JP5190730B2 - Method for producing high purity aluminum metaphosphate - Google Patents
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Description
本発明は、光学材料の原料として有用な高純度メタリン酸アルミニウムの、粉砕工程を必要としない製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a high-purity aluminum metaphosphate useful as a raw material for optical materials that does not require a pulverization step.
現在、増幅用ファイバや光学レンズ等にリン酸塩が使用され、用途によって異なるがリン酸塩の中ではメタリン酸アルミニウムが最も多く使用されている。一般に、光学ガラス用途には高純度の原料が必要であり、中でも、鉄、クロム、ニッケル、マンガン、亜鉛、銅等の遷移金属は、ガラスの着色原因となる。そのため、光学ガラス用メタリン酸アルミニウムにおいても高純度化が要求されており、とりわけこれら金属の不純物濃度は5ppm以下まで低減することが要望されている。また、ハンドリングの悪さやガラスの屈折率の変動等の問題を防止するため、強熱減量および遊離リン酸は２重量%以下が要望されている。 Currently, phosphates are used for amplification fibers, optical lenses, and the like, and aluminum metaphosphate is most frequently used among phosphates, depending on the application. In general, high-purity raw materials are required for optical glass applications. Among them, transition metals such as iron, chromium, nickel, manganese, zinc, and copper cause glass coloring. Therefore, high purity is also required for aluminum metaphosphate for optical glass, and in particular, the impurity concentration of these metals is required to be reduced to 5 ppm or less. In order to prevent problems such as poor handling and fluctuations in the refractive index of the glass, the loss on ignition and free phosphoric acid are required to be 2% by weight or less.
本発明において、示性式Al(PO3)3で表されるものを総称してメタリン酸アルミニウムとし、環状構造のＡ型、鎖状構造のＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ型を含む。 In the present invention, what is represented by the formula Al (PO 3 ) 3 is generically referred to as aluminum metaphosphate, and includes A type having a cyclic structure and B, C, D, and E types having a chain structure.
メタリン酸アルミニウムは、リン酸源とアルミニウム化合物、あるいはリン酸アルミニウム化合物を焼成することにより製造されるが、固結した状態で生成するために作業性が悪く、更には粉砕などの工程が必要となり、不純物混入の原因となっている。 Aluminum metaphosphate is produced by firing a phosphoric acid source and an aluminum compound, or an aluminum phosphate compound, but it is not easy to work because it is solidified, and further requires steps such as grinding. This is a cause of contamination.
この固結を防止する方法がいくつか提案されている。非特許文献１には、第一リン酸アルミニウムの反応液をスプレードライヤーを用いて７００〜７５０℃で加熱しているが、スプレーノズルに由来する不純物混入が避けられない。特許文献１には、原料粉末にメタリン酸アルミニウムを混合して焼成する方法が記載されている。しかし、混合するメタリン酸アルミニウムの添加量は焼成する物質全体量の５０〜７０％であり、一度の反応で新しく生成するメタリン酸アルミニウムの量は少なく、反応効率が低い。また、混合するメタリン酸アルミニウムを製造する際には、最初の１回はどうしても固結が生じてしまい、焼成容器や粉砕に起因する不純物の混入は避けられない。特許文献１と同様、固結防止する方法として、特許文献２には、リン酸とアルミニウム化合物を反応させて粘性液体を得、焼成容器にメタリン酸アルミニウム粉末を敷いた状態で第一工程の粘性液体を加えて焼成する方法が記載されている。敷き詰めるメタリン酸アルミニウムの量は、焼成する物質全体の４０〜６０％と、この方法も効率が悪い。更に、実施例にも明記されているように、生成するメタリン酸アルミニウムは塊の形状であり、固結が完全に防止される方法ではなく、スケールが大きくなるにつれ固結の程度は増大する。したがって、この方法においては粉砕が不可欠であり、粉砕機の材質に起因する不純物の混入が避けられない。 Several methods for preventing this consolidation have been proposed. In Non-Patent Document 1, the reaction liquid of primary aluminum phosphate is heated at 700 to 750 ° C. using a spray dryer, but it is inevitable that impurities come from the spray nozzle. Patent Document 1 describes a method in which raw material powder is mixed with aluminum metaphosphate and fired. However, the added amount of aluminum metaphosphate to be mixed is 50 to 70% of the total amount of the material to be fired, and the amount of aluminum metaphosphate newly formed in one reaction is small and the reaction efficiency is low. Moreover, when producing the aluminum metaphosphate to be mixed, solidification is inevitably caused in the first time, and it is inevitable that impurities are caused due to the firing container or pulverization. As in Patent Document 1, as a method for preventing caking, Patent Document 2 discloses that a viscous liquid is obtained by reacting phosphoric acid with an aluminum compound, and aluminum metaphosphate powder is laid on a baking container. A method of baking by adding a liquid is described. The amount of aluminum metaphosphate to be spread is 40 to 60% of the entire material to be fired, and this method is also inefficient. Furthermore, as specified in the Examples, the resulting aluminum metaphosphate is in the form of a lump and is not a method of completely preventing consolidation, and the degree of consolidation increases as the scale increases. Therefore, in this method, pulverization is indispensable, and contamination of impurities due to the material of the pulverizer cannot be avoided.
