JPH0251858B2 - - Google Patents
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- JPH0251858B2 JPH0251858B2 JP60094047A JP9404785A JPH0251858B2 JP H0251858 B2 JPH0251858 B2 JP H0251858B2 JP 60094047 A JP60094047 A JP 60094047A JP 9404785 A JP9404785 A JP 9404785A JP H0251858 B2 JPH0251858 B2 JP H0251858B2
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
[発明の分野]
本発明は、新規な無機質発泡体粒子およびこの
無機質発泡体粒子を製造する方法に関する。
[発明の背景]
無機質発泡体粒子は、軽量であることおよび発
泡体であることなどの特性を利用して、構造体な
どの軽量骨材、肥料、洗剤あるいは塗料などの増
量材(剤)、吸着剤、土壌改良材などとして広く
使用されている。このような公知の無機質発泡体
粒子は、人工原料から作られるガラスバルーンと
天然原料から作られるシラスバルーン、パーライ
ト、フライアツシユバルーンおよび膨張頁岩とに
大別することができる。
ガラスバルーンは、液滴法あるいは乾燥ゲル法
などの方法で得られたケイ酸ソーダを主成分とす
る粒子を膨張させた発泡体粒子である。
シラスバルーンは、火山性ガラスを主成分とす
るシラスを加熱発泡させて製造される。パーライ
トは、真珠岩、黒曜岩、松脂岩、粗面岩などを同
様に加熱発泡させて製造されたものである。ま
た、フライアツシユバルーンは、微粉炭を燃焼さ
せた石炭灰を水に投入して浮遊分離して得られた
発泡体である。膨張頁岩は、頁岩などを同様に加
熱発泡させて製造される。
このような発泡体は、例えばガラスバルーンは
製造工程が複雑であり、シラスバルーン、パーラ
イトおよび膨張頁岩は、鉱物を山岳地帯から採掘
して破砕して原料とするので、原料の調製に経費
がかかり、さらに近時、採掘により環境が破壊さ
れるとの問題もあり年々原料の入手が困難になる
傾向がある。また、フライアツシユバルーンの場
合には、それ自体が、例えば火力発電の際に発生
する石炭灰の一部に含有されるものであり安定供
給が難しい等、それぞれ問題点を有している。
さらに、これらの無機質発泡体粒子の単位容積
重量は、0.02〜0.05Kg/(例、パーライト)ま
たは、0.15〜0.4Kg/(例、ガラスバルーン)
のものが多く、単位容積重量が0.6〜1.2Kg/の
範囲に位置する無機質発泡体粒子は比較的少な
い。
本発明者は、無機質発泡体粒子を形成する成分
中のSiO2の含有率が60重量%以下、Al2O3の含有
率が20重量%以上、そしてCaOの含有率が5重量
%以上である無機質発泡体粒子及びその製造方法
に関する発明について既に出願している(特願昭
60−35066号)。
[発明の目的]
本発明は、新規な無機質発泡体粒子を提供する
ことを目的とする。
さらに本発明は、この新規な無機質発泡体粒子
を製造する方法を提供することをも目的とする。
また、本発明は、従来有効な用途がなかつた石
炭ガス化反応の際に発生する残滓を有効に利用す
る方法を提供することをも目的とする。
[発明の要旨]
本発明は、SiO2、Al2O3、およびCaOを含み、
内部に気泡を有する無機質発泡体粒子であつて、
該無機質発泡体形成成分中のSiO2の含有率が60
重量%以下、Al2O3の含有率が20重量%以上、そ
してCaOの含有率が5重量%以上であり、該無機
質発泡体の粒子の単位容積重量が0.6Kg/より
上であつて、1.2Kg/以下であり、且つ、該無
機質発泡体粒子の粒子径が0.5〜3.5mmの範囲にあ
ることを特徴とする無機質発泡体粒子にある。
本発明の無機質発泡体粒子は、公知の各種の無
機質発泡体粒子、たとえば、ガラスバルーン、シ
ラスバルーン、パーライト、フライアツシユバル
ーンおよび膨張頁岩などとは明らかに区別される
成分組成を有する新規な無機質発泡体である。
本発明の無機質発泡体粒子は、石炭の部分酸化
により得られた非晶質残滓粒子のうち粒子径が
2.5mm以下のものを600℃以上の温度で加熱処理し
て膨張発泡させることからなる製造法により容易
に製造することができる。
[発明の効果]
本発明の無機質発泡体粒子は、従来有効な用途
がなかつた石炭ガス化の際に発生する非晶質残滓
粒子を用いて製造することができ、さらにこの非
晶質残滓粒子は、従来の天然原料と比較して低温
で膨張するので、従来有効な利用法が開発されて
いなかつた資源を有効に利用すると同時に無機質
発泡体粒子の製造コストを低減することができ
る。
また、本発明の無機質発泡体粒子は、強度が非
常に高く、かつ軽量であり、さらに吸水率および
熱伝導率が低いとの特性を有しており、特に軽量
骨材としての使用に好適である。
[発明の詳細な記述]
本発明の無機質発泡体粒子は、SiO2、CaO及
びAl2O3を含む無機質発泡体粒子であり、この三
成分を主成分とするものである。そして、本発明
の無機質発泡体粒子は、上記三成分以外にも、た
とえば酸化鉄、Na2O及びK2Oなどを含んでいて
もよい。
本発明の無機質発泡体粒子は、成分中のSiO2
の含有率が60重量%以下(好ましくは30〜60重量
%)、Al2O3の含有率が20重量%以上(好ましく
は、20〜40重量%)であり、さらに、CaOの含有
率が5重量%以上(好ましくは5〜30重量%)で
ある。一般にこの三成分は、無機質発泡体形成成
分に対して60重量%以上、好ましくは70〜95重量
%、特に好ましくは75〜95重量%含有されてい
る。
本発明の無機質発泡体粒子は、通常上記の三成
分以外に酸化鉄、MgO、Na2OおよびK2Oなどの
成分を含有している。一般にこれら他の成分は、
無機質発泡体形成成分に対して40重量%以下、好
ましくは5〜30重量%、特に好ましくは5〜25重
量%含有されている。これら他の成分のそれぞれ
の含有率は、通常は無機質発泡体形成成分に対し
て酸化鉄はFe2O3基準で2〜15重量%、MgOは
1〜7重量%、Na2Oは1〜6重量%、K2Oは0
〜2重量%の範囲内にある。更に、上記成分以外
にも極微量のTiO2、SO3、他の硫化物あるいは
硫黄化合物および炭素成分などを含むこともあ
る。
本発明の無機質発泡体粒子は、単位容積重量が
0.6〜1.2Kg/の範囲内にあるものである。ただ
し、0.6Kg/は含まれない。また、この単位容
積比重を見掛け比重で表記すると約1.21〜2.10の
範囲となる。
本発明の無機質発泡体粒子は、その粒子中に主
