JPS6236758B2 - - Google Patents
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Description
本発明は水処理に使用する新規なカルシウム含
有組成物に関するものである。さらに詳しくは本
発明は水に必要とする適度なカルシウムを長期間
に亘つて好ましい状態で補供できる特性を具備し
たカルシウム含有組成物を提案したものである。
周知の如く、水処理分野では化学的処理法、イオ
ン交換法、逆浸透法、蒸気法等の技術が工業的規
模で実施されて必要となる水質の水を得ている。
技術的処理方法によつては、特に飲料水として
使用する場合、ミネラル成分に不足を来すので処
理水に硬度成分であるカルシウムを若干添加して
味つけ(taste)や臭成分の除去が行なわれてい
る。本発明者はかかる使用目的に対して最適な性
質を持つたカルシウム含有組成物について鋭意研
究中のところ、主として炭酸カルシウム―ゼオラ
イトの2元系の焼成体より構成されるカルシウム
含有組成物が水のカルシウムの注入目的に適合し
ており、さらに主として炭酸カルシウム―ゼオラ
イト―活性炭の3元系の焼成体より構成されるカ
ルシウム含有組成物が水へのカルシウムの注入目
的ばかりでなく、水中の臭成分やCOD貢献物質
の除去にも有効であることを見出し本発明に達し
た。
以下に本発明の細部について述べる。
本発明の第一は主として炭酸カルシウム―ゼオ
ライトの焼成体より構成されることを特徴とする
カルシウム注入を目的としたカルシウム含有組成
物を提供するものである。ここに素材として使用
される炭酸カルシウムおよびゼオライトは粉末〜
粒子状態のものが好ましく、これらの混合物は無
機および/または有機系の結合剤存在下に湿式混
和されて、ペレツト、タブレツト、球状等の形状
に成型された後乾燥される。
次に得られた乾燥体は炭酸カルシウムならびに
ゼオライトの分解温度以下で焼成されて圧縮強度
の大きなカルシウム含有組成物が得られる。
本発明の組成物を構成する成分の一つであるゼ
オライトとは、三次元の骨格構造を有するアルミ
ノシリケートであつて、一般式XM2/nO・
Al2O3ySiO2・ZH2Oで表わされる。Mはイオン交
換可能な金属を表わし、通常1〜2価の金属であ
る。またnは金属の原子価を表わし、さらにXお
よびyはそれぞれ金属酸化物、シリカの係数を、
Zは結晶水を表わしている。本発明に於いては、
ゼオライト素材としては例えばA―型ゼオライ
ト、X―型ゼオライト、Y―型ゼオライト、モル
デナイト等の合成ゼオライトが使用可能である。
一方天然ゼオライト、例えばアナコンダ
(Anaconda)社(U.S.A)の1010A〔クリノプチ
ロライト(clinoptilolite)〕、2020A〔モルデナイ
ト(mordenite)〕、5050L〔チヤバサイト
(chabazite)〕、等の天然品も本発明のゼオライト
素材として好適である。上記以外に勿論国産の天
然ゼオライトも本発明の素材として適当である。
上記の合成ゼオライトや天然のゼオライトは市販
品を粉末や粒子状態にして本発明のゼオライト素
材として使用できるが、さらにこれらをカルシウ
ム塩類(例:CaCl2,Ca(NO3)2)で処理して、
イオン交換を常温ないし恒温で行なつて上記一般
式中のMを出来るだけカルシウム型に転換した方
がより素材として望ましい。即ち後者の塩類処理
を実施してカルシウムをと富化したゼオライトと
炭酸カルシウムを複合させたカルシウム組成物を
使用することにより、水中へのカルシウム注入が
より長期間に亘つて有効に行なえる利点がある。
本発明のカルシウム含有組成物を得るために成
型済み乾燥体の焼成が行なわれるが、この温度は
前述の如く、炭酸カルシウムならびにビオライト
の分解温度以下と規定している。これは下記理由
にもとづく。
炭酸カルシウムは825℃付近では分解してCaO
とCO2ガスを発生する。従つてかかる高温の使用
は炭酸カルシウム素材の分解をきたすので不適当
である。また本発明で使用する前述のゼオライト
は上記温度ではそれの構造破壊や性能の劣化を来
すので好ましくない。通常の場合450゜〜650℃の
温度範囲が本発明のカルシウム含有組成物である
機械的強度の優れた焼成体を得るのに好ましい領
域である。
本発明の焼成済みのカルシウム含有組成物中に
占めるゼオライト(z)と炭酸カルシウム(c)の重
量比はZ/C=0.25〜4の範囲が適当でありこの
比は必要とする水の品質に応じて決定される。な
お本発明のカルシウム含有組成物を調整のために
炭酸カルシウムとゼオライトの混合物に添加する
有機系および/または無機系の結合剤の所要量は
前記混合物に対して5〜30%が適当である。
本発明のカルシウム含有組成物が水と接触する
と主成分の一つであるCaCO3は徐々に微量なが
ら溶解(CaCO3の溶解度は常温付近では15〜
20ppmに達する)する。またこれは水中の炭酸
ガスと反応してより可溶性の重炭酸塩〔CaCO3
+CO2+H2O→Ca(HCO3)2〕が生成するので
Ca2+は好ましい状態で微量づつ連続的に水に注
入されてゆく利点がある。さらに組成物中の主成
分の一つであるイオン交換可能なゼオライトと結
合している金属は水中に溶存する微量成分と徐々
に交換されて水中に微量ながら溶出してゆく。こ
の場合前述の如くカルシウム塩類で処理してカル
シウム富化したゼオライト素材を使用すればより
Ca2+の微量供給が円滑に長期間連続的に行なえ
る効果があることが確認された。
本発明の第二は主として炭酸カルシウム―ゼオ
ライト―活性炭の焼成体より構成されることを特
徴とするカルシウム注入を目的としてカルシウム
含有組成物を提供するものである。本発明は、第
一の炭酸カルシウム―ゼオライトを主体とする2
元系の組成物に、活性炭を添加して3元系とした
ものである。かかる3元系組成物を使用すること
により第一発明で述べた水へのカルシウム注入効
果以外に水中の臭成分やCOD貢献物質である有
機生分を除去する効果も付加される利点がある。
炭酸カルシウム―ゼオライト―活性炭含有組成
物の調整は本発明の第一の方法に準じて実施すれ
ばよい。但し本発明の上記3元系組成物の焼成は
構成成分の炭酸カルシウムおよびゼオライトの分
解温度以下で且つ空気を遮断するか、または不活
性ガス雰囲気中(後述の実施例参照)で実施する
必要がある。かかる方法により成分の一つである
活性炭の損失を防止することが出来る。
本発明の焼成済みのカルシウム含有組成物中に
占めるゼオライト(z)および炭酸カルシウム(c)
の合量と活性炭(a)の重量比(Z+C)/a=0.5
〜4の範囲が適当であり、一方Z/Cの重量比は
0.3〜4が望ましい範囲である。なお本発明の3
