly reduce the energy costs to do.
このような温度範囲に加熱が必要な場合は、従来公知の加熱装置を用いればよい。例えば、アルカリ溶液とゼオライトの混合液中にヒーターを設けたり、その混合液を収容する混合槽の周囲にヒーター等を設けたりする方法が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。また、アルカリ溶液即ち混合溶液の温度が所定の温度範囲になるように制御しながら加熱するとよい。 When heating is required in such a temperature range, a conventionally known heating device may be used. For example, there is a method of providing a heater in a mixed solution of an alkaline solution and zeolite, or providing a heater or the like around a mixing tank containing the mixed solution, but the method is not limited thereto. In addition, heating may be performed while controlling the temperature of the alkali solution, that is, the mixed solution to be within a predetermined temperature range.
再結晶化処理を行う際の粉砕処理されたゼオライト(Z)とアルカリ溶液(W)との重量比(W/Z)は、特に限定はないが、生産効率の観点から、W/Zが0.1以上30以下であるのが好ましく、2以上5以下がより好ましい。 The weight ratio (W / Z) of the ground zeolite (Z) to the alkali solution (W) during recrystallization treatment is not particularly limited, but from the viewpoint of production efficiency, W / Z is 0 1 or more and 30 or less are preferable, and 2 or more and 5 or less are more preferable.
本発明では、再結晶化処理は、粉砕処理されたゼオライトとアルカリ溶液を混合した後は、静置してもよいし、撹拌してもよい。撹拌することで再結晶化の速度が向上する傾向にある。
再結晶化処理の処理時間は、各種条件に応じて、後述する所望の再結晶化度となるように適宜決定すればよい。
In the present invention, the recrystallization treatment may be allowed to stand or be stirred after mixing the ground zeolite and the alkali solution. Stirring tends to improve the rate of recrystallization.
The treatment time of the recrystallization treatment may be appropriately determined so as to be a desired recrystallization degree described later according to various conditions.
本発明では、再結晶化前の結晶化度(A)に対する再結晶化後の結晶化度(B)の比(B/A)が1.2以上となるように再結晶化処理を行う。再結晶化処理直前の結晶化度に応じて、B/Aの比のより好適な範囲は変動し得ることから、Aが低い場合(概ね30%以下)は、好ましくは、B/Aの比は2以上である。
このような結晶化度の比になるように再結晶化処理を行うことで、各種用途に耐え得る結晶性の良好な微細ゼオライトが得られる。
この結晶化度は、再結晶化前又は再結晶化後のゼオライトのX線回折による主要ピークの面積の合計値(H)を、原料ゼオライトの主要ピークの面積の合計値(H0)で除してパーセント値として表したものである。この結晶化度は、例えば、後述するように算出される。
In the present invention, the recrystallization treatment is performed such that the ratio (B / A) of the degree of crystallization (B) after recrystallization to the degree of crystallization (A) before recrystallization is 1.2 or more. Since the more preferable range of the ratio of B / A may vary depending on the degree of crystallinity immediately before the recrystallization treatment, when A is low (approximately 30% or less), preferably, the ratio of B / A is Is 2 or more.
By performing recrystallization treatment such that the ratio of the degree of crystallinity is obtained, a fine zeolite with excellent crystallinity that can withstand various uses can be obtained.
The degree of crystallinity is obtained by dividing the sum (H) of the areas of major peaks by X-ray diffraction of zeolite before or after recrystallization by the sum (H 0 ) of the areas of major peaks of raw material zeolite. And expressed as a percentage value. The degree of crystallization is calculated, for example, as described later.
再結晶化処理後のゼオライトの結晶化度は、各種用途に耐え得る結晶性が確保されていればよいが、各種用途の機能をより向上させるためにより結晶性の良好な微細ゼオライトを得る観点からは、再結晶化後の結晶化度が原料ゼオライトの85%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、95%以上がとくに好ましい。 The crystallinity of the zeolite after the recrystallization treatment may be such that the crystallinity that can withstand various applications is ensured, but in order to further improve the functions of various applications, from the viewpoint of obtaining fine zeolite with better crystallinity. The crystallization degree after recrystallization is preferably 85% or more of the raw material zeolite, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more.