非特許文献２には、メタリン酸アルミニウムを摩砕すると、摩砕時間とともに溶解率が急激に増加することが示されている。このように粉砕は、不純物混入や遊離リン酸増大を招く工程である。したがって、粉砕工程は、光学ガラス用メタリン酸アルミニウムの製造方法としては極力避けるべき工程であり、粉砕を行なう場合には、できるだけ負荷がかからないような粉砕しやすい形状の生成物であることが好ましい。
本発明の目的は、メタリン酸アルミニウムが、固結しない状態で、かつ高純度で得られる製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a production method in which aluminum metaphosphate is obtained in high purity without being consolidated.
本発明者らは、上記従来技術の問題点に鑑み鋭意研究した結果、メタリン酸アルミニウムの製造に関して、リン酸とアルミニウム化合物とをP／Aｌモル比=３．３〜４．０で反応させた後、３５０℃以上で焼成することにより、固結が防止できることを発見し、本発明を完成したものである。 As a result of intensive studies in view of the above-mentioned problems of the prior art, the present inventors reacted phosphoric acid with an aluminum compound at a P / A1 molar ratio of 3.3 to 4.0 with respect to the production of aluminum metaphosphate. Later, it was discovered that the solidification can be prevented by firing at 350 ° C. or higher, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、
リン酸とアルミニウム化合物とをP／Aｌモル比=３．３〜４．０で反応させた後、３５０℃以上で焼成し、次いで水洗浄、乾燥することを特徴とする、粉砕を必要としない高純度メタリン酸アルミニウムの製造方法（請求項１）であり、更に、
焼成温度が４００〜７００℃であること（請求項２）、
焼成容器が、金属アルミニウム又はアルミナからなること（請求項３）、
といった特徴を付加した高純度メタリン酸アルミニウムの製造方法であり、更には、
不純物の各有色金属元素が、鉄、クロム、ニッケル、マンガン、亜鉛、又は銅の少なくとも１種であり（請求項５）、
不純物の各有色金属元素濃度が５ｐｐｍ以下であること（請求項４）、
遊離リン酸含有量が２重量％以下であること（請求項６）
強熱減量が２重量％以下であること（請求項７）、
といった特徴を付加した粉砕工程を必要としない高純度メタリン酸アルミニウムの製造方法である。
That is, the present invention
It is characterized by the fact that phosphoric acid and aluminum compound are reacted at a P / A1 molar ratio = 3.3 to 4.0, calcined at 350 ° C. or higher, then washed with water and dried, and does not require grinding. A method for producing high-purity aluminum metaphosphate (Claim 1),
The firing temperature is 400 to 700 ° C. (Claim 2);
The firing container is made of metallic aluminum or alumina (claim 3);
Is a method for producing high-purity aluminum metaphosphate with added features such as,
Each colored metal element of the impurity is at least one of iron, chromium, nickel, manganese, zinc, or copper (claim 5),
Each colored metal element concentration of impurities is 5 ppm or less (claim 4),
Free phosphoric acid content is 2% by weight or less (Claim 6)
The ignition loss is 2% by weight or less (claim 7),
It is a manufacturing method of the high purity aluminum metaphosphate which does not require the crushing process which added the characteristics of these.