元系のカルシウム含有組成物を湿式法により調整
するために炭酸カルシウム、ゼオライトおよび活
性炭の混合物に添加される有機系および/または
無機系の結合剤の添加量は前記混合物に対して7
〜32%が適当である。
第三の発明は第一の発明である主として炭酸カ
ルシウム―ゼオライトの焼成体より構成されるカ
ルシウム含有組成物の製法に関するものである。
即ち本発明は炭酸カルシウムとゼオライトの混合
物に対して無機系および/または有機系の結合剤
を添加して、水の存在下に湿式混和を実施して得
られた混合物を成型し、引続き成型体の乾燥を実
施し、最終的に炭酸カルシウムの熱分解開始以下
の温度域で乾燥品を焼成することを特徴とするカ
ルシウム含有組成物の製造方法を述べたものであ
る。本発明の素材として使用される炭酸カルシウ
ムは前述した如く粉末〜粒子状態のものが適して
おり、特に100〜200メツシユの粉末が好適であ
り、一方ゼオライト素材としては前述の天然また
は合成ゼオライトが粉末〜粒子状態で使用され
る。
また上記の天然または合成ゼオライトをカルシ
ウム塩類で処理してイオン交換を行なつてカルシ
ウムを富化したゼオライトも素材として好適であ
る。カルシウム富化した上述のゼオライトは必要
あれば、これの粉砕を行なつて粉末〜粗粒子状と
して本発明の主要成分の一つとして使用される。
ゼオライト粒子としては前述の炭酸カルシウム素
材と同じ粒度分布を示すものが、これらの均一な
複合物を得るためにも望ましい。
さて上記の2種の素材は無機および/または有
機系の結合剤存在下ちに水または尿素水溶液を添
加して混合機により湿式混練を実施した後、ペレ
ツト、ダブレツト、球状等の形状に成型される。
湿式混和に際しては合水率は19〜35%が成型しや
すい素材の均質物を得るためにも適量である。一
方結合剤としては下記の結合剤が本発明の組成物
を得るために好ましい。無機系の結合剤として
は、ベントナイト、カオリン、ケイソウ土、水ガ
ラス、コロイダルシリカまたはコロイダルアルミ
ナ等が例示され、一方有機系の結合剤としてはメ
チルセルロース、カルボキシメチルセルロース、
ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピ
ルセルローズ等の結晶性セルロース化合物、糖
蜜、リグニンスルフオン酸ナトリウム、リグニン
スルフオン酸カルシウム、ポリビニールアルコー
ル、アクリル酸エステル、フエノール樹脂等が例
示される。
これらの有機系および無機系の結合剤は単独ま
たは併用して差支えない。結合剤の使用量は炭酸
カルシウムとゼオライト混合物の乾燥品に対して
5〜30%が適量の範囲である。かかる混和工程を
経て所定の形状に成型された炭酸カルシウム―ゼ
オライト複合体は通常100゜〜110℃で乾燥した後
一定の形状分布に入るように調整が行なわれる。
調整を終えた乾燥成型物は炭酸カルシウムおよび
ゼオライトの分解温度以下の温度域で焼成され
て、本発明のカルシウム含有組成物が得られる。
上記組成物の焼成温度域としては400゜〜620℃が
適当であり、450゜〜600℃はもつとも好ましい範
囲である。かかる成型法により得られる本発明の
カルシウム含有組成物は、後述の実施例よりも判
明する如く、極めて機械的強度が大であり、且つ
水へのカルシウム注入も好ましい状態で行なわれ
る特徴がある。
第四の発明は第二の発明である主として炭酸カ
ルシウム―ゼオライト―活性炭の焼成体より構成
されるカルシウム含有組成物の製法に関するもの
である。主成分の素材として使用する炭酸カルシ
ウムおよびゼオライトは第三の発明で使用される
素材がそのまま適用できる。本発明の主成分の一
つとして使用する活性炭としてはヤシガラ系や炭
質系、何れの活性炭も使用可能であり、これは粉
末〜粗粒子状態で使用される。一方湿式成型で副
成分として使用する無機系および/または有機系
の結合剤についても第3発明で述べたと同一のも
のが使用可能である。これの添加量は7〜32%が
適量の範囲である。
また湿式混和時の含水率は24〜41%が成型しや
すい均質な素材混合物を得るのに適当である。湿
式法により一定の形状にされた成型体は乾燥さ
れ、最終的に成型体の機械的強度を増大させるた
めに焼成されている。この場合の焼成工程は構成
の主成分である炭酸カルシウムおよびゼオライト
の分解温度以下であつて、且つ活性炭の損失を防
止するために空気を遮断するか、または窒素や炭
酸ガスのような不活性のガス雰囲気中で実施する
必要がある。焼成温度域として400゜〜620℃が適
当である。
次に本発明の実施の態様を実施例により発明す
るが、本発明はその要旨を越えぬ限り本実施例に
限定されるものではない。
<実施例 1>
本実施例は炭酸カルシウム―ゼオライトの焼成
体より主として構成されるカルシウム注入を目的
とした第一の発明のカルシウム含有組成物の製造
法に関するものである。
原料素材として、100〜200メツシユの天然のク
リノプチロライト粉末4.0Kg〔アナコンダ
(Anaconda)社(U.S.A)1010Aクリノプチロラ
イト(clinoptilolite)〕と100〜200メツシユの炭
酸カルシウム粉末4.0Kgを用い、これに無機系の
結合剤として100〜200メツシユのベントナイト粉
末2.4Kg加えて、ミキサーを用いて混合を実施し
た。次に上記混合粉末に対して水を加えて混和機
による混練を行なつた。混練に際して含水率は
24.1%に保持し、また混練時間は3時間30分であ
つた。上記の工程により得られた混和物を双軸成
型機を用いて1/16″(0.16cm)ペレツトに成型
し、引続き100゜〜110℃でこれの乾燥を行なつ
た。
次に1/6″(0.16cm)乾燥ペレツトの長さの調整
をフラツシヤーを用いて実施してペレツトの長さ
が2.5mm〜5.5mmの範囲内にあり、平均長が3.9mmの
乾燥ペレツトが調製された。乾燥ペレツトは最終
的に550゜〜560℃で約4時間空気炉中(空気雰囲
気)で焼成されて目的とするカルシウム含有組成
物を得た。
本実施例により得られた1/16″(0.16cm)ペレ
ツトの乾燥品ならびに焼成品の圧縮強度を第1表
に示した。表中の値は抜き取り検査を実施して測
定された結果を示したものであり、圧縮強度の最
大、最小値を平均値(c)の算出に際して除外した。
The present invention relates to novel calcium-containing compositions for use in water treatment. More specifically, the present invention proposes a calcium-containing composition that has the property of being able to supply water with the appropriate amount of calcium required for a long period of time in a desirable state.
