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JPH0492850A - バリウムを含有する無機固体組成物の製造方法、この種の組成物、陶磁器類を製造するための添加剤および陶磁器類 - Google Patents

バリウムを含有する無機固体組成物の製造方法、この種の組成物、陶磁器類を製造するための添加剤および陶磁器類

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JPH0492850A
JPH0492850A JP2401823A JP40182390A JPH0492850A JP H0492850 A JPH0492850 A JP H0492850A JP 2401823 A JP2401823 A JP 2401823A JP 40182390 A JP40182390 A JP 40182390A JP H0492850 A JPH0492850 A JP H0492850A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
[0001]
【産業上の利用分野】
本発明は、焼成した陶磁器類中の添加剤として適したバ
リウムを含有する無機固体組成物の製造方法、前記方法
により得られた、焼成した陶磁器類の製造のために添加
剤として使用可能な不水溶性生成物、焼成した陶磁器類
を製造するための添加剤および本発明により得られた添
加剤を使用して製造した陶磁器類に関する。 [0002]
【従来の技術】
硫化バリウム浸出はバリウム化合物の製造の過程におけ
る1工程である。出発物質は天産の鉱物の重晶石(Ba
ryt)である。重晶石は硫酸バリウム約92〜98重
量%およびさらに変動する量のカルシウム塩および鉄塩
ならびにケイ酸塩を含有する。粉砕した重晶石は微細な
炭と混合し、高温(約1200℃)で還元して硫化バリ
ウムにする。冷却して凝固した硫化バリウムを含有する
溶融物を熱湯で、硫化バリウム浸出液を形成させなから
抽出する。この硫化バリウム浸出の際に得られた硫化バ
リウム浸出液をさらに反応させて、たとえばガラス工業
において使用される炭酸バリウムにする。 [0003] 硫化バリウム浸出の際に残分が残留する。この残分は乾
燥していない限り、水含有スラッジとして生じ、いくら
かの炭のほかに、主にバリウム塩、さらにカルシウム塩
を含有する。これらは特に炭酸塩、硫黄化合物およびケ
イ酸塩の形で存在する。この浸出残分を今まで保存した
が、このことは経済的に望ましくなく、さらに価値ある
ポテンシャル原料の浪費である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前記の浸出残分を工業的に利用可能な
原料に後処理することができる方法を開発することであ
った。 [0005]
【課題を解決するための手段】
前記課題は本発明による方法によって解決される。 [0006] 本発明により、硫化バリウム浸出からの浸出残分は、焼
成した陶磁器類を製造するために添加剤として適したバ
リウム含有固体組成物を形成させなから後処理される。 [0007] バリウムを含有する無機固体組成物を製造する本発明に
よる方法は、硫化バリラム浸出からの浸出残分を、水性
媒体中で、二酸化炭素、二酸化炭素含有ガス混合物、ア
ルカリ金属炭酸塩またはアルカリ金属炭酸塩と反応させ
て固体組成物および硫化水素水溶液またはアルカリ金属
硫化物水溶液を含有する反応混合物にしこの反応混合物
から固体組成物を分離することを特徴とする。 [0008] 純粋二酸化炭素または二酸化炭素含有ガス混合物、たと
えば煙道ガスを使用することができる。アルカリ金属炭
酸塩から出発し、次に固体組成物およびアルカリ金属硫
化物水溶液を含有する反応混合を得るのが好ましい。こ
のような有利な実施態様につき、本発明をさらに詳説す
る。 [0009] 浸出残分は乾燥した形または水含有スラッジ、たとえば
50重量%以上の水含量を有するようなものとして使用
することができる。浸出残分は浸出工程において水を含