本発明において、焼成により生成するメタリン酸アルミニウムは固結しておらず、あるいはスプーン等で容易にほぐせ、100μm以下の状態で得られることを、「粉砕工程を必要としない」と表現する。 In the present invention, the fact that the aluminum metaphosphate produced by firing is not solidified or can be easily loosened with a spoon or the like and obtained in a state of 100 μm or less is expressed as “no pulverization step is required”.
本発明によれば、 メタリン酸アルミニウムが固結しない状態で得られる製造方法が提供される。また、これにより粉砕工程が省け、粉砕による不純物の混入がなく、高純度のメタリン酸アルミニウムを得ることができる。 According to this invention, the manufacturing method obtained in the state which aluminum metaphosphate does not solidify is provided. In addition, this eliminates the pulverization step, prevents impurities from being mixed by pulverization, and provides high-purity aluminum metaphosphate.
以下、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明する。以下の説明において特に断らない限り、「％」および「ppm」はそれぞれ重量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments thereof. Unless otherwise specified in the following description, “%” and “ppm” are based on weight.
リン酸としては、リン酸、無水リン酸、ポリリン酸が用いられる。特に、リン酸は電子材料用等の高純度品が市販されており、高純度メタリン酸アルミニウムを製造する場合は、作業性、入手性、純度の点で好ましい。アルミニウム化合物としては、例えば、水酸化アルミニウム、α−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ等が用いられる。特に、水酸化アルミニウムは高純度品が容易に入手できる点で好ましい。 As phosphoric acid, phosphoric acid, phosphoric anhydride, and polyphosphoric acid are used. In particular, phosphoric acid is commercially available as a high-purity product for electronic materials, and when producing high-purity aluminum metaphosphate, it is preferable in terms of workability, availability, and purity. As the aluminum compound, for example, aluminum hydroxide, α-alumina, β-alumina, γ-alumina and the like are used. In particular, aluminum hydroxide is preferable because a high-purity product can be easily obtained.
リン酸を用いる場合は、アルミニウム化合物と室温または加熱下で反応させることができる。反応温度は、１５０℃以下、好ましくは１００〜１３０℃であり、乾固してもよいが、反応容器からの不純物混入や取扱い性、後工程の反応性の点で、特に１２０〜１３０℃で発泡し始めたら加熱をやめ粘性液体の状態で取り出すことが好ましい。 When phosphoric acid is used, it can be reacted with an aluminum compound at room temperature or under heating. The reaction temperature is 150 ° C. or less, preferably 100 to 130 ° C., and may be solidified, but is particularly preferably 120 to 130 ° C. from the viewpoint of mixing impurities from the reaction vessel, handling properties, and reactivity in the subsequent steps. When foaming starts, it is preferable to stop heating and take out in a viscous liquid state.
リン酸として無水リン酸やポリリン酸を用いる場合は、単に混合するだけでもよいが、組成の均一性、操作性が向上するよう、適宜水分を添加して混合することができる。 When phosphoric anhydride or polyphosphoric acid is used as phosphoric acid, it may be simply mixed, but water can be added and mixed as appropriate so that the uniformity of the composition and operability are improved.