として独立気泡を有している。従つて吸水率が極
めて低く、例えば骨材としてセメントと混練して
セメントモルタルを調製する際に水セメント比を
低くすることができ、得られたセメント硬化体の
強度が極めて高い。さらにモルタル中に含有され
る水の量が少ないのでセメント硬化体の凍結融解
を有効に防止することができる。ただし、気泡は
全てが独立気泡であることを要するものではな
く、気泡の少なくとも70%以上が独立気泡であれ
ば上記の特性を保持することができる。
また、気泡を多数含有するので熱伝導率が低い
との利点もある。
本発明の無機質発泡体粒子は、公知の無機質発
泡体粒子と比較して強度が高く、通常10〜70Kgf
の平均圧潰強度(本発明の粒径2〜2.5mm無機質
発泡体を20個無作為に選んで測定した圧潰強度の
平均値)を示す。従つて、本発明の無機質発泡体
粒子は、貯蔵中あるいは輸送中などにその粒子が
崩壊することがほとんどなく、さらに本発明の無
機質発泡体粒子を構造物の構築の際に軽量骨材と
して使用することにより、強度が高く強靭な構造
物とすることができる。
本発明の無機質発泡体粒子は、一般には、その
粒子径が3.5mm以下(好ましくは0.5〜2.8mm程度)
のものである。
次に本発明の無機質発泡体粒子を製造する方法
について説明する。
本発明の無機質発泡体粒子は、石炭の部分酸化
により得られた非晶性残滓粒子のうち特定の粒子
径を有するものを特定の条件で加熱することによ
り製造することができる。
原料として使用される非晶質残滓粒子は、好ま
しくは石炭の部分酸化により得られるものであ
る。例えば微粉炭などを完全燃焼させる雰囲気で
の燃焼により生成した灰分は有効に発泡しないた
め、無機質発泡体粒子の製造には利用することが
できない。
無機質発泡体粒子の製造に利用される非晶質残
滓粒子は、たとえば石灰の部分酸化により合成ガ
スを製造する際に発生する残滓として供給され
る。このような石炭を用いた合成ガスの製造法の
例としては、ルルギ法、ウインクラー法、コツパ
ーズ・トチエツク法およびオツト・ルーメン法並
びにKDV法、ルルギスラツジング法、シンザン
法、ンWH法、Uガス法、HYGAS法、石炭技研
法、加圧流動水添ガス化法、ハイブリツド法、
HTW法、BIGAS法、シエル(シエル・コツパ
ーズ)法、サアルバーク・オツトー法、住友法及
びテキサコ法などによる石炭ガス化法を挙げるこ
とができる。本発明の製造法においては特にコツ
パーズ・トチエツク法、オツト・ルーメン法、ル
ルギスラツジング法、シエル(シエル・コツパー
ズ)法およびテキサコ法などのような石炭の部分
酸化をガス化炉で石炭の軟化点以上の温度で行な
う石炭ガス化装置から排出される非晶質残滓を使
用することが好ましい。
たとえばテキサコ法においては、石炭は水スラ
リーとして石炭ガス化炉に投入され加圧下に灰分
の軟化点以上の温度、一般には1300〜1500℃程度
に加熱され、部分酸化される。この際、溶融状態
もしくは半溶融状態の残滓が生成し、通常この残
滓は水等で冷却された後、必要に応じて粉砕され
て石炭ガス化炉から排出される。
なお、テキサコ法などの石炭ガス化方法の詳細
は、「化学経済」1981年八月号および九月号に詳
細に記載されている。
石炭の部分酸化により発生する非晶質残滓の組
成は石炭ガス化などの原料として使用する石炭の
種類などにより多少異るが、本発明の無機質発泡
体粒子の製造法においては、石炭の種類などにか
かわりなく石炭ガス化などの石炭の部分酸化の際
に生成する非晶質残滓を使用することができる。
一般に上記のような非晶質残滓は、60〜30重量
%の範囲のSiO2、20〜40重量%の範囲のAl2O3及
び5〜30重量%の範囲のCaO並びに少量の硫化物
あるいは硫黄化合物および未燃焼炭素などを含有
している。特に硫化物硫黄および未燃焼炭素など
の発泡に関与する可燃性成分の含有率が1重量%
以下であることが好ましい。含有率が1重量%を
越えると得られる無機質発泡体粒子の単位容積重
量が0.6Kg/以下となることがあり、また、得
られる無機質発泡体粒子の圧潰強度が充分高くな
りにくい場合がある。
石炭の部分酸化により得られた残滓は非晶質で
あり、従つてX線回折を行なつても特異的なピー
クは示さない。
使用する非晶質残滓粒子は、粒子径が2.5mm以
下のものである。そして粒子径が2.5mm以下であ
つて、0.6mm以下の残滓の含有率が20重量%以下
のものである。
粒子径が2.5mmを越えるものを使用した場合に
は単位容積重量が本発明の範囲にある無機質発泡
体粒子を得ることができない。また、非晶質残滓
粒子が粒子径0.6mm以下のものを20重量%を遥に
越えて含有する場合には粒子径の小さい非晶質残
滓の発泡性が不良であることから得られる無機質
発泡体粒子中に充分に発泡していない粒子が含有
されるようになり、無機質発泡体粒子の単位容積
重量が本発明の範囲以上のものとなることがあ
る。
加熱処理に際しては、石炭ガス化炉から排出さ
れた残滓を破砕したのち、篩など通常の方法を利
用して2.5mmより大きな粒子を排除して使用する。
このようにして粒子径などが調整された残滓粒
子を次に加熱処理する。
加熱処理は600℃以上の温度で行なう。さらに
600〜900℃の範囲内の温度にて行なうことが好ま
しく、650〜850の範囲内の温度にて行なうことが
特に好ましい。600℃より低い温度では非晶質残
滓粒子は有効に膨張しない。また、加熱処理温度
が900℃を越えると膨張した残滓粒子が溶融する
ことがあり、生成した気泡が消滅することがあ
る。
加熱処理は、予め加熱処理温度に調整した炉な
どに直接残滓粒子を導入する方法を利用すること
もできるが、通常は、残滓粒子を徐々に昇温して
行なう方法を利用して行なう。
徐々に昇温して行なう方法は、例えば、ロータ
リーキルンなどを用いて昇温速度を、一般には
150℃/分以下(好ましくは1〜100℃/分の範囲
内)に設定する。昇温をこの値より急速に行うと
膨張の際、独立気泡が有効に生じないことがあ
り、発泡体粒子の吸水率が増加する傾向がある。
一般に加熱処理はシラスバルーン、パーライト
などの製造に通常使用されているロータリーキル
ン、気流焼成方法による炉などの加熱装置を使用
して行なう。
徐々に昇温して加熱処理を行なう方法は、特に
工業規模での生産に好適である。
本発明の無機質発泡体粒子の加熱処理温度およ
び処理時間は、シラスバルーン、パーライトなど
の公知の無機質発泡体粒子の製造の際の加熱温度
よりも低い温度であり、かつ短時間である。
従つて、本発明の無機質発泡体粒子は、従来の
発泡体の製造の際に必要とする熱エネルギーより
も少ない熱エネルギーで製造することができる。
さらに公知の無機質発泡体粒子は、比較的徐々
に膨張するのに対して本発明の無機質発泡体粒子
