JP4195278B2 - Metallic magnesium melt evaporation apparatus and method for producing high-purity magnesium oxide fine powder using the same - Google Patents

Metallic magnesium melt evaporation apparatus and method for producing high-purity magnesium oxide fine powder using the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高純度酸化マグネシウム微粉末の製造に有利に使用することができる金属マグネシウム溶融蒸発装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
高純度の酸化マグネシウム微粉末を製造する方法として、気相合成法が知られている。この気相合成法は、金属マグネシウムを加熱して、マグネシウム蒸気を発生させ、このマグネシウム蒸気と酸素含有気体とを互いに接触させることにより、マグネシウムを酸化して酸化マグネシウム微粉末を生成させる方法である。
【0003】
気相合成法により酸化マグネシウム微粉末を工業的に製造するには、長期間にわたって連続的にマグネシウム蒸気を生成することができる装置が必要となる。
【0004】
マグネシウム蒸気を連続的に生成するための装置としては、金属マグネシウムを加熱して溶融させるための金属マグネシウムの溶融鍋(溶解鍋ともいう)と、溶融マグネシウムを加熱して蒸発させるためのマグネシウムの蒸発鍋とを耐熱性パイプ(接続パイプともいう)で連結した構成の金属マグネシウム溶融蒸発装置が知られている(特許文献1を参照)。この金属マグネシウム溶融蒸発装置では、金属マグネシウムを溶融マグネシウムとして蒸発鍋に供給するので、蒸発鍋内の溶融マグネシウムの温度を高温に維持できるため、マグネシウム蒸気を効率よく連続的に生成することが可能となる。
【0005】
【特許文献1】
特開平2−307822号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の金属マグネシウム溶融蒸発装置は、マグネシウム蒸気を効率よく連続的に生成するためには有用な装置ということができる。しかしながら、上記の金属マグネシウム溶融蒸発装置を実際に用いて酸化マグネシウム微粉末を製造すると幾つかの問題があることが分かった。そのうちの一つに、その製造時間の経過とともに、製造される酸化マグネシウム微粉末に混入する重金属、特にマグネシウムよりも沸点の高い重金属(例:鉄、ニッケル、クロム)の量が増加する傾向にあるという問題がある。
【0007】
そこで、本発明者が上記の重金属の混入量が増加する原因を究明するために研究を行なった結果、その主な原因は、酸化マグネシウム微粉末の製造原料である金属マグネシウム中の高沸点重金属が徐々に金属マグネシウム溶融蒸発装置の蒸発鍋に蓄積され、その蓄積量の増加に従って、マグネシウム蒸気中に高沸点重金属が混入し易くなるためであることが判明した。従って、本発明の課題は、重金属の混入量の少ないマグネシウム蒸気を長期間にわたって生成することができる金属マグネシウム溶融蒸発装置を開発して、高純度の酸化マグネシウム微粉末を長期間にわたって連続的に製造することのできる技術を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上部に金属マグネシウムの導入口、そして側面下部に溶融マグネシウムの取出し口を備えた金属マグネシウムの溶融鍋、該溶融鍋の溶融マグネシウム取出し口に接続する耐熱性パイプ、そして該耐熱性パイプの他方の端部に接続する溶融マグネシウムの導入口を側面下部に備え、上部にはマグネシウム蒸気の吹き出し口を備えたマグネシウムの蒸発鍋からなり、該蒸発鍋の溶融マグネシウム導入口から底部までの距離が、該溶融鍋の溶融マグネシウム取出し口から底部までの距離よりも長いことを特徴とする金属マグネシウム溶融蒸発装置にある。
【0009】
上記本発明の金属マグネシウム溶融蒸発装置において、蒸発鍋の底部には、開閉可能な溶融マグネシウムの排出口が設けられていることが好ましい。
【0010】