リン酸と水酸化アルミニウムを原料とする場合、メタリン酸アルミニウムの生成反応の概略は次の式で表され、メタリン酸アルミニウムのP／Alモル比は化学量論的には３であるが、本発明においては原料中のリン酸とアルミニウム化合物のモル比（P／Alモル比）を３．３〜４．０とする。P／Alモル比が３．３未満では、メタリン酸アルミニウム塩が固結した状態で生成する。また、４．０を超えると残存するリン酸分を洗浄により除去する際の作業性が悪く、また、過剰リン酸分の存在により、焼成容器の損傷や焼成容器からの不純物混入が増大する。
Al(OH)3＋3H3PO4→Al(H2PO4)3＋3H2O （式１）
Al(H2PO4)3→Al(PO3)3＋3H2O （式２）
焼成温度は、３５０℃以上、好ましくは４００〜７００℃である。通常、メタリン酸アルミニウムは５００℃程度で生成するが、モル比が高くなると、メタリン酸アルミニウムの生成温度は低温側にシフトする傾向があるので、P／Alモル比４．０付近は３５０℃でもメタリン酸アルミニウムとなる。被焼成物の量、組成、水分量などによって最適焼成温度を決める。最適焼成時間は、被焼成物の量、組成、水分量などによって異なるが、２時間以上が好ましい。焼成温度が低すぎる、あるいは、被焼成物量が多すぎると、反応が完結せず後工程の水洗により水溶性成分が除去され、P／Al モル比が理論値からずれ、純度が低く、強熱減量の高い生成物となる傾向にある。焼成温度の上限に特に制限はなく、焼成容器の融点等に依存する。焼成容器が金属アルミニウムからなる場合、焼成温度の上限は約６５０℃である。
When phosphoric acid and aluminum hydroxide are used as raw materials, the outline of the formation reaction of aluminum metaphosphate is expressed by the following formula, and the P / Al molar ratio of aluminum metaphosphate is 3 stoichiometrically. In the present invention, the molar ratio (P / Al molar ratio) of phosphoric acid and aluminum compound in the raw material is 3.3 to 4.0. When the P / Al molar ratio is less than 3.3, the aluminum metaphosphate is formed in a consolidated state. On the other hand, if it exceeds 4.0, the workability when removing the remaining phosphoric acid content by washing is poor, and the presence of the excess phosphoric acid content increases damage to the firing container and contamination of impurities from the firing container.
Al (OH) 3 + 3H 3 PO 4 → Al (H 2 PO 4 ) 3 + 3H 2 O (Formula 1)
Al (H 2 PO 4 ) 3 → Al (PO 3 ) 3 + 3H 2 O (Formula 2)
A calcination temperature is 350 degreeC or more, Preferably it is 400-700 degreeC. Usually, aluminum metaphosphate is produced at about 500 ° C., but when the molar ratio increases, the production temperature of aluminum metaphosphate tends to shift to a low temperature side, so that the P / Al molar ratio around 4.0 is around 350 ° C. It becomes aluminum metaphosphate. The optimum firing temperature is determined by the amount, composition, moisture content, etc. of the object to be fired. The optimum firing time varies depending on the amount, composition, moisture content, etc. of the material to be fired, but is preferably 2 hours or longer. If the calcination temperature is too low or the amount of the product to be baked is too large, the reaction will not be completed and water-soluble components will be removed by washing with water in the subsequent process, the P / Al molar ratio will deviate from the theoretical value, purity will be low, It tends to be a product with high weight loss. There is no restriction | limiting in particular in the upper limit of baking temperature, It depends on melting | fusing point etc. of a baking container. When the firing container is made of metallic aluminum, the upper limit of the firing temperature is about 650 ° C.
焼成容器は特に限定されないが、高純度化、特に有色金属を混入させないために、金属アルミニウムまたはアルミナからなる容器が好ましい。 The firing container is not particularly limited, but a container made of metallic aluminum or alumina is preferred in order to achieve high purity and particularly not to mix colored metal.
焼成後、水洗浄、乾燥して、遊離リン酸を除去する。これにより、過剰のリン酸分が除去されて高純度化し、また、残存リン酸による表面吸湿やダマの発生が防止できる。 After calcination, it is washed with water and dried to remove free phosphoric acid. As a result, excess phosphoric acid content is removed to increase the purity, and surface moisture absorption and lumps due to residual phosphoric acid can be prevented.