再結晶化処理後のゼオライトの平均粒径は0.3μm以下であるのが好ましい。
本発明では、原料ゼオライトが粉砕処理されることで粒径が小さくされるが、再結晶化処理を行っても、結晶成長が抑制され得る。特に、アルカリ溶液として前述したシリケート溶液やアルカリ金属水酸化物の水溶液を用いた場合に顕著である。そのため、再結晶化処理時間等の諸条件により粒径は実質的に影響されない。即ち、再結晶化後の平均粒径は粉砕処理により実質的に決定されることになる。
この平均粒径は、用途等に応じて適宜決定すればよいが、粉砕処理後の粒径が概ね再結晶化後のゼオライトの平均粒径になり、再結晶化処理時の条件を考慮する必要がない。したがって、再結晶化処理工程では、所望の結晶化度を得るための条件を整えればよい。
尚、平均粒径は、例えば、後述する方法で算出可能である。
The average particle size of the zeolite after recrystallization treatment is preferably 0.3 μm or less.
In the present invention, the grain size is reduced by pulverizing the raw material zeolite, but even if recrystallization is performed, crystal growth can be suppressed. In particular, this is remarkable when using the above-described silicate solution or an aqueous solution of alkali metal hydroxide as the alkali solution. Therefore, the grain size is substantially not affected by various conditions such as recrystallization treatment time. That is, the average particle size after recrystallization is substantially determined by the grinding process.
The average particle size may be appropriately determined in accordance with the application etc., but the particle size after the pulverization process is approximately the average particle size of the zeolite after recrystallization, and it is necessary to consider the conditions at the time of the recrystallization process There is no Therefore, in the recrystallization treatment step, conditions for obtaining a desired degree of crystallinity may be adjusted.
The average particle size can be calculated, for example, by the method described later.
再結晶化処理後の収量は、乾燥重量で再結晶化処理前の85%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。 The yield after the recrystallization treatment is preferably 85% or more by dry weight before the recrystallization treatment, and more preferably 90% or more.
本発明では、再結晶化工程を終了した後、再結晶化させた微細ゼオライトとアルカリ溶液とを分離する分離工程を行うことができる。本発明では、所定温度範囲で行う再結晶化工程により、所望の結晶化度と粒径の微細ゼオライトが得られるため、特許文献4のように加熱のエネルギーを要する水熱処理を行うことなく、再結晶化工程後にそのまま続けて分離工程を行うことができる。分離方法としては、特に限定はなく、濾過、遠心分離などを用いることができる。また、分離工程において洗浄を行ってもよい。さらに、洗浄した後に乾燥処理を行ってもよい。乾燥処理の条件は、所望の最終形態などに応じて適宜決定することができる。
尚、再結晶化工程後のこれらの工程は、微細ゼオライトの最終形態に応じて適宜行うとよい。
In the present invention, after the recrystallization step is completed, a separation step of separating the recrystallized fine zeolite and the alkali solution can be performed. In the present invention, since a fine zeolite having a desired degree of crystallinity and particle diameter can be obtained by the recrystallization step performed in a predetermined temperature range, it is possible to carry out the reheat treatment without requiring heating energy as in Patent Document 4 After the crystallization step, the separation step can be continued. The separation method is not particularly limited, and filtration, centrifugation and the like can be used. Further, washing may be performed in the separation step. Furthermore, drying may be performed after washing. The conditions of the drying treatment can be appropriately determined according to the desired final form and the like.
These steps after the recrystallization step may be appropriately performed depending on the final form of the fine zeolite.
以上のようにして得られる微細ゼオライトは、粒径が0.3μm以下で所望の結晶化度となっているため、触媒、吸着材、イオン交換材などの各種用途に好適に使用することができる。 The fine zeolite obtained as described above has a particle diameter of 0.3 μm or less and a desired degree of crystallinity, and thus can be suitably used for various applications such as catalysts, adsorbents, ion exchange materials, etc. .
以下、本発明の実施形態をより具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically.
