JP2005113091A - Method for producing high purity carbon black - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a highly pure carbon black by removing metal components contained in the carbon black as impurities such as Fe, Ni, Ca, etc., by a simple method in a good efficiency. <P>SOLUTION: This highly pure carbon black is obtained by bringing an aqueous dispersion of the carbon black in contact with a water soluble chelating agent, e.g. an organic acid-based chelating agent, an amino carboxylic acid-based chelating agent or a phosphonic acid-based chelating agent for eluting the metallic components contained in the carbon black and also catching them with the chelating agent to transfer them to a liquid phase, and then separating liquid from solid. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、カーボンブラック中に不純物として含まれることのあるＦｅ，Ｎｉ，Ｃａなどの金属成分を、水性分散剤に分散させた状態で水溶性のキレート剤と接触させ、分散媒中に溶出させると共にキレート剤にキレート捕捉させてから固液分離することにより、高純度のカーボンブラックを製造する方法に関するものである。   In the present invention, metal components such as Fe, Ni, and Ca that may be contained as impurities in carbon black are brought into contact with a water-soluble chelating agent in a state of being dispersed in an aqueous dispersant and eluted in a dispersion medium. In addition, the present invention relates to a method for producing high-purity carbon black by allowing a chelating agent to capture a chelate and then performing solid-liquid separation.

カーボンブラックは、有機物の不完全燃焼または熱分解によって得られる微細な球状もしくは鎖状の炭素集合体であり、ゴム補強用の充填剤を始め、印刷インキや塗料用などの顔料、導電性付与材などとして広く実用化されている。   Carbon black is a fine spherical or chain carbon aggregate obtained by incomplete combustion or thermal decomposition of organic matter, including fillers for reinforcing rubber, pigments for printing inks and paints, and conductivity imparting materials. It has been widely put to practical use.

カーボンブラックを製造する方法には、主として、１）原料を不完全燃焼させるファーネス法、２）連続的に焔分解させながらチャンネル鋼材に接触させて捕集するコンタクト法、３）天然ガスを熱分解させるサーマル法などがあるが、現在では、我国を始めとして世界的にファーネス法が最も汎用されている。該ファーネス法では、原料として主にクレオソート油や石油系重質油を使用し、これらを完全燃焼のための理論量に満たない不十分量の空気と共に反応炉内へ吹き込んで不完全燃焼させた後、水で冷却し、最終的には水で捕捉して水性スラリーとして得る。   Carbon black is mainly produced by 1) Furnace method in which the raw material is incompletely burned, 2) Contact method in which the steel is brought into contact with the channel steel while continuously cracking, and 3) Natural gas is pyrolyzed. However, the furnace method is the most widely used worldwide, including Japan. In the furnace method, creosote oil or heavy petroleum oil is mainly used as a raw material, and these are blown into a reaction furnace together with an insufficient amount of air that is less than the theoretical amount for complete combustion to cause incomplete combustion. After that, it is cooled with water and finally captured with water to obtain an aqueous slurry.

ところで、これらの方法で使用されるカーボンブラックの原料にはＦｅ，Ｎｉ，Ｃａなど様々の金属成分が含まれており、それらの金属成分は、カーボンブラックの製造工程でカーボンブラック中へ更に濃縮されることになる。また金属成分の混入源としては、それ以外にも冷却水に溶解している金属成分や製造設備の金属腐食などにより溶出してくる金属成分もあり、カーボンブラック中には様々な金属成分が混入してくる。そのため、例えば半導体分野の如く金属成分の混入を極端に嫌う用途でカーボンブラックを使用する場合は、それらの金属成分を可及的に除去し高純度化することが必要になる。   By the way, the raw materials of carbon black used in these methods include various metal components such as Fe, Ni, Ca, and these metal components are further concentrated in the carbon black in the carbon black manufacturing process. Will be. Other sources of metal components include metal components dissolved in cooling water and metal components that elute due to metal corrosion of manufacturing equipment, and various metal components are mixed in carbon black. Come on. Therefore, for example, when carbon black is used in an application that extremely dislikes mixing of metal components, such as in the semiconductor field, it is necessary to remove those metal components as much as possible to achieve high purity.