本発明はさらに、上記の金属マグネシウム溶融蒸発装置を用い、溶融鍋の金属マグネシウム導入口に金属マグネシウムを投入し、蒸発鍋のマグネシウム蒸気取り出し口からマグネシウム蒸気を噴射させ、次いで該マグネシウム蒸気と酸素含有気体とを接触させることにより、マグネシウムを酸化して酸化マグネシウム微粉末を生成させる高純度酸化マグネシウム微粉末の製造方法にもある。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の金属マグネシウム溶融蒸発装置、及びその装置を用いた高純度酸化マグネシウム微粉末の製造方法について、添付図面を参照しながら説明する。
【0012】
図1は、本発明に従う金属マグネシウム溶融蒸発装置の一例を示す図である。図1の金属マグネシウム溶融蒸発装置10は、金属マグネシウムの導入口11と金属マグネシウムの酸化を防止するための酸化防止ガスの導入口12とを備えた蓋部13、及び側面下部に溶融マグネシウムの取出し口14を備えた鍋部15からなる金属マグネシウムの溶融鍋16、溶融鍋の溶融マグネシウム取出し口14に接続する耐熱性パイプ17、そして耐熱性パイプ17の他方の端部に接続する溶融マグネシウムの導入口18を側面下部に備えた鍋部19、及びマグネシウム蒸気の吹き出し口20と不活性ガス導入口21とを備えた蓋部22からなるマグネシウムの蒸発鍋23からなり、蒸発鍋23の溶融マグネシウム導入口から底部までの距離(L2)は、溶融鍋16の溶融マグネシウム取出し口から底部までの距離(L1)よりも長くなっている。ここで、蒸発鍋の溶融マグネシウム導入口から底部までの距離(L2)は、溶融マグネシウム導入口の中心から水平方向に延長した破線Aと蒸発鍋の最も深い部分との間の距離を意味する。また、溶融鍋16の溶融マグネシウム取出し口から底部までの距離(L1)は、溶融マグネシウム取出し口の中心から水平方向に延長した破線Bと溶融鍋の最も深い部分との間の距離を意味する。
【0013】
蒸発鍋23に蓄積する高沸点重金属は、一般にマグネシウムよりも比重が大きい。このため、高沸点重金属は、蒸発鍋23の底部側に主に滞留する傾向にある。従って、蒸発鍋23の溶融マグネシウム導入口18から底部までの距離(L1)を、溶融鍋16の溶融マグネシウム取出し口14から底部までの距離(L2)よりも長くすることによって、蒸発鍋23の底部側に滞留させることのできる高沸点重金属の量が増え、マグネシウム蒸気に混入する重金属量を長期間にわたって少なくすることができる。
【0014】
蒸発鍋23の溶融マグネシウム導入口から底部までの距離(L2)は、溶融鍋1の溶融マグネシウム取出し口から底部までの距離(L1)の1.2〜1.8倍の範囲とすることが好ましい。
【0015】
溶融鍋16及び蒸発鍋23の形状に特には制限はないが、溶融鍋16は平底とすることが好ましく、蒸発鍋23は丸底とすることが好ましい。また、溶融鍋16の断面形状は矩形とすることが好ましく、蒸発鍋23の断面形状は丸形とすることが好ましい。
【0016】
溶融鍋16及び蒸発鍋23のサイズは、溶融鍋と蒸発鍋の断面積比(溶融鍋断面積/蒸発鍋断面積)が1以上、特に2〜8の範囲とするのが好ましい。耐熱性パイプ17のサイズは、その断面積が蒸発鍋23の横断面積の1/10〜1/25の範囲とすることが好ましい。
【0017】
図2は、金属マグネシウム溶融蒸発装置の別の一例を示す図である。図2の金属マグネシウム溶融蒸発装置30は、金属マグネシウムの導入口31と金属マグネシウムの酸化を防止するための酸化防止ガスの導入口32とを備えた蓋部33、及び側面下部に溶融マグネシウムの取出し口34を備えた鍋部35からなる金属マグネシウムの溶融鍋36、溶融鍋の溶融マグネシウム取出し口34に接続する耐熱性パイプ37、そして耐熱性パイプ37の他方の端部に接続する溶融マグネシウムの導入口38を側面下部に備えた鍋部39、及びマグネシウム蒸気の吹き出し口40と不活性ガス導入口41とを備えた蓋部42からなるマグネシウムの蒸発鍋43からなり、蒸発鍋43の底部に、バルブ44により開閉可能な溶融マグネシウムの排出口45が設けられている。
【0018】
図2の金属マグネシウム溶融蒸発装置では、蒸発鍋43の底部側に滞留する高沸点重金属を溶融マグネシウムと共に間欠もしくは連続的に外部に抜き取ることができるので、マグネシウム蒸気に混入する重金属量を長期間にわたって少なくすることができる。
【0019】
次に、本発明の酸化マグネシウム微粉末の製造方法について説明する。
