JP5713895B2 - 微結晶酸化チタンの製造方法 - Google Patents
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Description
亜硫酸塩法による二酸化チタンの製造は、濃縮チタン鉄鉱と硫酸との反応で開始する。形成された固体反応ケークを、水及び酸廃液により溶解する。不純物を除去し、硫酸鉄を結晶化により分離する。チタンを含有する溶液を濃縮し、二酸化チタン水和物を加水分解により沈殿させる。この沈殿塊を数段階で洗浄して、塩を遊離させる。
酸化チタン及びチタンオキシ水和物を比較例1に記載したように調製し、その後、比較例1に記載したように、実質的には特許文献3に従って、塩基でチタンオキシ水和物を処理する。
比較例1に従って製造したナトリウムを含有するフィルターケークとしての約114gのTiO2を、水中でスラリーにして、約186g/l(二酸化チタンとして算定)の濃度を有するスラリーを得る。63g/lのSiO2含量を有する水ガラスをスラリーに付加して、TiO2を基として2.5重量%のSiO2濃度を得る。スラリーを、絶えず撹拌しながら70℃に加熱する。
比較例1に従って製造したナトリウムを含有するフィルターケークとしての5100gのTiO2を、水中でスラリーにして、約183g/lの二酸化チタン濃度を有するスラリーを得る。
実施例17に記載したように調製した噴霧乾燥生成物を、650℃において回転ドラム炉中で焼成し、その後、生成物をスラリーにして、400g/lの稠密度を得る。スラリーを2つの部分に分ける。一方の部分(実施例18)に、グリセロールをTiO2の20重量%の量で付加する。混合物を45分間撹拌し、噴霧乾燥させる。他方の部分(実施例19)に、グリセロールをTiO2の13重量%の量で付加する。混合物を45分間撹拌し、噴霧乾燥させる。
比較例1に従って製造したナトリウムを含有するフィルターケークとしての5100gのTiO2を、水中でスラリーにして、203g/lの二酸化チタン濃度を有するスラリーを得る。63g/lのSiO2を含有する水ガラスをスラリーに付加して、TiO2を基にして2.2重量%のSiO2濃度を得る。スラリーを、絶えず撹拌しながら70℃に加熱する。その後、濃塩酸を約15分間のうちにスラリーに付加して、36g/lのHCl濃度を得る。スラリーの温度をさらに90℃に上げて、この温度で、スラリーを撹拌しながら45分間沸騰させる。HCl処理後、溶液を約60℃に冷却させる。TiO2を基にして、25重量%のSiO2と同等の19.5リットルの水ガラスを30分間のうちに付加する。温度を、75℃以上の値に下げる。75℃で45分間撹拌後、水酸化ナトリウムでpH値を9.5に上げる。75℃で45分間さらに撹拌後、硫酸(30重量%)で中和して、pH値を4.5とする。スラリーを30分間撹拌し、その後、pHを制御し、必要な場合は調整する。冷蒸留水を付加して、温度を約60℃に下げる。必要な場合は、60℃でpHを4.5〜4.7の範囲に調整する。5mlのスラリーを取り、実験室規模のMoore濾過装置(吸引フィルター)を用いて、濾過し、洗浄する。少量を105℃で乾燥させる。
市販のオキシ塩化チタン(Kronos製)を、TiO2として算定される205g/lのTi含量を有するチタン源として用い、HCl含量は321g/lである。HCl処理で、HCl含量を20g/l〜25g/lとする。
市販のオキシ塩化チタンを、TiO2として算定される205g/lのTi含量を有する実施例21と同様のチタン源として用い、HCl含量は321g/lである。HCl処理で、HCl含量を12g/lとする。
Claims (24)
- 水系プロセスによる15nmより小さい結晶サイズを有するルチル型の微結晶二酸化チタンの製造方法であって、
a)二酸化チタン出発物質を塩基で処理してアルカリ性pH値を得て第1の中間析出物を得る工程、及び
b)該アルカリ性pHを有する第1の中間析出物にケイ素含有化合物を添加して、第2の中間析出物を得る工程であって、該ケイ素含有化合物を、SiO 2 として算定した場合に、TiO 2 の0.5〜10重量%の範囲内のケイ素含有量を有する最終生成物を与える量で添加する工程;及び
c)該第2の中間析出物を、15g/l〜65g/lの範囲内の最終濃度に調整した塩酸で処理して酸性pHでルチル型TiO 2 析出物を得る工程、及び
d)工程c)で得られたルチル型TiO 2 析出物を4〜6のpHに中和する工程、
を包含することを特徴とする方法。 - 前記二酸化チタン出発物質が二酸化チタン水和物を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ケイ素含有化合物を、TiO2の0.5重量%〜5重量%の範囲の、SiO2として算定される前記化合物の含量を有する最終生成物を生じる量で添加することを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 前記ケイ素含有化合物を、TiO2の2〜3重量%の範囲の、SiO2として算定される前記化合物の含量を有する最終生成物を生じる量で添加することを特徴とする請求項1又2に記載の方法。