高純度カーボンブラックの製法としては、カーボンブラックをハロゲン系のガスを含む非酸化性雰囲気中で高温熱処理することによって不純金属を除去する方法もある様であるが、この種の方法では高価な設備が必要になるばかりでなく、高温熱処理によるカーボンブラックの変質が懸念される。   As a method for producing high-purity carbon black, there is a method of removing impure metals by heat-treating carbon black at a high temperature in a non-oxidizing atmosphere containing a halogen-based gas, but this type of method is expensive equipment. There is a concern that the carbon black may be altered by high-temperature heat treatment.

また、クレオソート油や石油系重質油に比べて純度の高い炭化水素系原料を使用すると共に、製造設備内での金属部材と原料の接触を極力避けることによって、金属成分の混入を抑える方法も提案されている（特許文献１）。しかしこれらの方法で用いられる炭化水素系原料は、クレオソート油や石油系重質油などに比べて高価であり、また製造設備の改造にも費用を要するためコスト高につく。
特開２００２−１０５３５５号公報 Also, a method that suppresses mixing of metal components by using hydrocarbon raw materials with higher purity than creosote oil and heavy petroleum oils, and avoiding contact between metal members and raw materials as much as possible in the production facility. Has also been proposed (Patent Document 1). However, the hydrocarbon-based raw materials used in these methods are more expensive than creosote oil, heavy petroleum oil, and the like, and cost is also required for remodeling the production equipment.
JP 2002-105355 A

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、カーボンブラック中に不純物として含まれるＦｅ，Ｎｉ，Ｃａなどの金属成分を簡単な方法で効率よく除去し、高純度のカーボンブラックを製法する方法を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the circumstances as described above, and its purpose is to efficiently remove metal components such as Fe, Ni, and Ca contained as impurities in carbon black by a simple method, The object is to provide a method for producing high-purity carbon black.

上記課題を解決することのできた本発明にかかる高純度カーボンブラックの製法とは、カーボンブラックの水性分散液に水溶性のキレート剤を接触させ、カーボンブラック中に含まれる金属成分を該キレート剤に捕捉して除去するところに特徴を有している。   The method for producing high-purity carbon black according to the present invention that has solved the above-mentioned problem is to bring a water-soluble chelating agent into contact with an aqueous dispersion of carbon black, and use the metal component contained in the carbon black as the chelating agent. It is characterized by its capture and removal.

上記本発明の製法を実施するに当っては、上記カーボンブラック中に含まれる金属成分に対して当量以上のキレート剤を使用し、水性分散媒中に溶出してくる金属成分をキレート剤で捕捉すると共に、カーボンブラックを固形物として分離することによって、金属成分含量の低減された高純度のカーボンブラックを得る。   In carrying out the production method of the present invention, a chelating agent equivalent to or more than the metal component contained in the carbon black is used, and the metal component eluted in the aqueous dispersion medium is captured by the chelating agent. At the same time, by separating the carbon black as a solid, a high purity carbon black having a reduced metal component content is obtained.

この方法を実施する際に用いられる好ましいキレート剤としては、有機酸系キレート剤、アミン系キレート剤、アミノカルボン酸系キレート剤、ホスホン酸系キレート剤などが挙げられ、これらは単独で使用し得る他、必要により２種以上を適宜組み合わせて使用することも可能である。これらのキレート剤は、金属成分をキレート捕捉した状態でもなお水溶性であることが必要であり、それによりカーボンブラックから水性分散媒中へ溶出してきた金属成分をキレート捕捉し、固形物として系内に分散しているカーボンブラックと容易に固液分離することが可能となる。   Preferred chelating agents used in carrying out this method include organic acid chelating agents, amine chelating agents, aminocarboxylic acid chelating agents, phosphonic acid chelating agents, and the like, which can be used alone. In addition, if necessary, two or more kinds can be used in appropriate combination. These chelating agents must still be water-soluble even when the metal component is chelated and captured, thereby chelating and capturing the metal component eluted from the carbon black into the aqueous dispersion medium, and as a solid matter in the system. It is possible to easily perform solid-liquid separation from the carbon black dispersed in the liquid.