原料、設備の材質、および各工程の条件を適宜選択することにより、例えば、鉄、クロム、ニッケル、マンガン、亜鉛、又は銅等の各有色金属元素濃度が５ｐｐｍ以下、遊離リン酸含有量が２重量％以下、強熱減量が２重量％以下等の高純度メタリン酸アルミニウムを製造することができる。 By appropriately selecting raw materials, equipment materials, and conditions for each step, for example, the concentration of each colored metal element such as iron, chromium, nickel, manganese, zinc, or copper is 5 ppm or less, and the free phosphoric acid content is 2 A high-purity aluminum metaphosphate having a weight percent or less and a loss on ignition of 2 weight percent or less can be produced.
以上述べた本発明の方法により、メタリン酸アルミニウムが固結せず、あるいは容易にほぐせ、粉砕工程を必要とせずに高純度で製造することができる。 By the method of the present invention described above, the aluminum metaphosphate does not solidify or can be easily loosened and can be produced with high purity without the need for a pulverization step.
メタリン酸の他の金属塩の製造においても従来法では固結し易いが、原料のアルミニウム化合物を所望する金属化合物に代えて本発明の方法を適用すれば、メタリン酸の他の金属塩を、粉砕工程を必要とせずに高純度で製造できる。すなわち、原料のP／金属モル比を、所望するメタリン酸塩の化学量論比よりも少し高めに設定し、メタリン酸塩が生成する温度帯で焼成後、水洗浄、乾燥すればよい。 In the production of other metal salts of metaphosphoric acid, it is easy to consolidate in the conventional method, but if the method of the present invention is applied instead of the desired metal compound, the other metal salt of metaphosphoric acid, It can be produced with high purity without requiring a pulverization step. That is, the P / metal molar ratio of the raw material may be set slightly higher than the stoichiometric ratio of the desired metaphosphate, fired in a temperature zone where the metaphosphate is generated, washed with water, and dried.
次に、本発明の実施例について、比較例と対比して具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
高純度水酸化アルミニウム(住友化学(株)製、品名CHP-340S)７．８ｇと高純度リン酸(燐化学工業(株)製、品名 85%リン酸ELグレード)４０．４ｇをビーカー中で混合した。原料のＰ／Ａｌモル比は３．５であった。ビーカーを約１５０℃のホットプレート上に置き、発泡するまで加熱し、粘性のある液体を得た。ビーカーからこの粘性液体を取り出し、アルミナるつぼに入れ、電気炉を使用し、５００℃で２時間焼成した。生成物は崩れやすくしっとりしており、これを水洗、ろ過、乾燥した。Ｘ線回折を行うと、A型のメタリン酸アルミニウム１００％であった。
＜実施例２＞
高純度水酸化アルミニウム(住友化学(株)製、品名CHP-340S)１１．７ｇとリン酸(燐化学工業(株)製、品名 食添用85%リン酸)６９．２ｇをビーカー中で混合した。原料のＰ／Ａｌモル比は４．０であった。ビーカーを約１５０℃のホットプレート上に置き、乾固するまで加熱した。一昼夜放置後、ビーカーから生成物を取り出し、アルミナるつぼに入れ、電気炉を使用し、３５０℃で２時間焼成した。生成物は崩れやすくしっとりしており、これを水洗、ろ過、乾燥した。Ｘ線回折を行うと、A型のメタリン酸アルミニウム１００％であった。
Next, examples of the present invention will be specifically described in comparison with comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
<Example 1>
7.8 g of high purity aluminum hydroxide (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., product name CHP-340S) and 40.4 g of high purity phosphoric acid (manufactured by Phosphorus Chemical Industry Co., Ltd., product name 85% phosphoric acid EL grade) in a beaker Mixed. The P / Al molar ratio of the raw material was 3.5. The beaker was placed on a hot plate at about 150 ° C. and heated until foaming to obtain a viscous liquid. The viscous liquid was taken out from the beaker, placed in an alumina crucible, and baked at 500 ° C. for 2 hours using an electric furnace. The product was easy to collapse and was moist and was washed with water, filtered and dried. When X-ray diffraction was performed, it was 100% A-type aluminum metaphosphate.