As is well known, in the field of water treatment, techniques such as chemical treatment methods, ion exchange methods, reverse osmosis methods, and steam methods are implemented on an industrial scale to obtain water of the required quality. Depending on the technical treatment method, especially when used as drinking water, mineral components may be lacking, so a small amount of calcium, which is a hardness component, is added to the treated water to add flavor and remove odor components. ing. The present inventor is currently conducting extensive research into calcium-containing compositions that have properties that are optimal for the purpose of use. It is suitable for the purpose of injecting calcium, and furthermore, the calcium-containing composition, which is mainly composed of a ternary calcined body of calcium carbonate, zeolite, and activated carbon, is suitable not only for injecting calcium into water, but also for eliminating odor components in water. The present invention was achieved by discovering that this method is also effective in removing COD contributing substances. The details of the invention are described below. The first aspect of the present invention is to provide a calcium-containing composition for the purpose of calcium injection, which is mainly composed of a calcined body of calcium carbonate-zeolite. The calcium carbonate and zeolite used here are powders.
Preferably, the mixture is in the form of particles, and the mixture is wet-mixed in the presence of an inorganic and/or organic binder, formed into pellets, tablets, spheres, etc., and then dried. The obtained dried product is then calcined at a temperature below the decomposition temperature of calcium carbonate and zeolite to obtain a calcium-containing composition with high compressive strength. Zeolite, which is one of the components constituting the composition of the present invention, is an aluminosilicate having a three-dimensional skeleton structure and is represented by the general formula XM2/nO.Al 2 O 3 ySiO 2.ZH 2 O . M represents an ion-exchangeable metal, and is usually a mono- or divalent metal. In addition, n represents the valence of the metal, and X and y represent the coefficients of metal oxide and silica, respectively.
Z represents water of crystallization. In the present invention,
As the zeolite material, synthetic zeolites such as A-type zeolite, X-type zeolite, Y-type zeolite, and mordenite can be used.
On the other hand, natural zeolites such as 1010A (clinoptilolite), 2020A (mordenite), and 5050L (chabazite) from Anaconda (USA) are also used as the zeolite of the present invention. Suitable as a material. In addition to the above, domestically produced natural zeolites are also suitable as materials for the present invention.
