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1.本发明涉及一种薄片状组合物、薄片状组合物的制造方法。
背景技术:2.由于东日本地震后反应堆的运行受到限制,因此火力发电相对于能源供应的比例正在增加。作为火力发电,存在以煤炭为燃料进行发电的火力发电,例如已知有煤炭燃烧火力发电厂、流化床燃烧炉、整体煤气化联合循环发电(以下,也记载为igcc(integrated coal gasification combined cycle))等。在此,在igcc中,将煤气化气体作为燃料驱动燃气轮机而获得电力,并且回收燃气轮机的废热而产生蒸汽,并通过所产生的蒸汽驱动蒸汽轮机以获得电力。
3.然而,现状为如下,关于使煤炭燃烧火力发电厂、流化床燃烧炉或igcc等以煤炭为燃料而发电的火力发电厂运行时产生的废弃物,只确立了进行粉碎等加工而作为水泥的骨料利用的程度的利用方法(参考专利文献1)。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开2017-014052号公报
技术实现要素:7.发明要解决的技术课题
8.本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种能够更有效地利用从以煤炭为燃料的火力发电厂排出的废弃物的薄片状组合物、薄片状组合物的制造方法。
9.用于解决技术课题的手段
10.为了解决上述课题,本发明所涉及的薄片状组合物的特征在于,作为原料包含从以煤炭为燃料的火力发电厂排出的废弃物。
11.发明效果
12.根据本发明,能够提供一种能够更有效地利用从以煤炭为燃料的火力发电厂排出的废弃物的薄片状组合物、薄片状组合物的制造方法。
附图说明
13.图1是表示实施例所涉及的原料的混合比例(质量%)的图。
14.图2是表示成为实施例所涉及的原料的废弃物等的成分组成的图。
15.图3是表示实施例所涉及的原料的成分组成的图。
16.图4是表示由实施例所涉及的原料制造薄片状组合物时利用的电炉的概略的图。
17.图5是利用表格表示由电炉熔融实施例所涉及的原料时的温度条件及实验结果(纺丝性及薄片加工性)的图。
18.图6是利用时间序列表示由电炉熔融实施例所涉及的原料时的温度变化的图表。
19.图7是表示实施例所涉及的原料的规定成分组成的图。
20.图8是由实施例所涉及的原料获得的薄片状组合物的放大图(显微镜照片)。
具体实施方式
21.发明人等为了有效利用从以煤炭为燃料的火力发电厂排出的废弃物(以下,也简称为废弃物),进行了由包含废弃物的原料制造纤维的实验。在纤维的制造中,在吊挂于电炉内的碳粒发热管内装入包含废弃物的原料,在规定的温度下使原料熔融。然后,通过将从设置在碳粒发热管的底部中央的孔(直径2mm~3mm)流出的熔融物(原料熔融的物质)拉细,从而制造纤维。
22.由此可知,由包含废弃物的原料制造纤维时,熔融物凝固而成为球状的物质从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下,但是将该球状物质破碎后,可获得非晶态结构(以下,非晶态也称为非晶质)的平板状或鳞片状的组合物(以下,也称为薄片状组合物)。另外,通过用铁锤击打,将球状的物质破碎。
23.以下,对为了获得由包含废弃物的原料获得的薄片状组合物的实施方式进行说明。
24.在以下说明中,熔融纺丝是指,将用热熔化原料而成的熔融物从形成在纺嘴上的孔(贯穿孔)排出而成为纤维状后,冷却并凝固的方法。并且,纺丝性是指,通过熔融物从上述孔(直径2mm~3mm)以纤维状落下而生成纤维,或者在孔中插入细棒,熔融物熔敷在棒的前端部,通过使棒离开孔,熔融物以纤维状拉出而生成纤维。
25.在本实施方式中,薄片状组合物是指,非晶质结构的平板状或鳞片状的组合物。另外,若考虑薄片状组合物的用途(例如,光泽性颜料、涂料、内衬、包覆材料或加固材料等),则优选薄片状组合物的厚度在1μm~80μm的范围内,长边的长度在5μm~1200μm的范围内。在此,薄片状组合物的厚度是指薄片状组合物的最厚部位的厚度。并且,薄片状组合物的长边是指矩形状的薄片状组合物的长边的长度。另外,关于薄片状组合物的厚度及长边的测量方法也在后述的图8中进行说明。
26.并且,薄片加工性是指,通过熔融物凝固而成为球状的物质从设置在碳粒发热管的底部中央的孔(直径2mm~3mm)落下且将该球状物质破碎,从而获得薄片状组合物。
27.另外,在以下说明中,