図3は、本発明に従う金属マグネシウム溶融蒸発装置を用いた酸化マグネシウム微粉末の製造装置の一例を示す図である。
図3において、酸化マグネシウム微粉末製造装置は、図1に示した金属マグネシウム溶融蒸発装置10、マグネシウム酸化装置50、熱交換機51、バグフィルター52、そしてホッパー53から構成されている。
【0020】
原料となる金属マグネシウム54は、金属マグネシウム溶融蒸発装置10の溶融鍋の金属マグネシウム導入口11から投入され、その溶融鍋16にて、マグネシウムの溶融温度に加熱されて溶融マグネシウム55となる。溶融マグネシウム55は耐熱性パイプ17を通って蒸発鍋23に貯留され、その蒸発鍋にてさらにマグネシウムの沸点以上の温度に加熱されてマグネシウム蒸気が生成する。
【0021】
マグネシウム蒸気を生成する際には、溶融鍋16の内部には酸化防止ガス導入口12から酸化防止ガスを、蒸発鍋23の内部には不活性ガス導入口21から不活性ガスをそれぞれ供給する。
【0022】
酸化防止ガスとしては、六フッ化硫黄ガス、二酸化炭素ガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガス、キセノンガス、及びラドンガスを用いることができる。これらのガスの中でも、六フッ化硫黄ガスが特に好ましい。
【0023】
不活性ガスとしては、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガス、キセノンガス、及びラドンガスを用いることができる。これらのガスの中でも、アルゴンガスが特に好ましい。
【0024】
マグネシウム蒸気は、蒸発鍋の不活性ガス導入口21から導入された不活性ガスと共に、蒸発鍋のマグネシウム蒸気吹き出し口20を通って、マグネシウム酸化装置50のマグネシウム蒸気噴射口61に送られる。マグネシウム酸化装置50には、アルゴンガスなどの不活性ガスで分圧を調整した酸素含有気体が酸素含有気体導入管62から導入される。このマグネシウム蒸気と酸素含有気体とを互いに接触させることにより、マグネシウムは酸化され酸化マグネシウム微粉末56となる。
【0025】
マグネシウム酸化装置50は、マグネシウム蒸気と酸素含有気体とが略垂直に接触するように、マグネシウム蒸気噴射口61は底部に、酸素含有気体の導入管62は側部に配置されている。酸化マグネシウム微粉末取り出し口63は、酸化マグネシウム微粉末56をマグネシウム蒸気と共に導入された不活性ガスの流れにのせて取り出せるように、マグネシウム蒸気噴射口61の垂直上方に設けられている。
【0026】
マグネシウム酸化装置50の内部温度(すなわち、マグネシウムの酸化反応温度)は1200〜2000℃とすることが好ましいが、マグネシウムの酸化反応は発熱反応であるため、酸化マグネシウム微粉末の生成に伴ってマグネシウム酸化装置の内部温度は上昇する傾向にある。このため、図3のマグネシウム酸化装置50では、冷却用空気導入口64と冷却用空気排気口65とを備えた冷却用外管66で部分的に覆われており、冷却用空気導入口64に冷却用空気を導入することにより、マグネシウム酸化装置50の内部温度を調整できるようにされている。
【0027】
マグネシウム酸化装置50にて生成する酸化マグネシウム微粉末の粒子径は、マグネシウム酸化装置内に導入されるマグネシウム蒸気と不活性ガスとの割合及びその導入速度、あるいはマグネシウム酸化装置内に導入される酸素含有気体の酸素濃度及びその導入速度により調整することができる。
【0028】
図3のマグネシウム酸化装置50のように、底部にマグネシウム蒸気噴射口61が配置されているマグネシウム酸化装置では、マグネシウム蒸気噴射口61の周囲に金属マグネシウムやマグネシウム化合物(例:酸化マグネシウム)が堆積して、マグネシウム蒸気の導入量が変動することがある。このため、マグネシウム酸化装置50では、側部に内部観察用窓67を備え、かつその底部に平行に、マグネシウム蒸気噴射口61に堆積する酸化マグネシウムを削り取る研削装置68が付設されている。
【0029】
研削装置68は、先端に研削板69を備えたアーム70と、そのアームをマグネシウム酸化装置の底部に平行に出し引きするためのシリンダ71とから構成されている。なお、図3のマグネシウム酸化装置では、内部観察用窓67と研削装置68とが、れぞれ中空の筐体72に一体的に組み込まれて配置されているが、内部観察用窓及び研削装置の配置には特に制限はない。研削装置68のアーム70の作動速度は、内部観察用窓67にて観察された金属マグネシウムやマグネシウム化合物の堆積状態を考慮して適宜調整する。この研削装置68により削り取られた金属マグネシウムやマグネシウム化合物は、マグネシウム酸化装置の側部に備えられた開口部(掃除用窓)73により、外部に取り出せるようになっている。