The above synthetic zeolites and natural zeolites can be commercially available in the form of powder or particles and used as the zeolite material of the present invention, but they can be further treated with calcium salts (e.g. CaCl 2 , Ca(NO 3 ) 2 ). ,
It is more desirable as a material that M in the above general formula is converted to the calcium type as much as possible by performing ion exchange at room temperature or constant temperature. In other words, by using a calcium composition in which calcium carbonate is combined with zeolite enriched with calcium through the latter salt treatment, there is an advantage that calcium injection into water can be carried out effectively for a longer period of time. be. In order to obtain the calcium-containing composition of the present invention, the molded dry body is fired, and as described above, the temperature is specified to be below the decomposition temperature of calcium carbonate and biolite. This is based on the following reasons. Calcium carbonate decomposes to CaO at around 825℃.
and generates CO 2 gas. Therefore, the use of such high temperatures is inappropriate because it causes decomposition of the calcium carbonate material. Moreover, the above-mentioned zeolite used in the present invention is not preferable at the above-mentioned temperature because it causes structural destruction and performance deterioration. In general, a temperature range of 450 DEG to 650 DEG C. is a preferred range for obtaining the fired body of the calcium-containing composition of the present invention, which has excellent mechanical strength. The weight ratio of zeolite (z) to calcium carbonate (c) in the calcined calcium-containing composition of the present invention is suitably in the range of Z/C = 0.25 to 4, and this ratio depends on the quality of water required. Determined accordingly. The amount of organic and/or inorganic binder added to the mixture of calcium carbonate and zeolite to adjust the calcium-containing composition of the present invention is suitably 5 to 30% based on the mixture. When the calcium-containing composition of the present invention comes into contact with water, CaCO 3 , one of the main components, gradually dissolves in a very small amount (the solubility of CaCO 3 is 15 to 15% at room temperature).
(reaches 20ppm). It also reacts with carbon dioxide in the water to form a more soluble bicarbonate [CaCO 3 ] .
+CO 2 +H 2 O→Ca(HCO 3 ) 2 ] is generated.
Ca 2+ has the advantage of being continuously injected into water in minute amounts under favorable conditions. Furthermore, the metal bonded to the ion-exchangeable zeolite, which is one of the main components in the composition, is gradually exchanged with trace components dissolved in the water, and is eluted into the water in trace amounts. In this case, it is better to use a calcium-enriched zeolite material treated with calcium salts as described above.
It was confirmed that the effect of supplying a small amount of Ca 2+ smoothly and continuously over a long period of time was confirmed. The second aspect of the present invention is to provide a calcium-containing composition for the purpose of calcium injection, which is mainly composed of a calcined body of calcium carbonate, zeolite, and activated carbon. The present invention provides a first calcium carbonate-zeolite-based 2
Activated carbon is added to a ternary composition to form a ternary composition. The use of such a ternary composition has the advantage that, in addition to the effect of injecting calcium into water as described in the first invention, it also has the added effect of removing odor components in water and organic components that contribute to COD. The calcium carbonate-zeolite-activated carbon-containing composition may be prepared according to the first method of the present invention. However, the calcination of the above ternary composition of the present invention must be carried out at a temperature below the decomposition temperature of the constituent calcium carbonate and zeolite, and either with the exclusion of air or in an inert gas atmosphere (see Examples below). be. This method can prevent loss of activated carbon, which is one of the components. Zeolite (z) and calcium carbonate (c) in the calcined calcium-containing composition of the present invention
Total amount and weight ratio of activated carbon (a) (Z + C) / a = 0.5
A range of ~4 is appropriate, while the weight ratio of Z/C is
A desirable range is 0.3 to 4. Note that 3 of the present invention
The amount of organic and/or inorganic binder added to the mixture of calcium carbonate, zeolite and activated carbon in order to prepare the original calcium-containing composition by a wet method is 7% based on the mixture.
~32% is appropriate. The third invention relates to the first invention, which is a method for producing a calcium-containing composition mainly composed of a calcined body of calcium carbonate-zeolite.
That is, the present invention involves adding an inorganic and/or organic binder to a mixture of calcium carbonate and zeolite, performing wet mixing in the presence of water, molding the resulting mixture, and then molding the resulting mixture. This describes a method for producing a calcium-containing composition, which is characterized in that the dried product is dried at a temperature below the temperature at which calcium carbonate starts to decompose. As mentioned above, the calcium carbonate used as the material of the present invention is suitably in a powder to particulate state, and a powder of 100 to 200 meshes is particularly suitable.On the other hand, as the zeolite material, the above-mentioned natural or synthetic zeolite is a powder. ~Used in particulate form. Also suitable as a material are zeolites obtained by treating the above natural or synthetic zeolites with calcium salts and performing ion exchange to enrich calcium. If necessary, the calcium-enriched zeolite described above is pulverized and used as one of the main components of the present invention in the form of powder to coarse particles.
Zeolite particles that exhibit the same particle size distribution as the above-mentioned calcium carbonate material are desirable in order to obtain a uniform composite of these. Now, the above two types of materials are wet-kneaded in a mixer by adding water or urea aqueous solution in the presence of an inorganic and/or organic binder, and then formed into shapes such as pellets, doublets, and spheres. Ru.
During wet mixing, a water ratio of 19 to 35% is appropriate to obtain a homogeneous material that is easy to mold. On the other hand, as the binder, the following binders are preferred for obtaining the composition of the present invention. Examples of inorganic binders include bentonite, kaolin, diatomaceous earth, water glass, colloidal silica, and colloidal alumina, while organic binders include methyl cellulose, carboxymethyl cellulose,
Examples include crystalline cellulose compounds such as hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose, molasses, sodium lignin sulfonate, calcium lignin sulfonate, polyvinyl alcohol, acrylic ester, and phenolic resin. These organic and inorganic binders may be used alone or in combination. The appropriate amount of the binder used is 5 to 30% based on the dry product of the calcium carbonate and zeolite mixture. The calcium carbonate-zeolite composite formed into a predetermined shape through this mixing process is usually dried at 100° to 110°C and then adjusted to have a certain shape distribution.
The prepared dry molded product is fired in a temperature range below the decomposition temperature of calcium carbonate and zeolite to obtain the calcium-containing composition of the present invention.
