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	石炭灰から合成したゼオライトの特性評価と触媒活性 −窯業原料としての石炭灰の有効利用１−
	■ プラシャント・クマール*　山名一男** 　　　 *化学食品部STAフェロー　**化学食品部(現，商工労働部)

研究の背景
電力供給源としての火力発電は，オイルショック以降石油エネルギーへの依存度を低下させ，石炭火力電源にシフトしており，全電気量の約37%を占めている。その結果として大量の石炭灰(フライアッシュ)が発生しており，石炭灰の有効利用を検討する必要が生じてきた。石川県でも，七尾市大田火力発電所から大量の石炭灰が発生しているものの，他県でのセメント原料以外への利用はほとんどなされていない。我々は，フィルターや触媒として利用価値の高いゼオライト(沸石)を石炭灰から合成することを試みた。

図1　合成物のＸ線回折パターン
　(a:標準物質，b,c:合成ゼオライト)

図2　石炭灰(a)と合成ゼオライト(b,c,d)のSEM像
研究内容
実験には七尾大田火力発電所から排出された石炭灰を利用した。ゼオライト合成の前処理として水酸化ナトリウムと混合し，溶融後に濾過・乾燥した。Y型ゼオライト単一層が得られるようにアルミ珪酸塩のスラリーを種材として準備し，323Kで48時間と373Kで48時間オートクレーブ処理を行った。最後に沈殿物を濾過して乾燥することでゼオライトが得られた。
石炭灰から得られたY型ゼオライトはＸ線回折法およびSEM写真観察により結晶性の評価を行った。粒度分布および化学分析はレーザー回折法粒度分布装置および蛍光Ｘ線分析装置にて行った。また，表面積およびイオン交換能を測定し，NMR測定を行った。触媒活性はクメン・クラッキング法により評価した。

研究成果
石炭灰からのゼオライト合成方法について検討を行い，以下の結果を得ることが出来た。
(1) 本合成手法から得られたY型ゼオライトは石炭灰中の大部　分のSiとAl成分が高効率に変換され，純粋なゼオライトと遜色のない触媒活性を示した。
(2) 溶融粉末溶液の浮遊物はより純粋なY型ゼオライトを生成　し、沈殿物がゼオライト化のために再利用できることがわか　った。
(3) 石炭灰の溶融条件は水熱処理によるゼオライト合成の効率　を高めることに重要な役割を示すことがわかった。

論文投稿
Journal of the Ceramic Society of Japan, Vol.109, 2001, p.968-973