- 前記ケイ素含有化合物を、TiO2の2重量%〜2.5重量%の範囲の、SiO2として算定される前記化合物の含量を有する最終生成物を生じる量で添加することを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 工程c)において、塩酸の前記最終濃度を、25〜55g/lであるよう調整することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 工程c)において、塩酸の前記最終濃度を、30g/l〜50g/lであるよう調整することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 工程c)において、塩酸の前記最終濃度を30g/l〜40g/lであるよう調整することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法において、前記塩酸処理工程c)の後、中和工程d)の前に、前記ケイ素含有化合物を添加することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- SiO2として算定される前記最終生成物中の、前記塩酸処理工程c)後、及び前記中和工程d)前に添加されるべき前記ケイ素化合物の量が、TiO2の40重量%より低いことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- SiO2として算定される前記最終生成物中の、前記塩酸処理工程c)後、及び前記中和工程d)前に添加されるべき前記ケイ素化合物の量が、2重量%〜39重量%であることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- SiO2として算定される前記最終生成物中の、前記塩酸処理工程c)後、及び前記中和工程d)前に添加されるべき前記ケイ素化合物の量が、10重量%〜30重量%であることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- a)前記ケイ素含有化合物を塩基性溶液に添加すること、及び
b)二酸化チタン出発物質を工程a)の前記溶液に添加すること、及び
c)工程b)で得られた前記混合物のpHを4〜7に調整すること、及び
d)このように形成された前記析出物を濾過及び乾燥させること、
を特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記チタン出発物質がオキシ塩化チタンを実質的に含むことを特徴とする請求項1又は13に記載の方法。
- 前記ケイ素化合物を、TiO2の0.5重量%〜5重量%の範囲の、SiO2として算定される前記化合物の含量を有する最終生成物を生じる量で添加することを特徴とする請求項1、13又は14に記載の方法。
- 前記ケイ素化合物を、TiO2の1重量%〜2.5重量%の範囲の、SiO2として算定される前記化合物の含量を有する最終生成物を生じる量で添加することを特徴とする請求項1、13又は14に記載の方法。
- 前記ケイ素化合物を、TiO2の1.5重量%〜2重量%の範囲の、SiO2として算定される前記化合物の含量を有する最終生成物を生じる量で添加することを特徴とする請求項1、13又は14に記載の方法。
- 前記ケイ素化合物が水溶性ケイ酸塩を含むことを特徴とする請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ケイ素化合物が水ガラスを含むことを特徴とする請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 15nmより小さい結晶サイズを有し、結晶形態のルチルの割合が70%より多く、さらに前記生成物の構造が、ケイ素含有化合物でのコーティング処理前に、TiO2を基としてSiO2として算定される、0.5重量%〜10重量%のケイ素を含むことを特徴とする請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法により製造された微結晶二酸化チタン生成物。
- 結晶形態のルチルの割合が90%より多いことを特徴とことを特徴とする請求項20に記載の生成物。
- 結晶形態のルチルの割合が99%より多いことを特徴とする請求項20に記載の生成物。
- 前記生成物の構造が、ケイ素化合物でのコーティング処理前に、TiO2を基としてSiO2として算定される、2重量%〜3重量%のケイ素を含むことを特徴とする請求項20、21又は22に記載の生成物。
- 前記生成物の構造が、ケイ素化合物でのコーティング処理前に、TiO2を基としてSiO2として算定される2重量%〜2.5重量%のケイ素を含むことを特徴とする請求項20、21又は22に記載の生成物。
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