The firing temperature range for the above composition is suitably 400° to 620°C, with 450° to 600°C being the most preferred range. The calcium-containing composition of the present invention obtained by such a molding method has extremely high mechanical strength, and calcium can be injected into water in a favorable manner, as will be clear from the examples described below. The fourth invention relates to the second invention, which is a method for producing a calcium-containing composition mainly composed of a calcined body of calcium carbonate, zeolite, and activated carbon. As the calcium carbonate and zeolite used as the main component materials, the materials used in the third invention can be applied as they are. The activated carbon used as one of the main components of the present invention may be coconut shell activated carbon or carbonaceous activated carbon, and is used in the form of powder to coarse particles. On the other hand, the same inorganic and/or organic binders as mentioned in the third invention can be used as subcomponents in wet molding. The appropriate amount of this addition is 7 to 32%. In addition, a moisture content of 24 to 41% during wet mixing is suitable for obtaining a homogeneous material mixture that is easy to mold. The molded body formed into a certain shape by the wet method is dried and finally fired to increase the mechanical strength of the molded body. In this case, the calcination process is performed at a temperature below the decomposition temperature of calcium carbonate and zeolite, which are the main components of the composition, and in order to prevent loss of activated carbon, air is shut off or an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide is used. Must be carried out in a gas atmosphere. A suitable firing temperature range is 400° to 620°C. Next, embodiments of the present invention will be described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples unless the gist thereof is exceeded. <Example 1> This example relates to a method for producing the calcium-containing composition of the first invention, which is mainly composed of a calcined body of calcium carbonate-zeolite and is intended for calcium injection. As raw materials, 4.0 kg of natural clinoptilolite powder of 100 to 200 mesh [Anaconda (USA) 1010A clinoptilolite] and 4.0 kg of calcium carbonate powder of 100 to 200 mesh were used. To this was added 2.4 kg of bentonite powder of 100 to 200 meshes as an inorganic binder and mixed using a mixer. Next, water was added to the mixed powder and kneaded using a mixer. During kneading, the moisture content is
The content was maintained at 24.1%, and the kneading time was 3 hours and 30 minutes. The mixture obtained by the above process was molded into 1/16" (0.16 cm) pellets using a twin-screw molding machine, and subsequently dried at 100° to 110°C. Next, 1/6" (0.16 cm) The length of the dried pellets was adjusted using a flasher, and the length of the pellets was in the range of 2.5 mm to 5.5 mm, and dried pellets with an average length of 3.9 mm were prepared. The dried pellets were finally calcined in an air oven (air atmosphere) at 550 DEG -560 DEG C. for about 4 hours to obtain the desired calcium-containing composition. Table 1 shows the compressive strengths of the dried and fired 1/16" (0.16 cm) pellets obtained in this example. The values in the table are the results measured by sampling tests. The maximum and minimum compressive strength values were excluded when calculating the average value (c).
【表】
本発明の焼成済みカルシウム含有組成物の圧縮
強度は、表より判明するように極めて大であり
=8.95Kg/ペレツトに達する。かかる値を有する
カルシウム含有組成物は水中に投入時にペレツト
が破損されて形状がくずれることなく安定に保持
されて、水中に徐々にカルシウムを放出する利点
がある。
<実施例 2>
本実施例は炭酸カルシウム―カルシウム型ゼオ
ライト焼成体より主として構成されるカルシウム
注入を目的とした第一の発明のカルシウム含有組
成物の製造に関するものである。本例のゼオライ
ト素材としては合成のA―型ゼオライト粉末(ナ
トリウム型)を過剰の塩化カルシウム溶液で処理
してカルシウム型に転換したものを使用した。
すなわち1.02Na2O・Al2O3・1.95SiO2・XH2O
の化学組成を有するA―型ゼオライト粉末を
1.5MCaCl2溶液で処理してイオン交換可能なナト
リウムを大部分カルシウム型に転換して、
0.06Na20・0.96CaO・Al2O3・1.95SiO2・XH2Oの
組成を有するカルシウム富化したA――型ゼオラ
イト粉末を得た。これをゼオライトの素材として
使用し、本発明の炭酸カルシウム―カルシウム型
ゼオライト組成物(1/16″(0.16cm)ペレツト)
を調製した。
<実施例2の組成物の調製条件>
原料素材:(a) カルシウム置換したA型ゼオライ
トの乾燥粉末(100〜200メツシユ;
0.06Na20・0.96CaO・Al2O3・
1.95SiO2・XH2O):2.31Kg
(b) 炭酸カルシウム乾燥粉末(100〜
200メツシユ):0.68Kg
結合剤:ベントナイト微粉末:480g〔上記の
(a+b)に対して16.1%添加〕
混和時の含水率:30.9%
混和時間:3時間30分
成 型:1/16″(0.16cm)ペレツト
ペレツトの乾燥温度:100゜〜110℃
ペレツトの焼成:540゜〜550℃(4時間40分;空
気雰囲気)
前記の調製条件で得られた本発明の組成物は第
2表に記載したような好ましい強度を有してお
り、[Table] As is clear from the table, the compressive strength of the calcined calcium-containing composition of the present invention is extremely high, reaching 8.95 kg/pellet. A calcium-containing composition having such a value has the advantage that the pellets are stably maintained without being broken or losing their shape when added to water, and gradually release calcium into the water. <Example 2> This example relates to the production of the calcium-containing composition of the first invention, which is mainly composed of a calcium carbonate-calcium type zeolite fired body and is intended for calcium injection. The zeolite material used in this example was a synthetic A-type zeolite powder (sodium type) treated with an excess calcium chloride solution to convert it into a calcium type. That is, 1.02Na 2 O・Al 2 O 3・1.95SiO 2・XH 2 O
A-type zeolite powder with a chemical composition of
Most of the ion-exchangeable sodium was converted to calcium form by treatment with 1.5 MCaCl 2 solution.