は、急速に膨張する傾向があり、非晶質残滓粒子
を長時間発泡温度に保持する必要がなく、製造が
容易である。
本発明の無機質発泡体粒子は、加熱処理によ
り、一般に非晶質残滓粒子の直径に対して1.01〜
1.4倍程度に膨張する。
本発明の残滓粒子の膨張機構に関しては必ずし
も明確ではないが、次のような機構により膨張す
るものと推察される。
すなわち、石炭の部分酸化により得られた非晶
性残滓は、加熱処理によりガス化しやすい未燃焼
炭素および硫化物硫黄などの膨張成分を含有して
おり、これらが加熱により気体として排出される
ことにより膨張する。さらに非晶質残滓は、黒曜
石などの天然原料と比較すると活性が高いことが
推測され、従つて上記の気化成分が低温でも有効
に作用するものと推測される。
本発明の無機質発泡体粒子は、上述した用途の
他にも肥料、洗剤あるいは塗料などの増量材
(剤)、吸着剤、鉄の精練助剤、研磨材および濾過
助材などとして有効に使用することができる。
次に本発明の実施例および比較例を示す。
非晶質残滓の調製
テキサコ法を利用した石炭ガス化炉から排出さ
れた残滓をジヨークラツシヤーで粉砕し、分級し
使用した。尚、この残滓粒子の真比重は2.72g/
cm3、融点は1320℃であつた。
粉砕された非晶質残滓粒子を第1表に記載する
目開きの篩を用い分級し、それぞれの粒子の含有
率を第1表に記載する。なお、比較例で使用した
頁岩の各篩に留る割合を第1表に併せて記載す
る。
使用した非晶質残滓粒子の化学組成を第2表に
記載する。
なおこの残滓はX線回折の結果、非晶質である
ことが確認された。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to novel inorganic foam particles and methods of making the inorganic foam particles. [Background of the Invention] Inorganic foam particles can be used as lightweight aggregates for structures, fillers (agents) for fertilizers, detergents, paints, etc. by taking advantage of their light weight and foam properties. It is widely used as an adsorbent and soil improvement material. Such known inorganic foam particles can be broadly classified into glass balloons made from artificial raw materials, glass balloons made from natural raw materials, perlite, flyash balloons, and expanded shale. Glass balloons are foam particles made by expanding particles containing sodium silicate as a main component obtained by a method such as a droplet method or a dry gel method. Shirasu balloons are manufactured by heating and foaming shirasu, whose main component is volcanic glass. Pearlite is manufactured by similarly heating and foaming pearlite, obsidian, pinestone, trachyte, etc. Furthermore, a fly ash balloon is a foam obtained by floating and separating coal ash obtained by burning pulverized coal into water. Expanded shale is produced by heating and foaming shale in the same way. For example, the manufacturing process for glass balloons is complicated, and for glass balloons, pearlite, and expanded shale, minerals are mined from mountainous areas and crushed. Furthermore, in recent years, there has been a problem of environmental destruction caused by mining, and it has become increasingly difficult to obtain raw materials year by year. Furthermore, in the case of fly ash balloons, they themselves have their own problems, such as being contained in part of the coal ash generated during thermal power generation, making it difficult to provide a stable supply. Furthermore, the unit volume weight of these inorganic foam particles is 0.02 to 0.05 Kg/(e.g. perlite) or 0.15 to 0.4 Kg/(e.g. glass balloon).
There are many inorganic foam particles having a unit volume weight in the range of 0.6 to 1.2 kg/. The present inventor has determined that the content of SiO 2 in the components forming the inorganic foam particles is 60% by weight or less, the content of Al 2 O 3 is 20% by weight or more, and the content of CaO is 5% by weight or more. An application has already been filed for an invention relating to certain inorganic foam particles and a method for producing the same (patent application
