JP2013253307A - Method for producing metal particle - Google Patents

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Kazuhiro Miyata
和弘 宮田
Kazumasa Okada
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a metal particle using titanium as a reducing agent, capable of reducing used amount of a pH adjuster.SOLUTION: A method for producing a metal particle includes: a step S110 of preparing a reaction solution including metal ions and tetravalent titanium ions; a step S130 of adding ammonia as a pH adjuster to the reaction solution to alkalinize the reaction solution and stirring the reaction solution; a step S140 of separating a metal particle from the reaction solution; and a step 150 of separating ammonia from the reaction solution by heating and recovering the ammonia. The recovered ammonia is reused as the pH adjuster.

Description

本発明は、3価のチタンにより金属イオンを還元して金属粒子を生成する金属粒子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing metal particles in which metal ions are generated by reducing metal ions with trivalent titanium.

3価のチタンを還元剤として用いて金属粒子を析出させる金属粒子の製造方法として、特許文献1に記載の技術が知られている。
この製造方法では、反応溶液のpHをアルカリ性にすることにより3価のチタンがより酸化されやすい状態にして金属イオンを還元する。これにより、金属粒子を析出させる。
As a method for producing metal particles in which metal particles are deposited using trivalent titanium as a reducing agent, the technique described in Patent Document 1 is known.
In this production method, the metal ions are reduced by making the pH of the reaction solution alkaline so that trivalent titanium is more easily oxidized. Thereby, metal particles are deposited.

このような金属粒子の製造方法において、還元剤としてのチタンの再利用を図る技術も知られている(特許文献2参照)。
具体的には、4価のチタンイオンを電解により還元して3価のチタンに戻す。電解を行うときは、4価のチタンを含む溶液を酸性にして、チタンが還元されやすい状態にする。
In such a method for producing metal particles, a technique for reusing titanium as a reducing agent is also known (see Patent Document 2).
Specifically, tetravalent titanium ions are reduced back to trivalent titanium by electrolysis. When electrolysis is performed, a solution containing tetravalent titanium is acidified so that titanium is easily reduced.

このような製造方法では、反応溶液のpHの調整を繰り返し行う。
具体的には、金属粒子の生成において、アルカリ性の反応溶液に金属塩を溶解して金属粒子を析出させる。そして、金属粒子を反応溶液から分離し、金属粒子を得る。金属粒子を分離した後、反応溶液を再生する。すなわち、反応溶液を酸性にし、この反応溶液を電解する。そして、次の金属粒子の生成において、再生した反応溶液を用いて、同様の工程を繰り返す。すなわち、金属を析出させるときには反応溶液をアルカリ性にし、反応溶液を電解するときは反応溶液を酸性にする。
In such a production method, the pH of the reaction solution is repeatedly adjusted.
Specifically, in the production of metal particles, a metal salt is dissolved in an alkaline reaction solution to deposit metal particles. Then, the metal particles are separated from the reaction solution to obtain metal particles. After separating the metal particles, the reaction solution is regenerated. That is, the reaction solution is acidified and the reaction solution is electrolyzed. And in the production | generation of the next metal particle, the same process is repeated using the regenerated reaction solution. That is, when the metal is deposited, the reaction solution is made alkaline, and when the reaction solution is electrolyzed, the reaction solution is made acidic.

特開2003−147416号公報JP 2003-147416 A 特開2004−18923号公報JP 2004-18923 A

このような金属粒子の製造方法は、チタンを再利用することができるというメリットがある。しかし、金属粒子の生成の都度、pH調整剤を使用するため、金属粒子の大量生産においては、多量のpH調整剤を消費することになる。pH調整剤は、金属粒子を構成する物質ではないため、pH調整剤の使用量を少なくしたいという要求がある。   Such a method for producing metal particles has an advantage that titanium can be reused. However, since a pH adjuster is used every time metal particles are produced, a large amount of pH adjuster is consumed in mass production of metal particles. Since the pH adjusting agent is not a substance constituting the metal particles, there is a demand for reducing the amount of the pH adjusting agent used.

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、チタンを還元剤として用いる金属粒子の製造方法において、pH調整剤の使用量を少なくすることのできる金属粒子の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is a method for producing metal particles that can reduce the amount of a pH adjuster used in the method for producing metal particles using titanium as a reducing agent. Is to provide.

(1)請求項1に記載の発明は、3価のチタンイオンと金属イオンとを含む溶液中で前記金属イオンを還元して金属粒子を生成する金属粒子の製造方法において、3価のチタンイオンにより還元される金属イオンと、3価のチタンイオンとを含む反応溶液を調製する工程と、pH調整剤としてのアンモニアを前記反応溶液に加えて前記反応溶液をアルカリ性にし、この反応溶液を撹拌する工程と、前記反応溶液から金属粒子を分離する工程と、加熱により前記反応溶液からアンモニアを分離し、このアンモニアを回収する工程とを含み、回収したアンモニアを前記pH調整剤として再利用することを要旨とする。   (1) The invention according to claim 1 is a method for producing metal particles in which metal particles are produced by reducing the metal ions in a solution containing trivalent titanium ions and metal ions. Preparing a reaction solution containing metal ions to be reduced by the reaction and trivalent titanium ions, adding ammonia as a pH adjuster to the reaction solution to make the reaction solution alkaline, and stirring the reaction solution A step of separating the metal particles from the reaction solution, and a step of separating ammonia from the reaction solution by heating and recovering the ammonia, and reusing the recovered ammonia as the pH adjuster. The gist.

(2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の金属粒子の製造方法において、前記pH調整剤として、回収したアンモニア及びアンモニア水を用いることを要旨とする。
回収したアンモニアだけでは、反応溶液のpH値を所定の値にまで設定することができない場合がある。そこで、本発明では、回収のアンモニアに加えてアンモニア水をpH調整剤として使用する。また、補充するアンモニアとしてアンモニア水を用いることにより、補充用としてアンモニアガスを用いる場合に比べ、反応溶液のpHを迅速に所定の値に上げることができる。
(2) The invention according to claim 2 is summarized in that in the method for producing metal particles according to claim 1, recovered ammonia and aqueous ammonia are used as the pH adjuster.
In some cases, the pH value of the reaction solution cannot be set to a predetermined value only with the recovered ammonia. Therefore, in the present invention, ammonia water is used as a pH adjuster in addition to the recovered ammonia. Moreover, by using ammonia water as the replenishing ammonia, the pH of the reaction solution can be quickly increased to a predetermined value as compared with the case of using ammonia gas for replenishment.

(3)請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の金属粒子の製造方法において、前記金属粒子を分離した前記反応溶液を酸性にして、電解し、3価のチタンイオンを含む溶液として前記反応溶液を再生することを要旨とする。   (3) The invention according to claim 3 is the method for producing metal particles according to claim 1 or 2, wherein the reaction solution from which the metal particles are separated is acidified, electrolyzed, and trivalent titanium ions are converted. The gist is to regenerate the reaction solution as a containing solution.

反応溶液を酸性にすることによりチタンイオンの還元率が高くなる。このため、反応溶液を酸性にしてから反応溶液を電解することにより、全チタンイオン量に対する3価のチタンイオンの比率を高くすることができる。   By making the reaction solution acidic, the reduction rate of titanium ions is increased. For this reason, the ratio of trivalent titanium ions to the total amount of titanium ions can be increased by making the reaction solution acidic and then electrolyzing the reaction solution.

(4)請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属粒子の製造方法において、加熱により前記反応溶液からアンモニアを分離し、このアンモニアを回収する工程では、前記反応溶液の加熱で発生するアンモニアを水に接触させることによりアンモニアを回収することを要旨とする。この方法によれば、圧縮機や冷却機等の設備が不要であるため、圧縮法及び冷却法に比べて、簡易な設備でアンモニアを回収することができる。   (4) The invention according to claim 4 is the method for producing metal particles according to any one of claims 1 to 3, wherein the ammonia is separated from the reaction solution by heating and the ammonia is recovered. The gist is to recover ammonia by bringing ammonia generated by heating the reaction solution into contact with water. According to this method, since facilities such as a compressor and a cooler are unnecessary, it is possible to recover ammonia with simple facilities as compared with the compression method and the cooling method.

(5)請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の金属粒子の製造方法において、前記反応溶液は、塩化アンモニウム、クエン酸三ナトリウム、酒石酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、及びグルコン酸により構成される群から選択される少なくとも1種の錯化剤を含むことを要旨とする。   (5) The invention according to claim 5 is the method for producing metal particles according to any one of claims 1 to 4, wherein the reaction solution is ammonium chloride, trisodium citrate, sodium tartrate, sodium acetate. And at least one complexing agent selected from the group consisting of gluconic acid.

この発明では、反応溶液に錯化剤を含ませる。錯化剤は、金属イオン及びチタンイオンと錯体を形成し、両者の酸化還元反応速度を遅くする。すなわち、錯化剤を含めずに金属析出させる方法に比べて、金属粒子の成長を緩やかにし、微粒径にすることができる。   In this invention, a complexing agent is included in the reaction solution. The complexing agent forms a complex with metal ions and titanium ions, and slows the redox reaction rate of both. That is, the growth of the metal particles can be moderated and the particle size can be reduced as compared with the method of depositing metal without including a complexing agent.

(6)請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の金属粒子の製造方法において、前記反応溶液は、ポリカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、及びポリエチレンイミンにより構成される群から選択される少なくとも1種の分散剤を含むことを要旨とする。   (6) The invention according to claim 6 is the method for producing metal particles according to any one of claims 1 to 5, wherein the reaction solution is polycarboxylic acid, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone. And at least one dispersant selected from the group consisting of polyethyleneimine.

