JP2010143783A - Method for producing low halogen titanium oxide powder - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing titanium oxide powder having low halogen content and the low variation of the halogen content reducing effect while suppressing the change of rutilated ratio or specific surface area. <P>SOLUTION: In the method of producing titanium oxide powder having low halogen content by heating of crude titanium oxide powder produced using titanium halide as a raw material in a cylindrical treating chamber, the treating chamber is arranged vertical and the crude titanium oxide powder is added and falls down in the treating chamber while supplying a dehalogenated gas from the upper part of the treating chamber into a heating chamber to form a descending air current flowing in the whole treating chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、触媒、太陽電池、誘電体原料などに好適なハロゲン含有量が少ない酸化チタン粉末を製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a titanium oxide powder having a low halogen content suitable for a catalyst, a solar cell, a dielectric material and the like.

酸化チタン粉末は、顔料、誘電体原料、紫外線遮蔽材料などの様々な用途に利用されており、近年においては、光触媒や太陽電池などへの応用も脚光を浴びつつある。このように酸化チタンの用途は多岐に渡るが、性能の向上、小型化、高屈折率、透明性などの要求から、微粒で分散性のよい微粒子酸化チタンが求められるようになっている。   Titanium oxide powder is used in various applications such as pigments, dielectric materials, and ultraviolet shielding materials, and in recent years, its application to photocatalysts and solar cells is also in the spotlight. As described above, titanium oxide is used for various purposes, but fine titanium oxide having fine particles and good dispersibility has been demanded from demands for improvement in performance, miniaturization, high refractive index, transparency and the like.

酸化チタン粉末の製造方法は、硫酸チタニル、四塩化チタン、有機チタン等を液相で加水分解する液相法と、ハロゲン化チタンを酸素あるいは水蒸気等の酸化性ガスと気相で反応させる気相法とに大別される。一般的に気相法により得られる酸化チタンは、溶媒を使用しないため、液相法により得られる酸化チタンに比べ、微粒で分散性が良く、また、高温での反応であるため結晶性が優れるなどの特徴を有している。   The production method of titanium oxide powder includes a liquid phase method in which titanyl sulfate, titanium tetrachloride, organic titanium and the like are hydrolyzed in a liquid phase, and a gas phase in which titanium halide is reacted with an oxidizing gas such as oxygen or water vapor in the gas phase. Broadly divided into law. Generally, titanium oxide obtained by a vapor phase method does not use a solvent, and therefore has finer particles and better dispersibility than titanium oxide obtained by a liquid phase method, and is excellent in crystallinity because it is a reaction at a high temperature. It has the features such as.

四塩化チタン等のハロゲン化チタンから作製された粗酸化チタン粉末を原料に用いて酸化チタン粉末を製造する際、得られる酸化チタンに塩素のようなハロゲン元素が存在すると、製造装置や製品の基材を腐食させたり、変質させたりするため、得られる酸化チタン粉末中のハロゲン含有量を低く抑える必要がある。   When manufacturing titanium oxide powder using raw titanium oxide powder made from titanium halide such as titanium tetrachloride as the raw material, the presence of a halogen element such as chlorine in the resulting titanium oxide will result in production equipment and product bases. In order to corrode or alter the material, it is necessary to keep the halogen content in the obtained titanium oxide powder low.

例えば、固相法により、炭酸バリウムと酸化チタンから、チタン酸バリウムを製造する場合、酸化チタン中の塩素がチタン酸バリウムの異常粒成長の原因となることが知られており(例えば、特許文献1参照)、特に、酸化チタン粉末の粒径が小さくなり比表面積が大きくなると、残留塩素濃度が高くなる傾向にある(例えば、特許文献2参照)。   For example, when barium titanate is produced from barium carbonate and titanium oxide by a solid phase method, it is known that chlorine in titanium oxide causes abnormal grain growth of barium titanate (for example, Patent Documents). 1), in particular, when the particle size of the titanium oxide powder is reduced and the specific surface area is increased, the residual chlorine concentration tends to increase (for example, see Patent Document 2).

酸化チタンの低塩素化方法としては、例えば、
(i)酸化チタンを円筒形回転式加熱炉中で転動させながら、水蒸気と接触させる方法(特許文献2参照)、
(ii)四塩化チタンを気相中で酸化して得られた酸化チタンを300℃以下の温度域で気体状のアルコールと接触させる方法(特許文献3参照)、
(iii)金属の蒸気状ハロゲン化物を加水分解または酸化作用のあるガス存在下に熱分解して得られる金属酸化物を、直立の中空円筒状処理室で、高い温度で向流により湿潤空気を用いた処理によって精製するにあたり、上記酸化物を上昇する不活性な湿潤気流に対向して、約400〜600℃に加熱された処理室に導入し、混合ガス相の流速を高分散性酸化物が渦動層を形成できないように低く保つ方法(特許文献4参照)が知られている。
特開2006−76876号公報の段落〔0012〕 特開平10−251021号公報 特開平6−171940号公報 特公昭48−13832号公報
As a method for reducing the chlorination of titanium oxide, for example,
(I) A method of bringing titanium oxide into contact with water vapor while rolling in a cylindrical rotary heating furnace (see Patent Document 2),
(Ii) a method of contacting titanium oxide obtained by oxidizing titanium tetrachloride in a gas phase with gaseous alcohol in a temperature range of 300 ° C. or lower (see Patent Document 3),
(Iii) A metal oxide obtained by hydrolyzing a metal vapor halide in the presence of hydrolyzing or oxidizing gas, and wet air by countercurrent flow at a high temperature in an upright hollow cylindrical processing chamber. In refining by the treatment used, the oxide is introduced into a treatment chamber heated to about 400 to 600 ° C. opposite to an inert moist air flow that rises, and the flow rate of the mixed gas phase is increased to a highly dispersible oxide. Is known to keep it low so that a vortex layer cannot be formed (see Patent Document 4).
Paragraph [0012] of Japanese Patent Laid-Open No. 2006-76876 JP-A-10-251021 JP-A-6-171940 Japanese Patent Publication No. 48-13832

しかし、本発明者らが検討したところ、上記特許文献2や特許文献3に記載の方法においては、ハロゲン含有量の低減効果が小さく、また、特許文献4に記載の方法においては、エネルギーロスが大きいばかりか、得られる酸化チタン粉末におけるハロゲン含有量低減効果のばらつきが大きいことが判明した。   However, as a result of studies by the present inventors, the methods described in Patent Document 2 and Patent Document 3 have a small effect of reducing the halogen content, and the method described in Patent Document 4 has an energy loss. In addition to being large, it was found that the variation of the halogen content reduction effect in the obtained titanium oxide powder was large.

このような状況下、本発明は、ルチル化率や比表面積の変化を抑制しつつ、ハロゲン含有量を低減し、かつハロゲン含有量低減効果のばらつきの小さい酸化チタン粉末の製造方法を提供することを目的とするものである。   Under such circumstances, the present invention provides a method for producing a titanium oxide powder that reduces the halogen content and has little variation in the halogen content reduction effect while suppressing changes in the rutile ratio and specific surface area. It is intended.

上記技術課題を解決すべく、本発明者が鋭意検討を行ったところ、ハロゲン化チタンを原料として生成されてなる粗酸化チタン粉末を、筒状の処理室内で加熱処理するにあたり、処理室を垂直に配設するとともに、処理室の上部から処理室内に脱ハロゲンガスを供給して処理室全体を流通する下降気流を形成しつつ、処理室内に粗酸化チタン粉末を添加して落下させながら加熱処理することによって、上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。   In order to solve the above technical problem, the present inventor has intensively studied. As a result, when the crude titanium oxide powder produced using titanium halide as a raw material is heat-treated in a cylindrical processing chamber, the processing chamber is set vertically. Heat treatment while adding crude titanium oxide powder to the processing chamber and dropping it while forming a descending airflow that flows through the entire processing chamber by supplying dehalogenated gas from the upper part of the processing chamber to the processing chamber. As a result, it has been found that the above technical problem can be solved, and the present invention has been completed based on this finding.

すなわち、本発明は、
(1)ハロゲン化チタンを原料として生成されてなる粗酸化チタン粉末を、筒状の処理室内で加熱処理するにあたり、
前記処理室を垂直に配設するとともに、
前記処理室の上部から処理室内に脱ハロゲンガスを供給して処理室全体を流通する下降気流を形成しつつ、
処理室内に前記粗酸化チタン粉末を添加して落下させながら加熱処理する
ことを特徴とする低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法、
(2)前記処理室内において前記粗酸化チタン粉末を繰り返し複数回落下させる上記(1)に記載の低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法、
(3)前記脱ハロゲンガスが、水蒸気、アルコールガスまたはこれらの混合ガスから選ばれる1種以上を含むものである上記(1)または(2)に記載の低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法、
(4)前記加熱処理温度が300℃以上である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法、
(5)前記処理室の内部寸法が、直径50〜300mmである上記(1)〜(4)のいずれかに記載の低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法、および
(6)前記粗酸化チタン粉末が処理室内を通過する1回あたりの滞留時間が5秒以下である上記(1)〜(5)のいずれかに記載の低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法
を提供するものである。
That is, the present invention
(1) When heat-treating crude titanium oxide powder produced using titanium halide as a raw material in a cylindrical processing chamber,
While arranging the processing chamber vertically,
While forming a descending airflow that circulates the entire processing chamber by supplying dehalogenated gas into the processing chamber from the upper part of the processing chamber,
A method for producing a low halogen titanium oxide powder, wherein the crude titanium oxide powder is added to the treatment chamber and dropped while being dropped,
(2) The method for producing low-halogen titanium oxide powder according to (1), wherein the crude titanium oxide powder is repeatedly dropped a plurality of times in the processing chamber,
(3) The method for producing a low halogen titanium oxide powder according to the above (1) or (2), wherein the dehalogenating gas contains one or more selected from water vapor, alcohol gas, or a mixed gas thereof,
(4) The method for producing a low halogen titanium oxide powder according to any one of (1) to (3), wherein the heat treatment temperature is 300 ° C. or higher,
(5) The method for producing a low halogen titanium oxide powder according to any one of (1) to (4) above, wherein the internal dimensions of the processing chamber are 50 to 300 mm in diameter, and (6) the crude titanium oxide powder is The method for producing a low halogen titanium oxide powder according to any one of the above (1) to (5), wherein the residence time per one time passing through the processing chamber is 5 seconds or less.