有して生じ、この残分とアルカリ金属炭酸塩との反応は
水中で実施されるため、浸出残分を乾燥する必要はない
。従ってこの残分は、浸出方法において生じたと同様の
形で水含有で使用するのが好ましい。浸出の際に生じた
浸出残分の水含量は広い範囲で変動するカミ通常湿った
残分の総重量に対して約30〜50重量%である。 [0010] 「アルカリ金属炭酸塩」とは、本発明の範囲内で、周期
律表の第1主族の金属およびアンモニウムの炭酸塩であ
る。炭酸水素塩についても同様のことがあてはまる。ア
ルカリ金属炭酸塩、特に炭酸ナトリウムを使用するのが
好ましい。 [0011] このアルカリ金属炭酸塩は固体の形で、または有利に水
溶液の形で使用することができる。所望の場合に、たと
えば二酸化炭素または二酸化炭素含有ガスを浸出残分お
よび苛性アルカリ液の混合物上へまたはその中へ導入す
ることにより、反応に必要なアルカリ金属炭酸塩をその
場で生じさせることができる。しかしアルカリ金属炭酸
塩から出発するのが技術的により簡単である。 [0012] コノ反応成分は多様な手段で反応混合物へ導入すること
ができる。たとえば乾燥した浸出残分および固体アルカ
リ金属炭酸塩を所望量の水と混合することができる。こ
の所望量の水の一部は、水含有浸出残分中に含有してい
る水の形で反応混合物中へ投入してもよい。さらに乾燥
したまたはすでに水を含有する浸出残分を水中に懸濁し
、こうして水の一部または全部を反応混合物中に投入す
ることもできる。さらに、アルカリ金属炭酸塩水溶液を
使用し、こうして水の一部または全部を反応混合物中に
投入してもよい。 [0013] 本発明による方法の有利な1実施例において、浸出方法
において生じたような水含有浸出残分から出発し、水中
のこの浸出残分の懸濁液を生じさせ、アルカリ金属炭酸
塩を水溶液として使用する。 [0014] 懸濁液の製造および/またはアルカリ金属炭酸塩の製造
に必要な水は、先行する反応バッチから得られかつアル
カリ金属硫化物を含有する濾液および/または洗浄溶液
に全部または一部置き換えてもよい。このような溶液の
アルカリ金属硫化物含量は、約15重量%を下回るのが
好ましい。この方法の際に生じるアルカリ金属硫化物溶
液および/または洗浄水を後続する反応バッチへ返還す
ることにより、本発明による方法における水の消費を著
しく減少させる。 [0015] 本発明による方法の有利な1実施例において、浸出残分
の水性懸濁液が生じる。この懸濁液の水含量は、広い範
囲で、たとえば懸濁液の総重量に対して水30〜90重
量%の間を変動する。水含量が30〜80重量%、有利
に40〜60重量%にある懸濁液が工業上良く扱われる
。 [0016] さらに、アルカリ金属炭酸塩水溶液、特に炭酸ナトリウ
ム水溶液を使用するのが好ましい。このアルカリ金属炭
酸塩濃度は、広い範囲で、たとえば約2重量%から飽和
限度までの間を変動する。約5〜15重量%の濃度でア
ルカリ金属炭酸塩を含有する水溶液が好ましい。 [0017] 浸出残分とアルカリ金属炭酸塩との反応は、水の存在で
実施される。浸出残分と、アルカリ金属炭酸塩と、水と
からなる反応混合物中の水含量は広い範囲で変動する。 この水含量はこの反応混合物の総重量に対して約25〜
90重量%の間にあるのが好ましい。もちろんわずかな
水含量で作業してもよい。しかしこれは90重量%より
も多い水含量において可能な作業と同様に、工業的実施
にあまり適していない。良好な結果は、反応混合物の総
重量に対して、水含量が約50〜約70重量%にある場
合に得られる。 [0018] 次に、炭酸ナトリウムを使用して、本発明をさらに詳説
間する。 [0019] 炭酸ナトリウムは不足量で、または過剰量で、または浸
出残分中に含まれるバリウム化合物およびカルシウム炭
酸塩に変えるおよび前記二酸化ケイ酸またはケイ酸塩を
ケイ酸ナトリウムに変えるために化学量論的に必要とな
る相応する量で使用することができる。炭酸ナトリウム
は、浸出残分中に含まれる硫化バリウムチオ硫酸バリウ
ムおよびケイ酸バリウムならびに水酸化カルシウムを相
応する炭酸塩に変えるために化学量論的に必要な量の0