<Example 2>
11.7 g of high-purity aluminum hydroxide (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., product name CHP-340S) and 69.2 g of phosphoric acid (manufactured by Phosphorus Chemical Industry Co., Ltd., product name: 85% phosphoric acid for food use) were mixed in a beaker. did. The P / Al molar ratio of the raw material was 4.0. The beaker was placed on a hot plate at about 150 ° C. and heated to dryness. After being left overnight, the product was taken out of the beaker, placed in an alumina crucible, and baked at 350 ° C. for 2 hours using an electric furnace. The product was easy to collapse and was moist and was washed with water, filtered and dried. When X-ray diffraction was performed, it was 100% A-type aluminum metaphosphate.
＜比較例１＞
高純度水酸化アルミニウム(住友化学(株)製、品名CHP-340S)１５．６ｇと高純度リン酸(燐化学工業(株)製、品名 85%リン酸ELグレード)６９．２ｇをビーカー中で混合した。原料のＰ／Ａｌモル比は３．０であった。ビーカーをホットプレートにて加熱、乾固し、７３．６gの固体を得た。この固体をアルミナるつぼに入れ、電気炉を使用し、５５０℃で４時間焼成した。生成物は、るつぼに固着した硬い塊状であり、ステンレススプーンで掻き出したが、すべては取り出すことはできなかった。これをメノウ乳鉢で粉砕しメタリン酸アルミニウムを得た。
<Comparative Example 1>
15.6g of high purity aluminum hydroxide (product name CHP-340S, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and 69.2g of high purity phosphoric acid (product name: 85% phosphoric acid EL grade, manufactured by Phosphorous Chemical Industry Co., Ltd.) in a beaker Mixed. The P / Al molar ratio of the raw material was 3.0. The beaker was heated and dried on a hot plate to obtain 73.6 g of a solid. This solid was put in an alumina crucible and fired at 550 ° C. for 4 hours using an electric furnace. The product was a hard mass fixed to the crucible and scraped with a stainless spoon, but not all could be removed. This was pulverized with an agate mortar to obtain aluminum metaphosphate.
実施例１、実施例２および比較例１によった得られたメタリン酸アルミニウムについて、次の方法で測定した。
〔純度測定〕
（１）P2O5含有量
(1)試料1gを石英フラスコに正確にはかりとる。
(2)水酸化ナトリウム溶液 (２０ｗｔ／ｖｏｌ％）３０ｍｌを加える。
(3)サンドバス上で加熱溶解する。
(4)室温まで冷却し、塩酸１８ｍｌを加え、加熱した。塩酸を加え、結晶が析出した場合は純水を少量加える。
(5)室温まで冷却後、２５０ｍｌメスフラスコに移し、水を標線まで加え、よく振り混ぜ、これを供試液とする。
(6)２５ｍｌを２５０mlメスフラスコに分取し、水を標線まで加えてよく振り混ぜる。
(7)(6)で調製した液２０ｍｌを１００ｍｌメスフラスコに分取すると同時に、五酸化二リン標準液(１ｍｌ＝０．５８ｍｇ P2O5)１０ｍｌ、五酸化二リン標準液(１ｍｌ＝０．６６ｍｇ P2O5)１０ｍｌmlをそれぞれ１００ｍｌメスフラスコ２本に分取し、それぞれのサンプルに純水を加えて、約３０ｍｌとする。
(8)硝酸（１＋１）を４ｍｌ加え、ホットプレート上（約１７０℃）で１５分間加熱する。
(9)水を加えて液量を約７０ｍｌにし、ウォーターバスで約２０分間冷却する。
(10)バナドモリブデン酸アンモニウム発色試薬２０ｍｌを加え、標線まで水を加えてよく振り混ぜ、３０分間放置し、それぞれ、試料液、標準第１液、標準第２液とする。
(11)分光光度計（４２０ｎｍ、セル２０ｍｍ）を使用し、標準第1液を対照液として、セル補正を行った後、試料液及び標準第2液の透過率を小数点以下1桁まで読み取る。その透過率から吸光度を求め、試料液の吸光度をA、標準第２液の吸光度をＢとする。
(12)次式からP2O5の含有量（wt％）を小数点以下１桁まで求める。
The aluminum metaphosphate obtained according to Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 was measured by the following method.