A calcium- enriched A - type zeolite powder having a composition of 0.06Na20.0.96CaO.Al2O3.1.95SiO2.XH2O was obtained. Using this as a zeolite material, the calcium carbonate-calcium type zeolite composition of the present invention (1/16" (0.16 cm) pellets)
was prepared. <Preparation conditions for the composition of Example 2> Raw material: (a) Dry powder of calcium-substituted type A zeolite (100 to 200 mesh;
0.06Na 2 0・0.96CaO・Al 2 O 3・
1.95SiO 2・XH 2 O): 2.31Kg (b) Calcium carbonate dry powder (100~
200 mesh): 0.68Kg Binder: Bentonite fine powder: 480g [16.1% added to (a+b) above] Moisture content during mixing: 30.9% Mixing time: 3 hours 30 minutes Molding: 1/16″ (0.16 cm) Pellet Drying temperature of pellets: 100° to 110°C Calcining of pellets: 540° to 550°C (4 hours 40 minutes; air atmosphere) The composition of the present invention obtained under the above preparation conditions is listed in Table 2. It has favorable strength such as
【表】
<実施例 3>
本例は主として炭酸カルシウム―ゼオライト―
活性炭の焼成体より構成される水へのカルシウム
注入を目的とした第二の発明のカルシウム含有組
成物の製造法に関するものである。
原材料としては100〜200メツシユの天然のクリ
ノプチロライト系ゼオライトの乾燥粉末713g
〔アナコンダ〔Anaconda)社(U.S.A)1010A
(クリノプチロライト)clinoptilolite〕と100〜
200メツシユの炭酸カルシウム乾燥粉末285g、お
よび100〜200メツシユの活性炭の乾燥粉末(ヤシ
ガラ活性炭)428gを用いてこれらの混合粉末を
調製した。上記の3種の素材を含む混合粉末に対
して、無機系の結合剤として乾燥したベントナイ
トの微粉末を21%さらに、有機系の結合剤として
メチルセルロース(市販メチルセルロース:2%
水溶液の20℃における粘度=7.000―10.000cps)
を1%添加して水分存在下に湿式混和を2時間20
分行なつた。混合時の水分は34〜35%に調節され
た。上述の方法で得られた混合物を双軸成型機を
用いて1/8″(0.32cm)ペレツトに成型し、引続き
100゜〜110℃で成型品の乾燥を行なつた。次に
得られた1/8″(0.32cm)乾燥ペレツトの長さの調
整をフラツシヤーを用いて実施して、ペレツトの
長さが2.7mm〜5.6mmの範囲内にあり、平均長さが
3.9 の乾燥ペレツトが調製された。次に調整を
終えた1/8″(0.32cm)乾燥ペレツトは最終的に電
気炉中で540゜〜550℃(窒素ガス雰囲気)に約4
時間30分焼成されて、目的とする3元系のカルシ
ウム含有組成物を得た。
本実施例により得られた1/8″(0.32cm)ペレツ
トの乾燥品ならびに焼成品の圧縮強度の値を第3
表に示した。表中の値は抜き取り検査を実施した
測定された結果を示したものであり、圧縮強度の
最大、最小値を平均ち(c)の算出に際して除外し
た。[Table] <Example 3> This example mainly uses calcium carbonate-zeolite-
The present invention relates to a method for producing a calcium-containing composition according to the second invention, which is intended for injecting calcium into water made of a fired body of activated carbon. The raw material is 713g of dry powder of natural clinoptilolite zeolite weighing 100 to 200 meshes.
[Anaconda (USA) 1010A
(clinoptilolite)] and 100~
A mixed powder of these was prepared using 285 g of 200 mesh dry powder of calcium carbonate and 428 g of dry powder of activated carbon (coconut shell activated carbon) of 100 to 200 mesh. To the mixed powder containing the above three materials, 21% of dried fine bentonite powder was added as an inorganic binder, and 2% of methylcellulose (commercially available methylcellulose) was added as an organic binder.
Viscosity of aqueous solution at 20℃ = 7.000-10.000cps)
Add 1% of
I went to work. The moisture content during mixing was adjusted to 34-35%. The mixture obtained in the above method was molded into 1/8″ (0.32 cm) pellets using a twin-screw molding machine, and then
The molded product was dried at 100° to 110°C. Next, the length of the obtained 1/8″ (0.32 cm) dried pellets was adjusted using a flasher, and the length of the pellets was within the range of 2.7 mm to 5.6 mm, with an average length of
3.9 dry pellets were prepared. Next, the adjusted 1/8″ (0.32cm) dried pellets are finally heated to 540° to 550°C (nitrogen gas atmosphere) in an electric furnace for about 40 minutes.
It was fired for 30 minutes to obtain the desired ternary calcium-containing composition. The compressive strength values of the dried and fired 1/8″ (0.32 cm) pellets obtained in this example were
Shown in the table. The values in the table show the measured results of sampling tests, and the maximum and minimum values of compressive strength were excluded when calculating the average value (c).