.5〜1.5倍の量で使用するのが好ましい。アルカリ
金属炭酸塩はほぼ化学量論的に必要な量で使用するのが
特に好ましい。 [00201 浸出残分とアルカリ金属炭酸塩との反応は約15〜10
0’Cの温度で実施される。
【002月 この反応、ヨウ素滴定により測定可能な還元物質、特に
還元した硫黄化合物の量が3重量%を下延る、有利には
約0.1〜2.5重量%になるまで実施するのが好まし
い。測定のために規則的に試料を取り出し、相応した測
定を実施することができる。 [0022] この反応で可溶性バリウム化合物およびカルシウム化合
物、特に硫黄含有バリウム化合物は不水溶性炭酸塩に変
えられる。固体組成物のほかに存在する水溶液は硫化ナ
トリウムおよびケイ酸ナトリウムを含有する。 [0023] 反応の完了後に、固体組成物と残留した溶液とを分離す
る。このために、公知方法を用いる、たとえば濾過、遠
心分離またはデカントすることができる。 [0024] 分離した溶液は前記したように硫化ナトリウムを含有し
、この硫化ナトリウムの獲得のために濃縮することがで
きる。本発明による方法の有利な実施態様によると、こ
のアルカリ金属硫化物溶液は、所望の場合希釈後または
濃縮後に、全部または一部を浸出残分の懸濁液の製造ま
たはアルカリ金属炭酸塩溶液の製造のために使用するこ
とができる。 [0025] 分離したバリウム含有固体組成物は、焼成した陶磁器類
の製造およびセメントの製造における添加剤として適し
た価値ある製品である。この目的のために湿潤または乾
燥で使用することができる。この固体組成物は、この種
の添加物として使用する前に硫化物不含の水でもう1度
または数回洗浄し、乾燥させるのが好ましい。この除虫
じた洗浄溶液は、全部または一部を、水性懸濁液または
アルカリ金属炭酸塩溶液の製造のなめにこの方法に返還
することができる。 [0026] さらに本発明は、本発明による方法により得られた、バ
リウム含有の無機固体組成物からなる、焼成した陶磁器
類を製造するための添加剤に関する。 [0027] 前記した陶磁器類、たとえばれんがの製造の際の公知の
問題は、粘土および/またはその製造のために必要な助
剤、たとえば調製水、硫酸塩を含有する場合に焼成粘土
の望ましくない白華(Ef f 1orescence
)および変色が生じることである。すでに少量の純粋炭
酸バリウムを添加することでこの白華の形成を阻止する
ことは公知である。この炭酸バリウムは工業的に純粋の
形で、つまり純度95重量%以上で使用され、カリ未焼
成の乾燥または湿潤粘度に添加される。このような純度
を有する炭酸バリウムの製造は費用がかがる。 [0028] 意想外に、本発明による方法によって得られた固体組成
物は、焼成した陶磁器類の製造のために有利な添加剤で
あることが見出された。 [0029] 本発明による方法で得られる固体組成物の形の、焼成し
た陶磁器類を製造するための本発明による添加剤は、主
に塩化物不含であり、還元性不純物、特に硫黄化合物の
ヨウ素滴定により測定することができる含量が約3重量
%を下延る。この含量は、乾燥質量に対して約2.5重
量%未満、たとえば0.1〜2.5重量%である。 [0030] 塩酸に溶けるバリウム化合物の含量は、炭酸バリウムと
して表わして、約15〜約90重量%、有利に約35〜
約70重量%、時に約40〜約50重量%である。塩酸
中に溶けるこのようなバリウム化合物は炭酸バリウムと
ケイ酸バリウムに包括される。 [0031] 粘土添加剤中に含まれる還元物質は、白華を阻止する点
において、前記した炭酸バリウムの一部を無効にするこ
とが公知である。 [0032] 粘土添加剤中の還元物質1重量%あたり、この炭酸バリ
ウム約6重量%が無効になると予想される。粘土添加剤
がたとえば還元物質2重量%と炭酸バリウム45重量%
を含んでいる場合、約33重量%が有効な炭酸バリウム
である。 [0033] 本発明による添加剤が、炭酸バリウムとして表わされる
バリウム化合物を、還元化合物の含量を考慮して、有効
に作用するバリウム化合物の含量が粘土添加剤の乾燥質
量に対−して約20重量%より犬、有利に30重量%よ
