アルカリ水熱条件下におけるカリ長石の分解

抄録

280～300メッシュに粉砕した佐賀県産カリ長石をアルカリ水溶液とともに小型オートクレープ中で振動させながら100～400℃に加熱した。反応生成物をとりだし,K₂O,Al₂O₃O,SiO₂の抽出率を調べ,抽出残留物の結晶相を同定し,カリ長石の分解と変質を検討した。Ca(OH)₂溶液を用いた場合,反応時間10分ではKAISi₃O₈に対するCa(OH)₂のモル比5～6以上で抽出率60%となり,不溶性生成物の造膜作用によってそれ以上の分解が進みにくくなった。NaOH溶液を用いた場合,比較的低温(200℃)でSi-O-Si,Si-O-Al結合が分解され,300℃ までは各成分の抽出率は温度とともに増大する傾向を示した。抽出率は大きいものからK₂O,SiO₂,Al₂O₃Oの順で,5mol・dm^-3NaOH溶液を用いた場合,200℃,10分間の反応でK20のほぼ100%が抽出された。Ca(OH)₂溶液を用いた場合の固体生成物(抽出残留物)は主成分がトバモライト(Tobermolite,5CaO・6SiO₂・5H₂O),ケイ酸ニカルシウム(2CaO・SiO₂・H₂O)となり,ほかにカルシライト(Kalsilite,K₂O・Al₂O₃O・2SiO₂),ネフェリン(Nepheline,Na₂O・Al₂O8・2SiO黎)を認めた。NaOH溶液の場合の生成物はアルカリの濃度増加にともなってシリカ含量の高い長石(SiO₂/Al₂O₃Oモル比6)からシリカの少ないアナルサイト(Analcite,Na₂O・Al3O₃O・4SiO₂・2H₂O,SiO₂/Al₂O₃Oモル比4)ついでカンクリナイト(Cancrinite,3(Na₂O・Al₂O₃O・2SiO₂)・NaoH,SiO₂/Al₂O₃Oモル比2),ソーダライト(sodalite,3(Na₂O・Al₂O₃O・2siO₂)・2NaoH,siO₂/Al₂O₃Oモル比2)に順次変化していくことがわかった。