[Purity measurement]
(1) P 2 O 5 content
(1) Weigh accurately 1 g of sample into a quartz flask.
(2) Add 30 ml of sodium hydroxide solution (20 wt / vol%).
(3) Dissolve by heating on a sand bath.
(4) After cooling to room temperature, 18 ml of hydrochloric acid was added and heated. Hydrochloric acid is added, and a small amount of pure water is added when crystals are precipitated.
(5) After cooling to room temperature, transfer to a 250 ml volumetric flask, add water to the marked line, shake well, and use this as the test solution.
(6) Dispense 25 ml into a 250 ml volumetric flask, add water up to the marked line and shake well.
(7) 20 ml of the solution prepared in (6) was dispensed into a 100 ml volumetric flask, and at the same time, 10 ml of diphosphorus pentoxide standard solution (1 ml = 0.58 mg P 2 O 5 ), diphosphorus pentoxide standard solution (1 ml = 0) .66 mg P 2 O 5 ) is dispensed into two 100 ml volumetric flasks, and pure water is added to each sample to make about 30 ml.
(8) Add 4 ml of nitric acid (1 + 1) and heat on a hot plate (about 170 ° C.) for 15 minutes.
(9) Add water to make the liquid volume about 70 ml, and cool in a water bath for about 20 minutes.
(10) Add 20 ml of ammonium vanadomolybdate coloring reagent, add water up to the marked line, shake well, and let stand for 30 minutes to make the sample solution, standard first solution and standard second solution, respectively.
(11) Using a spectrophotometer (420 nm, cell 20 mm), using the standard first solution as a control solution and performing cell correction, read the transmittance of the sample solution and the standard second solution to one decimal place. The absorbance is obtained from the transmittance, and the absorbance of the sample solution is A, and the absorbance of the standard second solution is B.
(12) Obtain the P 2 O 5 content (wt%) from the following formula to one decimal place.
(1)P2O5含有量測定時に分解、調製した共試液を使用する。
(2)共試液１５ｍｌを２００ｍｌビーカー3つにそれぞれ分取する。
(3)ｐＨメーターを用い、５％酢酸アンモニウム溶液を加えて、ｐＨを３〜４に調整する。
(4)Ｃｕ−ＰＡＮ指示薬０．５ｍｌを加え、赤紫色から黄色になるまで０．０１mol/lのＥＤＴＡ溶液(１ｍｌ＝０．２７ｍｇ Al)を加える。
(5)その黄色が加熱すると再び赤紫色に変わる時、引き続きＥＤＴＡを滴下し、1分間加熱沸騰させても変化しない点を終点とする。
(6)次式からAl2O3含有量（wt％）を小数点以下１桁まで求める。
(1) Use a co-test solution decomposed and prepared when measuring the P 2 O 5 content.
(2) Dispense 15 ml of the co-test solution into three 200 ml beakers.
(3) Using a pH meter, add 5% ammonium acetate solution to adjust the pH to 3-4.
(4) Add 0.5 ml of Cu-PAN indicator, and add 0.01 mol / l EDTA solution (1 ml = 0.27 mg Al) from reddish purple to yellow.
(5) When the yellow color changes to reddish purple again when heated, EDTA is continuously added dropwise and the end point is the point that does not change even when heated to boiling for 1 minute.
(6) Obtain the Al 2 O 3 content (wt%) from the following formula to one decimal place.
P2O5含有量とAl2O3含有量の合計を算出する。
（４）P2O5／Al2O3モル比
次式より算出する。
Calculate the sum of the P 2 O 5 content and the Al 2 O 3 content.
(4) P 2 O 5 / Al 2 O 3 molar ratio Calculated from the following formula.