(平均粒径の測定)
走査型電子顕微鏡(SEM)(日本電子株式会社製、JSM−7000F)により原料ゼオライト及び再結晶化処理したゼオライトを撮影し、SEM写真において、他の粒子に重なっていない粒子を30個以上選択して、各粒子の長軸と短軸の長さを測定して、その相加平均を粒径とする。この粒径の相加平均を平均粒径として算出する。
(Measurement of average particle size)
Photograph the raw material zeolite and the recrystallized zeolite with a scanning electron microscope (SEM) (JSM-7000F, manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.), and select at least 30 particles that do not overlap other particles in the SEM photograph. The length of the major axis and the minor axis of each particle is measured, and the arithmetic mean is taken as the particle size. The arithmetic mean of this particle size is calculated as an average particle size.
(結晶化度の算出)
(I)各スペクトル面積の計算
a)X線回折装置(ブルカー・エイエックスエス株式会社製、D2 PHASER)を用いて、原料ゼオライト、粉砕処理後で再結晶化処理前後のゼオライトのXRDスペクトルを2θ=3°〜50°程度で測定する。
b)IZAなどのスペクトルデータを参考にして、2θが19°〜35°の間のピークを選ぶ。
c)フィッティング関数(通常はローレンツ関数、ノイズが多くローレンツ関数ではずれが大きくなる場合はガウス関数)を選び、b)で選んだピークに対してフィッティングする。
d)c)でフィッティングしたピークの面積を足し合わせ、これをそのサンプルのスペクトル面積とする。
(II)結晶化度の算出
a)原料ゼオライトのスペクトル面積(H0)を(I)の手順で算出する。
b)再結晶化処理前又は再結晶化処理後のゼオライトのスペクトル面積(H)を(I)の手順で算出する。
c)H0及びHから下記式にて結晶化度(%)を算出する。
結晶化度(%)=H/H0×100
(Calculation of crystallinity)
(I) Calculation of each spectrum area a) Using an X-ray diffractometer (D2 PHASER manufactured by Bruker AXS Co., Ltd.), the raw material zeolite, and the XRD spectra of the zeolite before and after regrind treatment after grinding treatment are 2θ Measure at about 3 ° to 50 °.
b) With reference to spectral data such as IZA, select a peak between 2θ of 19 ° and 35 °.
c) Choose a fitting function (usually a Lorentz function, or a Gaussian function if there is a lot of noise and a large shift in the Lorentz function), and fit to the peak selected in b).
d) Add the areas of the peaks fitted in c), and let this be the spectral area of the sample.
(II) Calculation of crystallinity degree a) The spectrum area (H 0 ) of the raw material zeolite is calculated by the procedure of (I).
b) Calculate the spectral area (H) of the zeolite before recrystallization treatment or after recrystallization treatment according to the procedure of (I).
c) Calculate the crystallinity (%) from H 0 and H according to the following equation.
Crystallinity (%) = H / H 0 × 100
(実施例1):再結晶化温度が45℃の場合
分散媒として水100mlに原料となるLTA型ゼオライト(Si/Al比は1、カチオンはNa、東ソー株式会社製、ゼオラムA−4、100mesh(平均粒径4μm)、100%結晶構造、図1参照。)60gを投入し、スラリーを調整した。一方、φ300μmのZrO2ビーズを用いたビーズミル(アシザワファインテック株式会社製 LMZ015)を水150mLで満たし、回転数3000rpmで回転軸を回転させ、スラリーを8分かけて投入した。この時のZrO2の使用量は、かさ密度が70%となるようにした。投入後2時間粉砕処理したものを粉砕ゼオライトとして回収した(粉砕処理工程)。
回収した粉砕ゼオライトの結晶化度を測定した。
また、粉砕ゼオライトの走査型電子顕微鏡(SEM)の画像を図2に示す。
(Example 1): When recrystallization temperature is 45 ° C. LTA type zeolite (Si / Al ratio is 1, Na: cation manufactured by Tosoh Corp. Zeoram A-4, 100 mesh) which is a raw material in 100 ml of water as a dispersion medium 60 g of (average particle diameter 4 μm, 100% crystal structure, see FIG. 1) was added to adjust the slurry. On the other hand, a bead mill (LM Z015 manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd.) using ZrO 2 beads of 300 μm in diameter was filled with 150 mL of water, the rotation shaft was rotated at a rotational speed of 3000 rpm, and the slurry was charged over 8 minutes. The amount of ZrO 2 used was such that the bulk density was 70%. What was crushed for 2 hours after charging was recovered as crushed zeolite (pulverization process).