上記有機酸系キレート剤の中でも特に好ましいのはヒドロキシカルボン酸および／またはそのアミン塩であり、上記アミノカルボン酸系キレート剤の中でも特に好ましいのは、ニトリロ三酢酸、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、およびそれらのアミン塩である。更に、上記ホスホン酸系キレート剤として好ましいのは、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、ニトリロトリメチレンホスホン酸、ホスホノブタン三酢酸およびエチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸などであり、これらも各々単独で使用できることはもとより、必要により２種以上を併用することによって金属成分の捕捉効率を高めることも有効である。   Particularly preferred among the organic acid chelating agents are hydroxycarboxylic acids and / or amine salts thereof, and particularly preferred among the aminocarboxylic acid chelating agents are nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, Triethylenetetramine hexaacetic acid and their amine salts. Furthermore, hydroxyethylidene diphosphonic acid, nitrilotrimethylene phosphonic acid, phosphonobutane triacetic acid, ethylenediaminetetramethylene phosphonic acid, and the like are preferable as the phosphonic acid-based chelating agent. It is also effective to increase the capture efficiency of the metal component by using more than one species in combination.

即ち、カーボンブラックの水性分散液にキレート剤を添加することにより、カーボンブラックに含まれる金属成分を分散媒中へ溶出させ、キレート剤にキレート捕捉させることでカーボンブラックへの再付着を阻止し、カーボンブラックは不溶物として固液分離してから乾燥することで、不純金属成分量の激減された高純度のカーボンブラックを得ることができる。従って、得られる高純度のカーボンブラックは、高純度品が要求される半導体封止用エポキシ樹脂、フォトレジストプロセスにおける反射防止膜、高分子型燃料電池用白金触媒の担体などとして支障なく利用できるし、また導電性ゴムや電磁波シールド、自動車外板静電塗装用樹脂等への添加剤としても有効に活用できる。   That is, by adding a chelating agent to an aqueous dispersion of carbon black, the metal component contained in the carbon black is eluted into the dispersion medium, and chelating is captured by the chelating agent to prevent reattachment to the carbon black, The carbon black is solid-liquid separated as an insoluble matter and then dried to obtain a high purity carbon black in which the amount of impure metal components is drastically reduced. Therefore, the high-purity carbon black obtained can be used without any trouble as an epoxy resin for semiconductor encapsulation, which requires a high-purity product, an antireflection film in a photoresist process, a support for a platinum catalyst for polymer fuel cells, and the like. Also, it can be effectively used as an additive to conductive rubber, electromagnetic wave shield, resin for automobile outer plate electrostatic coating and the like.

本発明によれば、カーボンブラック中に不純物として含まれることのあるＦｅ，Ｎｉ，Ｃａなどの金属成分を、キレート剤を用いる簡単な方法で効率よく除去することができ、金属成分含量が少なくて半導体用途やフォトレジストプロセスにおける反射防止膜用途などにおいても支障なく利用できる高純度のカーボンブラックを効率よく製造できる。   According to the present invention, metal components such as Fe, Ni, and Ca that may be contained as impurities in carbon black can be efficiently removed by a simple method using a chelating agent, and the metal component content is low. High-purity carbon black can be efficiently produced that can be used without problems in semiconductor applications and anti-reflective coating applications in photoresist processes.

本発明では、上記の様にカーボンブラックの水性分散液にキレート剤を添加し、カーボンブラック中に含まれる金属成分を分散媒中に溶出させると共に、当該金属成分をキレート剤にキレート捕捉させることによって水性分散媒中に安定に保持し、カーボンブラックへの再付着を阻止するところに最大の特徴を有している。   In the present invention, by adding a chelating agent to the aqueous dispersion of carbon black as described above, the metal component contained in the carbon black is eluted in the dispersion medium, and the metal component is chelated and captured by the chelating agent. It has the greatest feature in that it is stably held in the aqueous dispersion medium and prevents reattachment to carbon black.

本発明で用いるキレート剤としては、有機酸系キレート剤、アミン系キレート剤、アミノカルボン酸系キレート剤、ホスホン酸系キレート剤などが例示される。   Examples of the chelating agent used in the present invention include organic acid chelating agents, amine chelating agents, aminocarboxylic acid chelating agents, and phosphonic acid chelating agents.

有機酸としては、金属に対しキレート形成能を有するものであれば特に制限なく使用できるが、特に好ましいのは、クエン酸、リンゴ酸、乳酸、アスコルビン酸、グルコン酸、ヘプトグルコン酸等のオキシカルボン酸である。   The organic acid can be used without particular limitation as long as it has a chelate-forming ability with respect to a metal. Particularly preferred are oxycarboxylic acids such as citric acid, malic acid, lactic acid, ascorbic acid, gluconic acid, and heptogluconic acid. It is.

