JP3436024B2 - アルミナの連続的製造方法 - Google Patents
アルミナの連続的製造方法Info
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Description
造方法に関する。さらに詳細には、得られるアルミナ粒
子が球状で、かつ粒度分布がシャープなアルミナの連続
的製造方法に関するものである。
強度、さらには物理的特性に優れていることより、成
形、焼結し各種機械部品や電気部品として使用されてい
る。これら用途においては、廉価で寸法安定性や高い焼
結密度が要求されることより、球状で粒度分布がシャー
プなアルミナ粉体が必要とされる。バイヤー法で得られ
る水酸化アルミニウムを焼成することによるアルミナの
製造方法としては、粒子径や粒度分布、BET比表面積
等の特性コントロールを目的に、各種多様な製法が提案
されている。例えば(1)鉱化剤として弗素、塩素、ホ
ウ素から選ばれた少なくとも1種または2種以上組み合
わせて使う方法、(2)脱ソーダ剤として硅砂等のシリ
カ系化合物、塩素系化合物を使う方法、(3)上記を組
み合わせる方法、さらには(4)焼成時、水酸化アルミ
ニウム中にアルミナの微粒子を添加し、これに上記方法
を組み合わせて焼成する方法も提案されている(特公平
6−104570号公報、特開平7−41318号公
報)。しかしながら、鉱化剤として塩素系化合物及び/
または弗素系化合物をを使う場合には、原料に鉱化剤と
して添加するハロゲン系化合物量に比例して、αアルミ
ナ中に残存するハロゲン系化合物の量が増加し、焼成時
に生成する凝集体が多くなる。かかる対策として、ハロ
ゲン系化合物を除去する方法が提案されている(特開平
7−206432公報)。また、脱ソーダ剤であるシリ
カ系化合物を添加している場合には、原料に添加する弗
素系化合物に比例してシリカ汚染も高くなる。
本発明者はバイヤー法により得られる廉価な水酸化アル
ミニウムを用い、これを連続的に焼成して廉価でかつ球
状で粒度分布がシャープなアルミナ粉体を得るべく鋭意
検討した結果、特定の焼成装置を用い、かつ焼成後のア
ルミナ中に含有されるフッ素化合物の存在量が特定範囲
になる如く、水酸化アルミニウムに種子としての微粒ア
ルミナとフッ素化合物を添加、調製し、焼成する場合に
は上記目的とするアルミナが連続的に製造し得ることを
見出し、本発明を完成するに至った。
酸化アルミニウムの供給ライン(1)、供給された水酸
化アルミニウムを焼成する焼成炉(2)、焼成後のアル
ミナを系外に導出するライン(3)、焼成炉(2)より
排出されるガスを集塵装置(5)へ導入する排ガスライ
ン(4)、排ガス中に含まれる粉体を捕集する集塵装置
(5)、粉体捕集後の排ガスを集塵装置(5)より排出
するライン(6)、捕集した粉体を系外に排出するライ
ン(7)よりなる焼成装置を用い連続的にアルミナを製
造する方法に於いて、該装置に集塵装置(5)で捕集し
た粉体を焼成炉(2)に循環供給するライン(8)を設
け、集塵装置(5)で捕集した粉体の少なくとも一部を
焼成炉(2)中へ循環しつつ、焼成炉(2)中に、バイ
ヤー法により得られた水酸化アルミニウムと該水酸化ア
ルミニウム(Al2 O3 換算)に対して平均粒子径0.
1μm〜10μmの微粒アルミナ0.5〜20重量%
(Al2 O3 換算)及び弗素系化合物を20〜200p
pm(F換算)の範囲で添加、調製し、焼成後ライン
(3)より排出されるアルミナ中のフッ素化合物含有量
が1〜200ppm(F換算)となる如く焼成すること
を特徴とするアルミナの連続的製造方法を提供するにあ
る。
詳細に説明する。図1は本発明方法に使用する水酸化ア
ルミニウムの連続的焼成装置のブロック構成図であり、
(1)は水酸化アルミニウムの供給ライン、(2)は焼
成炉、(3)は焼成後のアルミナを系外に導出するライ
ン、(4)は焼成炉(2)より排出されるガスを集塵装
置(5)へ導入する排ガスライン(4)、(5)は排ガ