28.将fe2o3称为f成分,也将fe2o3的含量记载为[f]。
[0029]
将sio2称为s成分,也将sio2的含量记载为[s]。
[0030]
将al2o3称为a成分,也将al2o3的含量记载为[a]。
[0031]
将cao称为c成分,也将cao的含量记载为[c]。
[0032]
[实施方式]
[0033]
用于制造本实施方式所涉及的薄片状组合物的原料中包含从以煤炭为燃料的火力发电厂排出的废弃物(以下,也简称为废弃物)。在此,火力发电厂包括煤炭燃烧火力发电厂、流化床燃烧炉、整体煤气化联合循环发电厂(以下,也称为igcc(integrated coal gasification combined cycle))等。
[0034]
薄片状组合物的原料以sio2及al2o3为主要成分,al2o3在原料中的sio2及al2o3的总计中所占的比例在特定范围内,还含有特定含量的cao。
[0035]
本实施方式所涉及的薄片状组合物的原料中sio2及al2o3的总计含量优选为45质量%以上且75质量%以下,更优选为46质量%以上且63质量%以下。[s]及[a]的总计小于45质量%还是超过75质量%的情况,均导致原料的熔融温度变高,或者熔融物的粘度变高,因此熔融物不会从设置在碳粒发热管的底部的孔(直径2mm~3mm)流出,从而有可能无法获得薄片加工性。
[0036]
只要以原料中的成分满足上述组成条件的方式进行调配,则对原料的来源并无制约,就能够获得本实施方式所涉及的薄片状组合物。作为本实施方式所涉及的薄片状组合物的原料,优选使用从以煤炭为燃料的火力发电厂(例如,煤炭燃烧火力发电厂、流化床燃烧炉、整体煤气化联合循环发电厂(igcc)等)排出的废弃物等。其理由在于,从以煤炭为燃料的火力发电厂排出的废弃物作为主要成分包含fe2o3、al2o3、sio2,因此适合获得本实施方式所涉及的薄片状组合物,或能够抑制原料成本。
[0037]
另外,本实施方式所涉及的薄片状组合物不排除包含不可避免的杂质。作为主要不可避免的杂质,存在mgo、na2o、k2o、tio2、cro2等。
[0038]
在本实施方式中,原料的成分比(质量比)与熔融原料而制造的薄片状组合物的成分比(质量比)之间未发现实质性的差异。因此,能够将原料的成分比视为熔融该原料而制造的薄片状组合物的成分比。
[0039]
本实施方式所涉及的薄片状组合物的非晶性高。因此,薄片状组合物几乎不存在因结晶相/非晶相界面的剥离引起的强度降低,从而能够获得高强度的薄片状组合物。
[0040]
在此,成为非晶质的尺度的非晶化度通过x射线衍射(xrd)图谱并由下述数学式(1)计算。
[0041]
非晶化度(%)=[la/(la+lc)]
×
100
…
(1)
[0042]
在上述(1)式中,la及lc分别如下。
[0043]
la:非晶质光晕的散射强度的积分数值。
[0044]
lc:对薄片状组合物进行x射线衍射分析时的晶质峰的散射强度的积分数值。
[0045]
本实施方式所涉及的薄片状组合物的非晶化度虽然取决于其组成,但是通常显示90%以上的值。薄片状组合物的非晶化度高时,达到95%以上,在最高的情况下,基本上仅由非晶质相组成。在此,基本上仅由非晶质相组成是指,x射线衍射图谱中仅确认到非晶质光晕,而未确认到晶质峰。
[0046]
实施例
[0047]
以下,对实施列进行说明。
[0048]
在以下试验例中,作为薄片状组合物的原料,准备了以规定的混合比例(质量%)混合了从以煤炭为燃料的火力发电厂排出的废弃物的物质(由于将小数点以下四舍五入,因此总计并不一定成为100%。)。废弃物使用了从国内的以煤炭为燃料的火力发电厂排出的物质。以下,参考图1说明各原料s1~s14的混合比例。另外,在图1中,igcc熔渣表示国内的整体煤气化联合循环发电厂的igcc废弃物,fa1~fa8表示国内的煤炭火力发电厂的废弃物(fa1~fa8是相互不同的发电厂)。并且,ba1表示玄武岩(basalt)。
[0049]
原料s1以从整体煤气化联合循环发电厂(igcc)排出的废弃物为20质量%,玄武岩(basalt)为10质量%,从煤炭火力发电厂fa1排出的废弃物为40质量%,从煤炭火力发电厂fa2排出的废弃物为30质量%的比例混合。
[0050]
原料s2以从整体煤气化联合循环发电厂(igcc)排出的废弃物为50质量%,从煤炭火力发电厂fa2排出的废弃物为50质量%的比例混合。
[0051]
原料s3以从整体煤气化联合循环发电厂(igcc)排出的废弃物为75质量%,从煤炭火力发电厂fa2排出的废弃物为25质量%的比例混合。