本発明によれば、ハロゲン化チタンを原料として生成されてなる粗酸化チタン粉末を、筒状の処理室内で加熱処理するにあたり、処理室を垂直に配設するとともに、処理室の上部から処理室内に脱ハロゲンガスを供給して処理室全体を流通する下降気流を形成しつつ、処理室内に粗酸化チタン粉末を添加して落下させながら加熱処理することにより、処理室内の滞留時間を短縮して、原料である粗酸化チタン粉末のルチル化率の変化を低減するとともに、粗酸化チタン粉末を構成する個々の粒子の加熱温度を均一にして、ルチル化率や比表面積の変化を抑制しつつ、ハロゲン含有量が少なく、かつハロゲン含有量低減効果のばらつきの小さい酸化チタン粉末を製造することができる。   According to the present invention, when a crude titanium oxide powder produced using titanium halide as a raw material is heat-treated in a cylindrical processing chamber, the processing chamber is disposed vertically and the processing chamber is disposed from the upper portion of the processing chamber. By reducing the residence time in the processing chamber by supplying the dehalogenated gas to the chamber and forming a descending airflow that circulates throughout the processing chamber, heat treatment while adding and dropping the crude titanium oxide powder into the processing chamber In addition to reducing the change in the rutile rate of the raw titanium oxide powder as a raw material, and uniformizing the heating temperature of the individual particles constituting the crude titanium oxide powder, while suppressing the change in the rutile rate and specific surface area, A titanium oxide powder having a small halogen content and a small variation in the halogen content reducing effect can be produced.

本発明の低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法は、ハロゲン化チタンを原料として生成されてなる粗酸化チタン粉末を、筒状の処理室内で加熱処理するにあたり、前記処理室を垂直に配設するとともに、前記処理室の上部から処理室内に脱ハロゲンガスを供給して処理室全体を流通する下降気流を形成しつつ、処理室内に前記粗酸化チタン粉末を添加して落下させながら加熱処理することを特徴とするものである。   The method for producing a low-halogen titanium oxide powder of the present invention is such that when the crude titanium oxide powder produced using titanium halide as a raw material is heat-treated in a cylindrical processing chamber, the processing chamber is disposed vertically. Supplying a dehalogenating gas from the upper part of the processing chamber into the processing chamber to form a descending airflow flowing through the entire processing chamber, and adding the crude titanium oxide powder to the processing chamber and performing the heat treatment while dropping. It is a feature.

先ず、本発明の方法において、原料として用いられる粗酸化チタン粉末の調製方法について説明する。   First, the preparation method of the crude titanium oxide powder used as a raw material in the method of this invention is demonstrated.

粗酸化チタン粉末の作製方法としては、四塩化チタン等のハロゲン化チタン含有ガスを、気相中で加水分解又は酸化反応させることにより作製する気相法と、四塩化チタン等のハロゲン化チタン含有溶液を、アルカリまたは水により加水分解、中和反応することにより作製する液相法が挙げられる。   As a preparation method of the crude titanium oxide powder, a gas phase method in which a titanium halide-containing gas such as titanium tetrachloride is hydrolyzed or oxidized in the gas phase, and a titanium halide content such as titanium tetrachloride is contained. Examples thereof include a liquid phase method in which a solution is hydrolyzed and neutralized with an alkali or water.

本発明の方法において、原料となる粗酸化チタン粉末を気相法により作製する方法としては、ハロゲン化チタンガスを加水分解又は酸化反応させる方法を挙げることができ、例えば、
(I)ハロゲン化チタン含有ガスを、気相中で酸素ガスと接触させ酸化させる気相酸化法、
(II)燃焼時に水を生成する水素ガス等の可燃性ガスと酸素ガスを燃焼バーナーに供給し火炎を形成し、この中にハロゲン化チタン含有ガスを導入する火炎加水分解法、
(III)ハロゲン化チタン含有ガスを気相中で水蒸気と接触させ酸化させる気相酸化法、
(IV)燃焼時に水を生成する水素ガス等の可燃性ガスと酸素ガスを燃焼バーナーに供給し火炎を形成し、この中にハロゲン化チタン含有ガスと水蒸気を導入する火炎加水分解法、
などの気相法が挙げられる。
In the method of the present invention, examples of the method for producing the raw titanium oxide powder as a raw material by a vapor phase method include a method of hydrolyzing or oxidizing titanium halide gas, for example,
(I) a gas phase oxidation method in which a titanium halide-containing gas is oxidized by contacting oxygen gas in the gas phase;
(II) A flame hydrolysis method in which a combustible gas such as hydrogen gas that generates water during combustion and oxygen gas is supplied to a combustion burner to form a flame, and a titanium halide-containing gas is introduced into the flame,
(III) a gas phase oxidation method in which a titanium halide-containing gas is contacted with water vapor in the gas phase and oxidized;
(IV) A flame hydrolysis method in which a combustible gas such as hydrogen gas that generates water during combustion and an oxygen gas are supplied to a combustion burner to form a flame, and a titanium halide-containing gas and water vapor are introduced into the flame,
Gas phase methods such as

ハロゲン化チタン含有ガスとしては、四塩化チタンガス、四臭化チタンガス、四ヨウ化チタンガス等のハロゲン化チタンガスを含有するものを挙げることができ、これらのハロゲン化チタンガスと窒素ガス等の不活性ガスとの混合ガスも挙げられる。   Examples of the halogenated titanium-containing gas include those containing titanium halide gas such as titanium tetrachloride gas, titanium tetrabromide gas, titanium tetraiodide gas, and the like. A mixed gas with an inert gas is also included.

また、上記ハロゲン化チタンを加水分解又は酸化反応させるための各種ガスに代えて、水素ガス等の可燃性ガス、酸素ガス及び水蒸気と、窒素ガス等の不活性ガスとの混合ガスを用いてもよい。   Further, instead of various gases for hydrolyzing or oxidizing the titanium halide, a mixed gas of a combustible gas such as hydrogen gas, oxygen gas and water vapor, and an inert gas such as nitrogen gas may be used. Good.

気相法により粗酸化チタン粉末を作製する場合、気相中で、ハロゲン化チタン含有ガスを水素ガス等の可燃性ガス、酸素ガスあるいは水蒸気と接触させて反応させるため、得られる粗酸化チタン粉末には、液相法により粗酸化チタン粉末を作製する場合に比べ、不純物元素が混入又は残留し難い。   When producing a crude titanium oxide powder by the vapor phase method, the resulting titanium dioxide powder is obtained by reacting the titanium halide-containing gas with a combustible gas such as hydrogen gas, oxygen gas or water vapor in the gas phase. As compared with the case where a crude titanium oxide powder is produced by a liquid phase method, an impurity element is less likely to be mixed in or remain.

気相法により粗酸化チタン粉末を作製する場合、得られる粗酸化チタン粉末には、ハロゲン化チタン含有ガス由来のハロゲン元素が通常1000〜20000質量ppm程度含まれている。   When producing a crude titanium oxide powder by a vapor phase method, the obtained crude titanium oxide powder usually contains about 1000 to 20000 mass ppm of a halogen element derived from a titanium halide-containing gas.

本発明の方法において、原料となる粗酸化チタン粉末を構成する一次粒子の平均粒径は、特に制限されないが、上記粗酸化チタン粉末が、気相法により得られるものである場合、通常200nm以下、好ましくは100nm以下である。また、粗酸化チタン粉末の比表面積は、特に制限されないが、BET比表面積で通常50〜200m/gである。本発明の方法において、原料となる粗酸化チタン粉末のBET比表面積が上記範囲内にあることにより、光学特性、触媒活性に優れ、また、微粒な低ハロゲン酸化チタン粉末を提供することができる。 In the method of the present invention, the average particle size of the primary particles constituting the raw titanium oxide powder as a raw material is not particularly limited, but is usually 200 nm or less when the crude titanium oxide powder is obtained by a vapor phase method. The thickness is preferably 100 nm or less. The specific surface area of the crude titanium oxide powder is not particularly limited, but is usually 50 to 200 m 2 / g in terms of BET specific surface area. In the method of the present invention, when the BET specific surface area of the raw titanium oxide powder as a raw material is within the above range, it is possible to provide a fine low halogen titanium oxide powder having excellent optical characteristics and catalytic activity.

以下、四塩化チタンガスを原料に用いて気相法で粗酸化チタン粉末を製造する方法について詳しく説明する。   Hereinafter, a method for producing a crude titanium oxide powder by a vapor phase method using titanium tetrachloride gas as a raw material will be described in detail.

粗酸化チタン粉末の製造方法としては、
(i)四塩化チタンガスと、酸素ガスとを接触させ反応させる工程、あるいは、
(ii)四塩化チタンガスと、水素ガスおよび酸素ガスを接触させ反応させる工程、あるいは、
(iii)四塩化チタンガスと、水蒸気とを接触させ反応させる工程、あるいは、
(iv)四塩化チタンガスと、水素ガス、酸素ガス及び水蒸気とを接触させ反応させて、四塩化チタンを気相状態で加水分解又は酸化させる工程
のいずれかの工程を有することが好ましい。
As a production method of the crude titanium oxide powder,
(I) a step of bringing titanium tetrachloride gas and oxygen gas into contact with each other, or
(Ii) a step of bringing titanium tetrachloride gas into contact with hydrogen gas and oxygen gas to react, or
(Iii) a step of bringing titanium tetrachloride gas into contact with water vapor to react, or
(Iv) It is preferable to include any step of contacting titanium tetrachloride gas with hydrogen gas, oxygen gas, and water vapor to cause the reaction to hydrolyze or oxidize titanium tetrachloride in a gas phase.