ス中に含まれる粉体を捕集する集塵装置、(6)は粉体
捕集後の排ガスを集塵装置(5)より排出するライン、
(7)は捕集した粉体を系外に排出するライン、(8)
は集塵装置(5)で捕集した粉体を焼成炉(2)に循環
供給するラインを示す。
に、バイヤー法により得られた水酸化アルミニウムと該
水酸化アルミニウム(Al2 O3 換算)に対して平均粒
子径約0.1μm〜約10μmの微粒アルミナ約0.5
〜約20重量%(Al2 O3換算)及び弗素系化合物を
約20〜約200ppm(F換算)未満の範囲で添加、
焼成する。 また、焼成炉(2)の排ガスは排ガスライ
ン(4)により集塵装置(5)へ導入し、排ガス中の主
として微粒アルミナよりなる粉体を捕集し、捕集した粉
体の少なくとも1部をライン(8)により焼成炉(2)
に循環供給し焼成に供する。
ナは焼成炉(2)よりライン(3)を経て、系外に取り
出すが、ライン(3)より系外に取り出す製品アルミナ
中の弗素系化合物含有量が約1〜200ppm(F換
算)未満であることを必須とする。かかる範囲の弗素系
化合物を含有する製品アルミナは、焼成炉(2)に添加
する弗素系化合物量ならびにライン(8)より焼成炉
(2)に循環使用する粉体の量により調製することがで
きる。
粒アルミナとしては、通常αアルミナ及び/または遷移
アルミナが使用される。これら微粒アルミナの平均粒子
径(平均二次粒子径)は約0.1μm〜約10μm、好
ましくは約0.5μm〜約8μmのものが使用される。
添加量はAl2 O3 換算で約0.5〜約20重量%、好
ましくは約1重量%〜約5重量%である。微粒アルミナ
の添加量が上記範囲より少ない場合には得られるアルミ
ナの粒度分布がシャープでなく、他方上記範囲を越えて
も、添加量に見合う効果の発現はない。
中の弗素系化合物含有量は約1〜200ppm(F換
算)未満、好ましくは約1〜100ppmである。存在
量が少ない場合、所望とする球状品は得難く、他方多過
ぎる場合には板状品となる。
制限されないが、通常、弗化アルミニウム、弗化水素、
弗化アンモニウム、弗化ナトリウム、弗化マグネシウ
ム、弗化カルシウムから選ばれた少なくとも1種を用い
ればよい。
制限されないが、例えばサイクロン、電気式集塵機、バ
グフィルター、スクラバー等が挙げられる。また焼成炉
としては、ロータリーキルン、SPロータリーキルン、
NSPロータリーキルン、流動床炉が使用できる。熱効
率を上げるために、熱媒である燃焼ガスとアルミナ粉体
が向流式である内燃式焼成炉の使用が推奨される。
焼成炉の種類、焼成量、要求される水酸化アルミニウム
の焼成程度等により一義的ではないが、通常焼成温度約
1100℃〜1500℃、焼成炉に於けるアルミナの滞
留時間として約1時間〜10時間の範囲で実施される。
に於いて、脱ソーダ剤としてのシリカ系化合物を焼成
時、水酸化アルミニウム(Al2 O3 換算)に対し1〜
20重量%の範囲で添加し、使用することもできる。他
の添加剤を併用することも可能である。
てはバイヤー法により得られた廉価な水酸化アルミニウ
ムを用い、集塵装置で捕集した粉体の少なくとも1部と
特定少量の弗素系化合物の焼成炉への添加量を調製し、
焼成品中に含有されるフッ素化合物の含有量を特定範囲
にするアルミナの連続的製造方法により、廉価で、かつ
球状で、粒度分布がシャープ(通常D90/D10が
4.0未満、好適には3.5未満)なアルミナが得られ
ることを見出したものであり、各種機械部品や電気部品
の原料供給面よりその工業的利用価値は頗る大である。
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。尚、実施例に示す測定は、下記方法を採用した。
ウムC−12(中心粒径50μm、Na2 O 0.2
%、F 20ppm、住友化学工業製)7650g、平
均粒径0.5μmのαアルミナAES−12(住友化学
工業製)25g、弗化アルミニウム(和光純薬製)1.