[0052]
原料s4以从整体煤气化联合循环发电厂(igcc)排出的废弃物为90质量%,从煤炭火力发电厂fa2排出的废弃物为10质量%的比例混合。
[0053]
原料s5以从整体煤气化联合循环发电厂(igcc)排出的废弃物为90质量%,从煤炭火力发电厂fa2排出的废弃物为10质量%的比例混合。
[0054]
原料s6以从煤炭火力发电厂fa5排出的废弃物为100质量%的比例混合。
[0055]
原料s7以从整体煤气化联合循环发电厂(igcc)排出的废弃物为30质量%,玄武岩(basalt)为5质量%,从煤炭火力发电厂fa2排出的废弃物为15质量%,从煤炭火力发电厂fa7排出的废弃物为50质量%的比例混合。
[0056]
原料s8以从整体煤气化联合循环发电厂(igcc)排出的废弃物为50质量%,从煤炭火力发电厂fa3排出的废弃物为50质量%的比例混合。
[0057]
原料s9以从整体煤气化联合循环发电厂(igcc)排出的废弃物为20质量%,从煤炭火力发电厂fa2排出的废弃物为10质量%,从煤炭火力发电厂fa3排出的废弃物为30质量%,从煤炭火力发电厂fa4排出的废弃物为40质量%的比例混合。
[0058]
原料s10以从整体煤气化联合循环发电厂(igcc)排出的废弃物为25质量%,从煤炭火力发电厂fa4排出的废弃物为10质量%,从煤炭火力发电厂fa6排出的废弃物为65质量%的比例混合。
[0059]
原料s11以从煤炭火力发电厂fa3排出的废弃物为70质量%,从煤炭火力发电厂fa4排出的废弃物为10质量%,从煤炭火力发电厂fa6排出的废弃物为10质量%,从煤炭火力发电厂fa7排出的废弃物为10质量%的比例混合。
[0060]
原料s12以从整体煤气化联合循环发电厂(igcc)排出的废弃物为10质量%,从煤炭火力发电厂fa2排出的废弃物为16质量%,从煤炭火力发电厂fa3排出的废弃物为36质量%,从煤炭火力发电厂fa6排出的废弃物为37质量%的比例混合。
[0061]
原料s13以从整体煤气化联合循环发电厂(igcc)排出的废弃物为25质量%,从煤炭火力发电厂fa4排出的废弃物为10质量%,从煤炭火力发电厂fa6排出的废弃物为65质量%的比例混合。
[0062]
原料s14以从煤炭火力发电厂fa4排出的废弃物为7质量%,从煤炭火力发电厂fa5排出的废弃物为18质量%,从煤炭火力发电厂fa8排出的废弃物为75质量%的比例混合。
[0063]
并且,在本实施例中,通过荧光x射线分析法对成为原料的废弃物及玄武岩(废弃物等)的成分进行了分析。分析时使用philips japan,ltd.的荧光x射线分析装置(philips pw2404),将荧光x射线分析装置的试样室设为真空状态并对废弃物等的成分进行了分析。图2示出废弃物等的成分组成(由于将小数点以下的值四舍五入,因此总计并不一定成为100%)。另外,在下述中,0质量%是指无法测量的程度的微量,严格意义上不是“0”。
[0064]
从国内的整体煤气化联合循环发电厂(igcc)排出的废弃物中,[f]为9质量%,[s]为54质量%,[a]为11质量%,[c]为17质量%,其他含量为9质量%。
[0065]
玄武岩(basalt ba1)中,[f]为19质量%,[s]为46质量%,[a]为11质量%,[c]为
17质量%,其他含量为6质量%。
[0066]
从国内的煤炭火力发电厂fa1排出的废弃物中,[f]为13质量%,[s]为57质量%,[a]为17质量%,[c]为6质量%,其他含量为7质量%。
[0067]
从国内的煤炭火力发电厂fa2排出的废弃物中,[f]为55质量%,[s]为35质量%,[a]为5质量%,[c]为2质量%,其他含量为3质量%。
[0068]
从国内的煤炭火力发电厂fa3排出的废弃物中,[f]为2质量%,[s]为62质量%,[a]为27质量%,[c]为3质量%,其他含量为5质量%。
[0069]
从国内的煤炭火力发电厂fa4排出的废弃物中,[f]为97质量%,[s]为0质量%,[a]为0质量%,[c]为0质量%,其他含量为3质量%。
[0070]
从国内的煤炭火力发电厂fa5排出的废弃物中,[f]为21质量%,[s]为35质量%,[a]为12质量%,[c]为22质量%,其他含量为10质量%。
[0071]
从国内的煤炭火力发电厂fa6排出的废弃物中,[f]为1质量%,[s]为73质量%,[a]为22质量%,[c]为0质量%,其他含量为4质量%。
[0072]