本発明の方法において、原料となる粗酸化チタン粉末を作製する方法としては、水蒸気を生成ないし供給することにより反応に水蒸気が存在する(ii)〜(iv)の工程、特に反応に水蒸気を供給する(iii)及び(iv)の工程を有する方法が好ましい。   In the method of the present invention, the raw titanium oxide powder used as a raw material is produced by supplying water vapor to the reaction by producing or supplying water vapor (ii) to (iv), particularly supplying water vapor to the reaction. A method having the steps (iii) and (iv) is preferred.

上記粗酸化チタン粉末の作製方法では、四塩化チタンガスを反応部に供給し、該反応部で、酸素と、あるいは、水素ガスおよび酸素ガスと、あるいは、水蒸気と、あるいは、水素ガス、酸素ガス及び水蒸気と接触させるが、上記反応部への四塩化チタンガスの供給量に対し、酸素および水蒸気の供給量を、四塩化チタンを全て酸化する化学当量以上とすることが望ましい。特に、水蒸気の供給量が、四塩化チタンをすべて酸化する化学当量以上であると、酸化チタンの生成反応が均一に行われるため、生成する酸化チタンの結晶制御を行い易くなり、高比表面積でルチル化率(ルチル含有率)の高いルチル型の酸化チタン粉末や、高比表面積でアナターゼ型の酸化チタン粉末を得易くなる。ここで、四塩化チタンを全て酸化する化学当量とは、四塩化チタンを酸素または水蒸気で反応させる場合の酸素または水蒸気の化学当量を意味し、酸素の場合、四塩化チタン(TiCl)ガス1モルに対して酸素(O)ガスが1モル、水蒸気の場合、四塩化チタン1モルに対して水蒸気(HO)が2モルである。 In the method for producing the crude titanium oxide powder, titanium tetrachloride gas is supplied to the reaction part, and oxygen, hydrogen gas and oxygen gas, water vapor, or hydrogen gas, oxygen gas is supplied to the reaction part. However, it is desirable that the supply amount of oxygen and water vapor be equal to or more than the chemical equivalent for oxidizing all of titanium tetrachloride with respect to the supply amount of titanium tetrachloride gas to the reaction section. In particular, when the supply amount of water vapor is equal to or more than the chemical equivalent of oxidizing all titanium tetrachloride, the titanium oxide production reaction is uniformly performed, so that it is easy to control the crystal of the produced titanium oxide, and the high specific surface area. It becomes easy to obtain a rutile type titanium oxide powder having a high rutile ratio (rutile content) or an anatase type titanium oxide powder having a high specific surface area. Here, the chemical equivalent that oxidizes all titanium tetrachloride means the chemical equivalent of oxygen or water vapor when titanium tetrachloride is reacted with oxygen or water vapor. In the case of oxygen, titanium tetrachloride (TiCl 4 ) gas 1 In the case of 1 mol of oxygen (O 2 ) gas and water vapor with respect to mol, water vapor (H 2 O) is 2 mol with respect to 1 mol of titanium tetrachloride.

そして、上記粗酸化チタン粉末の製造方法では、具体的には、上記反応部に供給する供給ガスを標準状態としたときガスの体積比で、好ましくは四塩化チタンガスの5倍以上の水蒸気、特に好ましくは四塩化チタンガスの7倍以上の水蒸気を供給し反応させる。   In the method for producing the crude titanium oxide powder, specifically, when the supply gas supplied to the reaction section is in a standard state, the volume ratio of the gas, preferably 5 times or more of the titanium tetrachloride gas, Particularly preferably, the reaction is performed by supplying water vapor of 7 times or more of titanium tetrachloride gas.

また、上記粗酸化チタン粉末の作製方法では、上記反応部への水素ガスの供給量に対し、酸素ガスの供給量を、水素をすべて燃焼させる化学当量以上とすることが好ましく、具体的には、上記反応部に供給する供給ガスを標準状態としたときガスの体積比で、水素ガスの2倍以上の酸素ガスを供給し反応させることが好ましい。ここで、水素をすべて燃焼させる化学当量とは、水素ガス2モルに対して酸素ガスが1モルである。水素ガスの供給量により、ルチル化率を調整することができる。   Further, in the method for producing the crude titanium oxide powder, it is preferable that the supply amount of oxygen gas is equal to or more than the chemical equivalent for burning all hydrogen with respect to the supply amount of hydrogen gas to the reaction section. When the supply gas supplied to the reaction section is in a standard state, it is preferable to supply and react oxygen gas at a volume ratio of gas that is twice or more that of hydrogen gas. Here, the chemical equivalent of burning all hydrogen is 1 mole of oxygen gas per 2 moles of hydrogen gas. The rutile ratio can be adjusted by the supply amount of hydrogen gas.

上記粗酸化チタン粉末の作製方法において、上記反応部に供給する供給ガスの供給量について、各供給ガスを標準状態としたときの四塩化チタンガス1リットルに対する水素ガス、酸素ガス及び水蒸気の体積比を表1及び表2に示す。表1は、アナターゼ型の粗酸化チタン粉末の製造方法、表2はルチル型の粗酸化チタン粉末の製造方法を示す。   In the method for producing the crude titanium oxide powder, the volume ratio of hydrogen gas, oxygen gas and water vapor to 1 liter of titanium tetrachloride gas when each supply gas is in a standard state with respect to the supply amount of the supply gas supplied to the reaction section Are shown in Tables 1 and 2. Table 1 shows a method for producing anatase-type crude titanium oxide powder, and Table 2 shows a method for producing a rutile-type crude titanium oxide powder.

Figure 2010143783
Figure 2010143783

Figure 2010143783
Figure 2010143783

上記粗酸化チタン粉末の作製方法において、四塩化チタンガス、水素ガス、酸素ガス及び水蒸気の供給速度は、反応スケール又は各供給ガスを供給するノズル径等により異なるので適宜設定するが、上記反応部での各供給ガス、特に四塩化チタンガスの供給速度は乱流域になるように設定することが望ましい。   In the method for producing the crude titanium oxide powder, the supply rate of titanium tetrachloride gas, hydrogen gas, oxygen gas and water vapor varies depending on the reaction scale or the nozzle diameter for supplying each supply gas, etc. It is desirable to set the supply speed of each supply gas, particularly titanium tetrachloride gas, in the turbulent flow region.

また、上記粗酸化チタン粉末の作製方法では、四塩化チタンガス、水素ガス、酸素ガス及び水蒸気を、アルゴンや窒素のごとき不活性ガスで希釈し、上記反応部に供給し反応させてもよい。   In the method for producing the crude titanium oxide powder, titanium tetrachloride gas, hydrogen gas, oxygen gas, and water vapor may be diluted with an inert gas such as argon or nitrogen, and supplied to the reaction section for reaction.

上記粗酸化チタン粉末の作製方法では、四塩化チタンガスに対して水素ガス、酸素ガス及び水蒸気の供給量を表1に示した供給量とすることで、高比表面積でかつルチル化率の低いアナターゼ型の粗酸化チタン粉末を得ることができる。また、表2に示した供給量とすることで、高比表面積でかつルチル化率の高いルチル型の粗酸化チタン粉末を得ることができる。   In the method for producing the crude titanium oxide powder, the supply amount of hydrogen gas, oxygen gas and water vapor to the titanium tetrachloride gas is set to the supply amounts shown in Table 1, so that the specific surface area is high and the rutile ratio is low. Anatase type crude titanium oxide powder can be obtained. Moreover, by setting it as the supply amount shown in Table 2, a rutile type rough titanium oxide powder having a high specific surface area and a high rutile ratio can be obtained.

また、上記粗酸化チタン粉末の作製方法では、四塩化チタンガス、水素ガス、酸素ガス及び水蒸気を、上記反応部に供給する際に、予め加熱して供給して反応させることが望ましく、予熱温度は、500℃以上であることが好ましく、500〜900℃であることがより好ましい。   Further, in the method for producing the crude titanium oxide powder, when supplying the titanium tetrachloride gas, the hydrogen gas, the oxygen gas and the water vapor to the reaction part, it is desirable to preheat and supply and react, and the preheating temperature Is preferably 500 ° C. or higher, and more preferably 500 to 900 ° C.

そして、上記粗酸化チタン粉末の作製方法では、各供給ガスが上記反応部にて反応し、粗酸化チタン粉末が生成する。上記反応部の反応温度は、酸化チタンが生成する温度以上、具体的には500℃以上であることが好ましく、550〜800℃であることがより好ましい。   And in the manufacturing method of the said rough titanium oxide powder, each supply gas reacts in the said reaction part, and a rough titanium oxide powder produces | generates. The reaction temperature in the reaction part is preferably equal to or higher than the temperature at which titanium oxide is generated, specifically 500 ° C or higher, and more preferably 550 to 800 ° C.

上記粗酸化チタン粉末の作製方法では、各供給ガスの予熱温度及び反応温度を制御することによって、生成する粗酸化チタン粉末のルチル化率(ルチル型酸化チタン含有率)を制御することができる。   In the method for producing the crude titanium oxide powder, by controlling the preheating temperature and reaction temperature of each supply gas, the rutile ratio (rutile titanium oxide content) of the produced crude titanium oxide powder can be controlled.

ルチル化率10%以下のようにルチル化率の低いアナターゼ型酸化チタン粉末を製造する場合、予熱温度は好ましくは500〜700℃で、反応温度は550〜800℃であることが好ましい。   When producing an anatase-type titanium oxide powder having a low rutile ratio such as a rutile ratio of 10% or less, the preheating temperature is preferably 500 to 700 ° C, and the reaction temperature is preferably 550 to 800 ° C.

一方、ルチル化率90%以上のようにルチル化率の高いルチル型酸化チタン粉末を製造する場合、予熱温度は800〜900℃で、反応温度は850〜900℃であることが好ましい。   On the other hand, when manufacturing a rutile type titanium oxide powder having a high rutile ratio such as a rutile ratio of 90% or more, the preheating temperature is preferably 800 to 900 ° C and the reaction temperature is preferably 850 to 900 ° C.