分散剤は、反応溶液中に析出した金属粒子の成長を抑制するとともに、金属粒子同士が互いに集合することを抑制する。すなわち、2次粒子または凝集体の形成を阻害する機能を有する。このため、反応溶液に分散剤を含ませることにより、金属粒子が過大に大きくなること、及び2次粒子または凝集粒子の形成を抑制することができる。   The dispersing agent suppresses the growth of metal particles precipitated in the reaction solution and suppresses the metal particles from gathering together. That is, it has a function of inhibiting the formation of secondary particles or aggregates. For this reason, it can suppress that a metal particle becomes large too much and formation of a secondary particle or an aggregated particle by including a dispersing agent in a reaction solution.

本発明によれば、チタンを還元剤として用いる金属粒子の製造方法において、pH調整剤の使用量を少なくすることのできる金属粒子の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the manufacturing method of the metal particle which uses titanium as a reducing agent, the manufacturing method of the metal particle which can reduce the usage-amount of a pH adjuster can be provided.

金属粒子の製造工程を示すフロー図。The flowchart which shows the manufacturing process of a metal particle. 金属粒子生成装置の模式図。The schematic diagram of a metal particle production | generation apparatus. 金属粒子生成装置の模式図。The schematic diagram of a metal particle production | generation apparatus. 電解装置の模式図。The schematic diagram of an electrolysis apparatus. 1回目の生成で生成された金属粒子の走査型電子顕微鏡写真図。The scanning electron micrograph figure of the metal particle produced | generated by the 1st production | generation. 2回目の生成で生成された金属粒子の走査型電子顕微鏡写真図。The scanning electron micrograph figure of the metal particle produced | generated by the 2nd production | generation.

[金属粒子の製造方法]
図1を参照して、金属粒子の製造方法を説明する。
まず、反応溶液を調製する(第1工程;ステップS110)。具体的には、水に、金属塩と、還元剤と、分散剤と、錯化剤と、pH調整剤とを溶解する。
[Production method of metal particles]
With reference to FIG. 1, the manufacturing method of a metal particle is demonstrated.
First, a reaction solution is prepared (first step; step S110). Specifically, a metal salt, a reducing agent, a dispersing agent, a complexing agent, and a pH adjusting agent are dissolved in water.

還元剤としては3価のチタンイオンが用いられる。
3価のチタンイオンの供給源は、例えば、三塩化チタンである。
なお、3価のチタンイオンは金属イオンを還元することにより酸化され、4価のチタンイオンになるが、その後の工程で電解還元し、3価のチタンイオンに再生する。そして、次の金属粒子の生成のために再利用される。このようなことから、3価のチタンイオンの供給は、金属粒子の初回生産のときに行われる。
As the reducing agent, trivalent titanium ions are used.
A source of trivalent titanium ions is, for example, titanium trichloride.
Trivalent titanium ions are oxidized by reducing metal ions to become tetravalent titanium ions, but are electrolytically reduced in the subsequent steps to be regenerated into trivalent titanium ions. And it is reused for the production | generation of the next metal particle. For this reason, the supply of trivalent titanium ions is performed during the initial production of metal particles.

金属塩としては、生成目的の金属粒子の組成に応じて選択される。
ニッケル粒子を生成するときは、例えば、塩化ニッケルを用いる。
3価のチタンイオンは、各種の金属イオンを還元することが可能である。3価のチタンイオンにより還元される金属イオンの例として、タングステン、タンタル、レニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、金、白金等の金属イオンが挙げられる。これらの陽イオンを反応溶液に含ませることにより、これらの金属を組成とする金属粒子を生成することができる。また、2種以上の金属イオンを反応溶液に含ませることにより、2種以上の金属を含有する金属粒子を生成することも可能である。
The metal salt is selected according to the composition of the metal particles to be generated.
When producing nickel particles, for example, nickel chloride is used.
Trivalent titanium ions can reduce various metal ions. Examples of metal ions reduced by trivalent titanium ions include metal ions such as tungsten, tantalum, rhenium, iron, cobalt, nickel, copper, silver, gold, and platinum. By including these cations in the reaction solution, metal particles having these metals as a composition can be generated. Moreover, it is also possible to produce | generate the metal particle containing 2 or more types of metals by including 2 or more types of metal ions in a reaction solution.

分散剤としては、反応溶液に析出する金属粒子の凝集を抑制し、かつ金属粒子が過大に成長することを抑制する物質が用いられる。
粒径が1μm以下の金属粒子は、溶液中で凝集し、2次粒子を生成する場合がある。このような金属粒子の凝集を抑制するため、反応溶液に分散剤を含める。例えば、分散剤として、ポリカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン等が用いられる。また、これらの物質の群から2種以上を選択して用いてもよい。
As the dispersant, a substance that suppresses aggregation of metal particles precipitated in the reaction solution and suppresses excessive growth of metal particles is used.
Metal particles having a particle size of 1 μm or less may aggregate in a solution to produce secondary particles. In order to suppress such aggregation of metal particles, a dispersant is included in the reaction solution. For example, polycarboxylic acid, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyethyleneimine, etc. are used as the dispersant. Moreover, you may select and use 2 or more types from the group of these substances.

錯化剤としては、金属イオンに配位し、金属イオンの還元を緩やかにするものが用いられる。例えば、塩化アンモニウム、クエン酸三ナトリウム、酒石酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、グルコン酸等が用いられる。また、これらの物質の群から2種以上を選択して用いてもよい。   As the complexing agent, one that coordinates to the metal ion and moderates the reduction of the metal ion is used. For example, ammonium chloride, trisodium citrate, sodium tartrate, sodium acetate, gluconic acid and the like are used. Moreover, you may select and use 2 or more types from the group of these substances.

次の工程(第2工程;ステップS120)では第1工程で調製した反応溶液をアルカリ性にする。
3価のチタンイオンは、アルカリ性において金属イオンを還元する作用を奏する。このため、金属粒子を析出させるとき、pH調整剤を反応溶液に溶解することにより反応溶液をアルカリ性にする。
In the next step (second step; step S120), the reaction solution prepared in the first step is made alkaline.
Trivalent titanium ions have the effect of reducing metal ions in alkalinity. For this reason, when depositing metal particles, the reaction solution is made alkaline by dissolving the pH adjuster in the reaction solution.

pH調整剤として、アンモニア及びアンモニア水のうちの少なくとも一方を用いる。金属イオンの還元においては、炭酸ナトリウム等の塩基を用いることも可能であるが、本実施形態では、常温で気体であり、水に容易に溶解し、かつアルカリ性を示す物質を用いる。すなわち、金属粒子の生成後に、pH調整剤を回収しやすい物質をpH調整剤として採用する。   As a pH adjuster, at least one of ammonia and aqueous ammonia is used. In the reduction of the metal ions, a base such as sodium carbonate can be used, but in this embodiment, a substance that is gaseous at normal temperature, easily dissolved in water, and exhibits alkalinity is used. That is, a substance that easily recovers the pH adjusting agent after the production of the metal particles is employed as the pH adjusting agent.

反応溶液のpHを所定値にまで上げる時間を短縮するため、アンモニアガスとともにアンモニア水を用いることが好ましい。具体的には、アンモニアガスによるpHの上昇率は、pHが大きくなるほど低下するため、アンモニアガスの供給開始から所定時間の経過後に、アンモニア水を追加投入する。   In order to shorten the time for raising the pH of the reaction solution to a predetermined value, it is preferable to use ammonia water together with ammonia gas. Specifically, since the rate of increase in pH due to ammonia gas decreases as the pH increases, ammonia water is additionally charged after a predetermined time has elapsed since the start of ammonia gas supply.

アンモニアガスは、以降に示す第5工程で回収したアンモニアを用いる。
アンモニア水は、濃度が一定のものを用いる。なお、アンモニア水は、第5工程で回収したアンモニアと純水とを用いて調製してもよい。
As the ammonia gas, the ammonia recovered in the fifth step shown below is used.
Ammonia water having a constant concentration is used. In addition, you may prepare ammonia water using the ammonia and pure water which were collect | recovered at the 5th process.

なお、アンモニアは、主に、反応溶液のpHをアルカリ性にする性質を有するが、他の側面において、金属イオンと錯体を形成するという性質も有する。このため、アンモニアの一部は、チタンイオンまたは金属イオンに配位すると考えられる。   Ammonia mainly has the property of making the pH of the reaction solution alkaline, but in another aspect, it also has the property of forming a complex with a metal ion. For this reason, it is thought that a part of ammonia coordinates to titanium ions or metal ions.

次の工程(第3工程;ステップS130)では反応溶液を撹拌する。
反応溶液の撹拌により金属粒子が成長する。反応溶液の撹拌は、数分〜数時間に亘って行われる。
In the next step (third step; step S130), the reaction solution is stirred.
Metal particles grow by stirring the reaction solution. The reaction solution is stirred for several minutes to several hours.

個々の金属粒子の成長にはばらつきがあると考えられるが、生成される金属粒子の粒径のばらつきは小さい。これは、金属粒子の成長速度は、粒径が所定の大きさ以上になると、低下することによる。すなわち、金属粒子の成長にともない、金属粒子の表面に分散剤が付着するようになり、金属粒子の表面上での金属析出が抑制されると考えられる。また、分散剤は、金属粒子の表面に付着するため、金属粒子同士の凝集を抑制する。このため、2次粒子または凝集粒子は殆ど形成されない。   Although it is considered that the growth of individual metal particles varies, the variation in the particle size of the generated metal particles is small. This is because the growth rate of the metal particles decreases when the particle size becomes a predetermined size or more. That is, it is considered that as the metal particles grow, the dispersant adheres to the surface of the metal particles, and the metal deposition on the surface of the metal particles is suppressed. Moreover, since a dispersing agent adheres to the surface of a metal particle, it suppresses aggregation of metal particles. For this reason, secondary particles or aggregated particles are hardly formed.

なお、反応溶液の撹拌中にアンモニアガスが発生する。アンモニアガスは回収することが好ましい。これにより、アンモニアの回収率を高くすることができ、またアンモニアが外部に漏れることを抑制することができる。   In addition, ammonia gas is generated during the stirring of the reaction solution. The ammonia gas is preferably recovered. Thereby, the recovery rate of ammonia can be increased, and ammonia can be prevented from leaking to the outside.