り犬である程度含有する場合有利である。 [0034] 一定の炭酸バリウム含量を有するような添加剤が所望で
ある場合に限り、この一定の含量を、所望の炭酸バリウ
ム含量より少ない含量を有する本発明により得られた固
体組成物に炭酸バリウムを添加するか、または所望の炭
酸バリウム含量よりも高い含量を有する本発明により得
られた固体組成物に適当な添加剤、たとえば粘土または
CaCO3を添加することにより調節することができる
。所望の場合、硫化バリウム浸出を、所望の含量を有す
る浸出残分が生じるように実施してもよい。 [0035] 全く優れた添加剤は、浸出残分を、浸出残分中に含まれ
る硫化バリウム、チオ硫酸バリウム、ケイ酸バリウムお
よび水酸化カルシウムを相応する炭酸塩に変えるだめに
必要な化学量論的にほぼ相当するような量の炭酸ナトリ
ウムと反応させた場合に得られる。この場合得られた固
体組成物は洗浄し、乾燥した後に優れた特性を示す。粘
土の焼成の際白華の生成を阻止する活性は極めて良好で
、この組成物は流動性であり、容易に供給することがで
き、サイロ中で良好に貯蔵することができ、簡単に運搬
することができる。この固体組成物中に炭酸バリウムの
ほかに含まれる不活性成分は粘土添加物として適してい
る。この固体組成物は塩素不含であるため、腐食性では
ない。 [0036] 本発明により浸出残分を後処理する際に得られる固体組
成物の粘土添加物としての適性は意想外であった。本発
明による方法で得られた固体組成物は、そのバリウム含
量の点で、この製造のために使用した浸出残分とほんの
わずかに異なるにすぎない。しかし未処理の浸出残分は
粘土添加物としては全く適してはいない。本発明の方法
によって、ようやくこの使うことのできなかった残分は
有価生成物に変えられる。 [0037] 従って、本発明の対象は、本発明による方法において得
られる固体組成物を、焼成した陶磁器類の製造のための
添加剤として使用することでもある。この添加剤は特に
硫酸塩含有粘土において使用するのに適しており、湿っ
たまたは乾燥した粘土に、粘土の乾燥質量に対して01
1〜10重量%の量で添加される。一定の粘土において
添加すべき本発明による添加剤の量は、当業者にとって
、場合により簡単な予備実、験により容易に測定するこ
とができる。 [0038] 焼成した粘土の製造は、公知方法で行う。原則として、
任意の硫酸塩含有粘土を、湿った状態でまたは乾燥した
状態で湿った添加剤、有利に乾燥した添加剤と混合する
ことができる。通常の助剤、たとえば非可塑性物質、た
とえば砂、ばん土または焼成粘土、水、融剤、たとえば
長石または酸化鉄または着色剤を、場合により添加して
もよい。得られた粘土混合物を通常と同様に乾燥し、焼
成する。 焼成温度は通常の範囲、たとえば900℃〜2000℃
である。低温領域では陶磁器類が得られ、これにはれん
がが属し、高温領域では陶磁器類が得られる。 [0039] 本発明による粘土添加物を使用して製造した焼成陶磁器
類、特にれんが、かわら、タイルまたは植木鉢も本発明
の対象である。 [0040] 従って、本発明による方法は、硫化バリウム浸出の貯蔵
すべき浸出残分の量を著しくまたは完全に減少させるこ
とが可能であり、意想外に有利な特性を有する価値ある
生成物が生じる。 [0041] 【実施例】 次に、本発明を実施例につき詳説するが、この範囲は本
発明を制限するものではない。 [0042] 例1: 硫化バリウム浸出の浸出残分の後処理 衣1の「浸出残分」の欄に記載した分析データを有する
硫化バリウム浸出の際に生じる浸出残分を使用した。こ
の浸出残分は乾燥せずに、水含有で使用した。 使用した浸出残分の総重量は1538kgであり、その
内538kgが含有した水であった。 [0043] この湿ったスラッジ状の浸出残分を硫化ナトリウム水溶
液766kgに懸濁させた。この溶液(N a 2 S
含量約3.6重量%)は先行の方法バッチの洗浄液およ
び濾液からのものである。 [0044] この懸濁した浸出残分に、約13.9重量%の濃度で炭
酸ナトリウムを含有する水溶液613kgを添加した。 この炭酸ナトリウム溶液を製造するなめにも、同様に、
