本发明专利技术提供一种无定形氧化硅粉末的制造方法，其中，具备：准备含有已糖及戊糖中的至少任意一方和氧化硅的木质材、农作物或植物作为投入原料的工序；利用硝酸、盐酸、硫酸、磷酸或有机酸水解处理该投入原料，使已糖的含量在１０重量％以下及／或戊糖的含量在２０重量％以下的工序；以４００℃以上１２００℃以下燃烧已施行水解处理而得到的残余物成分的工序。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种高纯度的，尤其涉及一种由从成为生物质(biomass)燃料的木材、农作物、草植物等中提取 糖分之后得到的内含氧化硅的残余物(级联(cascade))生成的无定形氧 化硅粉末。
技术介绍
在呼吁地球暖化对策的必要性期间，京都议定书于2005年2月生效，面向C02削减的有效的方案的筹划及执行被世界关注。其中，人们极大地期待生物质能(biomass energy)作为"碳中和(carbon neutral)"的再生"新 能量而被实用化。这是指，由于成为燃料的木材、农作物、植物等在它们 的生长过程中利用光合作用吸收大气中的co2，所以在用于创制能量而进行燃烧时，例如即使生成C02，实际上也不会成为大气中的C02增加。生物质能创制包括利用燃烧的发电(热 电能)或利用部分燃烧的气 化(甲烷*氢*一氧化碳的混合气体)、利用发酵的甲垸气体或乙醇燃料 的生成等方法，在任意制法中，均投入木材或甘蔗 玉米 稻谷壳等农作 物(或者其残余物)作为燃料，而必须在提取能量之后排出不需要的己使 用的燃料(生物质级联)。目前，如果着眼于已被实用化的生物质能，例如在美国或巴西将来自 农作物的乙醇纯化之后的残余物气体或者在泰国以稻谷壳燃烧发电产生 的燃烧灰之类的各种各样生物质级联的大部分被产废业者有偿地进行残 余物处置，仅限于一部分被用作作为肥料的农地还原材料或水泥掺和物。 但是，这些价格廉价到以日元换算为数十元/顿，如果考虑到直到农地或 水泥工场的级联的搬运成本，实际上与所述有偿残余物成分相同，成为生 物质能利用的事业性中的大的不良因素。在日系企业中，例如月岛机械株式会社开发了使用木材或玉米作为燃 料，进行利用稀硫酸的水解和利用氧的葡萄糖分解，通过利用酵母进行乙 醇发酵，从燃料中内含的纤维素或淀粉等己糖和半纤维素等戊糖制造燃料用乙醇的技术(出处"化学装置"，2003年7月号，p.69 — 73)。另外， 双日综合研究所开发了使从越南获得的碎米进行发酵，制造燃料乙醇的技 术(出处化学工业日报，2005年7月22日)。在任意生物质技术中， 作为己提取糖分的残余物成分的生物质级联在压缩固化之后为可以被作 为工厂(plant)用固态燃烧燃料再利用的程度。另一方面，还研究开发了从生物质燃料中的氧化硅提取高纯度的氧化 硅的方法。还提出了通过燃烧作为农作物之一的稻谷壳，热分解纤维素或 半纤维素、木质素等，生成氧化硅的方法。例如，包括粉体粉末冶金协会 平成16年度秋季讲演预稿利用固相合成法的稻谷壳灰的积极再利用(actve* reuse)的相关过程设计(p.148，近藤胜义等)或日本金属学会 研讨会平成17年度春季演讲预稿(2005年3月28日)镁合金的相关固 相循环利用技术(近藤胜义)、ICMAT 2005&IUMRS—ICAM2005 (2005 年7月6日)农业废物作为工业原料形成镁复合材料的创新性再利用(Innovative Reuse of Agricultural Wastes as Industrial Raw Materials to Form Magnesium Composites) (Katsuyoshi Kondoh et al.)等。在这些燃烧法中，在加热过程中稻谷壳中含有的碱金属元素、特别是 钾(K)与氧化硅反应，纤维素或半纤维素中含有的碳(C)作为残留碳 被掺入氧化硅中，所以得到的氧化硅的纯度低至88 90%左右。另一方 面，进行纤维素或半纤维素等的完全分解'除去，为了使氧化硅的含量成 为95%以上，必须在800 90(TC以上的高温区域加热'燃烧稻谷壳。但 是，在这样的高温区域的加热下，氧化硅发生结晶化。已结晶化的氧化硅 不仅比非晶质(无定形)氧化硅的功能性差，而且对人体的不良影响也大。 根据作为世界保健机构(WHO)的附属机构的国际癌研究机构(IARC)， 结晶性二氧化硅被报导属于致癌物质(Group 1)，与石棉同样地成为使用 限制对象。