次の工程(第4工程;ステップS140)では、反応溶液から金属粒子を分離する。
金属粒子は、沈降、遠心分離、濾過等の方法で反応溶液から金属粒子を分離する。金属粒子が強磁性体であるときは、磁石により金属粒子を収集してもよい。例えば、金属粒子にニッケル、鉄、またはコバルトが含まれているときは、磁石を用いて金属粒子を収集する。
In the next step (fourth step; step S140), the metal particles are separated from the reaction solution.
The metal particles are separated from the reaction solution by a method such as sedimentation, centrifugation, and filtration. When the metal particles are ferromagnetic, the metal particles may be collected by a magnet. For example, when nickel, iron, or cobalt is contained in the metal particles, the metal particles are collected using a magnet.

次の工程(第5工程;ステップS150)では、反応溶液からアンモニアを回収する。
アンモニアの回収は、反応溶液を加熱することにより行う。すなわち、反応溶液を加熱し、これにより発生したアンモニアガスをアンモニア回収装置で回収する。そして、アンモニアを第2工程で再利用するため、貯留槽にアンモニアを貯留する。
In the next step (fifth step; step S150), ammonia is recovered from the reaction solution.
Ammonia is recovered by heating the reaction solution. That is, the reaction solution is heated, and the ammonia gas generated thereby is recovered by an ammonia recovery device. And in order to reuse ammonia at a 2nd process, ammonia is stored in a storage tank.

アンモニア回収装置としては、水流式のスクラバ、圧縮液化装置等が挙げられる。なお、アンモニア回収装置として採用される装置は、これらに限定されない。アンモニアの回収と再利用が可能な装置であればよい。例えば、吸着剤(例えば、ゼオライト)にアンモニアを吸着させ、吸着剤の加熱によりアンモニアを脱離させる方法も考えられる。   Examples of the ammonia recovery device include a water flow type scrubber and a compression liquefaction device. In addition, the apparatus employ | adopted as an ammonia collection | recovery apparatus is not limited to these. Any device that can recover and reuse ammonia can be used. For example, a method of adsorbing ammonia on an adsorbent (for example, zeolite) and desorbing ammonia by heating the adsorbent is also conceivable.

水流式のスクラバでは、水にアンモニアを溶解することによりアンモニアを回収する。この場合、水に溶解した状態でアンモニアを貯留する。アンモニアを再利用するときは、アンモニア回収装置に貯留された水(アンモニアを含む水)を加熱しアンモニアを気体(アンモニアガス)にして、溶解液からアンモニアを取り出す。   In a water flow type scrubber, ammonia is recovered by dissolving ammonia in water. In this case, ammonia is stored in a state dissolved in water. When reusing ammonia, the water stored in the ammonia recovery device (water containing ammonia) is heated to turn ammonia into gas (ammonia gas), and ammonia is taken out from the solution.

圧縮液化装置では、反応溶液から排出されるガスを圧縮機でアンモニアを圧縮し、さらに冷却装置によりアンモニアを冷却する。この場合、アンモニアは液化して貯留される。アンモニアを再利用するときは、液体のアンモニアを加熱することによりアンモニアガスにして利用する。   In the compression liquefaction device, the gas discharged from the reaction solution is compressed with a compressor, and the ammonia is further cooled with a cooling device. In this case, ammonia is liquefied and stored. When reusing ammonia, it is used as ammonia gas by heating liquid ammonia.

なお、アンモニアは金属粒子の析出のときの酸化還元反応に直接関与しない。また、アンモニアは酸化還元反応により殆ど分解されない。このため、第2工程で反応溶液をアルカリ性にするときに投入する量の60%〜80%をこの工程で回収することができる。   Ammonia does not directly participate in the oxidation-reduction reaction during the precipitation of metal particles. Ammonia is hardly decomposed by the oxidation-reduction reaction. For this reason, 60 to 80% of the amount added when the reaction solution is made alkaline in the second step can be recovered in this step.

次の工程(第6工程ステップS160)では反応溶液を電解処理する。
反応溶液中の4価のチタンイオンの濃度が高くなっている。そこで、反応溶液の再生利用のため、4価のチタンイオンを還元し、3価のチタンイオンの濃度を高くする。
In the next process (sixth process step S160), the reaction solution is subjected to electrolytic treatment.
The concentration of tetravalent titanium ions in the reaction solution is high. Therefore, in order to recycle the reaction solution, the tetravalent titanium ions are reduced to increase the concentration of the trivalent titanium ions.

4価のチタンイオンは酸性において還元されやすい。このため、反応溶液を酸性にして、電解装置の陰極側に反応溶液を流通させて電解する。電解処理によれば、溶液中のチタンイオンのうち95%以上(モル比)を3価のチタンイオンにすることが可能である。   Tetravalent titanium ions are likely to be reduced when acidic. For this reason, the reaction solution is acidified, and the reaction solution is circulated to the cathode side of the electrolysis apparatus for electrolysis. According to the electrolytic treatment, 95% or more (molar ratio) of titanium ions in the solution can be converted to trivalent titanium ions.

電解処理された反応溶液は、次回の金属粒子の生成に再利用される。
すなわち、2回目の金属粒子の生産では、電解処理された反応溶液を用いて反応溶液を調製する。そして、1回目の金属粒子の生成工程と同様の処理を行って金属粒子を生成する。これ以降の金属粒子の生産においても、同様に、過去に使用した反応溶液を再生して利用する。すなわち、チタンイオンを含む反応溶液は、金属粒子の生産において繰り返し用いられる。
The electrolytically treated reaction solution is reused for the next generation of metal particles.
That is, in the second production of metal particles, a reaction solution is prepared using an electrolytically treated reaction solution. And the process similar to the production | generation process of the 1st metal particle is performed, and a metal particle is produced | generated. In the subsequent production of metal particles, the reaction solution used in the past is similarly regenerated and used. That is, the reaction solution containing titanium ions is repeatedly used in the production of metal particles.

なお、以降の説明では、金属粒子の製造工程を一巡すること(すなわち、第1工程から第6工程までの工程を経て金属粒子を生成すること。)を「1回の金属粒子の生産」と称す。   In the following description, the production process of the metal particles is completed (that is, the metal particles are generated through the processes from the first process to the sixth process) as “one-time production of metal particles”. Call it.

このような金属粒子の製造方法における作用を従来の製造方法と比べて説明する。
従来の製造方法は、本実施形態に示す第1工程から第4工程までの工程と同様の工程を有する。しかし、反応溶液をアルカリ性にするときに用いるpH調整剤は、特に限定されていない。このため、従来では、取り扱いの簡単な炭酸ナトリウムが好ましく用いられている。また、従来の製造方法では、pH調整剤を回収していない。
The effect | action in the manufacturing method of such a metal particle is demonstrated compared with the conventional manufacturing method.
The conventional manufacturing method has the same steps as the steps from the first step to the fourth step shown in the present embodiment. However, the pH adjuster used when making the reaction solution alkaline is not particularly limited. For this reason, conventionally, sodium carbonate, which is easy to handle, is preferably used. Moreover, in the conventional manufacturing method, the pH adjuster is not collect | recovered.

すなわち、従来の製造方法では、1回の金属粒子の生産により投入されるpH調整剤は再利用されない。このため、金属粒子の生産の都度、pH調整剤を反応溶液に投入する必要がある。pH調整剤として、炭酸ナトリウムを用いる場合、反応溶液を再生して繰り返し使用する結果、反応溶液中のナトリウムイオンの濃度が高くなる。この結果、金属イオンの錯体の形成が阻害され、金属粒子の粒径のばらつきが大きくなる。また、ナトリウムイオンの濃度が高くなる結果、反応溶液を再生利用することができなくなる。   That is, in the conventional manufacturing method, the pH adjuster thrown in by one production of metal particles is not reused. For this reason, it is necessary to add a pH adjuster to the reaction solution every time the metal particles are produced. When sodium carbonate is used as the pH adjuster, the concentration of sodium ions in the reaction solution increases as a result of regenerating and repeatedly using the reaction solution. As a result, the formation of a metal ion complex is inhibited, and the variation in the particle size of the metal particles is increased. Moreover, as a result of the high concentration of sodium ions, the reaction solution cannot be recycled.

pH調整剤として、アンモニアを用いる場合においても、同様の事態が生じる。すなわち、反応溶液を再生して繰り返し使用する結果、反応溶液中のアンモニアの濃度が高くなり、この結果、金属粒子の粒径のばらつきが大きくなる。   The same situation occurs when ammonia is used as the pH adjuster. That is, as a result of regenerating and repeatedly using the reaction solution, the concentration of ammonia in the reaction solution increases, and as a result, the variation in the particle size of the metal particles increases.

また、従来の製造方法では、金属粒子の生産においてpH調整剤を消費するため、pH調整剤を原材料として多量に保管する必要がある。特に、pH調整としてアンモニアを用いる場合は、危険物としての取り扱いが必要であるため、炭酸ナトリウム等に比べて、保管管理上に手間がかかるといった課題がある。   Moreover, in the conventional manufacturing method, since a pH adjuster is consumed in the production of metal particles, it is necessary to store a large amount of the pH adjuster as a raw material. In particular, when ammonia is used for pH adjustment, it is necessary to handle it as a dangerous substance, and therefore, there is a problem that it takes more time for storage management than sodium carbonate or the like.

これに対し、本実施形態の金属粒子の製造方法では、pH調整剤としてアンモニアを使用し、生産工程の第5工程で、反応溶液からアンモニアを分離し、アンモニアを回収する。そして、回収したアンモニアをpH調整剤として再利用する。   In contrast, in the method for producing metal particles of the present embodiment, ammonia is used as a pH adjuster, and ammonia is separated from the reaction solution and recovered in the fifth step of the production process. The recovered ammonia is reused as a pH adjuster.