从国内的煤炭火力发电厂fa7排出的废弃物中,[f]为1质量%,[s]为19质量%,[a]为17质量%,[c]为55质量%,其他含量为8质量%。
[0073]
从国内的煤炭火力发电厂fa8排出的废弃物中,[f]为0质量%,[s]为34质量%,[a]为13质量%,[c]为42质量%,其他含量为11质量%。
[0074]
图3是表示实施例所涉及的原料s1~s14的成分组成的图。图3所示的成分组成由图1的各原料s1~s14的混合比例及图2的废弃物等的成分组成计算。另外,由于将小数点以下四舍五入,因此总计并不一定成为100%。
[0075]
原料s1中,[f]为26质量%,[s]为49质量%,[a]为12质量%,[c]为8质量%,其他含量为6质量%。
[0076]
原料s2中,[f]为32质量%,[s]为45质量%,[a]为8质量%,[c]为10质量%,其他含量为6质量%。
[0077]
原料s3中,[f]为21质量%,[s]为49质量%,[a]为10质量%,[c]为13质量%,其他含量为8质量%。
[0078]
原料s4中,[f]为14质量%,[s]为52质量%,[a]为10质量%,[c]为16质量%,其他含量为8质量%。
[0079]
原料s5中,[f]为14质量%,[s]为52质量%,[a]为10质量%,[c]为16质量%,其他含量为8质量%。
[0080]
原料s6中,[f]为21质量%,[s]为35质量%,[a]为12质量%,[c]为22质量%,其他含量为10质量%。
[0081]
原料s7中,[f]为12质量%,[s]为33质量%,[a]为13质量%,[c]为34质量%,其他含量为8质量%。
[0082]
原料s8中,[f]为6质量%,[s]为58质量%,[a]为19质量%,[c]为10质量%,其他含量为7质量%。
[0083]
原料s9中,[f]为47质量%,[s]为33质量%,[a]为11质量%,[c]为5质量%,其他含量为4质量%。
[0084]
原料s10中,[f]为13质量%,[s]为61质量%,[a]为17质量%,[c]为5质量%,其他
含量为4质量%。
[0085]
原料s11中,[f]为12质量%,[s]为53质量%,[a]为23质量%,[c]为8质量%,其他含量为4质量%。
[0086]
原料s12中,[f]为11质量%,[s]为60质量%,[a]为20质量%,[c]为3质量%,其他含量为6质量%。
[0087]
原料s13中,[f]为13质量%,[s]为61质量%,[a]为17质量%,[c]为5质量%,其他含量为4质量%。
[0088]
原料s14中,[f]为11质量%,[s]为32质量%,[a]为12质量%,[c]为36质量%,其他含量为9质量%。
[0089]
图4是表示由实施例所涉及的原料获得薄片状组合物时利用的电炉1的概略的图。在本实施例中,获得薄片状组合物时使用了图4所示的电炉1。电炉1是在中央形成有内径d为10cm的贯穿孔4的、高度h为60cm,外径d为50cm的圆筒体。在贯穿孔4内通过吊杆3吊有内径2.1cm、长度10cm的碳粒发热管2。在该碳粒发热管2中装入原料s1~s4中的任一个。在碳粒发热管2的底部中央设有直径2mm的孔,通过加热来熔融原料s1~s4时,利用重力从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。所流出的熔融后的原料与外部空气接触而冷却并固化。从碳粒发热管的底部流出的熔融后的原料(以下,也称为熔融物)会快速冷却并固化。在此,所流出的熔融物会快速冷却,因此薄片状组合物基本上仅由非晶质构成。
[0090]
电炉1通过规定的升温程序升温,但是预先确认了碳粒发热管2内的熔融物的温度(℃)以相比炉内温度低约50℃的温度追随。
[0091]
图5是利用表格表示由电炉熔融原料s1~s4时的温度条件及实验结果(纺丝性及薄片加工性)的图。并且,图6是利用时间序列表示由电炉熔融原料s1~s4时的温度变化的图表。
[0092]
(实施例1)
[0093]
将原料s1置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1400℃(原料温度为1350℃)后,以约1400℃保持(退火处理)1小时。之后,将炉内温度经过1小时从约1400℃(原料温度1350℃)升温至约1450℃(原料温度1400℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而成为球状的物质从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下,接着,熔融物以纤维状落下,由此生成纤维(纺丝性:
○
)。另外,通过将熔融物凝固而成为球状的物质破碎,能够获得薄片状组合物(薄片加工性:
○
)。另外,在本实施例中,通过用铁锤击打,将熔融物凝固而成为球状的物质破碎。在以下实施例2~7中也同样地,通过用铁锤击打,将熔融物凝固而成为球状的物质破碎。
[0094]
(实施例2)
[0095]
将原料s2置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1375℃(原料温度为1325℃)后,以约1375℃保持(退火处理)1小时。之后,将炉内温度经过15小时从约1375℃(原料温度1325℃)升温至约1450℃(原料温度1400℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而成为球状的物质从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下,接着,熔融物以纤维状落下,由此生成纤维(纺丝性:
○
)。另外,通过将熔融物凝固而成为球状的物质破碎,能够获得薄片状组合物(薄片加工性:
○
)。
[0096]
(实施例3)
[0097]
将原料s3置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1375℃(原料温度为1325℃)后,以约1375℃保持(退火处理)1小时。之后,将炉内温度经过15小时从约1375℃(原料温度1325℃)升温至约1450℃(原料温度1400℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而成为球状的物质从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下,接着,熔融物以纤维状落下,由此生成纤维(纺丝性:
○
)。另外,通过将熔融物凝固而成为球状的物质破碎,能够获得薄片状组合物(薄片加工性:
○
)。
[0098]
(实施例4)
[0099]
将原料s4置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1375℃(原料温度为1325℃)后,以约1375℃保持(退火处理)1小时。之后,将炉内温度经过8小时从约1375℃(原料温度1325℃)升温至约1400℃(原料温度1350℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而成为球状的物质从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下,接着,熔融物以纤维状落下,由此生成纤维(纺丝性:
○
)。另外,通过将熔融物凝固而成为球状的物质破碎,能够获得薄片状组合物(薄片加工性:
○
)。
[0100]
(实施例5)
[0101]
将原料s5置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1350℃(原料温度为1300℃)后(无退火处理),将炉内温度经过2小时从约1350℃(原料温度1300℃)升温至约1400℃(原料温度1350℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而成为球状的物质从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下,但是,熔融物未以纤维状落下,且未生成纤维(纺丝性:
×
)。另外,通过将熔融物凝固而成为球状的物质破碎,能够获得薄片状组合物(薄片加工性:
○
)。
[0102]
(实施例6)
[0103]
将原料s6置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1375℃(原料温度为1325℃)后,以约1375℃保持(退火处理)1小时。之后,将炉内温度经过5小时从约1375℃(原料温度1325℃)升温至约1400℃(原料温度1350℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而成为球状的物质从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下,接着,熔融物以纤维状落下,由此生成纤维(纺丝性:
○
)。另外,通过将熔融物凝固而成为球状的物质破碎,能够获得薄片状组合物(薄片加工性:
○
)。
[0104]
(实施例7)
[0105]
将原料s7置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1375℃(原料温度为1325℃)后,以约1375℃保持(退火处理)1小时。之后,将炉内温度经过5小时从约1375℃(原料温度1325℃)升温至约1400℃(原料温度1350℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而成为球状的物质从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下,但是,熔融物未以纤维状落下,且未生成纤维(纺丝性:
×
)。另外,通过将熔融物凝固而成为球状的物质破碎,能够获得薄片状组合物(薄片加工性:
○
)。
[0106]
(比较例1)
[0107]
将原料s8置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1375℃(原料温度为1325℃)后,以约1375℃保持(退火处理)1小时。之后,将炉内温度经过5小时从约1375℃(原料温度1325℃)升温至约1400℃(原料温度1350℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而未成为球状(薄片加工性:
×
),且熔融物
也未以纤维状从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下(纺丝性:
×
)。
[0108]
(比较例2)
[0109]
将原料s9置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1375℃(原料温度为1325℃)后,以约1375℃保持(退火处理)1小时。之后,将炉内温度经过5小时从约1375℃(原料温度1325℃)升温至约1400℃(原料温度1350℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而未成为球状(薄片加工性:
×
),且熔融物也未以纤维状从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下(纺丝性:
×
)。
[0110]
(比较例3)
[0111]
将原料s10置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1375℃(原料温度为1325℃)后,以约1375℃保持(退火处理)1小时。之后,将炉内温度经过5小时从约1375℃(原料温度1325℃)升温至约1400℃(原料温度1350℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而未成为球状(薄片加工性:
×
),且熔融物也未以纤维状从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下(纺丝性:
×
)。
[0112]
(比较例4)
[0113]
将原料s11置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1375℃(原料温度为1325℃)后,以约1375℃保持(退火处理)1小时。之后,将炉内温度经过5小时从约1375℃(原料温度1325℃)升温至约1400℃(原料温度1350℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而未成为球状(薄片加工性:
×
),且熔融物也未以纤维状从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下(纺丝性:
×
)。
[0114]
(比较例5)
[0115]
将原料s12置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1375℃(原料温度为1325℃)后,以约1375℃保持(退火处理)1小时。之后,将炉内温度经过5小时从约1375℃(原料温度1325℃)升温至约1400℃(原料温度1350℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而未成为球状(薄片加工性:
×