No. 60-35066). [Object of the Invention] An object of the present invention is to provide novel inorganic foam particles. A further object of the present invention is to provide a method for producing this new inorganic foam particle. Another object of the present invention is to provide a method for effectively utilizing the residue generated during the coal gasification reaction, which has hitherto had no effective use. [Summary of the Invention] The present invention includes SiO 2 , Al 2 O 3 , and CaO,
Inorganic foam particles having air bubbles inside,
The content of SiO 2 in the inorganic foam forming component is 60
% by weight or less, the content of Al 2 O 3 is 20% by weight or more, the content of CaO is 5% by weight or more, and the unit volume weight of the particles of the inorganic foam is more than 0.6 Kg / 1.2 Kg/or less, and the inorganic foam particles have a particle diameter in the range of 0.5 to 3.5 mm. The inorganic foam particles of the present invention are novel inorganic foam particles having a composition that is clearly distinguished from various known inorganic foam particles, such as glass balloons, glass balloons, perlite, flyash balloons, and expanded shale. It is the body. The inorganic foam particles of the present invention are amorphous residue particles obtained by partial oxidation of coal, and the particle size is
It can be easily manufactured by a manufacturing method that consists of heating a material of 2.5 mm or less at a temperature of 600° C. or higher to expand and foam it. [Effects of the Invention] The inorganic foam particles of the present invention can be manufactured using amorphous residue particles generated during coal gasification, which have not had any effective use in the past, and further Because it expands at a lower temperature than conventional natural raw materials, it is possible to effectively utilize resources for which no effective use has been developed in the past, and at the same time reduce the manufacturing cost of inorganic foam particles. In addition, the inorganic foam particles of the present invention have extremely high strength, are lightweight, and have low water absorption and thermal conductivity, making them particularly suitable for use as lightweight aggregates. be. [Detailed Description of the Invention] The inorganic foam particles of the present invention are inorganic foam particles containing SiO 2 , CaO and Al 2 O 3 and have these three components as main components. The inorganic foam particles of the present invention may also contain, for example, iron oxide, Na 2 O, K 2 O, etc. in addition to the above three components. The inorganic foam particles of the present invention contain SiO 2 in the component.