先行の方法バッチからの洗浄液および濾液の一部を使用
した。 [0045] 浸出残分と、水と、炭酸ナトリウムとの反応混合物を、
撹拌機で混合しなから1時間、約45℃の温度に保った
。引き続き、固体と上澄溶液を濾別し、硫化物不含の水
766kgで2回洗浄し、そのつと濾過した。引き続き
洗浄した固体を乾燥した。収量:1000kg0 [0046] 得られた濾過と洗浄液とを合わせ、一部を浸出残分の懸
濁のなめおよび次の方法バッチ用の炭酸ナトリウム溶液
の製造のために返還し、この合せた濾過の残りは生じた
硫化ナトリウムを得るために乾燥した。硫化ナトリウム
は価値ある生成物であり、たとえば製茶工業に使用され
る。 [0047] 2回の洗浄と乾燥の後に得られた固体は、主に塩化物不
含の流動性粉末として生じた。この物質の密度は3.3
3g/cmであり嵩密度は0.59g/cm3であった
。この固体のその他の分析データは表1の「本発明によ
る添加物」の欄にまとめた。 [00483
【表1】 [0049] 例2: 例1で製造した固体を、焼成陶磁器類の製造のための乾
燥した粘土用の添加剤として使用 一般的試、験方法: 12.6重量%の水を含有する市販の粘土(産地:Co
tto  Toscano、San  Quirico
、Dorcia、5iena、イタリア国)を使用した
。この粘土はさらに合計で総硫黄0.75重量%を含有
し、その内0.25重量%が可溶性硫酸塩(SOとして
計算)であり、0.49重量%がノ(イライト硫黄(S
O3として計算)であった・[00501 湿った粘土を110℃で24時間乾燥し、次いで粉末枠
し、篩別した。粒子直径が0.5mmより小さいフラク
ションを使用、した。それぞれ100gの得られた乾燥
粘土フラクションを、例1で製造した異なる量の添加剤
と混合した。混合後に水20gを添加した。(これはれ
んが製造において推奨される水量である)。この水含有
混合物で約100gの立方体を成形し、これを成形後2
4時間80℃で乾燥した。乾燥した立方体を、次いでそ
れぞれ次のように焼成した。 [0051] 立方体の温度をゆっくりと均一に17時間内に約30℃
から1050℃にした。この温度に達した際に、立方体
をこの温度で1時間保ち、引き続きゆっくりと均一に1
5時間内に1050℃から150℃にした。次いで、こ
の立方体を焼成炉から取り出し、観察すべき白華に関し
て評価した。最も著しく白華が観察された製品を[XX
XXXXJと評価し、白華が減少するとともに「XXX
XXJ、「XXXX」等と評価した。光学的に白華が確
認できないような製品を「○」と評価した。 [0052] 2.1から2.6の一連の試験において、乾燥した粘土
に、例1で得られた添加剤を異なる量で添加した。試験
2.7は比較試験であり、粘土に添加剤を添加せず、そ
の他は試験2.1から2.6と同様に処理した。 [0053] 表2において、試験2.1から2.6で使用した添加剤
の量ならびに観察しな白華の評価をまとめた。さらに表
2には比較試験2.7の結果も記載した。 [0054]
【表2】 [0055] 表2から、粘土乾燥質量100gあたり、添加剤1゜に
白華が観察されないことが明らかである。 75gの量においてすで [0056] 例3: 焼成した陶磁器類の製造の際に、本発明による添加剤を
湿った粘土に混合することにより使用 例1で製造した添加剤と、例2に記載した粘土を使用し
た。しかし今回はこの粘土を乾燥せずに、湿った状態で
、つまり本釣12.6重量%で、添加物と混合した。さ
らに例3の実施を例2と同様に行った。 [0057] 試験3.1および3.2の2つは異なる量の使用した添
加剤で実施した。この使用量と、焼成した立方体の白華
の評価を表3にまとめた。表3において、さらに比較試
験3.3の結果を記載した。この比較試験は同様に湿っ
た粘土を用いて添加剤を混合せずに実施した。 [0058]
【表3】 [0059] 表3は、湿った粘土を使用する場合に、本発明による添
加剤の効果が特に顕著であることを示した。 [0060] 例4: 例1を繰り返した。今回は得られた濾液および洗浄液を
、浸出残分の懸濁液のためおよび炭酸ナトリウム溶液の