またアミノカルボン酸としては、エチレンジアミン四酢酸、ｔｒａｎｓ−１，２−シクロヘキサンジアミン四酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン、ジアミノプロパノール四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、エチレンジアミン二酢酸、エチレンジアミン二プロピオン酸、ヒドロキシエチレンジアミン三酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、ヘキサメチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミンジ（ｏ−ヒドロキシフェニル）酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、イミノ二酢酸、１，３−ジアミノプロパン四酢酸、１，２−ジアミノプロパン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ニトリロ三プロピオン酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、Ｓ，Ｓ−エチレンジアミン二こはく酸、１，３−ジアミノプロパン二こはく酸、グルタミン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸、アスパラギン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸、α−アラニン−Ｎ，Ｎ−二酢酸、β−アラニン−Ｎ，Ｎ−二酢酸、セリン−Ｎ，Ｎ−二酢酸、などが例示される。   As aminocarboxylic acids, ethylenediaminetetraacetic acid, trans-1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid, dihydroxyethylglycine, diaminopropanoltetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, ethylenediaminediacetic acid, ethylenediaminedipropionic acid, hydroxyethylenediaminetriacetic acid, glycol Etherdiaminetetraacetic acid, hexamethylenediaminetetraacetic acid, ethylenediaminedi (o-hydroxyphenyl) acetic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, iminodiacetic acid, 1,3-diaminopropanetetraacetic acid, 1,2-diaminopropanetetraacetic acid, nitrilo Triacetic acid, nitrilotripropionic acid, triethylenetetramine hexaacetic acid, S, S-ethylenediamine disuccinic acid, 1,3-diaminopropane disuccinic acid, glutamic acid-N, N-2 Acid, aspartic acid -N, N-diacetic acid, alpha-alanine -N, N-diacetic acid, beta-alanine -N, N-diacetic acid, serine -N, N-diacetic acid, and the like are exemplified.

またホスホン酸系キレート剤としては、ヒドロキシエタンジホスホン酸、ニトリロトリメチレンホスホン酸、ホスホノブタン三酢酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ホスホノヒドロキシ酢酸、ヒドロキシエチルジメチレンホスホン酸などが挙げられる。   Phosphonic acid-based chelating agents include hydroxyethanediphosphonic acid, nitrilotrimethylenephosphonic acid, phosphonobutanetriacetic acid, ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid, hexamethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, phosphonohydroxyacetic acid, hydroxy Examples include ethyldimethylenephosphonic acid.

また上述した様な水溶性のキレート剤は、不純金属分を増加させないという制限の下で遊離酸のままの状態もしくはアミン塩として使用できる。また遊離酸を水性溶媒中で予めアミンに溶解させたものとして用いてもよい。アミン塩または溶解に用いるアミンとしては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンなどのアルキルアミン類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノールアミン類；ピリジン、アンモニアなどを挙げられるが、これらの中で最も実用性の高いのは、比較的低温で分解または蒸発するアンモニアである。   Further, the water-soluble chelating agent as described above can be used as a free acid or as an amine salt under the restriction that it does not increase the impure metal content. Further, the free acid may be used as an aqueous solvent previously dissolved in an amine. Examples of amine salts or amines used for dissolution include alkylamines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, monoethylamine, diethylamine, and triethylamine; alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine; pyridine, ammonia, and the like. Of these, the most practical is ammonia, which decomposes or evaporates at a relatively low temperature.

本発明を実施する際に用いられるキレート剤は、カーボンブラック中に含まれる金属成分に対して過剰量添加するのがよく、添加量を多くするほど金属成分に対する除去効果は向上するが、好ましくは金属成分に対して１〜１００倍モル量、より好ましくは２〜５０倍モルとすることが望ましい。   The chelating agent used in practicing the present invention is preferably added in excess with respect to the metal component contained in the carbon black, and the removal effect on the metal component is improved as the addition amount is increased. It is desirable that the amount is 1 to 100 times mol, more preferably 2 to 50 times mol for the metal component.