The content of Al2O3 is 20% by weight or more (preferably 20-40% by weight), and the content of CaO is 60% by weight or less (preferably 30-60% by weight). It is 5% by weight or more (preferably 5 to 30% by weight). Generally, these three components are contained in an amount of 60% by weight or more, preferably 70 to 95% by weight, particularly preferably 75 to 95% by weight, based on the inorganic foam forming components. The inorganic foam particles of the present invention usually contain components such as iron oxide, MgO, Na 2 O, and K 2 O in addition to the above three components. Generally, these other ingredients are
The content is 40% by weight or less, preferably 5 to 30% by weight, particularly preferably 5 to 25% by weight, based on the inorganic foam forming components. The content of each of these other components is usually 2 to 15% by weight based on Fe 2 O 3 for iron oxide, 1 to 7% by weight for MgO, and 1 to 1% by weight for Na 2 O, based on the inorganic foam-forming components. 6% by weight, K2O is 0
~2% by weight. Furthermore, in addition to the above components, trace amounts of TiO 2 , SO 3 , other sulfides or sulfur compounds, and carbon components may also be included. The inorganic foam particles of the present invention have a unit weight of
It is within the range of 0.6 to 1.2 kg/. However, 0.6Kg/ is not included. Moreover, when this unit volume specific gravity is expressed in apparent specific gravity, it is in the range of about 1.21 to 2.10. The inorganic foam particles of the present invention mainly have closed cells in the particles. Therefore, it has an extremely low water absorption rate, and for example, when mixed with cement as an aggregate to prepare cement mortar, the water-cement ratio can be lowered, and the strength of the resulting hardened cement product is extremely high. Furthermore, since the amount of water contained in the mortar is small, freezing and thawing of the hardened cement can be effectively prevented. However, all the cells do not have to be closed cells, and the above characteristics can be maintained as long as at least 70% of the cells are closed cells. It also has the advantage of low thermal conductivity because it contains a large number of bubbles. The inorganic foam particles of the present invention have higher strength compared to known inorganic foam particles, usually 10 to 70 kgf.
(the average value of the crushing strength measured by randomly selecting 20 inorganic foams of the present invention with a particle size of 2 to 2.5 mm). Therefore, the inorganic foam particles of the present invention hardly disintegrate during storage or transportation, and furthermore, the inorganic foam particles of the present invention can be used as lightweight aggregate when constructing structures. By doing so, a structure with high strength and toughness can be obtained. The inorganic foam particles of the present invention generally have a particle diameter of 3.5 mm or less (preferably about 0.5 to 2.8 mm).
belongs to. Next, a method for manufacturing the inorganic foam particles of the present invention will be explained. The inorganic foam particles of the present invention can be produced by heating those having a specific particle size among the amorphous residue particles obtained by partial oxidation of coal under specific conditions. The amorphous residue particles used as a raw material are preferably obtained by partial oxidation of coal. For example, ash produced by combustion in an atmosphere in which pulverized coal is completely combusted does not foam effectively and cannot be used for producing inorganic foam particles. The amorphous residue particles utilized for the production of inorganic foam particles are supplied as residues generated during the production of synthesis gas, for example by partial oxidation of lime. Examples of methods for producing synthesis gas using such coal include the Lurgi process, Winkler process, Koppers-Tochiek process, and Otsuto-rumen process, as well as the KDV process, the Lurgi Slugging process, the Shinzan process, the NWH process, U gas method, HYGAS method, coal engineering method, pressurized fluidized hydrogen gasification method, hybrid method,
Coal gasification methods such as the HTW method, BIGAS method, Siel (Siel Koppaz) method, Saalbach-Otto method, Sumitomo method and Texaco method can be mentioned. In the production method of the present invention, in particular, partial oxidation of coal such as the Koppaz Tochiek method, the Otto Rumen method, the Rurgislagging method, the Siel (Siel Koppaz) method, and the Texaco method is carried out by softening the coal in a gasifier. Preference is given to using amorphous residues discharged from coal gasifiers operating at temperatures above point. For example, in the Texaco process, coal is put into a coal gasifier as a water slurry, heated under pressure to a temperature above the softening point of ash, generally about 1300 to 1500°C, and partially oxidized. At this time, a molten or semi-molten residue is generated, and this residue is usually cooled with water or the like, then pulverized if necessary, and discharged from the coal gasifier. The details of coal gasification methods such as the Texaco method are described in detail in the August and September 1981 issues of Kagaku Keizai. Although the composition of the amorphous residue generated by partial oxidation of coal varies depending on the type of coal used as a raw material for coal gasification, etc., in the method for producing inorganic foam particles of the present invention, Regardless, the amorphous residue produced during partial oxidation of coal, such as coal gasification, can be used. Generally, the amorphous residue as described above contains SiO 2 in the range of 60-30% by weight, Al 2 O 3 in the range of 20-40% by weight and CaO in the range of 5-30% by weight, and small amounts of sulfides or Contains sulfur compounds and unburned carbon. In particular, the content of combustible components involved in foaming, such as sulfide sulfur and unburned carbon, is 1% by weight.