The crystallinity of the recovered crushed zeolite was measured.
Moreover, the image of the scanning electron microscope (SEM) of ground zeolite is shown in FIG.
粉砕ゼオライト1g(固形分換算)をそれぞれ2MNaOH水溶液2gを入れた容器に投入し、45℃に制御した水槽に容器を浸して、所定時間、静置して再結晶化処理を行った(再結晶化処理工程)。
粉砕ゼオライトを含んだ液は、遠心分離器を用いて遠心分離し、沈殿物(ゼオライト)と溶液とを分離した。沈殿物(ゼオライト)を回収し、イオン交換水に分散させ、同様の遠心分離を繰り返すことによって充分にゼオライトを洗浄した(分離工程)。
洗浄されたものを乾燥させ、無水状態にし、微細ゼオライトの粉末を得た(乾燥工程)。
得られた微細ゼオライトの粉末の結晶化度をそれぞれ測定した。再結晶化処理時間と結晶化度の関係を表1に示す。尚、表1〜3中、再結晶化時間が0hの時の結晶化度が再結晶化処理前(粉砕処理後)の結晶化度に相当する。
また、再結晶化時間が22時間の微細ゼオライトの走査型電子顕微鏡(SEM)の画像を図3に示す。図1、2の対比から、原料ゼオライトは粉砕処理により粒子が小さくなっていることが分かる。また図2、3の対比から、再結晶化処理後の粒子の大きさは、粉砕処理後の粒子の大きさから大きな変動はなく、結晶成長が抑制されていることが分かる。
また、表1中の再結晶化時間が3、4、22時間における収量(固形分基準)は、それぞれ、再結晶化処理において投入した粉砕ゼオライトの量の94、97、100%であった。
1 g of crushed zeolite (in terms of solid content) was placed in a container containing 2 g of 2 M aqueous NaOH solution, and the container was immersed in a water tank controlled to 45 ° C. and allowed to stand for a predetermined time to perform recrystallization treatment (recrystallization Treatment process).
The liquid containing the crushed zeolite was centrifuged using a centrifuge to separate the precipitate (zeolite) and the solution. The precipitate (zeolite) was recovered, dispersed in ion-exchanged water, and the zeolite was sufficiently washed by repeating the same centrifugation (separation step).
The washed product was dried and brought to an anhydrous state to obtain a fine zeolite powder (drying step).
The crystallinity of the obtained fine zeolite powder was measured. The relationship between the recrystallization treatment time and the degree of crystallinity is shown in Table 1. In Tables 1 to 3, the degree of crystallization when the recrystallization time is 0 h corresponds to the degree of crystallization before the recrystallization treatment (after the pulverization treatment).
Moreover, the image of the scanning electron microscope (SEM) of the fine zeolite in which recrystallization time is 22 hours is shown in FIG. From the comparison of FIGS. 1 and 2, it can be seen that the raw material zeolite is reduced in particle size by the pulverizing treatment. Further, from the comparison between FIGS. 2 and 3, it can be seen that the size of the particles after the recrystallization treatment does not greatly fluctuate from the size of the particles after the grinding treatment, and the crystal growth is suppressed.
Further, the yields (based on solid content) at recrystallization times of 3, 4 and 22 hours in Table 1 were 94, 97 and 100%, respectively, of the amount of ground zeolite added in the recrystallization treatment.