上記粗酸化チタン粉末の作製方法では、各供給ガスを反応させて、粗酸化チタン粉末を生成させた後、生成粒子の凝集を防ぐために、少なくとも酸化チタン粒子が焼結する温度以下、具体的には300℃未満まで可及的速やかに、粗酸化チタン粉末を冷却することが好ましい。   In the method for producing the crude titanium oxide powder, after reacting each supply gas to produce the crude titanium oxide powder, in order to prevent aggregation of the produced particles, at least below the temperature at which the titanium oxide particles are sintered, specifically It is preferable to cool the crude titanium oxide powder as quickly as possible to below 300 ° C.

次に、本発明の方法において、原料となる粗酸化チタン粉末を液相法により作製する方法について説明する。   Next, a method for producing a crude titanium oxide powder as a raw material by a liquid phase method in the method of the present invention will be described.

粗酸化チタン粉末を液相法により作製する方法としては、ハロゲン化チタンを加水分解するか又はハロゲン化チタン含有液を中和反応させる方法を挙げることができ、例えば、
(I)塩化チタンの水溶液とアルカリとを接触させ、中和処理する方法、
(II)塩化チタンに水を加え、加水分解処理を行う方法
などが挙げられる。
Examples of a method for producing a crude titanium oxide powder by a liquid phase method include a method of hydrolyzing a titanium halide or neutralizing a titanium halide-containing liquid.
(I) a method in which an aqueous solution of titanium chloride is contacted with an alkali and neutralized;
(II) A method in which water is added to titanium chloride and a hydrolysis treatment is performed.

塩化チタンとしては、三塩化チタンや四塩化チタンが挙げられる。   Examples of titanium chloride include titanium trichloride and titanium tetrachloride.

上記液相法による粗酸化チタン粉末の作製法(I)〜(II)により得られる粗酸化チタン固形物は、ルチル型あるいはアナターゼ型の酸化チタン、オルトチタン酸、メタチタン酸、水酸化チタンまたは酸化チタン水和物を含有する粉末状あるいはコロイド状のものである。   Crude titanium oxide solids obtained by the above-mentioned preparation methods (I) to (II) of crude titanium oxide powder by the liquid phase method are rutile or anatase type titanium oxide, orthotitanic acid, metatitanic acid, titanium hydroxide or oxidized. It is a powder or colloid containing titanium hydrate.

上記中和処理または加水分解処理を行った後、塩酸分やアルカリ成分など不純物を除去するために洗浄処理を行い、必要に応じて分離、乾燥処理を行って粉末状にすることが好ましく、さらに必要に応じて、結晶水などの水分を除去するための乾燥処理を行うことが好ましい。粗酸化チタン固形物の分離方法としては、フィルターあるいはフィルタープレスによる濾過、デカンテーション、遠心分離方法などを挙げることができ、乾燥処理は粗酸化チタン固形物粒子の凝集を防止し得る方法が好ましく、スプレードライヤーや市販の乾燥機を好適に用いることができる。   After performing the neutralization treatment or hydrolysis treatment, it is preferable to perform a washing treatment to remove impurities such as hydrochloric acid and alkaline components, and if necessary, perform separation and drying treatment to form a powder. If necessary, it is preferable to perform a drying treatment for removing water such as crystal water. Examples of the method for separating the crude titanium oxide solids include filtration with a filter or filter press, decantation, and a centrifugal separation method, and the drying treatment is preferably a method that can prevent aggregation of the solid titanium oxide solid particles. A spray dryer or a commercially available dryer can be preferably used.

上記中和処理または加水分解処理して粗酸化チタン固形物を得る工程においては、諸条件を調整することにより、得られる粗酸化チタン粉末の結晶型を制御することができる。   In the step of obtaining the crude titanium oxide solid by neutralization or hydrolysis, the crystal form of the obtained crude titanium oxide powder can be controlled by adjusting various conditions.

例えば、得られる粗酸化チタン粉末のルチル化率は、上記中和処理または加水分解処理する時間または速度によって制御することができる。具体的には、例えば四塩化チタン水溶液をアンモニア水などで中和処理する場合、短時間で中和処理するとアナターゼリッチのルチル化率の低い粗酸化チタン粉末が得られ、また、中和反応速度を遅くするとルチル化率の高い粗酸化チタン粉末を得ることができる。中和速度としては、チタン原子重量換算で1分間当たり50〜500gの四塩化チタンを中和する速度が好ましく、チタン原子重量換算で1分間当たり100〜300gの四塩化チタンを中和する速度がより好ましい。上記中和速度が、チタン原子重量換算で1分間当たり200gの四塩化チタンを中和する速度より遅い場合、ルチル化率が50%以上となる。   For example, the rutile ratio of the resulting crude titanium oxide powder can be controlled by the time or speed of the neutralization treatment or hydrolysis treatment. Specifically, for example, when a titanium tetrachloride aqueous solution is neutralized with ammonia water or the like, a neutral titanium oxide powder having a low anatase-rich rutile ratio can be obtained by neutralizing in a short time. By slowing down, a crude titanium oxide powder having a high rutile ratio can be obtained. The neutralization rate is preferably a rate of neutralizing 50 to 500 g of titanium tetrachloride per minute in terms of titanium atomic weight, and a rate of neutralizing 100 to 300 g of titanium tetrachloride per minute in terms of titanium atomic weight. More preferred. When the neutralization rate is slower than the rate of neutralizing 200 g of titanium tetrachloride per minute in terms of titanium atomic weight, the rutile ratio becomes 50% or more.

また、上記中和処理あるいは加水分解処理する際の反応系のpHによっても得られる粗酸化チタン粉末のルチル化率を制御することができる。   Further, the rutile ratio of the crude titanium oxide powder obtained can be controlled by the pH of the reaction system during the neutralization treatment or hydrolysis treatment.

例えば、粗酸化チタン固形物が析出した後、低pH雰囲気で熟成反応するとルチル化率が向上し、ルチル型とアナターゼ型の混合結晶を得ることができる。   For example, after precipitation of the crude titanium oxide solid, a ripening reaction in a low pH atmosphere improves the rutile ratio, and a rutile type and anatase type mixed crystal can be obtained.

また、上記加水分解処理あるいはアルカリでの中和処理条件により粗酸化チタン粉末の平均粒径または比表面積を制御することができる。具体的には、平均粒径を、通常200nm以下、好ましくは100nm以下に制御することができ、比表面積を50〜300m/gに制御することができる。 Moreover, the average particle diameter or specific surface area of the crude titanium oxide powder can be controlled by the hydrolysis treatment or the neutralization treatment conditions with alkali. Specifically, the average particle size can be controlled to usually 200 nm or less, preferably 100 nm or less, and the specific surface area can be controlled to 50 to 300 m 2 / g.

上記液相法により得られる粗酸化チタン粉末には、ハロゲン化チタン由来のハロゲン元素が通常1000〜20000質量ppm程度含まれている。   The crude titanium oxide powder obtained by the liquid phase method usually contains about 1000 to 20000 ppm by mass of a halogen element derived from titanium halide.

本発明の方法において、粗酸化チタン粉末は、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型、あるいはこれらから選択される混合相からなるものでもよいし、非晶質酸化チタンからなるものでもよい。   In the method of the present invention, the crude titanium oxide powder may be anatase type, rutile type, brookite type, a mixed phase selected from these, or an amorphous titanium oxide.

なお、本明細書において、ルチル化率とは、以下の方法により算出されるものを意味する。   In the present specification, the rutile rate means that calculated by the following method.

すなわち、本明細書において、ルチル化率は、ASTM D3720−84に規定される方法に従ってX線回折測定を行い、ルチル型結晶酸化チタンの最強回折線(面指数110)のピーク面積(Ir)と、アナターゼ型結晶酸化チタンの最強回折線(面指数101)のピーク面積(Ia)を求め、次式により算出することにより求められるものを意味する。
ルチル化率(重量%)=100−100/(1+1.2×Ir/Ia)
That is, in this specification, the rutile ratio is obtained by performing X-ray diffraction measurement according to the method defined in ASTM D3720-84, and calculating the peak area (Ir) of the strongest diffraction line (surface index 110) of rutile-type crystalline titanium oxide. It means what is calculated | required by calculating | requiring the peak area (Ia) of the strongest diffraction line (surface index 101) of anatase type crystalline titanium oxide, and calculating with following Formula.
Rutile ratio (% by weight) = 100-100 / (1 + 1.2 × Ir / Ia)

式中、前記ピーク面積(Ir)及びピーク面積(Ia)は、X線回折スペクトルの該当回折線におけるベースラインから突出した部分の面積を意味し、その算出方法は公知の方法を用いることができ、例えば、コンピュータ計算、近似三角形化などの手法を用いることができる。   In the formula, the peak area (Ir) and the peak area (Ia) mean the area of the portion protruding from the base line in the corresponding diffraction line of the X-ray diffraction spectrum, and a known method can be used for the calculation method. For example, methods such as computer calculation and approximate triangulation can be used.

本発明の方法においては、上記粗酸化チタン粉末を筒状の処理室内で加熱処理するにあたり、処理室を垂直に配設する。   In the method of the present invention, when the crude titanium oxide powder is heat-treated in a cylindrical processing chamber, the processing chamber is disposed vertically.

筒状の処理室の内部寸法は、直径が50〜300mmであることが好ましく、70〜200mmであることがより好ましく、80〜100mmであることがさらに好ましい。また、筒状の処理室の内部寸法は、その高さが、上記粗酸化チタン粉末が処理室内を通過する1回あたりの滞留時間が5秒以下となるように設定されなるものであることが好ましく、同滞留時間が1〜4秒となるように設定されてなるものであることがより好ましく、同滞留時間が2〜3秒となるように設定されてなるものであることがさらに好ましい。具体的には、上記高さは、処理室内部に形成される下降気流の速度との関係にもよるが、通常、3000〜7000mmであることが好ましく、3000〜6000mmであることがより好ましく、3000〜5000mmであることがさらに好ましい。   As for the internal dimension of a cylindrical processing chamber, it is preferable that a diameter is 50-300 mm, It is more preferable that it is 70-200 mm, It is further more preferable that it is 80-100 mm. In addition, the internal dimensions of the cylindrical processing chamber may be set such that the residence time per one time that the crude titanium oxide powder passes through the processing chamber is 5 seconds or less. It is more preferable that the residence time is set to be 1 to 4 seconds, and it is more preferable that the residence time is set to be 2 to 3 seconds. Specifically, the height is usually preferably 3000 to 7000 mm, more preferably 3000 to 6000 mm, although depending on the relationship with the speed of the downdraft formed in the processing chamber. More preferably, it is 3000 to 5000 mm.