It is preferable that it is below. When the content exceeds 1% by weight, the unit volume weight of the inorganic foam particles obtained may be less than 0.6 kg/kg, and the crushing strength of the obtained inorganic foam particles may not be sufficiently high. The residue obtained by partial oxidation of coal is amorphous and therefore does not show any specific peaks even when subjected to X-ray diffraction. The amorphous residue particles used have a particle size of 2.5 mm or less. The particle size is 2.5 mm or less, and the content of residues of 0.6 mm or less is 20% by weight or less. If particles having a particle size exceeding 2.5 mm are used, inorganic foam particles having a unit volume weight within the range of the present invention cannot be obtained. In addition, if the amorphous residue particles contain much more than 20% by weight of particles with a particle size of 0.6 mm or less, the foamability of the amorphous residue with a small particle size is poor, resulting in inorganic foaming. The inorganic foam particles may contain particles that are not sufficiently foamed, and the unit volume weight of the inorganic foam particles may exceed the scope of the present invention. During heat treatment, the residue discharged from the coal gasifier is crushed, and then particles larger than 2.5 mm are removed using conventional methods such as sieving. The residual particles whose particle diameter etc. have been adjusted in this manner are then subjected to heat treatment. Heat treatment is performed at a temperature of 600°C or higher. moreover
It is preferred to carry out at a temperature within the range of 600-900°C, particularly preferably at a temperature within the range of 650-850°C. At temperatures below 600°C, amorphous residue particles do not expand effectively. Furthermore, if the heat treatment temperature exceeds 900°C, the expanded residual particles may melt, and the generated air bubbles may disappear. The heat treatment can be carried out by directly introducing the residual particles into a furnace or the like that has been adjusted to the heat treatment temperature in advance, but is usually carried out by gradually raising the temperature of the residual particles. In the method of gradually increasing the temperature, for example, the rate of temperature increase is generally controlled using a rotary kiln, etc.
The temperature is set at 150°C/min or less (preferably within the range of 1 to 100°C/min). If the temperature is increased more rapidly than this value, closed cells may not be effectively formed during expansion, and the water absorption of the foam particles tends to increase. Generally, the heat treatment is carried out using a heating device such as a rotary kiln or a furnace using an airflow firing method, which is commonly used in the production of whitebait balloons, pearlite, and the like. A method in which heat treatment is performed by gradually raising the temperature is particularly suitable for production on an industrial scale. The heat treatment temperature and treatment time for the inorganic foam particles of the present invention are lower and shorter than the heating temperatures used in producing known inorganic foam particles such as shirasu balloons and perlite. Therefore, the inorganic foam particles of the present invention can be manufactured with less thermal energy than is required during the manufacture of conventional foams. Furthermore, whereas known inorganic foam particles expand relatively slowly, the inorganic foam particles of the present invention tend to expand rapidly, requiring the amorphous residue particles to be maintained at the foaming temperature for an extended period of time. It is easy to manufacture. By heat treatment, the inorganic foam particles of the present invention generally have a diameter of 1.01 to
Expands to about 1.4 times. Although the expansion mechanism of the residual particles of the present invention is not necessarily clear, it is presumed that the expansion occurs through the following mechanism. In other words, the amorphous residue obtained by partial oxidation of coal contains expansion components such as unburned carbon and sulfide sulfur, which are easily gasified by heat treatment. Expand. Furthermore, it is presumed that the amorphous residue has higher activity than natural raw materials such as obsidian, and it is therefore presumed that the above-mentioned vaporized components act effectively even at low temperatures. In addition to the above-mentioned uses, the inorganic foam particles of the present invention can also be effectively used as fillers (agents) for fertilizers, detergents or paints, adsorbents, iron smelting aids, abrasives, filter aids, etc. be able to. Next, Examples and Comparative Examples of the present invention will be shown. Preparation of amorphous residue The residue discharged from a coal gasification furnace using the Texaco method was crushed with a dior crusher, classified, and used. The true specific gravity of this residual particle is 2.72g/
cm 3 , and the melting point was 1320°C. The pulverized amorphous residue particles were classified using a sieve having the openings listed in Table 1, and the content of each particle is listed in Table 1. The proportion of shale used in the comparative example retained in each sieve is also listed in Table 1. The chemical composition of the amorphous residue particles used is listed in Table 2. Note that this residue was confirmed to be amorphous as a result of X-ray diffraction.