ファーネス法によって製造されたカーボンブラックの精製に本発明を適用する場合は、不完全燃焼で生成したカーボンブラックを水で冷却・捕集することによって得られるカーボンブラックの水性スラリーに、上記キレート剤を添加する。カーボンブラックの水性スラリーが高温を維持している状態、たとえば１００℃付近の高温であるときは、添加後速やかに固液分離してもよいが、キレート剤を添加する際の温度が低くなるほど、添加後の撹拌保持時間を長くすることが望ましい。要は、スラリーの温度を高温にして金属成分の溶出とキレート剤との反応を促進するか、または比較的低温で時間を十分にかけて溶出させると共にキレート捕捉させるか、である。   When the present invention is applied to the purification of carbon black produced by the furnace method, the above chelating agent is added to an aqueous slurry of carbon black obtained by cooling and collecting the carbon black produced by incomplete combustion with water. Added. When the aqueous slurry of carbon black is maintained at a high temperature, for example, at a high temperature around 100 ° C., solid-liquid separation may be performed immediately after the addition, but the lower the temperature at which the chelating agent is added, It is desirable to lengthen the stirring holding time after the addition. The point is that the temperature of the slurry is increased to promote the elution of the metal component and the reaction with the chelating agent, or the elution is carried out at a relatively low temperature for a long time and the chelate is captured.

本発明で使用する水性分散媒とは、水道水や工業用水などを包含するが、金属成分の混入防止という趣旨を活かす上では、純水、脱イオン水、蒸留水などを使用することが望ましい。また場合によっては、これらの水と共にアルコール系もしくはケトン系、エーテル系、エステル系などの水可溶性の有機溶剤を適量添加した水性の混合溶剤を使用することにより、カーボンブラック中に含まれることがあるその他の不純成分の除去効率を高めることも可能である。   The aqueous dispersion medium used in the present invention includes tap water and industrial water, but it is desirable to use pure water, deionized water, distilled water, etc. in order to make use of the purpose of preventing the mixing of metal components. . In some cases, these waters may be contained in carbon black by using an aqueous mixed solvent to which an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as alcohol, ketone, ether or ester is added. It is also possible to increase the removal efficiency of other impure components.

なお、カーボンブラックから水性分散媒中へ溶出してくる金属成分は、キレート剤と結合して錯体化されるため、カーボンブラックへの再付着は防止される。かくして金属成分を溶出させてキレート剤に捕捉させた後は、これらを固液分離することにより、ウェット状のカーボンブラックと、カーボンブラックから溶出した金属成分およびキレート剤を含む濾液に分離してから乾燥すると、高純度のカーボンブラックが得られる。固液分離法は特に限定されないが、工業的に好ましいのはフィルタープレスや遠心分離であり、中でも水洗の容易な遠心分離法が特に好ましい。乾燥法も特に限定されないが、好ましくは非酸化性ガス雰囲気中、５０〜３００℃で行なうのがよい。   Note that the metal component eluted from the carbon black into the aqueous dispersion medium is combined with the chelating agent to be complexed, so that re-adhesion to the carbon black is prevented. After eluting the metal components and capturing them in the chelating agent, they are separated into wet carbon black and a filtrate containing the metal components and chelating agent eluted from the carbon black by solid-liquid separation. When dried, a high purity carbon black is obtained. The solid-liquid separation method is not particularly limited, but industrially preferred are a filter press and centrifugal separation, and among them, the centrifugal separation method that is easy to wash with water is particularly preferred. The drying method is not particularly limited, but it is preferably performed at 50 to 300 ° C. in a non-oxidizing gas atmosphere.

なお本発明は、勿論ファーネス法で製造したカーボンブラックの高純度化に限定される訳ではなく、その他の方法で製造したカーボンブラックであっても、その中に金属成分が含まれる場合は、上記と同様の処理を行なうことで高純度のカーボンブラックを得ることができる。また、既製のカーボンブラックを水性溶剤に分散してカーボンブラックの水性スラリーとし、これにキレート剤を添加することによって金属成分をキレート捕捉することも可能であり、それらも当然本発明の技術範囲に包含される。   Of course, the present invention is not limited to the purification of carbon black produced by the furnace method, and even when carbon black produced by other methods contains a metal component, High-purity carbon black can be obtained by performing the same treatment as in FIG. It is also possible to disperse ready-made carbon black in an aqueous solvent to form an aqueous slurry of carbon black, and add a chelating agent to this to chelate and capture metal components, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is included.