【0030】
マグネシウム酸化装置50にて生成した酸化マグネシウム微粉末は、酸化マグネシウム微粉末取り出し口63を通って熱交換機51に送られる。熱交換機51にて冷却された酸化マグネシウム微粉末はバグフィルター52にて回収され、ホッパー53に一旦貯蔵される。
【0031】
気相合成により生成される酸化マグネシウム微粉末は、活性が高いため空気に接触すると空気中の二酸化炭素や水蒸気を吸着することがある。このため、ホッパーに貯蔵されている酸化マグネシウム微粉末は、その出荷の前に500〜1100℃の温度で再焼成することが好ましい。
【0032】
【発明の効果】
本発明の金属マグネシウム溶融蒸発装置では、長期間にわたって金属の混入量の少ないマグネシウム蒸気を生成することができる。従って、本発明の金属マグネシウム溶融蒸発装置を酸化マグネシウム微粉末の製造に用いることにより、高純度の酸化マグネシウム微粉末を長期間にわたって連続的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に従う金属マグネシウム溶融蒸発装置の構成の例を示す図である。
【図2】 金属マグネシウム溶融蒸発装置の構成の別の例を示す図である。
【図3】 金属マグネシウム溶融蒸発装置を用いた酸化マグネシウム微粉末の製造装置の構成の例を示す図である。
【符号の説明】
10、30 金属マグネシウム溶融蒸発装置
11、31 金属マグネシウム導入口
12、32 酸化防止ガス導入口
13、33 蓋部
14、34 溶融マグネシウム取出し口
15、35 鍋部
16、36 溶融鍋
17、37 耐熱性パイプ
18、38 溶融マグネシウム導入口
19、39 鍋部
20、40 マグネシウム蒸気吹き出し口
21、41 不活性ガス導入口
22、42 蓋部
23、43 蒸発鍋
44 バルブ
45 溶融マグネシウム排出口
50 マグネシウム酸化装置
51 熱交換機
52 バグフィルター
53 ホッパー
54 金属マグネシウム
55 溶融マグネシウム
56 酸化マグネシウム微粉末
61 マグネシウム蒸気噴射口
62 酸素含有気体導入管
63 酸化マグネシウム微粉末取り出し口
64 冷却用空気導入口
65 却用空気排気口
66 冷却用外管
67 内部観察
68 研削装置
69 研削板
70 アーム
71 シリンダ
72 筐体
73 開口部(掃除用窓)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal magnesium melting and evaporating apparatus that can be advantageously used for producing high-purity magnesium oxide fine powder.
[0002]
[Prior art]
A gas phase synthesis method is known as a method for producing a high-purity magnesium oxide fine powder. This vapor phase synthesis method is a method in which magnesium metal is heated to generate magnesium vapor, and this magnesium vapor and an oxygen-containing gas are brought into contact with each other to oxidize magnesium to produce magnesium oxide fine powder. .
[0003]
In order to produce magnesium oxide fine powder industrially by a gas phase synthesis method, an apparatus capable of continuously generating magnesium vapor over a long period of time is required.