すなわち、反応溶液からアンモニアを分離する工程を有するため、アンモニア濃度が高くなり過ぎることが抑制される。この結果、アンモニアが高濃度になることに起因して金属粒子の粒径のばらつきが大きくなることを抑制することができる。また、反応溶液から回収したアンモニアを再利用するため、繰り返し金属粒子を生産する場合におけるアンモニアの使用量(総使用量)を少なくすることができる。このため、アンモニアの保管量も少なくなるというメリットもある。   That is, since it has the process of isolate | separating ammonia from a reaction solution, it is suppressed that ammonia concentration becomes high too much. As a result, it is possible to suppress an increase in the variation in the particle diameter of the metal particles due to the high concentration of ammonia. In addition, since the ammonia recovered from the reaction solution is reused, the amount of ammonia used (total amount of use) can be reduced when repeatedly producing metal particles. For this reason, there is also an advantage that the storage amount of ammonia is reduced.

図2を参照して、金属粒子を生成する金属粒子生成装置1の一例について説明する。
なお、図2には、強磁性体の金属粒子の製造に適した装置の例を示す。
強磁性体の金属粒子を製造する場合、磁石により金属粒子の回収が可能である。一方、磁性のない金属粒子を製造する場合、磁石により金属粒子の回収が不可能であるため、装置構成が異なる。
With reference to FIG. 2, an example of the metal particle production | generation apparatus 1 which produces | generates a metal particle is demonstrated.
FIG. 2 shows an example of an apparatus suitable for the production of ferromagnetic metal particles.
When manufacturing ferromagnetic metal particles, the metal particles can be recovered by a magnet. On the other hand, when producing non-magnetic metal particles, the apparatus configuration is different because the metal particles cannot be collected by a magnet.

金属粒子生成装置1は、金属粒子を生成する反応装置10と、アンモニアを回収するアンモニア回収装置50とを備えている。
まず、反応装置10について説明する。
The metal particle generation apparatus 1 includes a reaction apparatus 10 that generates metal particles and an ammonia recovery apparatus 50 that recovers ammonia.
First, the reaction apparatus 10 will be described.

反応装置10は、反応溶液を貯留する反応槽20と、反応溶液を撹拌する撹拌装置30と、金属粒子を回収するための回収装置25と、反応溶液を加熱する加熱装置40とを備えている。回収装置25は、磁石または電磁石により構成されている。   The reaction apparatus 10 includes a reaction tank 20 that stores a reaction solution, a stirring device 30 that stirs the reaction solution, a recovery device 25 that recovers metal particles, and a heating device 40 that heats the reaction solution. . The collection device 25 is configured by a magnet or an electromagnet.

反応槽20には、反応溶液のpHを検出するpHセンサ21と、反応溶液の3価のチタンイオンの濃度を検出するチタンイオンセンサ22とが設けられている。
反応槽20の天井部には、アンモニアガスを排出するアンモニア排出口27が設けられている。なお、アンモニアガスは、主に、反応溶液の撹拌(第3工程)や反応溶液の加熱(第5工程)により発生する。
The reaction tank 20 is provided with a pH sensor 21 that detects the pH of the reaction solution and a titanium ion sensor 22 that detects the concentration of trivalent titanium ions in the reaction solution.
An ammonia discharge port 27 for discharging ammonia gas is provided at the ceiling of the reaction tank 20. In addition, ammonia gas is mainly generated by stirring the reaction solution (third step) or heating the reaction solution (fifth step).

反応槽20の上部には、反応溶液を投入する投入口23が設けられている。
反応槽20の下部には、反応溶液の上澄み液を排出する排出口24と、アンモニアガスを投入するアンモニア投入口26とが設けられている。アンモニア投入口26には、アンモニアガスを流通させる第1ガス配管51が接続されている。
In the upper part of the reaction tank 20, an inlet 23 for introducing the reaction solution is provided.
In the lower part of the reaction tank 20, there are provided a discharge port 24 for discharging the supernatant of the reaction solution and an ammonia input port 26 for supplying ammonia gas. A first gas pipe 51 through which ammonia gas flows is connected to the ammonia inlet 26.

撹拌装置30は、軸棒31と撹拌翼32とを備えている。反応溶液を撹拌するとき、撹拌翼32は所定の回転速度で回転する。撹拌翼32の回転速度は、金属粒子の析出量に応じて制御される。   The stirring device 30 includes a shaft rod 31 and a stirring blade 32. When stirring the reaction solution, the stirring blade 32 rotates at a predetermined rotational speed. The rotational speed of the stirring blade 32 is controlled in accordance with the amount of metal particles deposited.

加熱装置40は、反応槽20の底部に設けられている。
加熱装置40は、反応溶液からアンモニアを分離するときに反応溶液を所定温度まで加熱する。
The heating device 40 is provided at the bottom of the reaction vessel 20.
The heating device 40 heats the reaction solution to a predetermined temperature when separating ammonia from the reaction solution.

次に、金属粒子の製造工程の流れに沿って反応装置10の動作を説明する。
第1工程では、反応溶液を調製する。なお、この調製は、反応装置10とは別の装置で行われる。
Next, operation | movement of the reaction apparatus 10 is demonstrated along the flow of the manufacturing process of a metal particle.
In the first step, a reaction solution is prepared. This preparation is performed in an apparatus different from the reaction apparatus 10.

第2工程では、反応溶液のpHを調整する。
まず、第1工程で調製した反応溶液を投入口23から反応槽20に注入する。
このとき、反応装置10は、pHセンサ21により反応溶液のpHを検出する。そして、pHの検出値とpHの目標値(以下、目標pH)とに基づいて、反応溶液に投入するアンモニアガス量を計算し、この計算量に応じてアンモニアガスを反応槽20に供給する。更に、pHセンサ21の値が、目標pHに近づいたとき、アンモニア水を注入する。なお、初回の金属粒子の生産においては、アンモニアガスを用いずにアンモニア水のみでpHを調整してもよい。
In the second step, the pH of the reaction solution is adjusted.
First, the reaction solution prepared in the first step is poured into the reaction tank 20 from the inlet 23.
At this time, the reaction apparatus 10 detects the pH of the reaction solution by the pH sensor 21. Based on the detected pH value and the target pH value (hereinafter, target pH), the amount of ammonia gas to be introduced into the reaction solution is calculated, and ammonia gas is supplied to the reaction tank 20 in accordance with the calculated amount. Further, when the value of the pH sensor 21 approaches the target pH, ammonia water is injected. In the first production of metal particles, the pH may be adjusted only with aqueous ammonia without using ammonia gas.

第3工程では、反応溶液を撹拌する。
このとき、反応装置10は撹拌装置30を駆動する。
撹拌装置30の稼動時間、撹拌翼32の回転速度等は、3価のチタンイオンの濃度変化速度に応じて制御される。例えば、3価のチタンイオンの濃度変化速度が設定反応速度よりも速く進行しているときは、回転速度を低下させる。
In the third step, the reaction solution is stirred.
At this time, the reaction device 10 drives the stirring device 30.
The operating time of the stirring device 30, the rotational speed of the stirring blade 32, and the like are controlled according to the concentration change rate of the trivalent titanium ions. For example, when the concentration change rate of the trivalent titanium ions proceeds faster than the set reaction rate, the rotational speed is decreased.

第4工程では、反応溶液から金属粒子を分離する。
撹拌装置30を停止し、金属粒子を沈降させる。そして、金属粒子の沈降が完了したとき、回収装置25により金属粒子を回収する。
In the fourth step, the metal particles are separated from the reaction solution.
The stirring device 30 is stopped and the metal particles are allowed to settle. Then, when the sedimentation of the metal particles is completed, the metal particles are recovered by the recovery device 25.

第5工程では、アンモニアを回収する。
このとき、反応装置10は、加熱装置40で反応溶液を加熱する。
反応溶液から発生するアンモニアガスは、第2ガス配管52を通じてアンモニア回収装置50に導かれる。
In the fifth step, ammonia is recovered.
At this time, the reaction apparatus 10 heats the reaction solution with the heating apparatus 40.
Ammonia gas generated from the reaction solution is guided to the ammonia recovery device 50 through the second gas pipe 52.

次に、アンモニア回収装置50について説明する。
アンモニア回収装置50は、アンモニアを水に溶解させるアンモニア回収槽53と、アンモニアを含む水(アンモニア含水)を貯留するアンモニア貯留槽54と、アンモニア含水を加熱する加熱装置55とを備えている。
Next, the ammonia recovery device 50 will be described.
The ammonia recovery device 50 includes an ammonia recovery tank 53 for dissolving ammonia in water, an ammonia storage tank 54 for storing water containing ammonia (ammonia-containing water), and a heating device 55 for heating the ammonia-containing water.

アンモニア回収槽53には、反応槽20のアンモニア排出口27から排出されるアンモニアガスを導く第2ガス配管52が接続されている。アンモニア回収槽53は、水流スクラバと同じ構造を有する。すなわち、アンモニア回収槽53は、霧状の水にアンモニアガスを流通させて水とアンモニアガスとを接触させることにより、アンモニアを水に溶解させる。   The ammonia recovery tank 53 is connected to a second gas pipe 52 that guides ammonia gas discharged from the ammonia discharge port 27 of the reaction tank 20. The ammonia recovery tank 53 has the same structure as the water flow scrubber. That is, the ammonia recovery tank 53 dissolves ammonia in water by causing ammonia gas to flow through the mist of water and bringing water and ammonia gas into contact with each other.