(実施例2):再結晶化温度が30℃の場合
再結晶化温度を30℃にした以外は、実施例1と同様にして微細ゼオライトの粉末を得た。再結晶化処理時間と結晶化度の関係を表2に示す。また、再結晶化時間が26時間の微細ゼオライトの走査型電子顕微鏡(SEM)の画像を図4に示す。図2、4の対比から、再結晶化処理後の粒子の大きさは、粉砕処理後の粒子の大きさから大きな変動はなく、結晶成長が抑制されていることが分かる。
また、表2中の再結晶化時間が22.6、26、43時間における収量(固形分基準)は、それぞれ、再結晶化処理において投入した粉砕ゼオライトの量の100、94、97%であった。
Example 2 When Recrystallization Temperature is 30 ° C. A fine zeolite powder was obtained in the same manner as Example 1, except that the recrystallization temperature was set to 30 ° C. The relationship between the recrystallization treatment time and the degree of crystallinity is shown in Table 2. Moreover, the image of the scanning electron microscope (SEM) of the fine zeolite whose recrystallization time is 26 hours is shown in FIG. From the comparison of FIGS. 2 and 4, it can be seen that the size of the particles after the recrystallization treatment does not greatly fluctuate from the size of the particles after the grinding treatment, and the crystal growth is suppressed.
Moreover, the yield (solid content basis) in 22.6, 26 and 43 hours of recrystallization time in Table 2 is 100, 94 and 97% of the quantity of the grinding zeolite thrown in in the recrystallization process, respectively. The
(実施例3):再結晶化温度が15℃の場合
再結晶化温度を15℃にした以外は、実施例1と同様にして微細ゼオライトの粉末を得た。再結晶化処理時間と結晶化度の関係を表3に示す。また、再結晶化時間が243時間の微細ゼオライトの走査型電子顕微鏡(SEM)の画像を図5に示す。図2、5の対比から、再結晶化処理後の粒子の大きさは、粉砕処理後の粒子の大きさから大きな変動はなく、結晶成長が抑制されていることが分かる。
また、表3中の再結晶化時間が243時間における収量(固形分基準)は、再結晶化処理において投入した粉砕ゼオライトの量の95%であった。
Example 3 When Recrystallization Temperature is 15 ° C. A fine zeolite powder was obtained in the same manner as Example 1, except that the recrystallization temperature was 15 ° C. The relationship between the recrystallization treatment time and the degree of crystallinity is shown in Table 3. Moreover, the image of the scanning electron microscope (SEM) of the fine zeolite whose recrystallization time is 243 hours is shown in FIG. From the comparison of FIGS. 2 and 5, it can be seen that the size of the particles after the recrystallization treatment does not greatly fluctuate from the size of the particles after the grinding treatment, and the crystal growth is suppressed.
In addition, the yield (based on solid content) at a recrystallization time of 243 hours in Table 3 was 95% of the amount of ground zeolite charged in the recrystallization treatment.
以上のように、本発明によれば、15℃以上45℃以下の温度条件で、所望の結晶化度を有し、平均粒径0.3μm以下の微細ゼオライトが得られており、従来のように50℃以上で加熱することなく、エネルギーコストを低減しつつ、良好な結晶性を有する微細ゼオライトを提供することができる。
As described above, according to the present invention, a fine zeolite having a desired degree of crystallinity and an average particle diameter of 0.3 μm or less is obtained under the temperature condition of 15 ° C. or more and 45 ° C. or less. It is possible to provide a fine zeolite having good crystallinity while reducing energy costs without heating at 50 ° C. or higher.
Claims (6)
粉砕処理されたゼオライトを、15℃以上45℃以下のアルカリ溶液中で再結晶化させ、平均粒径0.3μm以下で、再結晶前の結晶化度(A)に対する再結晶化後の結晶化度(B)の比(B/A)が1.2以上のゼオライトを得る再結晶化工程を含む、微細ゼオライトの製造方法。 General formula: M 2 O · xSiO (. Wherein, M represents an alkali metal, H + or NH 4 +, is x = 2~6) 2 · Al 2 O 3 Average particle size 0, represented by. Grinding process to grind raw material zeolite of 5 μm or more,
The ground zeolite is recrystallized in an alkaline solution at 15 ° C. or more and 45 ° C. or less, and after crystallization with respect to the degree of crystallization (A) before recrystallization with an average particle diameter of 0.3 μm or less A method for producing a fine zeolite, comprising a recrystallization step of obtaining a zeolite having a degree (B) ratio (B / A) of 1.2 or more.
The weight ratio (W / Z) of the crushed zeolite (Z) to the alkali solution (W) is 0.1 or more and 30 or less, The method for producing fine zeolite according to any one of claims 1 to 5. .
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