[0004]
The equipment for continuously generating magnesium vapor includes a metal magnesium melting pot (also called a melting pot) for heating and melting metal magnesium, and magnesium evaporation for heating and evaporating molten magnesium. 2. Description of the Related Art A metal magnesium melting / evaporating apparatus having a structure in which a pan is connected with a heat-resistant pipe (also called a connection pipe) is known (see Patent Document 1). In this metal magnesium fusion evaporator, metal magnesium is supplied to the evaporation pan as molten magnesium, so that the temperature of the molten magnesium in the evaporation pan can be maintained at a high temperature, so that magnesium vapor can be generated efficiently and continuously. Become.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2-307822 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
The above-mentioned metal magnesium melting and evaporating apparatus can be said to be a useful apparatus for efficiently and continuously generating magnesium vapor. However, it has been found that there are some problems when the magnesium oxide fine powder is produced by actually using the above-mentioned metal magnesium melt evaporation apparatus. One of them is that the amount of heavy metals, especially heavy metals with higher boiling point than magnesium (eg, iron, nickel, chromium) tend to increase with the progress of production time, especially in magnesium oxide fine powder produced. There is a problem.
[0007]
Therefore, as a result of the research conducted by the present inventor to determine the cause of the increase in the amount of heavy metal, the main cause is the high boiling point heavy metal in the magnesium metal, which is a raw material for producing magnesium oxide fine powder. It was found that the high boiling point heavy metal is likely to be mixed into the magnesium vapor as the accumulated amount gradually accumulates in the evaporation pan of the metal magnesium melting evaporator. Therefore, the object of the present invention is to develop a metal magnesium melting and evaporating apparatus that can generate magnesium vapor with a small amount of heavy metal mixed over a long period of time, and continuously produce high-purity magnesium oxide fine powder over a long period of time. It is to provide a technology that can do this.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a metal magnesium melting pan having a metal magnesium inlet at the top and a molten magnesium outlet at the bottom of the side, a heat resistant pipe connected to the molten magnesium outlet of the melting pan, and the heat resistant pipe The molten magnesium inlet connected to the other end of the bottom is provided at the lower part of the side, and the upper part is a magnesium evaporation pot provided with a magnesium vapor outlet, and the distance from the molten magnesium inlet to the bottom of the evaporation pot Is longer than the distance from the molten magnesium take-out port to the bottom of the melting pan.
[0009]
In the metal magnesium melting and evaporating apparatus of the present invention, it is preferable that an opening for opening and closing the molten magnesium is provided at the bottom of the evaporating pan.
[0010]
The present invention further uses the above-described metal magnesium melting and evaporation apparatus, throwing metal magnesium into the metal magnesium inlet of the melting pan, injecting magnesium vapor from the magnesium vapor outlet of the evaporation pan, and then containing the magnesium vapor and oxygen There is also a method for producing high-purity magnesium oxide fine powder in which magnesium is oxidized to produce magnesium oxide fine powder by contacting with gas.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The metal magnesium melting / evaporating apparatus of the present invention and a method for producing high-purity magnesium oxide fine powder using the apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a metallic magnesium melting and evaporating apparatus according to the present invention. A metal magnesium melting and evaporating apparatus 10 in FIG. 1 includes a lid 13 having an inlet 11 for metal magnesium and an inlet 12 for an antioxidant gas for preventing oxidation of the metal magnesium, and taking out molten magnesium at the lower part of the side surface. Introduction of molten magnesium connected to the other end of the heat resistant pipe 17, and a heat resistant pipe 17 connected to the molten magnesium outlet 14 of the molten pot It consists of a pan portion 19 having a mouth 18 at the lower side of the side, and a magnesium evaporating pan 23 comprising a lid portion 22 having a magnesium vapor outlet 20 and an inert gas inlet 21, and introducing molten magnesium into the evaporating pan 23. distance from the mouth to the bottom (L 2), rather than the distance to the bottom of the molten magnesium outlet of the melting pot 16 (L 1) Kuna' to have. Here, the distance (L 2 ) from the molten magnesium inlet of the evaporating pot to the bottom means the distance between the broken line A extending horizontally from the center of the molten magnesium inlet and the deepest part of the evaporating pot. . Further, the distance (L 1 ) from the molten magnesium outlet to the bottom of the melting pot 16 means the distance between the broken line B extending in the horizontal direction from the center of the molten magnesium outlet and the deepest part of the melting pot. .