処理室を筒状とすることにより、処理室中の温度分布の偏りを抑制して、粗酸化チタン粉末を構成する個々の粒子を均一に加熱することができ、また、処理室内壁に対する粗酸化チタン粉末の付着を低減することができる。上記直径が300mmより大きくなると、処理室内部の温度分布の均一性が低下して、得られる低ハロゲン酸化チタン粉末におけるハロゲン量のばらつきが大きくなり、50mmより小さくなると処理効率が低減する。   By making the processing chamber cylindrical, it is possible to uniformly heat individual particles constituting the crude titanium oxide powder by suppressing the uneven temperature distribution in the processing chamber, and for the rough oxidation of the processing chamber wall. The adhesion of titanium powder can be reduced. When the diameter is larger than 300 mm, the uniformity of the temperature distribution in the processing chamber is reduced, and the variation of the halogen amount in the obtained low halogen titanium oxide powder is increased. When the diameter is smaller than 50 mm, the processing efficiency is reduced.

筒状の処理室としては、加熱炉の内部に形成された円筒形状の加熱室が好ましく、加熱炉によって温度および雰囲気を制御し得る円筒形状の加熱室であることがより好ましい。   The cylindrical processing chamber is preferably a cylindrical heating chamber formed inside the heating furnace, and more preferably a cylindrical heating chamber whose temperature and atmosphere can be controlled by the heating furnace.

上記筒状の処理室が、加熱炉の内部に形成された加熱室であって、該加熱室が加熱炉内に同軸二重円筒状に形成されている場合等は、加熱炉を直立させた状態で垂直に設置することにより、上記加熱室を垂直に配設することができる。   In the case where the cylindrical processing chamber is a heating chamber formed inside the heating furnace and the heating chamber is formed in a coaxial double cylindrical shape in the heating furnace, the heating furnace is made upright. By installing vertically in the state, the heating chamber can be arranged vertically.

本発明の方法においては、処理室の上部から処理室内に脱ハロゲンガスを供給して処理室全体を流通する下降気流を形成する。   In the method of the present invention, dehalogenating gas is supplied from the upper part of the processing chamber into the processing chamber to form a descending airflow flowing through the entire processing chamber.

上記脱ハロゲンガスは、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガス、空気、酸素ガス、窒素ガス等から選ばれる1種以上を含むものであることが好ましく、水蒸気、アルコールガスまたはこれらの混合物ガスから選ばれる1種以上を含むものであることがより好ましい。脱ハロゲンガスが水蒸気、アルコールガスまたはこれらの混合ガスから選ばれる1種以上のガスを含むものであることにより、ハロゲン元素の除去効果を高めることができ、特に、水蒸気およびアルコールガスの混合ガスを含むものであることにより、ハロゲン元素の除去効果を高めることができる。   The dehalogenation gas preferably contains at least one selected from an inert gas such as argon gas and helium gas, air, oxygen gas, nitrogen gas, etc., and is selected from water vapor, alcohol gas, or a mixture gas thereof. It is more preferable that it contains 1 or more types. When the dehalogenation gas contains one or more gases selected from water vapor, alcohol gas, or a mixed gas thereof, the effect of removing halogen elements can be enhanced, and particularly, a gas containing a mixed gas of water vapor and alcohol gas. Thus, the effect of removing the halogen element can be enhanced.

上記脱ハロゲンガスがアルコールガスを含むものである場合、アルコールガスとしては、メタノールガス、エタノールガス、プロパノールガス、ブタノールガスなど、60℃以上の温度でガス状であるものが挙げられる。特に、アルコールガスとしては、メタノールガスが、ハロゲン元素の除去効果が高い点、安価である点、及び安全性が高い点(爆発下限が低い)で好ましい。   When the dehalogenation gas contains an alcohol gas, examples of the alcohol gas include those that are gaseous at a temperature of 60 ° C. or higher, such as methanol gas, ethanol gas, propanol gas, and butanol gas. In particular, as the alcohol gas, methanol gas is preferable because of its high halogen element removal effect, low cost, and high safety (low explosion lower limit).

上記脱ハロゲンガスが水蒸気およびアルコールガスの混合ガスからなる場合、混合ガス中のアルコールガスの濃度((アルコールガスの体積/混合ガスの体積)×100)は、0.05〜5vol%であることが好ましく、1〜4vol%であることがより好ましい。上記混合ガス中のアルコールの濃度が、0.05vol%より小さくなると、ハロゲン元素の除去効果が低下し、5vol%より大きくなると、引火性等の点から取り扱い難くなる。   When the dehalogenated gas is a mixed gas of water vapor and alcohol gas, the concentration of alcohol gas in the mixed gas ((volume of alcohol gas / volume of mixed gas) × 100) is 0.05 to 5 vol%. Is preferable, and it is more preferable that it is 1-4 vol%. When the concentration of alcohol in the mixed gas is less than 0.05 vol%, the effect of removing a halogen element is reduced, and when it is greater than 5 vol%, handling becomes difficult from the viewpoint of flammability and the like.

また、上記脱ハロゲンガスが水蒸気およびアルコールガスの混合ガスからなるものである場合、混合ガス中の水蒸気に対するアルコールガスの体積比(アルコールガス/水蒸気)は、0.003〜1が好ましく、0.01〜0.1がより好ましい。混合ガス中の水蒸気に対するアルコールの体積比が0.003〜1であることにより、ハロゲン元素の除去効果を高めることができる。   Further, when the dehalogenation gas is composed of a mixed gas of water vapor and alcohol gas, the volume ratio of alcohol gas to water vapor in the mixed gas (alcohol gas / water vapor) is preferably 0.003 to 1, 01-0.1 is more preferable. When the volume ratio of the alcohol to the water vapor in the mixed gas is 0.003 to 1, the effect of removing the halogen element can be enhanced.

また、上記脱ハロゲンガスが水蒸気およびアルコールガスの混合ガスからなるものである場合、粗酸化チタンの質量(kg)に対するアルコールガスの体積(Nm)の比(混合ガス中のアルコールの体積(Nm)/酸化チタンの質量(kg))は、0.003以上であることが好ましい。上記粗酸化チタンの質量に対するアルコールガスの体積の比が0.003以上であることにより、ハロゲン元素の除去効果を向上することができる。上記粗酸化チタンの質量に対するアルコールガスの体積の比は、経済性の観点から、0.006以下であることが好ましい。 Further, when the dehalogenation gas is composed of a mixed gas of water vapor and alcohol gas, the ratio of the volume (Nm 3 ) of the alcohol gas to the mass (kg) of the crude titanium oxide (the volume of alcohol in the mixed gas (Nm 3 ) The mass (kg) of titanium oxide is preferably 0.003 or more. When the ratio of the volume of the alcohol gas to the mass of the crude titanium oxide is 0.003 or more, the halogen element removal effect can be improved. The ratio of the volume of the alcohol gas to the mass of the crude titanium oxide is preferably 0.006 or less from the viewpoint of economy.

上記下降気流は、処理室の上部から脱ハロゲンガスを噴出することによって形成してもよいし、処理室の上部から脱ハロゲンガスを供給しつつ処理室下部から脱ハロゲンガス吸引することによって形成してもよい。   The descending airflow may be formed by ejecting a dehalogenated gas from the upper part of the processing chamber, or formed by sucking the dehalogenated gas from the lower part of the processing chamber while supplying the dehalogenated gas from the upper part of the processing chamber. May be.

脱ハロゲンガスは、垂直に配設された処理室の上端部(頂部)に設けられた供給口から、処理室内の垂直下方向に供給してもよいし、垂直に配設された処理室の上部側面に設けられた供給口から、処理室内の下方向に供給してもよいが、処理効率を考慮すると、処理室の上端部(頂部)から処理室内の垂直下方向に供給することが好ましい。また、処理室上部に設けられた複数の供給口から処理室内に脱ハロゲンガスを供給してもよいが、この場合も、処理効率を考慮すると、処理室内の垂直下方向にのみ脱ハロゲンガスを供給することが好ましい。   The dehalogenated gas may be supplied from the supply port provided at the upper end (top) of the vertically disposed processing chamber in the vertically downward direction in the processing chamber, or may be supplied from the vertically disposed processing chamber. Although it may be supplied downward from the supply port provided in the upper side surface, in consideration of processing efficiency, it is preferable to supply from the upper end (top) of the processing chamber in the vertical downward direction in the processing chamber. . In addition, the dehalogenated gas may be supplied into the process chamber from a plurality of supply ports provided in the upper part of the process chamber. However, in this case as well, considering the process efficiency, the dehalogenated gas is supplied only in the vertically downward direction in the process chamber. It is preferable to supply.

また、処理室内には、脱ハロゲンガス以外のガスを供給しないことが好ましく、脱ハロゲンガス以外のガスを供給する場合には、上記脱ハロゲンガスの供給方向と同一方向になるように供給することが好ましい。   Further, it is preferable not to supply a gas other than the dehalogenation gas into the processing chamber. When supplying a gas other than the dehalogenation gas, supply the gas so as to be in the same direction as the supply direction of the dehalogenation gas. Is preferred.

上記下降気流の速度は、10m/秒以下であることが好ましく、5m/秒以下であることがより好ましく、3m/秒以下であることがさらに好ましい。   The speed of the descending airflow is preferably 10 m / second or less, more preferably 5 m / second or less, and further preferably 3 m / second or less.

本発明の方法においては、上記処理室の上部から処理室内に上記粗酸化チタン粉末を添加して落下させながら加熱処理する。   In the method of the present invention, the crude titanium oxide powder is added and dropped from the upper part of the processing chamber into the processing chamber, and heat treatment is performed.

粗酸化チタン粉末は、処理室上部に設けた投入口から投入してもよいし、処理室中段に別途設けた投入口から投入してもよく、加熱効率を考慮すると、処理室上部に設けた投入口から投入することが好ましい。   The crude titanium oxide powder may be charged from an inlet provided in the upper part of the processing chamber, or may be supplied from an inlet provided separately in the middle of the processing chamber. It is preferable to feed from the inlet.