【表】
実施例 1
上記のようにして調製した非晶質残滓粒子のう
ち2.5mm以下のもの100gを磁製蒸発皿に取り、珪
化モリブデン発熱体を使用した自動温度制御装置
付電気炉に導入した。導入時の炉内の温度は400
℃であつた。
非晶質残滓粒子導入後、昇温速度5℃/分にて
炉の温度を800℃まで上昇させ、ただちに炉外に
取り出し無機質発泡体粒子を製造した。
得られた無機質発泡体粒子の見掛け比重は1.71
g/cm3、単位容積重量は0.91Kg/、24時間吸水
率は0.3重量%、平均圧潰強度は35Kgであつた。
得られた無機質発泡体粒子の化学組成を第1表に
併せて記載する。なお、得られた無機質発泡体粒
子は、非晶質残滓に対して直径が約1.2倍に膨張
していた。
なお、上記の測定は下記の方法および装置を用
いて行なつた。また、本発明で示す実施例および
比較例の測定も全て下記の装置および方法によつ
て行なつた。
測定方法
見掛け比重および24時間吸水率
JIS−A−1134および
JIS−A−1135
の規定に準じ測定した。
真比重
JIS−R−2205の規定に準じ測定した。
単位容積重量
100mlのメスシリンダを用意して測定対象の
粒子(残滓および発泡体)をこのメスシリンダ
に取り所定回数振動させて100mlとし、この粒
子の重量を測定した。
成分分析
JIS−M−8852に規定されている方法に従つ
て分析を行なつた。
圧潰強度
木屋式硬度計を用いて20個の供試体について
測定した。
融点の測定
JIS−M−8801に規定されている方法に準じ
て行なつた。[Table] Example 1 100 g of amorphous residue particles of 2.5 mm or smaller prepared as described above were placed in a porcelain evaporating dish and introduced into an electric furnace equipped with an automatic temperature control device using a molybdenum silicide heating element. did. The temperature inside the furnace at the time of introduction is 400
It was warm at ℃. After introducing the amorphous residue particles, the temperature of the furnace was raised to 800°C at a heating rate of 5°C/min, and immediately taken out of the furnace to produce inorganic foam particles. The apparent specific gravity of the obtained inorganic foam particles is 1.71
g/cm 3 , unit volume weight was 0.91 Kg/, 24-hour water absorption was 0.3% by weight, and average crushing strength was 35 Kg.
The chemical composition of the obtained inorganic foam particles is also listed in Table 1. Note that the diameter of the obtained inorganic foam particles was about 1.2 times larger than that of the amorphous residue. The above measurements were carried out using the method and apparatus described below. Furthermore, all measurements in Examples and Comparative Examples shown in the present invention were performed using the following apparatus and method. Measurement method Apparent specific gravity and 24-hour water absorption were measured according to the provisions of JIS-A-1134 and JIS-A-1135. True specific gravity Measured according to the regulations of JIS-R-2205. A measuring cylinder with a unit volume and weight of 100 ml was prepared, particles to be measured (residue and foam) were placed in the measuring cylinder, vibrated a predetermined number of times to a volume of 100 ml, and the weight of the particles was measured. Component Analysis Analysis was conducted according to the method specified in JIS-M-8852. Crushing strength: Measured on 20 specimens using a Kiya hardness tester. Measurement of melting point was carried out according to the method specified in JIS-M-8801.
【表】
比較例 1
実施例1において、非晶質残滓の代りに、第3
表に示す組成の頁岩(真比重2.56g/cm3、単位容
積重量1.10Kg/、融点1210℃)を使用し、最高
加熱処理温度を1180℃とした以外は同様に操作し
て無機質発泡体粒子を製造した。
得られた無機質発泡体粒子の単位容積重量は
0.64Kg/、24時間吸水率は14.9%、平均圧潰強
度は1.8Kgであつた。得られた無機質発泡体粒子
の化学組成を第3表に記載する。[Table] Comparative Example 1 In Example 1, instead of the amorphous residue, the third
Shale with the composition shown in the table (true specific gravity 2.56 g/cm 3 , unit volume weight 1.10 Kg/, melting point 1210°C) was used, and inorganic foam particles were produced using the same procedure except that the maximum heat treatment temperature was 1180°C. was manufactured. The unit volume weight of the obtained inorganic foam particles is
The water absorption rate was 0.64Kg/24 hours, 14.9%, and the average crushing strength was 1.8Kg. The chemical composition of the obtained inorganic foam particles is listed in Table 3.
【表】
実施例2〜7および比較例2〜4
実施例1において、使用した非晶質残滓粒子の
粒子径、加熱処理の最高温度および昇温速度を第
4表に記載するように変えた以外は同様にして無
機質発泡体粒子を製造した。
得られた無機質発泡体粒子の単位容積重量、見
掛け比重、吸水率及び圧潰強度を第5表に記載す
る。[Table] Examples 2 to 7 and Comparative Examples 2 to 4 In Example 1, the particle size of the amorphous residue particles used, the maximum temperature of the heat treatment, and the temperature increase rate were changed as shown in Table 4. Inorganic foam particles were produced in the same manner except for the following. The unit volume weight, apparent specific gravity, water absorption rate, and crushing strength of the obtained inorganic foam particles are listed in Table 5.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
実施例 8
実施例1で用いた非晶質残滓粒子について0.45
mの有効内径を有し、長さが12mのロータリーキ
ルンを用いて加熱処理を行なつた。
尚、ロータリーキルンの窯尻温度を270℃、焼
点温度を750℃、そして非晶質残滓粒子の滞留時
間を90分に設定した。
得られた無機質発泡体粒子の単位容積重量、見
掛け比重、吸水率及び圧潰強度を第6表に記載す
る。
比較例 5
実施例8において、非晶質残滓粒子の代りに、
比較例1で用いた頁岩を用い、窯尻温度を300℃、
焼点温度を780℃とした以外は同様にして無機質
発泡体粒子を製造した。
得られた無機質発泡体粒子の単位容積重量、見
掛け比重、吸水率及び圧潰強度を第6表に記載す
る。[Table] Example 8 0.45 for the amorphous residue particles used in Example 1
The heat treatment was carried out using a rotary kiln with an effective inner diameter of m and a length of 12 m. The temperature at the bottom of the rotary kiln was set at 270°C, the baking point temperature at 750°C, and the residence time of the amorphous residue particles was set at 90 minutes. The unit volume weight, apparent specific gravity, water absorption rate, and crushing strength of the obtained inorganic foam particles are listed in Table 6. Comparative Example 5 In Example 8, instead of the amorphous residue particles,
Using the shale used in Comparative Example 1, the temperature at the bottom of the kiln was 300℃.