【表】
本発明の3元系のカルシウム含有組成物(焼成
済)圧縮強度は表より判明する如く極めて大であ
りc=14.7Kg/ペレツトに達している。かかる値
を有するカルシウム含有組成物は水中へ浸漬され
た状態でも極めて安定であつて、長期間ペレツト
の形状を保持しながら水中に徐々にカルシウムを
放出するとともに水中の臭成分やCOD―物質を
除去する効果があることが確認された。
<実施例 4>
本実施例は炭酸カルシウム―カルシウム型ゼオ
ライト(天然品)より主として構成されるカルシ
ウム注入を目的とした第一の発明のカルシウム含
有組成物の製造に関するものである。
本例に於いては天然のクリノプチロライトのイ
オン交換を行なつて、ゼオライト中のカルシウム
含量を増大させ、これと炭酸カルシウムの複合体
を試作した。天然のクリノプチロライト〔アナコ
ンダ社(U.S.A)、1010A(Clinoptilolite):Ca
=0.76%(無水基準)〕の微粉末1.0Kgに
1.4MCaCl2―溶液2.0を加え、得られた混合液
を撹拌下に60゜〜70℃にて2時間保持した。反応
終了後、固相と液相との分離を行なつた。固相に
ついては再び上述と全く同じバツチ法操作を行な
つた。かかる塩化カルシウム溶液による処理を合
計4回行なつた。処理済みゼオライト相は濾別後
温水による洗滌を行なつた。この場合水洗は塩素
イオンがなくなるまで実施された。
水処理を終了した処理済みゼオライト(Ca=
2.54%(無水基準)〕は100゜〜110℃で乾燥後、
本発明の成型用素材の一つとして使用した。
実施例4―4の組成物の調製条件
原料素材:
(a) カルシウム置換した天然のクリノプチロライ
ト乾燥粉末(100〜200メツシユ):765g
(b) 炭酸カルシウム乾燥粉末(100〜200メツシ
ユ):765g
結合剤:ベントナイト微粉末:460g
混和時の含水率:23%
混和時間:2時間20分
成 型:1/16″(0.16cm)ペレツト
ペレツトの乾燥温度:100゜〜110℃
ペレツトの焼成:540゜〜550℃(3時間10分)
上述の湿式成型により得られた本発明の組成物
は第4表に記載したように極めて強度が大であ
り、それの平均値=11.27Kg/ペレツトであつ
た。算出に際しては表中の最大、最小値を除外
した。[Table] As is clear from the table, the compressive strength of the ternary calcium-containing composition (calcined) of the present invention is extremely high, reaching c=14.7 kg/pellet. Calcium-containing compositions with such values are extremely stable even when immersed in water, and maintain their pellet shape for a long period of time while gradually releasing calcium into the water and removing odor components and COD substances from the water. It was confirmed that there is an effect. <Example 4> This example relates to the production of the calcium-containing composition of the first invention, which is mainly composed of calcium carbonate-calcium type zeolite (natural product) and is intended for calcium injection. In this example, natural clinoptilolite was ion-exchanged to increase the calcium content in the zeolite, and a composite of this and calcium carbonate was fabricated. Natural clinoptilolite [Anaconda (USA), 1010A (Clinoptilolite): Ca
= 0.76% (anhydrous standard)] to 1.0 kg of fine powder
1.4MCaCl 2 -solution 2.0 was added and the resulting mixture was kept under stirring at 60°-70°C for 2 hours. After the reaction was completed, the solid phase and liquid phase were separated. For the solid phase, exactly the same batch procedure as described above was performed again. This treatment with calcium chloride solution was carried out a total of four times. The treated zeolite phase was filtered and washed with warm water. In this case, water washing was carried out until chlorine ions were removed. Treated zeolite (Ca=
2.54% (anhydrous standard)] after drying at 100° to 110°C,
It was used as one of the molding materials of the present invention. Preparation conditions for the composition of Example 4-4 Raw materials: (a) Calcium-substituted natural clinoptilolite dry powder (100-200 mesh): 765 g (b) Calcium carbonate dry powder (100-200 mesh): 765g Binder: Fine bentonite powder: 460g Moisture content during mixing: 23% Mixing time: 2 hours 20 minutes Molding: 1/16″ (0.16cm) pellets Drying temperature of pellets: 100° to 110°C Calcining of pellets: 540° ~550°C (3 hours and 10 minutes) The composition of the present invention obtained by the above-mentioned wet molding had extremely high strength as shown in Table 4, with an average value of 11.27 kg/pellet. When calculating, the maximum and minimum values in the table were excluded.
【表】
<実施例 5>
本実施例は本発明のカルシウム含有組成物を水
に浸漬した場合に、組成物中の微量のカルシウム
の離脱が水中へ容易に行なわれることを示したも
のである。実施例―1により得られた本発明のカ
ルシウム含有組成物18g(1/16″(0.16cm)ペレ
ツト;=8.95Kg/ペレツト)をビーカーに採取
してこれに純水を1加えて室温にて150rpmで
連続撹拌を行なつた。さらに別の試験として実施
例―4により得られた本発明のカルシウム含有組
成物29g(1/16″(0.16cm)ペレツト;=11.27
Kg/ペレツト)をビーカーに採取してこれに純水
1を加えて前記同様に室温にて150rpmで連続
撹拌を行なつた。一定時間経過後に水溶液相の一
部を採取して、溶存しているカルシウム濃度を原
子吸光法で測定して第5表の結果を得た。[Table] <Example 5> This example shows that when the calcium-containing composition of the present invention is immersed in water, a trace amount of calcium in the composition is easily released into the water. . 18 g (1/16" (0.16 cm) pellets; = 8.95 Kg/pellet) of the calcium-containing composition of the present invention obtained in Example-1 was collected in a beaker, 1 portion of pure water was added thereto, and the mixture was heated at room temperature. Continuous stirring was carried out at 150 rpm.As another test, 29 g (1/16" (0.16 cm) pellets of the calcium-containing composition of the present invention obtained in Example-4); = 11.27
Kg/pellet) was collected in a beaker, 1 portion of pure water was added thereto, and continuous stirring was performed at 150 rpm at room temperature in the same manner as above. After a certain period of time had elapsed, a portion of the aqueous solution phase was sampled and the dissolved calcium concentration was measured by atomic absorption spectrometry to obtain the results shown in Table 5.