処理室内における粗酸化チタン粉末の加熱処理温度は、300℃以上が好ましく、300℃〜1500℃がより好ましく、300℃〜500℃がさらに好ましい。   The heat treatment temperature of the crude titanium oxide powder in the treatment chamber is preferably 300 ° C or higher, more preferably 300 ° C to 1500 ° C, and further preferably 300 ° C to 500 ° C.

加熱処理温度が300℃より低くなると、十分な脱塩効果が得られ難くなる。また、加熱処理温度が高くなるにつれて、脱塩効果は上昇するものの、得られる酸化チタン粉末比表面積は粗酸化チタン粉末の比表面積に比べて僅かに減少し、この傾向は、比表面積の大きな粗酸化チタン粉末を用いた場合に顕著になる。このため、加熱処理温度の上限は、粗酸化チタン粉末の比表面積に応じて決定することが好ましい。   When the heat treatment temperature is lower than 300 ° C., it is difficult to obtain a sufficient desalting effect. In addition, as the heat treatment temperature increases, the desalting effect increases, but the specific surface area of the obtained titanium oxide powder slightly decreases compared to the specific surface area of the crude titanium oxide powder. This becomes noticeable when titanium oxide powder is used. For this reason, it is preferable to determine the upper limit of heat processing temperature according to the specific surface area of a rough titanium oxide powder.

本発明の方法においては、粗酸化チタン粉末を処理室内で落下させつつ下降気流とともに加熱処理することから、処理室内における粗酸化チタン粉末の滞留時間を短時間とすることができ、このため、例えば、アナターゼ型の粗酸化チタン粉末を550℃以上の温度で加熱した場合であっても、アナターゼ型からルチル型への相転移を抑制することができる。   In the method of the present invention, since the crude titanium oxide powder is heat-treated with the descending air flow while dropping in the processing chamber, the residence time of the crude titanium oxide powder in the processing chamber can be shortened. Even when the anatase type crude titanium oxide powder is heated at a temperature of 550 ° C. or higher, the phase transition from the anatase type to the rutile type can be suppressed.

本発明の方法においては、処理室内において粗酸化チタン粉末を繰り返し複数回落下させつつ加熱処理してもよい。処理室内における粗酸化チタン粉末の落下を繰り返し複数回行うことにより、処理室内を1回通過させただけではハロゲン元素を十分に除去できなかった場合でも、所望レベルまでハロゲン元素を除去することができる。本発明の方法においては、処理室内において粗酸化チタン粉末を複数回落下させつつ加熱処理しても、酸化チタンの比表面積の変化や相転移は抑制することができる。粗酸化チタンを落下させる回数(繰り返し数)は、ハロゲン元素の低減量を勘案しつつ、適宜決定すればよい。   In the method of the present invention, the heat treatment may be performed while repeatedly dropping the crude titanium oxide powder a plurality of times in the processing chamber. By repeatedly dropping the crude titanium oxide powder in the processing chamber a plurality of times, even if the halogen element cannot be sufficiently removed by passing through the processing chamber only once, the halogen element can be removed to a desired level. . In the method of the present invention, the change in the specific surface area and the phase transition of titanium oxide can be suppressed even when the heat treatment is performed while dropping the crude titanium oxide powder a plurality of times in the treatment chamber. What is necessary is just to determine suitably the frequency | count (repetition number) to which a rough titanium oxide is dropped, considering the reduction amount of a halogen element.

上記粗酸化チタン粉末が処理室内を通過する1回あたりの滞留時間は5秒以下であることが好ましく、1〜4秒であることがより好ましく、2〜3秒であることがさらに好ましい。上記粗酸化チタン粉末が処理室内を通過する1回あたりの時間が5秒より長くなると、酸化チタン粒子の粒成長や結晶性が変化する原因となる。   The residence time per time that the crude titanium oxide powder passes through the processing chamber is preferably 5 seconds or less, more preferably 1 to 4 seconds, and even more preferably 2 to 3 seconds. If the time per one time that the crude titanium oxide powder passes through the processing chamber is longer than 5 seconds, the grain growth and crystallinity of the titanium oxide particles change.

処理室内において粗酸化チタン粉末を繰り返し複数回落下させる場合、上記粗酸化チタン粉末が処理室内を通過する総滞留時間(粗酸化チタン粉末が処理室内を通過する時間の総和)は、8〜40秒間であることが好ましく、8〜32秒間であることがより好ましく、8〜24秒間であることがさらに好ましい。   When the crude titanium oxide powder is repeatedly dropped in the treatment chamber a plurality of times, the total residence time for the crude titanium oxide powder to pass through the treatment chamber (the total time for the crude titanium oxide powder to pass through the treatment chamber) is 8 to 40 seconds. It is preferable that it is, It is more preferable that it is 8 to 32 seconds, It is further more preferable that it is 8 to 24 seconds.

本発明の方法においては、上記処理を施して得られた低ハロゲン酸化チタン粉末に対し、さらに他の脱ハロゲン元素処理、例えば、常圧、減圧下又は真空中での加熱処理、水蒸気やアルコールガスを含有するガスとの接触処理などを行ってもよい。   In the method of the present invention, the low halogen titanium oxide powder obtained by the above treatment is further subjected to other dehalogenation element treatment, for example, heat treatment under normal pressure, reduced pressure or vacuum, water vapor or alcohol gas. You may perform a contact process with the gas containing this.

また、本発明の方法においては、粗酸化チタン粉末に対して、上記他の脱ハロゲン元素処理を施した上で、本発明の方法を適用してもよい。   In the method of the present invention, the method of the present invention may be applied after subjecting the crude titanium oxide powder to the other dehalogenation element treatment.

本発明の方法においては、得られた低ハロゲン酸化チタン粉末を、必要に応じて、分級又は篩分してもよい。   In the method of the present invention, the obtained low halogen titanium oxide powder may be classified or sieved as necessary.

本発明の方法においては、粗酸化チタン粉末を垂直下方に落下させつつ加熱処理することによって、従来の流動層を利用した脱塩装置に比較して粗酸化チタン粉末同士の接触頻度を低減し、粉末を構成する粒子同士の焼結を避けることができ、粉末を構成する個々の粒子を均一に加熱処理することができる。   In the method of the present invention, by subjecting the crude titanium oxide powder to heat treatment while dropping vertically downward, the contact frequency between the crude titanium oxide powders is reduced compared to a conventional desalting apparatus using a fluidized bed, Sintering of particles constituting the powder can be avoided, and individual particles constituting the powder can be uniformly heat-treated.

また、本発明の方法においては、処理室全体を流通する下降気流を形成させつつ処理室内で粗酸化チタン粉末を落下させ、粗酸化チタン粉末の移動方向と気流の流れ方向とを一致させることにより、粗酸化チタン粉末を構成する粒子の処理室内における滞留時間を均一にして(各粒子に対する加熱条件を均一にして)、ハロゲン元素含有量の低減効果のばらつきを抑制するとともに、エネルギーロスを最小化し、処理室壁面への粗酸化チタン粉末の付着を低減することができる。   Further, in the method of the present invention, the coarse titanium oxide powder is dropped in the processing chamber while forming a descending airflow flowing through the entire processing chamber, and the moving direction of the coarse titanium oxide powder is matched with the flow direction of the airflow. In addition, the residence time of the particles constituting the crude titanium oxide powder is made uniform in the processing chamber (with uniform heating conditions for each particle) to suppress variation in the halogen element content reduction effect and minimize energy loss. The adhesion of the crude titanium oxide powder to the processing chamber wall surface can be reduced.

本発明の方法は、処理室内において、粗酸化チタン粉末を、処理室全体を流通する下降気流ととともに落下させつつ加熱することから、処理室内における粗酸化チタン粉末の滞留時間を短くして、粗酸化チタン粉末のルチル化率の変化を例えば5%以下に低減しつつ低ハロゲン酸化チタン粉末を得ることができ、また、粗酸化チタン粉末に対して、均一に加熱処理することができるため、ハロゲン元素含有量低減効果のばらつきを抑制しつつ低ハロゲン酸化チタン粉末を作製することができる。さらに、本発明の方法は、処理室内における粗酸化チタン粉末の移動方向と気流の流れ方向が同一であることから、粗酸化チタン粉末を構成する粒子同士の接触頻度を低減して粒子同士の焼結発生を抑制することができるとともに、1回あたりの加熱時間が短いために、処理室内で繰り返し加熱処理を行っても、2回目の加熱処理以降は、比表面積の変化はほとんど生じないため、比表面積が50m/g以上の粗酸化チタン粉末から低ハロゲン参加チタン粉末を作製する場合であっても、比表面積やルチル化率の変化を抑制しながら、ハロゲン濃度を低減することができる。 In the method of the present invention, the crude titanium oxide powder is heated while being dropped together with the downdraft flowing through the entire processing chamber in the processing chamber, so that the residence time of the crude titanium oxide powder in the processing chamber is shortened, For example, a low halogen titanium oxide powder can be obtained while reducing the change in the rutile ratio of the titanium oxide powder to 5% or less, and the crude titanium oxide powder can be uniformly heat-treated. A low halogen titanium oxide powder can be produced while suppressing variations in the element content reduction effect. Furthermore, since the moving direction of the crude titanium oxide powder and the flow direction of the airflow in the processing chamber are the same in the method of the present invention, the contact frequency between the particles constituting the crude titanium oxide powder is reduced and the particles are sintered. Since it is possible to suppress the occurrence of condensation, since the heating time per time is short, even if the heat treatment is repeatedly performed in the processing chamber, the change in the specific surface area hardly occurs after the second heat treatment, Even when a low halogen-participated titanium powder is produced from a crude titanium oxide powder having a specific surface area of 50 m 2 / g or more, the halogen concentration can be reduced while suppressing changes in the specific surface area and the rutile ratio.