因而，在如上所述的燃烧法中，难以从生物质生成高纯度，非 晶质氧化硅。另外，还提出了从稻谷壳制造高纯度二氧化硅的方法。例如，包括特公平7—57684号公报"从稻壳制造高纯度二氧化硅的方法"。在此，提出 了用氢氟酸(HF)溶液处理稻谷壳，提取稻谷壳中内含的硅化合物，制 造二氧化硅的方法。具体而言，将利用氢氟酸溶液处理得到的硅化合物作为六氟硅酸(H2SiF6)提取，向其中加入氨，经过六氟硅酸铵((NH4)2SiF6)，分解成氟化铵(NH4F)和二氧化硅(Si02)，对其进行过滤分离，然后经 过水洗，干燥工序，制造非晶质的氧化硅粉末。另外，由于利用高价的氢 氟酸而经济性降低或者使用腐蚀攻击性强的氢氟酸，所以产生使用的装置 的材质成为高价的材质的问题。另一方面，还提出了从稻谷壳等木质系原料制造二氧化硅高含有原料 的方法。例如，包括特开平11一323752号公报"二氧化硅、纤维素及木 质素高含有原料的制造法"。在此，在爆碎或蒸煮处理(在盐酸、硫酸、 硝酸等溶液中浸渍木质系原料，加温*加压处理)稻谷壳、稻草、甘蔗渣 等木质系原料之后，以550 900°C (更优选600 70(TC)燃烧。这样， 可以得到Si02含有率为95%左右的非晶质(无定形)氧化硅。换言之， 例如为了制造纯度为96%以上的高纯度氧化硅，必须以更高温度加热*燃 烧以热分解，除去杂质，但这样的高温加热下，相反会出现氧化硅的结晶 结构发生方英石化(结晶化)等问题。另外，还提出了从稻谷壳制造非晶质二氧化硅微粉末的方法。例如， 包括特开平5 — 194007号公报"非晶质二氧化硅微粉末的制造方法及非晶 质二氧化硅微粉末混入的混凝土制品"。在此，在烧成已浸渍于盐酸溶液 的稻谷壳之后，通过粉碎制造非晶质二氧化硅微粉末。具体而言，通过在 浓度10%左右的盐酸溶液中短时间浸渍，熔融钾等碱有机成分，以600 70(TC左右烧成。这种情况下，如果以超过80(TC的烧成，则发生方英石 化(结晶化)等问题。另外，如果以低于60(TC的温度区域加热，则未燃 碳残存，使二氧化硅粉末的纯度降低。换言之，己施行酸处理的稻谷壳的 烧成温度被限于如上所述的600 70(TC左右，如果考虑到实际的制造， 由于温度管理范围小，因此发生未燃碳或二氧化硅的结晶化等质量不均。进而，还提出了从稻谷壳制造无定形二氧化硅的方法。例如，包括特 表2004—527445号公报"从生物(biogenic)材料的高纯度无定形二氧化 硅的制造方法"。在此，通过在具有氧化溶质(从过氧化物、过氧化氢、硝酸盐、高锰酸盐中选择)的溶液中浸渍稻谷壳等生物，通过使木质素及 纤维素等长链烃化合物进一步向可燃性(挥发性)的短链烃化合物减少， 使利用下一个工序的燃烧生成的二氧化硅的碳质残留物减少。此时的燃烧温度优选为500 95(TC，在高温度区域下，进行二氧化硅的结晶化。为了广泛普及生物质技术，必须通过从作为残余物成分的生物质级联 创制高附加价值制品，来削减生物质能的总成本。具体而言，着眼于作为 级联的主要成分的氧化硅，以确立纯度96%以上的无定形氧化硅的制造 方法为课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，从木材、农作物、草植物等得到高纯度的无定形 (非晶质)氧化硅粉本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无定形氧化硅粉末，其是燃烧以已糖的含量为１０重量％以下及／或戊糖的含量为２０重量％以下的氧化硅（ＳｉＯ↓［２］）为主体的起始原料而得到的粉末，其中， 碳含量为０．５重量％以下， 钾（Ｋ）、磷（Ｐ）、钙（Ｃａ）、钠（Ｎａ）、铝（Ａｌ）、镁（Ｍｇ）、铁（Ｆｅ）的金属元素的总含量为０．７重量％以下， 氧化硅的含量为９６重量％以上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：近藤胜义，道浦吉贞，
申请(专利权)人：近藤胜义，株式会社栗本铁工所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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