(1)試料２ｇを２５０ｍｌメスフラスコに正確にはかり、水を約１５０ｍｌ加える。
(2)ホットプレート上で上記メスフラスコを約５分間加熱する。冷却後、上記メスフラスコに水を標線まで加え、よく振り混ぜる。
(3)上記メスフラスコ中の液を乾燥ろ紙（Ｎｏ．５Ｃ）を用いてろ過する。
(4)ろ液１００ｍｌをホールピペットを用い３００ｍｌビーカーに分取する。
(5)メチルオレンジ・インジゴカルミン混合指示薬を上記ビーカーに２〜３滴加え、０．１mol/lの水酸化ナトリウム溶液で滴定する。終点は、液の色が紫から鉛灰色に変わった点とする。
(6)遊離リン酸の含有量（ｗｔ％）をP2O5換算で次式から小数点以下１桁まで求める。
(1) Weigh accurately 2 g of sample into a 250 ml volumetric flask and add about 150 ml of water.
(2) Heat the measuring flask on a hot plate for about 5 minutes. After cooling, add water up to the marked line in the volumetric flask and shake well.
(3) The liquid in the volumetric flask is filtered using dry filter paper (No. 5C).
(4) Dispense 100 ml of the filtrate into a 300 ml beaker using a whole pipette.
(5) Add 2-3 drops of methyl orange / indigo carmine mixed indicator to the above beaker and titrate with 0.1 mol / l sodium hydroxide solution. The end point is the point where the color of the liquid has changed from purple to lead gray.
(6) The content of free phosphoric acid (wt%) is calculated from the following formula to one digit after the decimal point in terms of P 2 O 5 .
(1)重量既知の磁性るつぼに試料５ｇを入れ、０．１ｍｇまで正確にはかる。
(2)５００℃に保った電気炉に上記るつぼを入れ、１時間強熱する。
(3)るつぼを電気炉から取り出し、デシケーター中で放冷後、試料の重量を０．１ｍｇまで正確にはかる。
(4)測定値を用い、以下の式から強熱減量（ｗｔ％）を小数点以下1桁まで求める。
(1) Put 5 g of sample in a magnetic crucible of known weight, and accurately measure to 0.1 mg.
(2) Place the crucible in an electric furnace maintained at 500 ° C. and ignite for 1 hour.
(3) Remove the crucible from the electric furnace, let it cool in a desiccator, and accurately weigh the sample to 0.1 mg.
(4) Using the measured value, calculate the ignition loss (wt%) from the following formula to one decimal place.
(1)試料０．３ｇと（１＋２）硫酸１０ｍｌをテフロン容器に入れる。
(2)テフロン容器をＳＵＳ加圧容器に入れ、２３０℃で１６時間加熱する。
(3)冷却後、１００ｍｌメスフラスコに入れ、希釈する。
(4)フレームレス原子吸光で分析を行う。
実施例１、実施例２および比較例１の条件概要および性能評価結果を表１に示した。比較例１では粉砕工程が必要であったが、実施例1および実施例２では粉砕工程を用いることなく、粉末状の高純度メタリン酸アルミニウムを得ることができた。
(1) Put 0.3 g of sample and 10 ml of (1 + 2) sulfuric acid into a Teflon container.
(2) Place the Teflon container in a SUS pressure container and heat at 230 ° C. for 16 hours.
(3) After cooling, place in a 100 ml volumetric flask and dilute.
(4) Perform analysis by flameless atomic absorption.
Table 1 shows the summary of conditions and performance evaluation results of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. In Comparative Example 1, a pulverization step was required, but in Examples 1 and 2, powdery high-purity aluminum metaphosphate could be obtained without using the pulverization step.
以上、詳述したように、本発明のメタリン酸アルミニウムの製造方法では、粉砕工程を必要とせず、生成物の取り扱いも容易である。また、材料や装置材質を選択し、この方法を用いることにより、光学材料の原料として要求されている高純度品を安価に効率よく製造することができる。
As described above in detail, the method for producing aluminum metaphosphate of the present invention does not require a pulverization step, and the product can be easily handled. Further, by selecting a material and a device material and using this method, a high-purity product required as a raw material for the optical material can be efficiently produced at low cost.
Claims (7)
The manufacturing method in any one of Claims 1-6 whose ignition loss of high purity aluminum metaphosphate is 2 weight% or less.
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