),且熔融物也未以纤维状从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下(纺丝性:
×
)。
[0116]
(比较例6)
[0117]
将原料s13置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1375℃(原料温度为1325℃)后,以约1375℃保持(退火处理)1小时。之后,将炉内温度经过5小时从约1375℃(原料温度1325℃)升温至约1400℃(原料温度1350℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而未成为球状(薄片加工性:
×
),且熔融物也未以纤维状从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下(纺丝性:
×
)。
[0118]
(比较例7)
[0119]
将原料s14置入碳粒发热管内之后,将炉内温度从室温(25℃)升温至约1375℃(原料温度为1325℃)后,以约1375℃保持(退火处理)1小时。之后,将炉内温度经过5小时从约1375℃(原料温度1325℃)升温至约1400℃(原料温度1350℃)的同时,利用重力使熔融物从设置在碳粒发热管的底部的孔流出。熔融物凝固而未成为球状(薄片加工性:
×
),且熔融物也未以纤维状从设置在碳粒发热管的底部中央的孔落下(纺丝性:
×
)。
[0120]
(考察)
[0121]
如上,在实施例1~7(原料s1~s7)中,薄片加工性为
“○”
,换言之,能够获得薄片
状组合物,但在比较例1~7(原料s8~s14)中,薄片加工性为
“×”
,换言之,无法获得薄片状组合物。
[0122]
并且,关于未进行退火处理的实施例5,薄片加工性也为
“○”
,换言之,能够获得薄片状组合物,但在比较例1~7中,虽进行了退火处理,但薄片加工性为
“×”
,换言之,无法获得薄片状组合物,由此可知,与纤维不同,为了获得薄片状组合物没有必要进行退火处理。
[0123]
图7是表示原料s1~s14所涉及的原料的规定成分组成([s]+[a]、[a]/([a]+[s])、[ca])的图。从图7所示的表格可知,薄片状组合物的原料中,sio2及al2o3的总计含量([s]+[a])优选为45质量%以上且75质量%以下,更优选为46质量%以上且63质量%以下。
[0124]
另外,本实施方式所涉及的薄片状组合物的原料中,al2o3在sio2和al2o3的总计中所占的比例([a]/([a]+[s]))(质量比)在0.15~0.28的范围内。
[0125]
并且,可知本实施方式所涉及的薄片状组合物的原料中,cao的含量[c]为8质量%以上且36质量%以下。
[0126]
图8是由实施例所涉及的原料获得的薄片状组合物的放大图(显微镜照片)。发明人等利用显微镜测量了在实施例1~8中获得的薄片状组合物的厚度及长边的长度。在此,对于薄片状组合物,在俯视观察时,利用装在显微镜上的目镜测微仪目视测量矩形状的薄片状组合物的厚度及长边的长度。在此,作为薄片状组合物的厚度,测量了薄片状组合物的最厚部位的厚度。并且,作为薄片状组合物的长边的长度,测量了与矩形状的薄片状组合物的长边对应的部位的长度。测量的结果可知,薄片状组合物的厚度在1μm~80μm的范围内,长边的长度在5μm~1200μm的范围内,优选用于光泽性颜料、涂料、内衬、包覆材料或加固材料等的用途。
[0127]
并且,通过x射线衍射(xrd)图谱分析了图8所示的薄片状组合物的结果可知,该薄片状组合物基本上仅由非晶质构成。认为其原因在于,成为熔融状态的原料从设置在碳粒发热管2的底部中央的孔流出之后,通过淬冷无法获得规则性原子排列而成为非晶质。
[0128]
另外,关于熔融包含从以煤炭为燃料的火力发电厂排出的废弃物的原料之后,通过(包括自然冷却)冷却而固化的物质,由于通过再次熔融已固化的物质,也能够形成为纤维或薄片状组合物,因此认为不管形状如何都是有用的。另外,即使在该情况下,原料中,作为成分包含sio2、al2o3及cao,原料中sio2及al2o3的总计含量优选为45质量%以上且75质量%以下,更优选为46质量%以上且63质量%以下。
[0129]
产业上的可利用性
[0130]
薄片状组合物能够用作光泽性颜料、涂料、内衬、包覆材料或加固材料。
[0131]
符号说明
[0132]
1-电炉,2-碳粒发热管,3-吊杆,4-开口部,d-电炉外径,h-电炉高度,d-电炉开口部内径。