次に、金属粒子の製造工程の流れに沿ってアンモニア回収装置50の動作を説明する。
第3工程では、反応溶液を撹拌する。このとき、反応溶液からアンモニアガスが発生する。アンモニアガスは、第2ガス配管52を通じてアンモニア回収装置50に送られる。アンモニア回収装置50は、アンモニアガスに水を噴射する。これにより、アンモニアを水に溶解させる。この水(アンモニア含水)はアンモニア貯留槽54で蓄えられる。
Next, operation | movement of the ammonia collection | recovery apparatus 50 is demonstrated along the flow of the manufacturing process of a metal particle.
In the third step, the reaction solution is stirred. At this time, ammonia gas is generated from the reaction solution. The ammonia gas is sent to the ammonia recovery device 50 through the second gas pipe 52. The ammonia recovery device 50 injects water into ammonia gas. Thereby, ammonia is dissolved in water. This water (containing ammonia) is stored in the ammonia storage tank 54.

アンモニア含水に含まれているアンモニアは、第2工程で用いられる。
すなわち、第2工程では、反応溶液をアルカリ性にするために、反応溶液にアンモニアガスを注入する。このために、アンモニア貯留槽54に蓄えられているアンモニア含水を加熱し、アンモニアガスを発生させる。そして、第1ガス配管51を通じてアンモニアガスを反応槽20に供給する。
Ammonia contained in the ammonia-containing water is used in the second step.
That is, in the second step, ammonia gas is injected into the reaction solution in order to make the reaction solution alkaline. For this purpose, the ammonia-containing water stored in the ammonia storage tank 54 is heated to generate ammonia gas. Then, ammonia gas is supplied to the reaction tank 20 through the first gas pipe 51.

図2を参照して、強磁性体の金属粒子の製造に適した金属粒子生成装置1の一例を示したが、ここでは、磁性のない金属粒子にも適用することができる金属粒子生成装置の例(以下、金属粒子生成装置100)を挙げる。金属粒子生成装置100は、磁性のない金属粒子の回収を容易にする構成を有する。なお、金属粒子生成装置1と同じ構成は、金属粒子生成装置1と同一の符号を付し、その説明を省略する。   Referring to FIG. 2, an example of the metal particle generating apparatus 1 suitable for the production of ferromagnetic metal particles is shown. Here, however, the metal particle generating apparatus that can be applied to non-magnetic metal particles is also shown. An example (hereinafter, metal particle generating apparatus 100) is given. The metal particle generating apparatus 100 has a configuration that facilitates recovery of metal particles that are not magnetic. In addition, the same structure as the metal particle production | generation apparatus 1 attaches | subjects the same code | symbol as the metal particle production | generation apparatus 1, and abbreviate | omits the description.

図3は、金属粒子生成装置100の模式図である。
金属粒子生成装置100は、金属粒子を生成する反応装置10と、アンモニアを回収するアンモニア回収装置50と、反応溶液の上澄み液を貯留して上澄み液を加熱することによりアンモニアを分離するアンモニア分離装置110とを備えている。
FIG. 3 is a schematic diagram of the metal particle generating apparatus 100.
The metal particle generation apparatus 100 includes a reaction apparatus 10 that generates metal particles, an ammonia recovery apparatus 50 that recovers ammonia, and an ammonia separation apparatus that separates ammonia by storing the supernatant of the reaction solution and heating the supernatant. 110.

アンモニア分離装置110は、反応溶液を貯留する貯留槽120と、反応溶液を撹拌する撹拌装置160と、反応溶液を加熱する加熱装置140とを備えている。貯留槽120は、反応装置10の反応槽20と連結管180により接続されている。貯留槽120の天井部には、アンモニアガスを排出するアンモニア排出口130が設けられている。アンモニア排出口130から排出されるアンモニアは、アンモニア回収装置50に導かれるように配管170が接続されている。貯留槽120の下部には、アンモニアを分離した反応溶液を排出する排出口150が設けられている。一方、反応装置10は、図2に示すものと同じ構成要素(回収装置25及び排出口24を除く)を備えている。更に、反応装置10の下部には、金属粒子の沈殿物を含む懸濁液を排出するための排出口200が設けられている。   The ammonia separation device 110 includes a storage tank 120 that stores a reaction solution, a stirring device 160 that stirs the reaction solution, and a heating device 140 that heats the reaction solution. The storage tank 120 is connected to the reaction tank 20 of the reaction apparatus 10 by a connecting pipe 180. An ammonia discharge port 130 for discharging ammonia gas is provided at the ceiling of the storage tank 120. A pipe 170 is connected so that ammonia discharged from the ammonia discharge port 130 is guided to the ammonia recovery device 50. A discharge port 150 for discharging the reaction solution from which ammonia has been separated is provided at the bottom of the storage tank 120. On the other hand, the reactor 10 includes the same components (except for the recovery device 25 and the discharge port 24) as those shown in FIG. Furthermore, a discharge port 200 for discharging a suspension containing a precipitate of metal particles is provided in the lower part of the reaction apparatus 10.

次に、金属粒子生成装置100の動作を説明する。
金属粒子の製造工程の流れに沿って金属粒子生成装置100の動作を説明する。
第1工程〜第3工程までは、上記実施形態に示した金属粒子生成装置1の動作と同じである。すなわち、反応溶液を反応装置10に投入し、反応溶液をアルカリ性に調整し、撹拌する。次に金属粒子を分離する。
Next, the operation of the metal particle generating apparatus 100 will be described.
The operation of the metal particle generating apparatus 100 will be described along the flow of the metal particle manufacturing process.
The operation from the first step to the third step is the same as the operation of the metal particle generating apparatus 1 shown in the above embodiment. That is, the reaction solution is charged into the reaction apparatus 10, and the reaction solution is adjusted to be alkaline and stirred. Next, the metal particles are separated.

金属粒子の分離動作は上記実施形態の金属粒子生成装置1と異なっている。
具体的には、撹拌装置30を停止し、金属粒子を沈降させる。金属粒子の沈降が完了したとき、反応槽20の底には懸濁液が形成されている。そこで、反応溶液の上澄み液を貯留槽120に移す。これにより、反応溶液の上澄み液と懸濁液とを分離する。懸濁液は、排出口200から取り出される。この後、遠心分離機または濾過装置により懸濁液から金属粒子を分離する。一方、貯留槽120に移された上澄み液は次のように処理される。すなわち、上澄み液を加熱し、上澄み液(反応溶液)とアンモニアとを分離する。アンモニアは、アンモニア回収装置50で回収する。なお、この工程は上記第5工程に対応する。このような金属粒子生成装置100によれば、金属粒子の磁性の有無に関係なく、反応溶液から金属粒子を分離することができる。
The metal particle separation operation is different from that of the metal particle generator 1 of the above embodiment.
Specifically, the stirring device 30 is stopped and the metal particles are allowed to settle. When the settling of the metal particles is completed, a suspension is formed at the bottom of the reaction vessel 20. Therefore, the supernatant of the reaction solution is transferred to the storage tank 120. Thereby, the supernatant liquid and suspension of the reaction solution are separated. The suspension is taken out from the discharge port 200. Thereafter, the metal particles are separated from the suspension by a centrifuge or a filtration device. On the other hand, the supernatant liquid transferred to the storage tank 120 is processed as follows. That is, the supernatant liquid is heated to separate the supernatant liquid (reaction solution) and ammonia. Ammonia is recovered by the ammonia recovery device 50. This step corresponds to the fifth step. According to such a metal particle production | generation apparatus 100, a metal particle can be isolate | separated from a reaction solution irrespective of the presence or absence of the magnetism of a metal particle.

図4を参照して、反応溶液の再生のために用いられる電解装置2について説明する。
電解装置2は、陰極61Aを有する陰極槽61と、陽極62Aを有する陽極槽62と、反応溶液を貯留する第1貯留槽63と、陽極槽62に流通させる電解液を貯留する第2貯留槽64と、電源65とを備えている。陰極槽61と陽極槽62とは陰イオン交換膜66により仕切られている。
With reference to FIG. 4, the electrolyzer 2 used for regeneration of the reaction solution will be described.
The electrolysis apparatus 2 includes a cathode tank 61 having a cathode 61A, an anode tank 62 having an anode 62A, a first storage tank 63 for storing a reaction solution, and a second storage tank for storing an electrolyte solution to be circulated in the anode tank 62. 64 and a power source 65. The cathode tank 61 and the anode tank 62 are partitioned by an anion exchange membrane 66.

第1貯留槽63と陰極槽61とは2本の配管71,72により接続されている。
反応溶液は、第1貯留槽63と陰極槽61と2本の配管71,72とにより構成されている循環回路を循環する。
The first storage tank 63 and the cathode tank 61 are connected by two pipes 71 and 72.
The reaction solution circulates in a circulation circuit constituted by the first storage tank 63, the cathode tank 61, and the two pipes 71 and 72.

第2貯留槽64と陽極槽62とは2本の配管73,74により接続されている。
電解液は、第2貯留槽64と陽極槽62と2本の配管73,74とにより構成されている循環回路を循環する。
The second storage tank 64 and the anode tank 62 are connected by two pipes 73 and 74.
The electrolytic solution circulates in a circulation circuit constituted by the second storage tank 64, the anode tank 62, and the two pipes 73 and 74.

電解装置2による反応溶液の還元処理について説明する。
反応溶液の還元処理を行うとき、反応溶液を第1貯留槽63に蓄える。そして、pH調整剤を反応溶液に加えて、反応溶液を酸性にする。pH調整剤としては、硫酸、塩酸、または硝酸が用いられる。
The reduction process of the reaction solution by the electrolysis apparatus 2 will be described.
When performing the reduction treatment of the reaction solution, the reaction solution is stored in the first storage tank 63. Then, a pH adjuster is added to the reaction solution to make the reaction solution acidic. As the pH adjuster, sulfuric acid, hydrochloric acid, or nitric acid is used.

次に、反応溶液を、陰極槽61と第1貯留槽63とを含む循環回路で循環させる。このとき、陰極61Aにおいて4価のチタンイオンが還元され、3価のチタンイオンに変換される。また、水素イオンが還元され、水素ガスが発生する。水素ガスは、陰極槽61から排気される。   Next, the reaction solution is circulated in a circulation circuit including the cathode tank 61 and the first storage tank 63. At this time, the tetravalent titanium ions are reduced at the cathode 61A and converted into trivalent titanium ions. In addition, hydrogen ions are reduced and hydrogen gas is generated. Hydrogen gas is exhausted from the cathode chamber 61.