Inorganic foam particles were produced in the same manner except that the burning point temperature was 780°C. The unit volume weight, apparent specific gravity, water absorption rate, and crushing strength of the obtained inorganic foam particles are listed in Table 6.
【表】
比較例
5 1.03 2.39 5.3 26
[Table] Comparative example 5 1.03 2.39 5.3 26
Claims (1)
泡を有する無機質発泡体粒子であつて、該無機質
発泡体形成成分中のSiO2の含有率が60重量%以
下、Al2O3の含有率が20重量%以上、そしてCaO
の含有率が5重量%以上であり、該無機質発泡体
の粒子の単位容積重量が0.6Kg/より上であつ
て、1.2Kg/以下であり、且つ、該無機質発泡
体粒子の粒子径が0.5〜3.5mmの範囲にあることを
特徴とする無機質発泡体粒子。 2 上記無機質発泡体粒子が、60〜30重量%の範
囲のSiO2、20〜40重量%の範囲のAl2O3及び5〜
30重量%の範囲のCaOを含有することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の無機質発泡体粒
子。 3 無機質発泡体粒子が、CaO、SiO2及びAl2O3
以外に、酸化鉄、MgO、Na2OおよびK2Oを含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項及び第2
項のいずれかの項記載の無機質発泡体粒子。 4 石炭の部分酸化により得られた可燃性成分を
含有する非晶性残滓粒子であつて、その粒子の80
%重量以上が0.6〜2.5mmの粒子径を有する粒子で
ある原料粒子を600℃以上の温度で加熱処理して
膨張、発泡させることを特徴とする、単位容積重
量が0.6Kg/より上であつて、1.2Kg/以下で
あり、且つ粒子径が0.5〜3.5mmの範囲にある、内
部に気泡を有する無機質発泡体粒子の製造法。 5 上記非晶性残滓粒子を650〜850℃で加熱処理
することを特徴とする特許請求の範囲第4項記載
の無機質発泡体粒子の製造法。[Claims] 1. Inorganic foam particles containing SiO 2 , Al 2 C 3 , and CaO and having air bubbles inside, wherein the content of SiO 2 in the inorganic foam forming component is 60% by weight. Below, the content of Al 2 O 3 is 20% by weight or more, and CaO
The content of the inorganic foam particles is 5% by weight or more, the unit volume weight of the particles of the inorganic foam is more than 0.6 Kg/ but not more than 1.2 Kg/, and the particle diameter of the inorganic foam particles is 0.5 Inorganic foam particles characterized by being in the range of ~3.5 mm. 2 The inorganic foam particles contain SiO 2 in the range of 60 to 30% by weight, Al 2 O 3 in the range of 20 to 40% by weight, and 5 to 30% by weight.
Inorganic foam particles according to claim 1, characterized in that they contain CaO in the range of 30% by weight. 3 The inorganic foam particles contain CaO, SiO 2 and Al 2 O 3
Claims 1 and 2, characterized in that they contain iron oxide, MgO, Na 2 O and K 2 O in addition to the above.
The inorganic foam particles described in any of the following paragraphs. 4 Amorphous residue particles containing combustible components obtained by partial oxidation of coal, which
% of the raw material particles having a particle diameter of 0.6 to 2.5 mm are heat-treated at a temperature of 600°C or higher to expand and foam, and the unit volume weight is more than 0.6 kg/ A method for producing inorganic foam particles having internal air bubbles, the weight of which is 1.2 kg/or less, and the particle diameter is in the range of 0.5 to 3.5 mm. 5. The method for producing inorganic foam particles according to claim 4, characterized in that the amorphous residue particles are heat-treated at 650 to 850°C.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094047A JPS61251551A (en) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | Inorganic foam and manufacture |
| CN86101557A CN1017890B (en) | 1985-02-22 | 1986-02-21 | Inorganic foamed granules |
| EP19860301254 EP0193363B1 (en) | 1985-02-22 | 1986-02-21 | Inorganic foamed granules |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094047A JPS61251551A (en) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | Inorganic foam and manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61251551A JPS61251551A (en) | 1986-11-08 |
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Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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| JP (1) | JPS61251551A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014058431A (en) * | 2012-09-19 | 2014-04-03 | Taiheiyo Cement Corp | Method for preparing cement composition |
| KR102173355B1 (en) * | 2020-05-21 | 2020-11-04 | 정재순 | stacker tractor with house-trailer |
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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1985
- 1985-04-30 JP JP60094047A patent/JPS61251551A/en active Granted
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| JPS61251551A (en) | 1986-11-08 |
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