上記の様に本発明は、カーボンブラックの水性スラリーにキレート剤を添加することによって、カーボンブラック中に含まれる金属成分を水性分散媒中に溶出させると共にキレート捕捉させ、金属成分のカーボンブラックへの再付着を阻止した状態で固液分離することで、金属成分を効率よく除去することができる。しかも、特殊かつ高価な設備投資を必要としないため、従来法に比べて簡単かつ低コストで、金属成分含量の少ない高純度のカーボンブラックを得ることができる。   As described above, in the present invention, by adding a chelating agent to the aqueous slurry of carbon black, the metal component contained in the carbon black is eluted in the aqueous dispersion medium and chelated and captured, and the metal component is converted into the carbon black. By performing solid-liquid separation in a state where re-adhesion is prevented, the metal component can be efficiently removed. In addition, since no special and expensive capital investment is required, it is possible to obtain high-purity carbon black that is simpler and less expensive than conventional methods and has a low metal component content.

かくして得られる高純度のカーボンブラックは、金属成分含量の少ない高純度品であり、金属成分の含有を極度に嫌う半導体分野やフォトレジスト分野などを始めとする様々の分野に幅広く有効に活用できる。   The high-purity carbon black obtained in this way is a high-purity product with a low metal component content, and can be effectively used in a wide range of fields including the semiconductor field and the photoresist field where the content of metal components is extremely hated.

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited by the following Examples, and may be appropriately changed within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, the present invention can be carried out in addition to those described above, and both are included in the technical scope of the present invention.

実施例１
１リットルのビーカーにファーネス法の中間工程で得たカーボンブラックの水性スラリー（カーボンブラック含量：０．６質量％、カーボンブラック中のＦｅ；０．２０質量％，Ｎｉ；０．２２質量％，Ｃａ；０．４０質量％、分散媒中のＦｅ；１ｐｐｍ，Ｎｉ；１ｐｐｍ，Ｃａ；４０ｐｐｍ）１０００ｇを秤取し、撹拌しながらキレート剤としてエチレンジアミン四酢酸二アンモニウム塩（以下、ＥＤＴＡ・２ＮＨ４と記す）を０．１〜１０ｇ添加する。これを２５〜１００℃で０．１〜１２時間撹拌した後、Ｎｏ．５Ｃ濾紙を用いて減圧濾過により固液分離を行った。 Example 1
An aqueous slurry of carbon black obtained in an intermediate process of the furnace method in a 1 liter beaker (carbon black content: 0.6 mass%, Fe in carbon black; 0.20 mass%, Ni; 0.22 mass%, Ca ; 0.40 mass%, Fe in dispersion medium; 1000 g of 1 ppm, Ni; 1 ppm, Ca; 40 ppm) are weighed and stirred, and ethylenediaminetetraacetic acid diammonium salt (hereinafter referred to as EDTA · 2NH 4) is used as a chelating agent. 0.1-10 g) is added. After stirring this at 25-100 degreeC for 0.1-12 hours, No. Solid-liquid separation was performed by filtration under reduced pressure using 5C filter paper.

濾紙上に残ったカーボンブラックに精製水１００ｍｌを加え、再度減圧濾過することによってカーボンブラックを洗浄した。得られたウェット状のカーボンブラックを真空乾燥機で１００℃×２４時間乾燥後することにより、高純度のカーボンブラック粉末を得た。なおＥＤＴＡ・２ＮＨ４の添加量や撹拌条件などは表１に示す通りである。 100 ml of purified water was added to the carbon black remaining on the filter paper, and the carbon black was washed by filtering again under reduced pressure. The obtained wet carbon black was dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 24 hours to obtain a high-purity carbon black powder. The amount of EDTA · 2NH 4 added and the stirring conditions are as shown in Table 1.

上記表１に示した符号１〜１５のカーボンブラック中に含まれるＦｅ，ＮｉおよびＣａ量を測定し、表２に示す結果を得た。なお金属成分含量の測定は、各処理を終えて得たカーボンブラックを８００℃で灰化してから塩酸に溶解し、これをプラズマ原子発光分光法にかけることによって行なった。   The amounts of Fe, Ni, and Ca contained in the carbon blacks 1 to 15 shown in Table 1 above were measured, and the results shown in Table 2 were obtained. The metal component content was measured by ashing the carbon black obtained after finishing each treatment at 800 ° C., dissolving it in hydrochloric acid, and subjecting it to plasma atomic emission spectroscopy.