陽極槽62と第2貯留槽64とを含む循環回路では電解液を循環させる。電解液としては、例えば、硫酸ナトリウム溶液が用いられる。陽極62Aでは、主に水酸化物イオン(OH)の酸化により酸素が発生する。 In the circulation circuit including the anode tank 62 and the second storage tank 64, the electrolytic solution is circulated. As the electrolytic solution, for example, a sodium sulfate solution is used. In the anode 62A, oxygen is generated mainly by oxidation of hydroxide ions (OH ).

陰極槽61の溶液の全体の電荷は、還元反応によりマイナスに移行する傾向にある。陽極槽62の溶液の全体の電荷は、酸化反応によりプラスに移行する傾向にある。このため、陰イオン交換膜66を通じて、陰極槽61から陽極槽62に陰イオン(A)が移動する。このような循環回路で反応溶液を循環させて電解を行うことにより、反応溶液中のチタンイオンの95%(モル量)以上を3価のチタンイオンにすることができる。 The total charge of the solution in the cathode chamber 61 tends to shift to negative due to the reduction reaction. The total charge of the solution in the anode tank 62 tends to shift to positive due to the oxidation reaction. For this reason, anions (A ) move from the cathode tank 61 to the anode tank 62 through the anion exchange membrane 66. By performing the electrolysis by circulating the reaction solution in such a circulation circuit, 95% (molar amount) or more of the titanium ions in the reaction solution can be converted into trivalent titanium ions.

[実施例]
ニッケル粒子の生成について説明する。
以下に示す(1−1)〜(1−6)は1回目のニッケル粒子の生成を示す。
[Example]
The generation of nickel particles will be described.
The following (1-1) to (1-6) indicate the first generation of nickel particles.

(2−1)〜(2−6)は2回目のニッケル粒子の生成を示す。
(1−1)反応溶液の調製
・純水400gに、錯化剤としての塩化アンモニウム100g、錯化剤としてのクエン酸三ナトリウム・二水和物274.5gを加えて溶液を調製し、この溶液を35℃に設定して撹拌した。次に、この溶液に、塩化ニッケル・六水和物28.5gを加えた。更に、還元剤として、20質量%の三塩化チタン溶液240gを加えた。そして、ポリカルボン酸化合物を含む分散剤(中京油脂株式会社、セルナD735)4gを加えた。
(2-1) to (2-6) show the second generation of nickel particles.
(1-1) Preparation of reaction solution-To 400 g of pure water, 100 g of ammonium chloride as a complexing agent and 274.5 g of trisodium citrate dihydrate as a complexing agent were added to prepare a solution. The solution was set at 35 ° C. and stirred. Next, 28.5 g of nickel chloride hexahydrate was added to this solution. Further, 240 g of a 20% by mass titanium trichloride solution was added as a reducing agent. Then, 4 g of a dispersant containing a polycarboxylic acid compound (Chukyo Yushi Co., Ltd., Serna D735) was added.

(1−2)反応溶液のpH調整
・28%アンモニア水を185g添加し、反応溶液をpH8.8(35℃)に調整した。
(1−3)反応溶液の撹拌
・アンモニア水の追加後、1時間に亘って撹拌した。
・反応中に揮発するアンモニアをアンモニア回収装置50で回収した。
(1-2) Adjustment of pH of reaction solution 185 g of 28% ammonia water was added to adjust the reaction solution to pH 8.8 (35 ° C.).
(1-3) Stirring for 1 hour after stirring of reaction solution and addition of aqueous ammonia.
-Ammonia volatilized during the reaction was recovered by the ammonia recovery device 50.

(1−4)ニッケル粒子の分離
・反応容器の下に磁石を置いてニッケル粒子を沈降させた。
・上澄み液を取り出し、ニッケル粒子を含む懸濁液と反応溶液とを分離した。
・懸濁液に純水を添加し、攪拌洗浄し、磁石により沈降させる、という一連の操作を数回繰り返した。このようにしてニッケル粒子を洗浄した。この後、加熱乾燥により、水分を除去した。
・図5に、ニッケル粒子の走査型電子顕微鏡写真を示す。
・ニッケル粒子収率は92%であった。なお、ニッケル粒子収率とは、この製造方法により得られたニッケル粒子全体の量(モル量)を、反応溶液の調製のときに溶解した塩化ニッケルのうちニッケル量(モル量)で除算した計算値の百分率を示す。
(1-4) Separation of nickel particles: A magnet was placed under the reaction vessel to precipitate the nickel particles.
-The supernatant liquid was taken out and the suspension containing nickel particles and the reaction solution were separated.
A series of operations of adding pure water to the suspension, stirring and washing, and settling with a magnet was repeated several times. In this way, the nickel particles were washed. Thereafter, moisture was removed by heat drying.
FIG. 5 shows a scanning electron micrograph of nickel particles.
-The nickel particle yield was 92%. The nickel particle yield is calculated by dividing the total amount (molar amount) of nickel particles obtained by this production method by the amount of nickel (molar amount) in the nickel chloride dissolved during the preparation of the reaction solution. Indicates the percentage of the value.

(1−5)アンモニア回収
・反応溶液を75℃に設定して加熱し、アンモニア回収装置50でアンモニアガスを回収した。これにより、pH7.5(室温)まで下げた。
(1-5) Ammonia recovery / reaction solution was heated to 75 ° C., and ammonia gas was recovered by the ammonia recovery device 50. This lowered the pH to 7.5 (room temperature).

(1−6)電解処理
・反応溶液に50%硫酸を加えてpH4.5に調整し、この溶液を電解装置2の第1貯留槽63に注入した。
・第2貯留槽64に電解液として10%硫酸ナトリウム水溶液を注入した。
・陽極62A−陰極61A間に通電し、電解液及び反応溶液をそれぞれの循環回路内で循環させた。
・還元処理中、酸化還元滴定にて3価のチタンイオンの濃度を測定した。全チタンイオン中の3価チタン割合が95%以上(モル量)になるまで通電した。
・なお、電解処理後のpHは5.5であった。
(1-6) 50% sulfuric acid was added to the electrolytic treatment / reaction solution to adjust the pH to 4.5, and this solution was injected into the first storage tank 63 of the electrolysis apparatus 2.
-A 10% aqueous sodium sulfate solution was injected into the second storage tank 64 as an electrolytic solution.
-Electricity was supplied between the anode 62A and the cathode 61A, and the electrolytic solution and the reaction solution were circulated in the respective circulation circuits.
-During the reduction treatment, the concentration of trivalent titanium ions was measured by oxidation-reduction titration. Electricity was supplied until the ratio of trivalent titanium in all titanium ions reached 95% or more (molar amount).
-The pH after electrolytic treatment was 5.5.

次に、2回目の金属粒子の生成について説明する。
2回目の金属粒子の生成では、1回目で使用した反応溶液を電解処理した反応溶液(上記(1−6)の電解処理で得た溶液)を用いた。以下、その詳細を説明する。
Next, the second generation of metal particles will be described.
In the second generation of metal particles, a reaction solution obtained by electrolytic treatment of the reaction solution used in the first round (the solution obtained by the electrolytic treatment of (1-6) above) was used. Details will be described below.

(2−1)反応溶液の調製
・電解再生した反応溶液に、錯化剤としての塩化アンモニウム20g、錯化剤としてのクエン酸三ナトリウム・二水和物55gを補充した。次にこの溶液に、塩化ニッケル・六水和物28.5gを加えた。更に、ポリカルボン酸化合物を含む分散剤(中京油脂株式会社、セルナD735)0.8gを補充し、撹拌した。撹拌中、反応溶液の温度を35℃に維持した。なお、塩化ニッケル・六水和物28.5gの量は、1回目のニッケル粒子の生成のときに加えた量と等しい。
(2-1) Preparation of reaction solution-Electroregenerated reaction solution was supplemented with 20 g of ammonium chloride as a complexing agent and 55 g of trisodium citrate dihydrate as a complexing agent. Next, 28.5 g of nickel chloride hexahydrate was added to this solution. Furthermore, 0.8 g of a dispersant containing a polycarboxylic acid compound (Chukyo Yushi Co., Ltd., Serna D735) was supplemented and stirred. During stirring, the temperature of the reaction solution was maintained at 35 ° C. The amount of nickel chloride hexahydrate 28.5 g is equal to the amount added during the first nickel particle generation.

(2−2)pHの調整
・アンモニア回収装置50内に蓄えられているアンモニア含水を80℃に加熱して、アンモニアガスを発生させ、アンモニアガスを反応溶液にバブリング注入した。これにより、反応溶液のpHを8.5まで上げた。この直後に、28%アンモニア水を添加し、pHを8.8に調整した。なお、添加した28%アンモニア水は45gとした。この量は、1回目の金属粒子の生成時に投入したアンモニア水の量の約24%に相当する。
(2-2) Adjustment of pH / Ammonia-containing water stored in the ammonia recovery device 50 was heated to 80 ° C. to generate ammonia gas, and ammonia gas was bubbled into the reaction solution. Thereby, the pH of the reaction solution was raised to 8.5. Immediately after this, 28% aqueous ammonia was added to adjust the pH to 8.8. The added 28% ammonia water was 45 g. This amount corresponds to about 24% of the amount of ammonia water added at the first generation of metal particles.

(2−3)反応溶液の撹拌
・アンモニア水の追加後、1時間に亘って撹拌した。
・反応中に揮発するアンモニアをアンモニア回収装置50で回収した。
(2−4)ニッケル粒子の分離
・ニッケル粒子の分離は、1回目のニッケル粒子と同様の方法により行った。
・ニッケル粒子収率は91%であった。
・図6に、ニッケル粒子の走査型電子顕微鏡写真を示す。
(2-3) Stirring of the reaction solution / After adding ammonia water, stirring was performed for 1 hour.
-Ammonia volatilized during the reaction was recovered by the ammonia recovery device 50.
(2-4) Separation of nickel particles / Separation of nickel particles was performed in the same manner as the first nickel particles.
-The nickel particle yield was 91%.
FIG. 6 shows a scanning electron micrograph of nickel particles.