[0013]
The high boiling point heavy metal accumulated in the evaporating pan 23 generally has a specific gravity greater than that of magnesium. For this reason, high boiling point heavy metals tend to mainly stay on the bottom side of the evaporation pot 23. Accordingly, by making the distance (L 1 ) from the molten magnesium inlet 18 to the bottom of the evaporating pot 23 longer than the distance (L 2 ) from the molten magnesium outlet 14 to the bottom of the melting pot 16, the evaporating pot 23 The amount of high-boiling heavy metals that can be retained on the bottom side of the steel increases, and the amount of heavy metals mixed into the magnesium vapor can be reduced over a long period of time.
[0014]
The distance (L 2 ) from the molten magnesium inlet of the evaporating pot 23 to the bottom is in the range of 1.2 to 1.8 times the distance (L 1 ) from the molten magnesium outlet of the melting pot 16 to the bottom. It is preferable.
[0015]
Although there is no restriction | limiting in particular in the shape of the melting pot 16 and the evaporation pot 23, It is preferable that the melting pot 16 is a flat bottom, and it is preferable that the evaporation pot 23 is a round bottom. The cross-sectional shape of the melting pot 16 is preferably rectangular, and the cross-sectional shape of the evaporation pot 23 is preferably round.
[0016]
The size of the melting pot 16 and the evaporating pot 23 is preferably such that the cross-sectional area ratio (melting pot cross-sectional area / evaporating pot cross-sectional area) of the melting pot and the evaporating pot is 1 or more, particularly 2-8. The size of the heat-resistant pipe 17 is preferably in the range of 1/10 to 1/25 of the cross-sectional area of the evaporating pot 23.
[0017]
Figure 2 is a diagram showing another example of a metallic magnesium melt evaporator. The metal magnesium melting and evaporating apparatus 30 in FIG. 2 includes a lid 33 having an inlet 31 for metallic magnesium and an inlet 32 for an antioxidant gas for preventing oxidation of metallic magnesium, and taking out molten magnesium at the lower side of the side. Introduction of molten magnesium connected to the other end of the heat-resistant pipe 37, a heat-resistant pipe 37 connected to the molten magnesium take-out port 34 of the metal pot, and a molten magnesium 36 consisting of a pot portion 35 having a mouth 34. It consists of a pan portion 39 provided with a mouth 38 at the bottom of the side surface, and a magnesium evaporating pan 43 comprising a lid portion 42 provided with a magnesium vapor outlet 40 and an inert gas inlet 41, and at the bottom of the evaporating pan 43, A molten magnesium outlet 45 that can be opened and closed by a valve 44 is provided.
[0018]
In the metal magnesium melting and evaporating apparatus of FIG. 2, the high boiling point heavy metal staying at the bottom side of the evaporating pan 43 can be extracted to the outside intermittently or continuously together with the molten magnesium. Can be reduced.
[0019]
Next, the manufacturing method of the magnesium oxide fine powder of this invention is demonstrated.
FIG. 3 is a view showing an example of an apparatus for producing fine magnesium oxide powder using the metallic magnesium melting and evaporating apparatus according to the present invention.
In FIG. 3, the magnesium oxide fine powder manufacturing apparatus includes the metal magnesium melting / evaporating apparatus 10, the magnesium oxidizing apparatus 50, the heat exchanger 51, the bag filter 52, and the hopper 53 shown in FIG. 1.
[0020]
Metal magnesium 54 as a raw material is charged from the metal magnesium inlet 11 of the melting pot of the metal magnesium melting evaporator 10 and heated to the magnesium melting temperature in the melting pot 16 to become molten magnesium 55. Molten magnesium 55 is stored in the evaporating pan 23 through the heat-resistant pipe 17, and further heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of magnesium in the evaporating pan to generate magnesium vapor.
[0021]
When producing magnesium vapor, an antioxidant gas is supplied into the melting pot 16 from the antioxidant gas inlet 12, and an inert gas is supplied into the evaporation pot 23 from the inert gas inlet 21.