1gを順に添加混合した後、混合スラリーを濾過した。
濾過したウェットケーキを、アルミナセラミックス製回
転式小型焼成炉(内径7cm、長さ140cm、130
0℃均一温度ゾーン60cm、傾斜角2゜、回転数2r
pm、焼成炉上部にアルミナの回収用にガラスファイバ
ー製フィルターを設置し、回収したアルミナは振動機に
よりフィルターから除去した後、キルン内に戻した)に
供給速度50g/hで連続的に供給した。焼成炉内のア
ルミナの滞留時間は、6時間であった。焼成後に得られ
たαアルミナのBET比表面積は0.5m2 /g、弗素
含有量は190ppmであった。得られたαアルミナの
写真を図2に示す。方法1により粉砕したアルミナの中
心粒径は2μm、D90/D10は3.0であった。方
法2により9時間粉砕したアルミナを成形圧300kg
/cm2 でCIP成形した後、1650℃、2時間焼結
した。粉砕したアルミナの中心粒径は2.5μm、D9
0/D10は3.2、成形密度は2.10、焼結密度
は、3.84g/cm3 であった。
変えて平均粒径8μmの遷移アルミナKC−508(住
友化学工業製)を1000g混合した以外は、実施例1
と同じ操作を行った。得られたαアルミナのBET比表
面積は1m2 /g、弗素含有量は180ppmであっ
た。方法1により粉砕したアルミナの中心粒径は1.5
μm、D90/D10は3.5であった。
以外は、実施例1と同じ操作を行った。得られた焼成α
アルミナのBET比表面積は1.5m2 /g、弗素含有
量は27ppmであった。方法1により粉砕したアルミ
ナの中心粒径は1.0μm、D90/D10は3.5で
あった。
gを新たに混合し、焼成後に目開き149μmの篩によ
り硅砂をアルミナから篩別した以外は、実施例1と同じ
操作を行った。得られた焼成αアルミナのBET比表面
積は0.5m2/g、弗素含有量は170ppm、Na
2 O 0.05%、SiO2 0.05%であった。方
法1により粉砕したアルミナの中心粒径は1.9μm、
D90/D10は3.0であった。
ES−12(住友化学工業製)を混合しない以外は、実
施例1と同じ操作を行った。得られた焼成αアルミナの
BET比表面積は0.5m2 /g、弗素含有量は190
ppmであった。方法1により粉砕したアルミナの中心
粒径は2.2μm、D90/D10は4.5であった。
は、実施例1と同じ操作を行った。得られた焼成αアル
ミナのBET比表面積は0.4m2 /g、弗素含有量は
270ppmであった。得られたαアルミナの写真を図
3に示す。方法1により粉砕したアルミナの中心粒径は
3.0μm、D90/D10は5.0であった。方法2
により18時間粉砕したアルミナを成形圧300kg/
cm2 でCIP成形した後、1650℃、2時間焼結し
た。粉砕したアルミナの中心粒径は2.5μm、D90
/D10は5.5、成形密度は2.05g/cm3 、焼
結密度は3.78g/cm3 であった。
回転式小型焼成炉に供給する変わりにシャモット質容器
に入れ、静置式電気炉にて1300℃、6時間焼成した
以外は、実施例1と同じ操作を行った。得られた焼成α
アルミナのBET比表面積は4.5m2 /g、弗素含有
量は1ppmであった。方法1により粉砕したアルミナ
の中心粒径は0.8μm、D90/D10は7.0であ
った。
粒子径1mm前後の硅砂を500gをあらたに混合し、
焼成後に目開き149μmの篩により硅砂をアルミナか
ら篩別した以外は、実施例1と同じ操作を行った。得ら
れた焼成αアルミナのBET比表面積は0.4、弗素含
有量は220ppm、Na2 O 0.04%、SiO2
0.15%であった。方法1により粉砕したアルミナ
の中心粒径は3.0μm、D90/D10は5.0であ
った。
示す。
る。
る。
イン (7)は捕集した粉体を系外に排出するライン (8)は捕集した粉体を焼成炉に循環供給するラインを
示す。
Claims (5)
- 【請求項1】 水酸化アルミニウムの供給ライン
(1)、供給された水酸化アルミニウムを焼成する焼成
炉(2)、焼成後のアルミナを系外に導出するライン
(3)、焼成炉(2)より排出されるガスを集塵装置
(5)へ導入する排ガスライン(4)、排ガス中に含ま
れる粉体を捕集する集塵装置(5)、粉体捕集後の排ガ
スを集塵装置(5)より排出するライン(6)、捕集し
た粉体を系外に排出するライン(7)よりなる焼成装置
を用い連続的にアルミナを製造する方法に於いて、該装
置に集塵装置(5)で捕集した粉体を焼成炉(2)に循
環供給するライン(8)を設け、集塵装置(5)で捕集
した粉体の少なくとも一部を焼成炉(2)中へ循環しつ
つ、焼成炉(2)中に、バイヤー法により得られた水酸
化アルミニウムと該水酸化アルミニウム(Al2 O3 換
算)に対して平均粒子径0.1μm〜10μmの微粒ア
ルミナ0.5〜20重量%(Al2 O3 換算)及び弗素
系化合物を20〜200ppm(F換算)の範囲で添
加、調製し、焼成後ライン(3)より排出されるアルミ
ナ中のフッ素化合物含有量が1〜200ppm(F換
算)となる如く焼成することを特徴とするアルミナの連
続的製造方法。 - 【請求項2】 微粒アルミナが、αアルミナ及び/また
は遷移アルミナであることを特徴とする請求項1記載の
アルミナの連続的製造方法。 - 【請求項3】 弗素系化合物が弗化アルミニウム、弗化
水素、弗化アンモニウム、弗化ナトリウム、弗化マグネ
シウム、弗化カルシウムから選ばれた少なくとも1種で
あることを特徴とする請求項1記載のアルミナの連続的
製造方法。 - 【請求項4】 シリカ系化合物を脱ソーダ剤として1〜
20重量%添加することを特徴とする請求項1記載のア
ルミナの連続的製造方法。 - 【請求項5】 焼成炉におけるアルミナの平均滞留時間
が1〜10時間であることを特徴とする請求項1記載の
アルミナの連続的製造方法。
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JP32047796A JP3436024B2 (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | アルミナの連続的製造方法 |
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JP32047796A Expired - Fee Related JP3436024B2 (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | アルミナの連続的製造方法 |
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