(2−4)アンモニア回収
・アンモニア回収は、1回目のニッケル粒子の生成のときと同様の方法により行った。
(2−6)電解処理
・電解処理は、1回目のニッケル粒子の生成のときと同様の方法により行った。
(2-4) Ammonia recovery / ammonia recovery was performed in the same manner as in the first generation of nickel particles.
(2-6) Electrolytic treatment / electrolytic treatment was performed in the same manner as in the first generation of nickel particles.

1回目のニッケル粒子の生成と、2回目のニッケル粒子の生成とを比較する。
第1に次のことが示される。
1回目のニッケル粒子の生成におけるニッケル粒子収率と、2回目のニッケル粒子の生成におけるニッケル粒子収率とは略同じである。また、図5及び図6のニッケル粒子の写真に示されるように、1回目と2回目の金属粒子の平均粒径は略同じであり、かつ平均粒径のばらつきも略同じである。
The first generation of nickel particles is compared with the second generation of nickel particles.
First, the following is shown.
The nickel particle yield in the first generation of nickel particles is substantially the same as the nickel particle yield in the second generation of nickel particles. Further, as shown in the photographs of the nickel particles in FIGS. 5 and 6, the average particle size of the first and second metal particles is substantially the same, and the variation in the average particle size is also substantially the same.

すなわち、本実施形態の金属粒子の製造方法によれば、反応溶液を再生して再利用可能であることが分かる。具体的には、反応溶液の再利用は、ニッケル粒子収率、ニッケル粒子の平均粒径、及びニッケル粒子の平均粒径のばらつきにおいて、殆ど影響を与えない。   That is, according to the method for producing metal particles of the present embodiment, it can be seen that the reaction solution can be regenerated and reused. Specifically, the reuse of the reaction solution has little influence on the variation in the nickel particle yield, the average particle diameter of the nickel particles, and the average particle diameter of the nickel particles.

第2に次のことが示される。
2回目のニッケル粒子の生成のために補充したアンモニア量は、1回目のニッケル粒子の生成のために使用したアンモニア量の24質量%である。アンモニアの76質量%を再利用している。すなわち、本実施形態の金属粒子の製造方法によれば、アンモニア消費量を少なくすることができる。
Second, the following is shown.
The amount of ammonia replenished for the second generation of nickel particles is 24% by mass of the amount of ammonia used for the first generation of nickel particles. 76% by mass of ammonia is reused. That is, according to the manufacturing method of the metal particle of this embodiment, ammonia consumption can be reduced.

本実施形態によれば以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の金属粒子の製造方法は、反応溶液を調製する工程と、pH調整剤としてのアンモニアを反応溶液に加えて反応溶液をアルカリ性にし、この反応溶液を撹拌する工程と、反応溶液から金属粒子を分離する工程と、加熱により反応溶液からアンモニアを分離してアンモニアを回収する工程とを含む。そして、回収したアンモニアをpH調整剤として再利用する。
According to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The method for producing metal particles of the present embodiment includes a step of preparing a reaction solution, a step of adding ammonia as a pH adjuster to the reaction solution to make the reaction solution alkaline, and stirring the reaction solution, A step of separating metal particles from the solution, and a step of separating ammonia from the reaction solution by heating to recover ammonia. The recovered ammonia is reused as a pH adjuster.

この構成では、反応溶液をアルカリ性にするときのpH調整剤として、アンモニアを採用する。アンモニアは加熱により気体(アンモニアガス)になるため、反応溶液からアンモニアを容易に分離することができる。このため、アルカリpH調整剤として炭酸ナトリウム等を採用する場合と比べて、簡便な方法でかつ効率的にpH調整剤を回収することができる。   In this configuration, ammonia is employed as a pH adjuster when making the reaction solution alkaline. Since ammonia becomes a gas (ammonia gas) by heating, it is possible to easily separate ammonia from the reaction solution. For this reason, compared with the case where sodium carbonate etc. are employ | adopted as an alkali pH adjuster, a pH adjuster can be collect | recovered by a simple method and efficiently.

また、回収したアンモニアをpH調整剤として再利用する。このため、アンモニアの再利用を行わない場合に比べて、金属粒子の製造方法において、反応溶液をアルカリ性にするためのpH調整剤の使用量を少なくすることができる。   Further, the recovered ammonia is reused as a pH adjuster. For this reason, compared with the case where ammonia is not reused, the amount of the pH adjusting agent for making the reaction solution alkaline can be reduced in the method for producing metal particles.

(2)本実施形態の金属粒子の製造方法では、pH調整剤として、回収したアンモニアのみならず、アンモニア水をも用いる。すなわち、回収したアンモニアだけでは、反応溶液のpH値を所定の値にまで設定することができず、アンモニア量が不足する場合があるため、このような事態の発生を抑制することができる。また、補充するアンモニアとして、アンモニア水を用いることにより、アンモニアガスを補充用として用いる場合に比べて、反応溶液のpHを迅速に所定の値に上げることができる。   (2) In the method for producing metal particles of the present embodiment, not only recovered ammonia but also ammonia water is used as a pH adjuster. That is, with only the recovered ammonia, the pH value of the reaction solution cannot be set to a predetermined value, and the amount of ammonia may be insufficient. Therefore, occurrence of such a situation can be suppressed. Further, by using ammonia water as the replenishing ammonia, the pH of the reaction solution can be rapidly increased to a predetermined value as compared with the case of using ammonia gas for replenishment.

(3)本実施形態の金属粒子の製造方法では、金属粒子を分離した反応溶液を酸性にして、電解し、3価のチタンイオンを含む溶液として反応溶液を再生する。
金属粒子の製造工程の第2工程では、反応溶液をアルカリ性にする。このとき、金属イオンが還元されるとともに、3価のチタンイオンは酸化され、4価のチタンイオンになる。そこで、本発明では、この反応溶液を再利用するために、反応溶液を酸性にしてから電解し、4価のチタンイオンを還元する。反応溶液を酸性にすることによりチタンイオンの還元率が高くなるため、全チタンイオン量に対する3価のチタンイオンの比率が高くなる。すなわち、チタンイオンの再生率が高くなる。このため、金属粒子の製造方法における収率を略一定にすることができる。
(3) In the method for producing metal particles of this embodiment, the reaction solution from which the metal particles are separated is acidified, electrolyzed, and the reaction solution is regenerated as a solution containing trivalent titanium ions.
In the second step of the metal particle production process, the reaction solution is made alkaline. At this time, the metal ions are reduced, and the trivalent titanium ions are oxidized to become tetravalent titanium ions. Therefore, in the present invention, in order to reuse this reaction solution, the reaction solution is acidified and then electrolyzed to reduce tetravalent titanium ions. Since the reduction rate of titanium ions is increased by making the reaction solution acidic, the ratio of trivalent titanium ions to the total amount of titanium ions is increased. That is, the regeneration rate of titanium ions is increased. For this reason, the yield in the manufacturing method of a metal particle can be made substantially constant.

(4)本実施形態の金属粒子の製造方法では、アンモニアを水に接触させることによりアンモニアを回収する。
アンモニアの回収方法としては、圧縮法、冷却法等があるが、本実施形態では、水に接触させることによりアンモニアを回収する。この方法によれば、圧縮機や冷却機等の設備が不要であるため、圧縮法及び冷却法に比べて、簡易な設備でアンモニアを回収することができる。
(4) In the method for producing metal particles of this embodiment, ammonia is recovered by bringing ammonia into contact with water.
Examples of the ammonia recovery method include a compression method and a cooling method. In this embodiment, ammonia is recovered by contacting with water. According to this method, since facilities such as a compressor and a cooler are unnecessary, it is possible to recover ammonia with simple facilities as compared with the compression method and the cooling method.

(5)本実施形態の金属粒子の製造方法では、反応溶液に、塩化アンモニウム、クエン酸三ナトリウム、酒石酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、及びグルコン酸により構成される群から選択される少なくとも1種の錯化剤を含ませる。これらの錯化剤は、金属イオン及びチタンイオンと錯体を形成し、両者の酸化還元反応速度を遅くする。すなわち、この構成により、反応溶液に錯化剤を存在させない場合に比べて、金属粒子の成長を緩やかにし、微粒径にすることができる。   (5) In the method for producing metal particles of the present embodiment, the reaction solution contains at least one complex selected from the group consisting of ammonium chloride, trisodium citrate, sodium tartrate, sodium acetate, and gluconic acid. Include agent. These complexing agents form complexes with metal ions and titanium ions, and slow the redox reaction rate of both. That is, with this configuration, the growth of the metal particles can be made slow and the particle diameter can be reduced compared with the case where the complexing agent is not present in the reaction solution.

(6)本実施形態では、反応溶液に、ポリカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、及びポリエチレンイミンにより構成される群から選択される少なくとも1種の分散剤を含ませる。これらの分散剤は、反応溶液中に析出した金属粒子の成長を抑制するとともに、金属粒子同士が互いに集合することを抑制する。すなわち、2次粒子または凝集体の形成を阻害する機能を有する。このため、反応溶液に分散剤を含ませることにより、金属粒子が過大に大きくなること、及び2次粒子または凝集粒子の形成を抑制することができる。従って、この構成により、金属粒子の平均粒径のばらつきを小さくすることができる。   (6) In this embodiment, the reaction solution contains at least one dispersant selected from the group consisting of polycarboxylic acid, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, and polyethyleneimine. These dispersants suppress the growth of metal particles precipitated in the reaction solution and suppress the aggregation of the metal particles. That is, it has a function of inhibiting the formation of secondary particles or aggregates. For this reason, it can suppress that a metal particle becomes large too much and formation of a secondary particle or an aggregated particle by including a dispersing agent in a reaction solution. Therefore, with this configuration, variation in the average particle diameter of the metal particles can be reduced.