[0022]
As the antioxidant gas, sulfur hexafluoride gas, carbon dioxide gas, neon gas, argon gas, krypton gas, xenon gas, and radon gas can be used. Among these gases, sulfur hexafluoride gas is particularly preferable.
[0023]
As the inert gas, helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, xenon gas, and radon gas can be used. Among these gases, argon gas is particularly preferable.
[0024]
Magnesium vapor, together with the inert gas introduced from the inert gas inlet 21 of the evaporating pan, passes through the magnesium vapor outlet 20 of the evaporating pan and is sent to the magnesium vapor outlet 61 of the magnesium oxidizer 50. An oxygen-containing gas whose partial pressure is adjusted with an inert gas such as argon gas is introduced into the magnesium oxidizer 50 from an oxygen-containing gas introduction pipe 62. By bringing the magnesium vapor and the oxygen-containing gas into contact with each other, the magnesium is oxidized into a magnesium oxide fine powder 56.
[0025]
In the magnesium oxidizer 50, the magnesium vapor injection port 61 is disposed at the bottom and the oxygen-containing gas introduction pipe 62 is disposed at the side so that the magnesium vapor and the oxygen-containing gas are in contact with each other substantially vertically. The magnesium oxide fine powder take-out port 63 is provided vertically above the magnesium vapor injection port 61 so that the magnesium oxide fine powder 56 can be taken out on the flow of an inert gas introduced together with the magnesium vapor.
[0026]
The internal temperature of the magnesium oxidizer 50 (that is, the oxidation temperature of magnesium) is preferably 1200 to 2000 ° C. However, since the oxidation reaction of magnesium is an exothermic reaction, the magnesium oxidation is accompanied with the production of the magnesium oxide fine powder. The internal temperature of the device tends to increase. For this reason, in the magnesium oxidizer 50 of FIG. 3, it is partially covered by a cooling outer pipe 66 having a cooling air inlet 64 and a cooling air exhaust 65, and the cooling air inlet 64 By introducing cooling air, the internal temperature of the magnesium oxidizer 50 can be adjusted.
[0027]
The particle diameter of the magnesium oxide fine powder produced by the magnesium oxidizer 50 is the ratio of the magnesium vapor and the inert gas introduced into the magnesium oxidizer and the introduction rate thereof, or the oxygen content introduced into the magnesium oxidizer. It can be adjusted by the oxygen concentration of the gas and its introduction rate.
[0028]
In the magnesium oxidation apparatus in which the magnesium vapor injection port 61 is arranged at the bottom like the magnesium oxidation apparatus 50 in FIG. 3, metal magnesium or a magnesium compound (eg, magnesium oxide) is deposited around the magnesium vapor injection port 61. Thus, the amount of magnesium vapor introduced may vary. For this reason, the magnesium oxidizer 50 is provided with an internal observation window 67 on the side and a grinding device 68 for scraping the magnesium oxide deposited on the magnesium vapor injection port 61 in parallel with the bottom.
[0029]
The grinding device 68 includes an arm 70 provided with a grinding plate 69 at the tip, and a cylinder 71 for extending and retracting the arm in parallel with the bottom of the magnesium oxidation device. In magnesium oxide device of Figure 3, the internal observation window 67 and the grinding device 68, in their respective hollow housing 72 are disposed integrally incorporated in a window and grinding for internal observation There is no restriction | limiting in particular in arrangement | positioning of an apparatus. The operating speed of the arm 70 of the grinding device 68 is appropriately adjusted in consideration of the deposition state of metallic magnesium or magnesium compound observed in the internal observation window 67. Metal magnesium and magnesium compound scraped by the grinding device 68 can be taken out to the outside through an opening (cleaning window) 73 provided on the side of the magnesium oxidation device.
[0030]
The magnesium oxide fine powder produced by the magnesium oxidizer 50 is sent to the heat exchanger 51 through the magnesium oxide fine powder take-out port 63. The magnesium oxide fine powder cooled by the heat exchanger 51 is collected by the bag filter 52 and temporarily stored in the hopper 53.
[0031]
Magnesium oxide fine powder produced by gas phase synthesis has high activity, and thus may adsorb carbon dioxide and water vapor in the air when in contact with air. For this reason, it is preferable to re-fire the magnesium oxide fine powder stored in the hopper at a temperature of 500 to 1100 ° C. before shipment.