【表】
これらの2例のカルシウム離脱試験より見ても
本組成物中のカルシウム成分の水への溶存移行が
きわめて微量づつ好ましい状態で行なわれること
は明白である。しかも試験を通じてペレツト状に
成型されたカルシウム含有組成物の崩壊は全く認
められず長時間に亘りカルシウムの水への微量注
入が理想的に行なわれることが判明した。
<実施例 6>
本実施例は本発明のカルシウム含有組成物より
なる充填床を構成し、これに通水を実施して床よ
り流出する液中の溶存カルシウムの試験に関する
ものである。すなわち実施例―1より得られた本
発明のカルシウム含有組成物(1/16″(0.16cm)
ペレツト:=8.95Kg/ペレツト)約90gをガラ
ス製カーラムに充填して吸着床〔22mm(内径)×
240mm(高さ)〕を構成し、これにイオン交換法で
精製した脱塩水を8〜10ml/minの流速で通水し
た。この際吸着塔底部よりの流出液を一定時間経
過毎に採水し、この中のカルシウム濃度を原子吸
光法で測定して第6表の如き結果を得た。[Table] From these two calcium withdrawal tests, it is clear that the calcium component in the present composition is dissolved and transferred to water in a very small amount in a desirable manner. Moreover, throughout the test, no disintegration of the calcium-containing composition formed into pellets was observed, and it was found that the micro-injection of calcium into water could be ideally carried out over a long period of time. <Example 6> This example relates to a test of dissolved calcium in the liquid flowing out from the bed by constructing a packed bed made of the calcium-containing composition of the present invention and passing water through the bed. That is, the calcium-containing composition of the present invention obtained from Example-1 (1/16" (0.16 cm)
Approximately 90g of pellets (=8.95Kg/pellet) was packed into a glass column to create an adsorption bed [22mm (inner diameter) x
240 mm (height)], through which demineralized water purified by ion exchange was passed at a flow rate of 8 to 10 ml/min. At this time, the effluent from the bottom of the adsorption tower was sampled at regular intervals, and the calcium concentration therein was measured by atomic absorption spectrometry, and the results shown in Table 6 were obtained.
Claims (1)
焼成体を主成分とするカルシウム注入を目的とし
た水処理用のカルシウム含有組成物。 2 炭酸カルシウム―ゼオライトの二元系に活性
炭を加えた特許請求の範囲第1項記載の水処理用
のカルシウム含有組成物。 3 炭酸カルシウムとゼオライトの混合物に対し
て無機系および/または有機系の結合剤を添加し
て水の存在下に湿式混和を実施し、得られた混和
物を成型し、引続き乾燥してから最終的に炭酸カ
ルシウムの熱分解開始以下の温度であつて且つゼ
オライトの分解温度以下の温度で焼成することを
特徴とする水処理用のカルシウム含有組成物の製
造方法。 4 炭酸カルシウムとゼオライトに活性炭を加え
た混合物を用い、焼成を空気遮断下または不活性
ガス雰囲気下で行なう特許請求の範囲第3項記載
の水処理用のカルシウム含有組成物の製造方法。[Scope of Claims] 1. A calcium-containing composition for water treatment for the purpose of calcium injection, the main component of which is a calcined body of a calcium carbonate-zeolite binary composition. 2. The calcium-containing composition for water treatment according to claim 1, which includes activated carbon added to a calcium carbonate-zeolite binary system. 3 Wet mixing is carried out in the presence of water with the addition of inorganic and/or organic binders to the mixture of calcium carbonate and zeolite, and the resulting mixture is shaped and subsequently dried before final production. 1. A method for producing a calcium-containing composition for water treatment, which comprises firing at a temperature below the start of thermal decomposition of calcium carbonate and below the decomposition temperature of zeolite. 4. The method for producing a calcium-containing composition for water treatment according to claim 3, wherein a mixture of calcium carbonate, zeolite, and activated carbon is used, and calcination is performed under air exclusion or an inert gas atmosphere.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2026583A JPS59145093A (en) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | Calcium-contg. composition for water disposal and its manufacture |
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| JP2026583A JPS59145093A (en) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | Calcium-contg. composition for water disposal and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59145093A JPS59145093A (en) | 1984-08-20 |
| JPS6236758B2 true JPS6236758B2 (en) | 1987-08-08 |
Family
ID=12022362
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2026583A Granted JPS59145093A (en) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | Calcium-contg. composition for water disposal and its manufacture |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPS59145093A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002226275A (en) * | 2000-11-30 | 2002-08-14 | Osamu Yamanaka | Ceramic and method for manufacturing the same |
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|---|---|---|---|---|
| JPS61227887A (en) * | 1985-04-01 | 1986-10-09 | Hitachi Ltd | Water purifier |
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| DE4207923A1 (en) * | 1992-03-13 | 1993-09-16 | Solvay Barium Strontium Gmbh | Calcium, barium or strontium carbonate granulation for use in glass mfr. - by mixing powder with binder, drying and calcining opt. without contact with inorganic refractory material, to avoid contamination |
| DE4208068A1 (en) * | 1992-03-13 | 1993-09-16 | Solvay Barium Strontium Gmbh | Calcium, barium or strontium carbonate granulation - with binder addn. and without contact by refractory material |
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-
1983
- 1983-02-08 JP JP2026583A patent/JPS59145093A/en active Granted
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| JPS59145093A (en) | 1984-08-20 |
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