本発明の方法で得られる低ハロゲン酸化チタン粉末は、チタン酸バリウムなどの電子材料用に用いた場合に、誘電特性などの点において優れた電気特性を付与することができる。   When used for an electronic material such as barium titanate, the low halogen titanium oxide powder obtained by the method of the present invention can give excellent electrical characteristics in terms of dielectric characteristics and the like.

次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例により何ら制限されるものではない。
(実施例1)
(1)粗酸化チタン粉末aの製造
四塩化チタンを気相中で酸素ガス、水素ガス及び水蒸気と接触させて酸化する気相法により、粗酸化チタン粉末を調製した。
まず、多重管バーナーを上部に具備した内径200mmの気相反応管を用いて、上記多重管バーナーに、850℃に予熱して気化させた四塩化チタンガスを窒素ガスで希釈しつつ供給するとともに、別の供給ノズルから、850℃に予熱した水蒸気を供給して、上記気相反応管内で900℃にて、四塩化チタンの酸化反応を行い、粗酸化チタン粉末aを生成させた。このとき、各供給ガスの供給量(供給速度)は、標準状態換算で、四塩化チタン42リットル/分、水蒸気1280リットル/分であった。
その後、上記気相反応管の下部に位置する冷却部に、室温の乾燥空気を600リットル/分で供給し、生成した粗酸化チタン粉末aを冷却した。
EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not restrict | limited at all by the following examples.
Example 1
(1) Production of Crude Titanium Oxide Powder a Crude titanium oxide powder was prepared by a vapor phase method in which titanium tetrachloride was oxidized in contact with oxygen gas, hydrogen gas and water vapor in the gas phase.
First, using a gas phase reaction tube having an inner diameter of 200 mm equipped with a multi-tube burner, titanium tetrachloride gas preheated to 850 ° C. and vaporized is supplied to the multi-tube burner while being diluted with nitrogen gas. Then, steam preheated to 850 ° C. was supplied from another supply nozzle, and titanium tetrachloride was oxidized at 900 ° C. in the gas phase reaction tube to produce crude titanium oxide powder a. At this time, the supply amount (supply rate) of each supply gas was 42 liters / minute of titanium tetrachloride and 1280 liters / minute of water vapor in terms of standard conditions.
Thereafter, dry air at room temperature was supplied at 600 liters / minute to a cooling unit located at the lower part of the gas phase reaction tube to cool the produced crude titanium oxide powder a.

上記粗酸化チタン粉末aの塩素含有量は2.2%、比表面積は99m/g、ルチル化率は3.2%であった。 The crude titanium oxide powder a had a chlorine content of 2.2%, a specific surface area of 99 m 2 / g, and a rutile ratio of 3.2%.

(2)加熱処理
内部寸法が直径100mm、高さ5900mmの筒状の加熱室を有する縦型の加熱炉を用意し、上記加熱炉を直立させた状態で垂直に設置することにより、上記加熱室を垂直に配設した。
上記加熱室の上部から加熱室内に向けて、脱ハロゲンガスであるメタノール、水蒸気及び空気の混合ガス(体積混合比:メタノール/水蒸気/空気=4/20/76)を35リットル/分の速度で垂直下方に供給することにより加熱室全体を流通する下降気流を形成した。
上記加熱炉の加熱部上部より下部方向に上記(1)で作製した粗酸化チタン粉末aを4kg/hrの速度で添加して落下させながら、加熱室の温度を350℃に維持することにより加熱処理を行った。加熱室における滞留時間が約3秒になるように上記粗酸化チタン粉末aの通過させた後、同条件で上記加熱炉を4回繰り返して通過させた(下降気流と粗酸化チタン粉末の総接触時間が約15秒間となるように、計5回通過させて加熱した)。
得られた酸化チタン粉末におけるルチル化率(%)、BET比表面積、塩素含有量を表3に示す。
なお、本実施例において、ルチル化率(%)は上述した方法と同様の方法により算出したものであり、ルチル化率を算出した際のX線回折測定条件、比表面積算出方法および塩素含有量測定方法は下記の通りである。
(2) Heat treatment The heating chamber is prepared by preparing a vertical heating furnace having a cylindrical heating chamber having an internal dimension of 100 mm in diameter and a height of 5900 mm, and vertically installing the heating furnace upright. Were arranged vertically.
From the upper part of the heating chamber toward the heating chamber, a mixed gas of methanol, water vapor and air (volume mixing ratio: methanol / water vapor / air = 4/20/76) as a dehalogenating gas is supplied at a rate of 35 liters / minute. A descending airflow that circulates throughout the heating chamber was formed by feeding vertically downward.
Heating by maintaining the temperature of the heating chamber at 350 ° C. while adding and dropping the crude titanium oxide powder a prepared in (1) above from the upper part of the heating part of the heating furnace at a rate of 4 kg / hr. Processed. After passing the crude titanium oxide powder a so that the residence time in the heating chamber was about 3 seconds, it was passed through the heating furnace four times under the same conditions (total contact between the descending airflow and the crude titanium oxide powder) It was heated by a total of 5 passes so that the time was about 15 seconds).
Table 3 shows the rutile ratio (%), the BET specific surface area, and the chlorine content in the obtained titanium oxide powder.
In this example, the rutile ratio (%) was calculated by the same method as described above, and X-ray diffraction measurement conditions, specific surface area calculation method, and chlorine content when the rutile ratio was calculated. The measuring method is as follows.

<X線回折測定条件>
回折装置:RAD−1C(株式会社リガク製)
X線管球:Cu
管電圧、管電流:40kV、30mA
スリット DS−SS:1度、RS:0.15mm
モノクロメータ:グラファイト
測定間隔:0.002度
計数方法:定時計数法
<X-ray diffraction measurement conditions>
Diffraction device: RAD-1C (manufactured by Rigaku Corporation)
X-ray tube: Cu
Tube voltage, tube current: 40 kV, 30 mA
Slit DS-SS: 1 degree, RS: 0.15mm
Monochromator: Graphite Measurement interval: 0.002 degrees Counting method: Constant clock method

<比表面積測定方法>
比表面積はBET法により測定した。
<Specific surface area measurement method>
The specific surface area was measured by the BET method.

<塩素含有量測定方法>
塩素含有量は、下記により測定したものである。
酸化チタン粉末を秤量し(x1)、フッ硝酸溶液中で煮沸溶解した。次いで、酸化チタン粉末を溶解させた後のフッ硝酸溶液中の塩素の質量(y1)を硝酸銀滴定法により決定した。そして、酸化チタン粉末を溶解させた後のフッ硝酸溶液中の塩素の質量から、次式により、酸化チタン粉末の塩素含有量を算出した。
酸化チタン粉末の塩素含有量(ppm)=(y1/x1)×100000
(上記式中、x1は秤量した酸化チタン粉末の質量(g)を示し、y1は硝酸銀滴定法により決定したフッ硝酸溶液中の塩素の質量(g)を示す。)
<Chlorine content measurement method>
The chlorine content is measured by the following.
The titanium oxide powder was weighed (x1) and dissolved by boiling in a hydrofluoric acid solution. Next, the mass (y1) of chlorine in the hydrofluoric acid solution after dissolving the titanium oxide powder was determined by a silver nitrate titration method. And the chlorine content of the titanium oxide powder was calculated from the mass of chlorine in the hydrofluoric acid solution after dissolving the titanium oxide powder by the following formula.
Chlorine content of titanium oxide powder (ppm) = (y1 / x1) × 100,000
(In the above formula, x1 represents the mass (g) of the weighed titanium oxide powder, and y1 represents the mass (g) of chlorine in the hydrofluoric acid solution determined by the silver nitrate titration method.)

(比較例1)
実施例1(1)と同様にして得られた粗酸化チタン粉末1kgを容器に入れ、電気炉にて、水蒸気及び空気の混合ガス(体積混合比:水蒸気/空気=24/76)を、13リットル/分の流速で供給しながら、350℃で20時間、粗酸化チタン粉末を混合ガスに接触させた。得られた酸化チタン粉末の特性を実施例1と同様に測定した。結果を表3に示す。
(Comparative Example 1)
In a container, 1 kg of crude titanium oxide powder obtained in the same manner as in Example 1 (1) was placed in a container, and a mixed gas of water vapor and air (volume mixing ratio: water vapor / air = 24/76) was changed to 13 While supplying at a flow rate of 1 liter / min, the crude titanium oxide powder was brought into contact with the mixed gas at 350 ° C. for 20 hours. The characteristics of the obtained titanium oxide powder were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

Figure 2010143783
Figure 2010143783

表3より、本発明の低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法においては、比表面積を殆ど変えることなく、短時間で塩素含有量を低減できることが分かる。また、得られた低ハロゲン酸化チタン粉末は、塩素含有量のばらつきの少ない均質性を有するものであることが分かる。   From Table 3, it can be seen that in the method for producing a low halogen titanium oxide powder of the present invention, the chlorine content can be reduced in a short time without substantially changing the specific surface area. Moreover, it turns out that the obtained low halogen titanium oxide powder has a homogeneity with little dispersion | variation in chlorine content.

(実施例2)
実施例1(2)において、加熱室の温度を450℃とした以外は、実施例1と同様にして酸化チタン粉末を得た。得られた酸化チタン粉末において、実施例1と同様にしてルチル化率(%)、BET比表面積、塩素含有量を測定した。結果を表4に示す。
(Example 2)
In Example 1 (2), a titanium oxide powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the heating chamber was changed to 450 ° C. In the obtained titanium oxide powder, the rutile ratio (%), the BET specific surface area, and the chlorine content were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 4.

Figure 2010143783
Figure 2010143783

(実施例3〜6)
実施例2において、粗酸化チタン粉末aの加熱室内通過回数を1回〜4回とした(加熱処理の繰り返し回数を0回(なし)〜3回とした)以外は、実施例2と同様にして酸化チタン粉末を得た。得られた各酸化チタン粉末において、実施例1と同様にしてルチル化率(%)、BET比表面積、塩素含有量を測定した。結果を表5に示す。
(Examples 3 to 6)
In Example 2, the number of times that the crude titanium oxide powder a passed through the heating chamber was 1 to 4 times (the number of repetitions of the heat treatment was 0 (none) to 3 times). Thus, titanium oxide powder was obtained. In each obtained titanium oxide powder, the rutile ratio (%), the BET specific surface area, and the chlorine content were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 5.