[0032]
【The invention's effect】
In the metal magnesium melt evaporation apparatus of the present invention, it is possible to generate magnesium vapor with a small amount of mixed metal over a long period of time. Therefore, by using the metal magnesium melting / evaporating apparatus of the present invention for production of magnesium oxide fine powder, high-purity magnesium oxide fine powder can be continuously produced over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a metallic magnesium melting and evaporating apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing another example of the configuration of the metal magnesium melting and evaporating apparatus.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of an apparatus for producing magnesium oxide fine powder using a metal magnesium melting and evaporating apparatus.
[Explanation of symbols]
10, 30 Metal Magnesium Melting Evaporator 11, 31 Metal Magnesium Inlet 12, 32 Antioxidant Gas Inlet 13, 33 Lid Part 14, 34 Molten Magnesium Outlet 15, 35 Pan Part 16, 36 Melting Pan 17, 37 Heat Resistance Pipes 18, 38 Molten magnesium inlet 19, 39 Pot part 20, 40 Magnesium vapor outlet 21, 41 Inert gas inlet 22, 42 Lid part 23, 43 Evaporation pot 44 Valve 45 Molten magnesium outlet 50 Magnesium oxidation device 51 heat exchanger 52 bag filter 53 the hopper 54 metal magnesium 55 molten magnesium 56 magnesium oxide magnesium oxide powder 61 magnesium steam injection ports 62 oxygen-containing gas introduction pipe 63 a fine powder outlet 64 the cooling air inlet port 65 cold却用air outlet 6 Cooling outer tube 67 inside the observation window 68 grinding apparatus 69 grinding plate 70 the arm 71 cylinder 72 housing 73 opening (cleaning window)

Claims (3)

上部に金属マグネシウムの導入口、そして側面下部に溶融マグネシウムの取出し口を備えた金属マグネシウムの溶融鍋、該溶融鍋の溶融マグネシウム取出し口に接続する耐熱性パイプ、そして該耐熱性パイプの他方の端部に接続する溶融マグネシウムの導入口を側面下部に備え、上部にはマグネシウム蒸気の吹き出し口を備えたマグネシウムの蒸発鍋からなり、該蒸発鍋の溶融マグネシウム導入口から底部までの距離が、該溶融鍋の溶融マグネシウム取出し口から底部までの距離よりも長いことを特徴とする金属マグネシウム溶融蒸発装置。  A metal magnesium melting pot having a metal magnesium inlet at the top and a molten magnesium outlet at the bottom of the side, a heat resistant pipe connected to the molten magnesium outlet of the melting pot, and the other end of the heat resistant pipe The lower part of the side is provided with a molten magnesium inlet connected to the section, and the upper part is a magnesium evaporating pot equipped with a magnesium vapor outlet, and the distance from the molten magnesium inlet to the bottom of the evaporating pot is A metal magnesium melting and evaporating apparatus characterized in that it is longer than the distance from the molten magnesium outlet of the pan to the bottom. 上記蒸発鍋の底部に、開閉可能な溶融マグネシウムの排出口が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の金属マグネシウム溶融蒸発装置。  2. The molten metal magnesium evaporation apparatus according to claim 1, wherein a molten magnesium discharge port that can be opened and closed is provided at the bottom of the evaporation pot. 請求項1もしくは2に記載の金属マグネシウム溶融蒸発装置を用い、溶融鍋の金属マグネシウム導入口に金属マグネシウムを投入し、蒸発鍋のマグネシウム蒸気吹き出し口からマグネシウム蒸気を噴射させ、次いで該マグネシウム蒸気と酸素含有気体とを接触させることにより、マグネシウムを酸化して酸化マグネシウム微粉末を生成させる高純度酸化マグネシウム微粉末の製造方法。Using the metal magnesium melting and evaporation apparatus according to claim 1 or 2, metal magnesium is introduced into a metal magnesium introduction port of a melting pot, magnesium vapor is injected from a magnesium vapor outlet of the evaporation pot, and then the magnesium vapor and oxygen A method for producing a high-purity magnesium oxide fine powder in which magnesium is oxidized to produce a magnesium oxide fine powder by contacting with a contained gas.
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