(変形例)
なお、本発明の実施態様は上記にて示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。
(Modification)
In addition, the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by changing it as shown below, for example.

・実施例における金属粒子の製造工程の順は次のとおりである。すなわち、反応溶液の調製、反応溶液のpH調整(アルカリ性化)、金属粒子の分離、アンモニアの回収、反応溶液の電解処理の順に行っている。一方、このような工程順に代えて、反応溶液の調製、反応溶液のpH調整、アンモニアの回収、金属粒子の分離、反応溶液の電解処理とすることもできる。すなわち、金属粒子の分離を行うよりも前に、アンモニアの回収を行って、回収したアンモニアをpH調整剤として再利用してもよい。この場合でも、アンモニアの再利用を行わない場合に比べて、反応溶液をアルカリ性にするためのpH調整剤の使用量を少なくすることができる。   -The order of the manufacturing process of the metal particle in an Example is as follows. That is, preparation of the reaction solution, pH adjustment (alkalization) of the reaction solution, separation of metal particles, recovery of ammonia, and electrolytic treatment of the reaction solution are performed in this order. On the other hand, instead of the order of such steps, reaction solution preparation, pH adjustment of the reaction solution, recovery of ammonia, separation of metal particles, and electrolytic treatment of the reaction solution can be performed. That is, ammonia may be recovered before the metal particles are separated, and the recovered ammonia may be reused as a pH adjuster. Even in this case, the amount of the pH adjusting agent for making the reaction solution alkaline can be reduced as compared with the case where the ammonia is not reused.

・実施例では、ニッケル粒子の製造方法の例を挙げているが、本発明の適用は、ニッケル粒子の製造方法に限定されない。すなわち、タングステン、タンタル、レニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、金、及び白金の群から選択される少なくとも1種を組成とする金属粒子に関し、この種の金属粒子の製造方法にも本発明を適用することができる。また、その適用により上記(1)〜(6)の効果を得ることができる。   -Although the Example has given the example of the manufacturing method of nickel particle | grains, application of this invention is not limited to the manufacturing method of nickel particle | grains. That is, the present invention also relates to a metal particle having a composition of at least one selected from the group consisting of tungsten, tantalum, rhenium, iron, cobalt, nickel, copper, silver, gold, and platinum. The invention can be applied. Moreover, the effect of said (1)-(6) can be acquired by the application.

・実施例では、金属粒子の製造の第2工程において、反応溶液をアルカリ性にするためにアンモニアガス及びアンモニア水を用いているが、アンモニア以外の塩基性の物質を用いることを妨げるものではない。例えば、少量の炭酸ナトリウムを加えてもよい。   -In an Example, although ammonia gas and ammonia water are used in order to make a reaction solution alkaline in the 2nd process of manufacture of a metal particle, it does not prevent using basic substances other than ammonia. For example, a small amount of sodium carbonate may be added.

・実施例では、金属粒子の製造の第2工程において、反応溶液をアルカリ性にするためにアンモニアガス及びアンモニア水を用いているが、アンモニアガスのみで反応溶液のpHを調整してもよい。アンモニアガスの純度を高くすることにより、pHの上昇率を高くすることができる。   In the example, ammonia gas and aqueous ammonia are used to make the reaction solution alkaline in the second step of producing the metal particles, but the pH of the reaction solution may be adjusted only with ammonia gas. By increasing the purity of the ammonia gas, the rate of increase in pH can be increased.

・実施例では、金属粒子の製造の第2工程において、反応溶液をアルカリ性にするためにアンモニアガス及びアンモニア水を用いているが、アンモニア水のみで反応溶液のpHを調整してもよい。アンモニア水としては、アンモニア回収装置50のアンモニア貯留槽54に蓄えられるアンモニア含水を用いることができる。この場合、アンモニアの濃度を調整することが好ましい。   In the example, ammonia gas and aqueous ammonia are used to make the reaction solution alkaline in the second step of producing the metal particles, but the pH of the reaction solution may be adjusted only with aqueous ammonia. As the ammonia water, ammonia water containing water stored in the ammonia storage tank 54 of the ammonia recovery device 50 can be used. In this case, it is preferable to adjust the concentration of ammonia.

1…金属粒子生成装置、2…電解装置、10…反応装置、20…反応槽、21…pHセンサ、22…チタンイオンセンサ、23…投入口、24…排出口、25…回収装置、26…アンモニア投入口、27…アンモニア排出口、30…撹拌装置、31…軸棒、32…撹拌翼、40…加熱装置、50…アンモニア回収装置、51…第1ガス配管、52…第2ガス配管、53…アンモニア回収槽、54…アンモニア貯留槽、55…加熱装置、61…陰極槽、61A…陰極、62…陽極槽、62A…陽極、63…第1貯留槽、64…第2貯留槽、65…電源、66…陰イオン交換膜、71,72,73,74、170…配管、100…金属粒子生成装置、110…アンモニア分離装置、120…貯留槽、130…アンモニア排出口、140…加熱装置、150…排出口、160…撹拌装置、180…連結管、200…排出口。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal particle production | generation apparatus, 2 ... Electrolysis apparatus, 10 ... Reaction apparatus, 20 ... Reaction tank, 21 ... pH sensor, 22 ... Titanium ion sensor, 23 ... Input port, 24 ... Discharge port, 25 ... Recovery apparatus, 26 ... Ammonia inlet, 27 ... ammonia outlet, 30 ... stirring device, 31 ... shaft bar, 32 ... stirring blade, 40 ... heating device, 50 ... ammonia recovery device, 51 ... first gas pipe, 52 ... second gas pipe, 53 ... Ammonia recovery tank, 54 ... Ammonia storage tank, 55 ... Heating device, 61 ... Cathode tank, 61A ... Cathode, 62 ... Anode tank, 62A ... Anode, 63 ... First storage tank, 64 ... Second storage tank, 65 ... Power supply 66 ... Anion exchange membrane 71,72,73,74,170 ... Piping 100 ... Metal particle generator 110 ... Ammonia separator 120 ... Storage tank 130 ... Ammonia outlet 140 ... Heating device 150 ... outlet, 160 ... stirrer, 180 ... connection pipe, 200 ... discharge port.

Claims (6)

3価のチタンイオンと金属イオンとを含む溶液中で前記金属イオンを還元して金属粒子を生成する金属粒子の製造方法において、
3価のチタンイオンにより還元される金属イオンと、3価のチタンイオンとを含む反応溶液を調製する工程と、
pH調整剤としてのアンモニアを前記反応溶液に加えて前記反応溶液をアルカリ性にし、この反応溶液を撹拌する工程と、
前記反応溶液から金属粒子を分離する工程と、
加熱により前記反応溶液からアンモニアを分離し、このアンモニアを回収する工程とを含み、
回収したアンモニアを前記pH調整剤として再利用する
ことを特徴とする金属粒子の製造方法。
In a method for producing metal particles, wherein metal particles are generated by reducing the metal ions in a solution containing trivalent titanium ions and metal ions,
Preparing a reaction solution containing metal ions reduced by trivalent titanium ions and trivalent titanium ions;
adding ammonia as a pH adjusting agent to the reaction solution to make the reaction solution alkaline, and stirring the reaction solution;
Separating metal particles from the reaction solution;
Separating ammonia from the reaction solution by heating, and recovering the ammonia,
The method for producing metal particles, wherein the recovered ammonia is reused as the pH adjusting agent.
請求項1に記載の金属粒子の製造方法において、
前記pH調整剤として、回収したアンモニア及びアンモニア水を用いる
ことを特徴とする金属粒子の製造方法。
In the manufacturing method of the metal particle of Claim 1,
The recovered ammonia and aqueous ammonia are used as the pH adjuster. A method for producing metal particles, wherein:
請求項1または2に記載の金属粒子の製造方法において、
前記金属粒子を分離した前記反応溶液を酸性にして、電解し、3価のチタンイオンを含む溶液として前記反応溶液を再生する
ことを特徴とする金属粒子の製造方法。
In the manufacturing method of the metal particle of Claim 1 or 2,
The method for producing metal particles, wherein the reaction solution from which the metal particles have been separated is acidified, electrolyzed, and the reaction solution is regenerated as a solution containing trivalent titanium ions.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属粒子の製造方法において、
加熱により前記反応溶液からアンモニアを分離し、このアンモニアを回収する工程では、前記反応溶液の加熱で発生するアンモニアを水に接触させることによりアンモニアを回収する
ことを特徴とする金属粒子の製造方法。
In the manufacturing method of the metal particle as described in any one of Claims 1-3,
A method for producing metal particles, characterized in that, in the step of separating ammonia from the reaction solution by heating and recovering the ammonia, ammonia is recovered by bringing the ammonia generated by heating the reaction solution into contact with water.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の金属粒子の製造方法において、
前記反応溶液は、塩化アンモニウム、クエン酸三ナトリウム、酒石酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、及びグルコン酸により構成される群から選択される少なくとも1種の錯化剤を含む
ことを特徴とする金属粒子の製造方法。
In the manufacturing method of the metal particle as described in any one of Claims 1-4,
The reaction solution contains at least one complexing agent selected from the group consisting of ammonium chloride, trisodium citrate, sodium tartrate, sodium acetate, and gluconic acid. .
請求項1〜5のいずれか一項に記載の金属粒子の製造方法において、
前記反応溶液は、ポリカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、及びポリエチレンイミンにより構成される群から選択される少なくとも1種の分散剤を含む
ことを特徴とする金属粒子の製造方法。
In the manufacturing method of the metal particle as described in any one of Claims 1-5,
The said reaction solution contains the at least 1 sort (s) of dispersing agent selected from the group comprised by polycarboxylic acid, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, and polyethyleneimine. The manufacturing method of the metal particle characterized by the above-mentioned.
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