表２からも明らかな様に、カーボンブラック水性分散液中の金属成分に対してＥＤＴＡ・２ＮＨ４を当量以上添加し、撹拌時間を長くするほど、また撹拌時の温度を高くするほど、金属成分の除去効率は向上している。 As is clear from Table 2, EDTA · 2NH 4 is added in an equivalent amount or more to the metal component in the carbon black aqueous dispersion, and the longer the stirring time and the higher the temperature during stirring, the more the metal component The removal efficiency is improved.

実施例２
上記実施例１において、キレート剤としてのＥＤＴＡ・２ＮＨ４に代えて、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）は１０ｇ、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）は１０ｇ、ヒドロキシエタンジホスホン酸（ＨＥＤＰ）は６０％水溶液を１５ｇ、をそれぞれ添加し、以下は実施例１と同様にして処理し、得られたカーボンブラック中のＦｅ，ＮｉおよびＣａ量を測定した。なお処理温度は６０℃、撹拌時間は５時間で一定とした。 Example 2
In Example 1, in place of EDTA · 2NH 4 as the chelating agent, 10 g of diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), 10 g of nitrilotriacetic acid (NTA), and 15 g of 60% aqueous solution of hydroxyethanediphosphonic acid (HEDP) The following were processed in the same manner as in Example 1, and the amounts of Fe, Ni and Ca in the obtained carbon black were measured. The treatment temperature was constant at 60 ° C. and the stirring time was 5 hours.

結果は表３に示す通りであり、いずれの場合もブランク材に対してＦｅ，ＮｉおよびＣａの含量が大幅に低減している。   The results are as shown in Table 3. In any case, the contents of Fe, Ni and Ca are significantly reduced with respect to the blank material.

Claims (6)

カーボンブラックの水性分散液を水溶性のキレート剤と接触させ、カーボンブラックに含まれる金属成分をキレート剤に捕捉して除去することを特徴とする高純度カーボンブラックの製法。   A method for producing high-purity carbon black, wherein an aqueous dispersion of carbon black is brought into contact with a water-soluble chelating agent, and metal components contained in the carbon black are captured and removed by the chelating agent. 前記カーボンブラック中に含まれる金属成分に対して当量以上のキレート剤を使用し、水性分散媒に溶出してくる金属成分をキレート剤で捕捉してカーボンブラックから分離する請求項１に記載の製法。   The process according to claim 1, wherein a chelating agent having an equivalent amount or more with respect to the metal component contained in the carbon black is used, and the metal component eluted in the aqueous dispersion medium is captured by the chelating agent and separated from the carbon black. . 前記キレート剤として、有機酸系キレート剤、アミン系キレート剤、アミノカルボン酸系キレート剤およびホスホン酸系キレート剤よりなる群から選ばれる少なくとも１種を使用する請求項２に記載の製法。   The process according to claim 2, wherein at least one selected from the group consisting of an organic acid chelating agent, an amine chelating agent, an aminocarboxylic acid chelating agent and a phosphonic acid chelating agent is used as the chelating agent. 有機酸系キレート剤として、ヒドロキシカルボン酸および／またはそのアミン塩を使用する請求項３に記載の製法。   The process according to claim 3, wherein hydroxycarboxylic acid and / or amine salt thereof is used as the organic acid chelating agent. アミノカルボン酸系キレート剤として、ニトリロ三酢酸、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸およびそれらのアミン塩よりなる群から選ばれる少なくとも１種を使用する請求項３に記載の製法。   The process according to claim 3, wherein the aminocarboxylic acid chelating agent is at least one selected from the group consisting of nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, triethylenetetraminehexaacetic acid and amine salts thereof. ホスホン酸系キレート剤として、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、ニトリロトリメチレンホスホン酸、ホスホノブタン三酢酸およびエチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸よりなる群から選ばれる少なくとも１種を使用する請求項３に記載の製法。   The process according to claim 3, wherein at least one selected from the group consisting of hydroxyethylidene diphosphonic acid, nitrilotrimethylene phosphonic acid, phosphonobutane triacetic acid and ethylenediaminetetramethylene phosphonic acid is used as the phosphonic acid chelating agent.
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