製造のために返還せずに、濃縮により、約60重量%の
硫化ナトリウムを有する硫化ナトリウム水溶液に変えた

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バリウムを含有する無機固体組成物の製造
    方法において、硫化バリウム浸出からの浸出残分を、水
    性媒体中で、二酸化炭素、二酸化炭素含有ガス混合物、
    アルカリ金属炭酸水素塩またはアルカリ金属炭酸塩と反
    応させて、固体組成物と、硫化水素水溶液またはアルカ
    リ金属硫化物水溶液とを含有する反応混合物にし、この
    反応混合物から固体組成物を分離することを特徴とする
    バリウムを含有する無機固体組成物を製造する方法。
  2. 【請求項2】浸出残分を水中の懸濁液の形で使用する請
    求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】アルカリ金属炭酸塩を使用する請求項1ま
    たは2記載の方法。
  4. 【請求項4】アルカリ金属炭酸塩を水溶液の形で使用す
    る請求項1から3までのいずれか1項の方法。
  5. 【請求項5】アルカリ金属炭酸塩を5〜15重量%の量
    で含有する水溶液を使用する請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】浸出残分中に含有する硫化バリウム、チオ
    硫酸バリウム、ケイ酸バリウムおよび水酸化カルシウム
    を炭酸バリウムおよび炭酸カルシウムに変換するために
    必要な化学量論的量の0.5〜1.5倍の量のアルカリ
    金属炭酸塩を使用する請求項1から6までのいずれか1
    項記載の方法。
  7. 【請求項7】アルカリ金属炭酸塩として炭酸ナトリウム
    を使用する請求項1から6までのいずれか1項記載の方
    法。
  8. 【請求項8】分離した固体組成物を1回以上水で洗浄す
    る請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】得られた固体組成物を乾燥する請求項1記
    載の方法。
  10. 【請求項10】分離した固体組成物に、炭酸バリウムま
    たは不活性粘度添加物を、この含量が乾燥質量に対して
    15〜90重量%であるように混合する請求項1から9
    までのいずれか1項記載の方法。
  11. 【請求項11】固体組成物を分離する際に生じる、アル
    カリ金属硫化物を含有する水溶液および/または固体組
    成物を洗浄する際に得られる洗浄水を全部または一部、
    浸出残分の懸濁液の製造および/またはアルカリ金属炭
    酸塩水溶液の製造のために返還する請求項1から10ま
    でのいずれか1項記載の方法。
  12. 【請求項12】請求項1から11までのいずれか1項記
    載の方法により得られたバリウムを含有する無機固体組
    成物。
  13. 【請求項13】主として塩素不含であり、炭酸バリウム
    として表わされる塩酸中に可溶なバリウム化合物含量が
    15〜90重量%であり、かつヨウ素滴定により測定し
    た還元物質、特に還元硫黄化合物に関して、乾燥物質に
    対して3重量%未満を含有する請求項12記載の固体組
    成物。
  14. 【請求項14】水含量が0〜50重量%である請求項1
    2または13記載の固体組成物。
  15. 【請求項15】請求項12から14までのいずれか1項
    記載の固体組成物からなる、焼成した陶磁器類を製造す
    るための添加剤。
  16. 【請求項16】硫化物含有粘土に、未焼成粘土の乾燥質
    量に対して0.1〜10重量%の量で請求項15記載の
    添加剤を添加する焼成した陶磁器類の製造方法。
  17. 【請求項17】請求項12から14までのいずれか1項
    記載の添加剤を使用して製造した陶磁器類
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