Figure 2010143783
Figure 2010143783

表4および表5の結果から、本発明の低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法においては、繰り返し加熱処理を行っても、比表面積およびルチル化率には殆ど影響を与えずに塩素含有量を低減し得ることが分かる。   From the results of Table 4 and Table 5, in the method for producing low halogen titanium oxide powders of the present invention, the chlorine content is reduced with little influence on the specific surface area and the rutile ratio even if repeated heat treatment is performed. I can see that

(実施例7)
(1)粗酸化チタン粉末bの製造
四塩化チタンを気相中で酸素ガス、水素ガス及び水蒸気と接触させて酸化する気相法により、粗酸化チタン粉末を調製した。
まず、多重管バーナーを上部に具備した内径200mmの気相反応管を用いて、上記多重管バーナーに、850℃に予熱して気化させた四塩化チタンガスを窒素ガスで希釈しつつ供給するとともに、別の供給ノズルから、850℃に予熱した水素ガス、酸素ガスおよび水蒸気をそれぞれ供給して、上記気相反応管内で850℃にて、四塩化チタンの酸化反応を行うことにより、粗酸化チタン粉末bを生成させた。このとき、各供給ガスの供給量(供給速度)は、標準状態換算で、四塩化チタン34リットル/分、水蒸気1052リットル/分であった。
その後、上記気相反応管の下部に位置する冷却部に、室温の乾燥空気を600リットル/分で供給し、生成した粗酸化チタン粉末bを冷却した。
上記粗酸化チタン粉末bの塩素含有量は1.4%、BET比表面積は77m/g、ルチル化率は1%未満であった。
(Example 7)
(1) Production of Crude Titanium Oxide Powder b Crude titanium oxide powder was prepared by a vapor phase method in which titanium tetrachloride was oxidized in contact with oxygen gas, hydrogen gas and water vapor in the gas phase.
First, using a gas phase reaction tube having an inner diameter of 200 mm equipped with a multi-tube burner, titanium tetrachloride gas preheated to 850 ° C. and vaporized is supplied to the multi-tube burner while being diluted with nitrogen gas. By supplying hydrogen gas, oxygen gas and water vapor preheated to 850 ° C. from separate supply nozzles, and performing oxidation reaction of titanium tetrachloride at 850 ° C. in the gas phase reaction tube, crude titanium oxide Powder b was produced. At this time, the supply amount (supply speed) of each supply gas was 34 liters / minute of titanium tetrachloride and 1052 liters / minute of water vapor in terms of standard conditions.
Thereafter, dry air at room temperature was supplied at 600 liters / minute to the cooling unit located at the lower part of the gas phase reaction tube to cool the produced crude titanium oxide powder b.
The crude titanium oxide powder b had a chlorine content of 1.4%, a BET specific surface area of 77 m 2 / g, and a rutile ratio of less than 1%.

(2)加熱処理
上記加熱室の上部から加熱室内に向けて、脱ハロゲンガスである水蒸気および空気の混合ガス(体積混合比:水蒸気/空気=20/80)を35リットル/分の速度で垂直下方に供給することにより加熱室全体を流通する下降気流を形成した。
上記加熱炉の加熱部上部より下部方向に上記(1)で作製した粗酸化チタン粉末bを4kg/hrの速度で添加して落下させながら、加熱室の温度を550℃に維持することにより加熱処理を行った。
加熱部における滞留時間が約3秒になるように上記粗酸化チタン粉末bの通過させた後、同条件で上記加熱炉を2回繰り返して通過させた(下降気流と粗酸化チタン粉末の総接触時間が約9秒間となるように、計3回通過させて加熱した)。
得られた酸化チタン粉末におけるルチル化率(%)、BET比表面積、塩素含有量を実施例1と同様にして測定した。結果を表6に示す。
(2) Heat treatment From the top of the heating chamber toward the heating chamber, a mixed gas of water vapor and air (volume mixing ratio: water vapor / air = 20/80) as a dehalogenated gas is vertically applied at a rate of 35 liters / minute. A downward airflow that circulates through the entire heating chamber was formed by supplying downward.
Heating by maintaining the temperature of the heating chamber at 550 ° C. while adding and dropping the crude titanium oxide powder b prepared in (1) above from the upper part of the heating part of the heating furnace at a rate of 4 kg / hr. Processed.
After passing the crude titanium oxide powder b so that the residence time in the heating section was about 3 seconds, the same heating furnace was repeated twice under the same conditions (total contact between the descending airflow and the crude titanium oxide powder) It was heated by passing a total of three times so that the time was about 9 seconds).
The rutile ratio (%), BET specific surface area, and chlorine content in the obtained titanium oxide powder were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 6.

(実施例8)
実施例7(2)において、脱ハロゲンガスとして、水蒸気および空気の混合ガス(体積混合比:水蒸気/空気=20/80)に代えて、エタノール、水蒸気および空気の混合ガス(体積混合比:エタノール/水蒸気/空気=4/20/76)を用いた以外は、実施例7と同様にして加熱処理を行うことにより、酸化チタン粉末を得た。得られた酸化チタン粉末におけるルチル化率(%)、BET比表面積、塩素含有量を実施例1と同様にして測定した。結果を表6に示す。
(Example 8)
In Example 7 (2), instead of a mixed gas of water vapor and air (volume mixing ratio: water vapor / air = 20/80) as a dehalogenating gas, a mixed gas of ethanol, water vapor and air (volume mixing ratio: ethanol) Titanium oxide powder was obtained by performing heat treatment in the same manner as in Example 7 except that / water vapor / air = 4/20/76) was used. The rutile ratio (%), BET specific surface area, and chlorine content in the obtained titanium oxide powder were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 6.

(実施例9)
加熱炉の温度を550℃から650℃に変更した以外は、実施例8と同様にして加熱処理を行うことにより、酸化チタン粉末を得た。得られた酸化チタン粉末におけるルチル化率(%)、BET比表面積、塩素含有量を実施例1と同様にして測定した。結果を表6に示す。
Example 9
Titanium oxide powder was obtained by performing heat treatment in the same manner as in Example 8 except that the temperature of the heating furnace was changed from 550 ° C. to 650 ° C. The rutile ratio (%), BET specific surface area, and chlorine content in the obtained titanium oxide powder were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 6.

Figure 2010143783
Figure 2010143783

表6より、本発明の酸化チタン粉末の製造方法においては、BET比表面積が50m/g以上と高比表面積の粗酸化チタン粉末を処理した場合であっても、ルチル化率、比表面積を変化させることなく、塩素除去効果の優れた酸化チタン粉末を得ることができることが分かる。また、下降気流として、水蒸気と空気の混合ガスよりもアルコール、水蒸気および空気の混合ガス雰囲気で処理を行うことにより、塩素除去効果が増加することが分かる。 From Table 6, in the manufacturing method of the titanium oxide powder of the present invention, even when the crude titanium oxide powder having a BET specific surface area of 50 m 2 / g or higher and a high specific surface area is processed, the rutile ratio and specific surface area are determined. It turns out that the titanium oxide powder excellent in the chlorine removal effect can be obtained without changing. Moreover, it turns out that a chlorine removal effect increases by processing in a mixed gas atmosphere of alcohol, water vapor | steam, and air rather than the mixed gas of water vapor | steam and air as a downdraft.

本発明によれば、ルチル化率や比表面積の変化を抑制しつつ、ハロゲン含有量を低減し、かつハロゲン含有量低減効果のばらつきの小さい酸化チタン粉末を製造する方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method of manufacturing a titanium oxide powder which reduces halogen content and has a small dispersion | variation in a halogen content reduction effect can be provided, suppressing the change of a rutile rate or a specific surface area.

Claims (6)

ハロゲン化チタンを原料として生成されてなる粗酸化チタン粉末を、筒状の処理室内で加熱処理するにあたり、
前記処理室を垂直に配設するとともに、
前記処理室の上部から処理室内に脱ハロゲンガスを供給して処理室全体を流通する下降気流を形成しつつ、
処理室内に前記粗酸化チタン粉末を添加して落下させながら加熱処理する
ことを特徴とする低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法。
When the crude titanium oxide powder produced using titanium halide as a raw material is heat-treated in a cylindrical processing chamber,
While arranging the processing chamber vertically,
While forming a descending airflow that circulates the entire processing chamber by supplying dehalogenated gas into the processing chamber from the upper part of the processing chamber,
A method for producing a low halogen titanium oxide powder, wherein the crude titanium oxide powder is added to the treatment chamber and dropped while being dropped.
前記処理室内において前記粗酸化チタン粉末を繰り返し複数回落下させる請求項1に記載の低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法。   The method for producing a low halogen titanium oxide powder according to claim 1, wherein the crude titanium oxide powder is repeatedly dropped a plurality of times in the processing chamber. 前記脱ハロゲンガスが、水蒸気、アルコールガスまたはこれらの混合ガスから選ばれる1種以上を含むものである請求項1または請求項2に記載の低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法。   The method for producing a low halogen titanium oxide powder according to claim 1 or 2, wherein the dehalogenating gas contains one or more selected from water vapor, alcohol gas, or a mixed gas thereof. 前記加熱処理温度が300℃以上である請求項1〜3のいずれかに記載の低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法。   The said heat processing temperature is 300 degreeC or more, The manufacturing method of the low halogen titanium oxide powder in any one of Claims 1-3. 前記筒状の処理室の内部寸法が、直径50〜300mmである請求項1〜請求項4のいずれかに記載の低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法。   The method for producing a low halogen titanium oxide powder according to any one of claims 1 to 4, wherein an internal dimension of the cylindrical processing chamber is 50 to 300 mm in diameter. 前記粗酸化チタン粉末が処理室内を通過する1回あたりの滞留時間が5秒以下である請求項1〜請求項5のいずれかに記載の低ハロゲン酸化チタン粉末の製造方法。   The method for producing a low-halogen titanium oxide powder according to any one of claims 1 to 5, wherein a residence time per one time that the crude titanium oxide powder passes through the processing chamber is 5 seconds or less.
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