JP6686737B2 - Method for producing anhydrous alkali metal sulfide - Google Patents

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Description

本発明は、無水アルカリ金属硫化物の製造方法に関し、詳しくは、高純度で均一な無水アルカリ金属硫化物を効率よく製造する方法に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing anhydrous alkali metal sulfide, and more particularly to a method for efficiently producing a highly pure and uniform anhydrous alkali metal sulfide.

近年、エンジニアリングプラスチックや医薬品の原料として、高純度であり、かつ取り扱いの容易な無水アルカリ金属硫化物、中でもポリアリーレンスルフィドやスルフィド結合を有する医薬品等の原料である無水硫化ナトリウムが要求されている。現在、一般に市販されている硫化ナトリウムとしては、硫化ナトリウム水溶液を冷却または濃縮して晶析させた結晶水を有する硫化ナトリウム結晶(Na2S・9H2O、Na2S・6H2O、Na2S・5.5HO、Na2S・5H2O等)や60%程度の濃度の硫化ナトリウム熱水溶液をペレット状、フレーク状、チップ状等に固化して得られる含水硫化ナトリウム等がある。しかしながら、これらの硫化ナトリウムは水分を30%以上含有するものであり、純度が低いことに加えて潮解性が強く酸化され易いという欠点を有する。 In recent years, as a raw material for engineering plastics and pharmaceuticals, anhydrous alkali metal sulfides having high purity and easy to handle, especially polyarylene sulfide and anhydrous sodium sulfide as a raw material for pharmaceuticals having a sulfide bond have been required. Currently, as the sodium sulfide generally commercially available, sodium sulfide crystals (Na 2 S · 9H 2 O having a crystal water to crystallize by cooling or concentrating the aqueous sodium sulphide, Na 2 S · 6H 2 O , Na 2 S ・ 5.5H 2 O, Na 2 S ・ 5H 2 O, etc.) or hydrous sodium sulfide obtained by solidifying a hot aqueous solution of sodium sulfide with a concentration of about 60% into pellets, flakes, chips, etc. is there. However, these sodium sulfides contain water in an amount of 30% or more, and have the drawbacks of low purity, strong deliquescent property, and easy oxidation.

これらアルカリ金属硫化物を原料とする化学反応においては、製品中に存在する水が好ましくない副反応を誘発することや反応の平衡状態を変えると言う問題点があるため、反応に使用する前に脱水等の操作が必要となって操作が煩雑となる。また反応をスムーズに進行させるために反応溶媒に良分散して溶解し易い様な微粒子状の無水アルカリ金属硫化物が望まれている。   In chemical reactions using these alkali metal sulfides as raw materials, there are problems that water present in the product induces undesired side reactions and changes the equilibrium state of the reaction. An operation such as dehydration becomes necessary and the operation becomes complicated. Further, in order to allow the reaction to proceed smoothly, a fine particulate anhydrous alkali metal sulfide that is well dispersed and easily dissolved in a reaction solvent is desired.

無水硫化ナトリウムを得る方法としては、水和または含水硫化ナトリウムを融点以上の温度に加熱し脱水する方法が一般的である。しかしながら、水分を含有する硫化ナトリウムを融解させると極めて高粘度の塊となって、容器に強固に付着して攪拌や取り出しが困難となる。これまでに無水硫化ナトリウムの製法として知られているものには、
(1)水和硫化ナトリウム・9水和物をパイプに充填し、攪拌することなく1トールの減圧下で特定の条件で加熱して融解を避けながら徐々に800℃まで昇温し、強制脱水する方法(特許文献1参照)。
(2)水酸化ナトリウムを2〜15質量%含有する97℃以上の硫化ナトリウム水溶液から無水硫化ナトリウム結晶を析出させる方法(特許文献2参照)
(3)高水和硫化ナトリウム結晶を500トール以下の圧力で高水和硫化ナトリウム結晶から硫化ナトリウム・1水和物への相転移点±10℃で4〜5時間加熱し、次いで大気圧下または減圧下で90〜200℃で4〜5時間加熱して無水硫化ナトリウムを得る方法(特許文献3参照)。
(4)炭化水素溶媒あるいはポリハロ芳香族化合物の存在下、硫化ナトリウム水和物及び有機スルホン酸金属塩、ハロゲン化リチウム、有機カルボン酸金属塩、リン酸アルカリ金属塩の中から選ばれる少なくとも一種の金属塩を接触せしめ脱水を行ない、硫化ナトリウム組成物を得る方法(特許文献4、5参照)等が知られている。
As a method for obtaining anhydrous sodium sulfide, a method in which hydrated or hydrous sodium sulfide is heated to a temperature equal to or higher than the melting point and dehydrated is general. However, when the sodium sulfide containing water is melted, it becomes an extremely high-viscosity lump and firmly adheres to the container, making it difficult to stir or take it out. What has been known so far as a method for producing anhydrous sodium sulfide,
(1) Fill sodium hydrated sodium sulfide nonahydrate into a pipe, heat it under reduced pressure of 1 torr without stirring to heat it up to 800 ° C while avoiding melting, and force dehydration. Method (see Patent Document 1).
(2) Method for precipitating anhydrous sodium sulfide crystals from an aqueous sodium sulfide solution containing 2 to 15% by mass of sodium hydroxide at 97 ° C. or higher (see Patent Document 2).
(3) Heating the highly hydrated sodium sulfide crystals at a pressure of 500 Torr or less at a phase transition point ± 10 ° C from the highly hydrated sodium sulfide crystals to sodium sulfide monohydrate for 4 to 5 hours, and then at atmospheric pressure. Alternatively, a method of obtaining anhydrous sodium sulfide by heating under reduced pressure at 90 to 200 ° C. for 4 to 5 hours (see Patent Document 3).
(4) At least one selected from sodium sulfide hydrate and organic sulfonic acid metal salt, lithium halide, organic carboxylic acid metal salt, and phosphoric acid alkali metal salt in the presence of a hydrocarbon solvent or a polyhaloaromatic compound. There is known a method of obtaining a sodium sulfide composition by bringing a metal salt into contact with water for dehydration (see Patent Documents 4 and 5) and the like.

しかしながら、(1)の方法は、加熱温度が極めて高温であることから実用的ではなく、しかも得られた無水硫化ナトリウムは水和物の結晶形状を保持した骸晶となり、比表面積が大きく潮解性があり、非常に酸化され易いものであった。(2)及び(3)の方法は、これらの欠点を改良した方法ではあるが、(2)の方法では無水硫化ナトリウム結晶を析出させている間の水酸化ナトリウム濃度及び温度を厳密に制御する必要があり容易な方法ではなかった。また、(3)の方法では、減圧下で長時間を要し数工程が必要であり、原料としてNa2S・5水和物を溶融させることなく粒子形を保持したまま脱水を行なっており、原料であるNaS・5水和物の粒子径がそのまま無水硫化ナトリウムの粒子径に反映し、得られる無水硫化ナトリウムの粒子径も1〜1.5mmと、比較的大きい結晶であった。このような結晶体を呈していると、比表面積が小さくなり、エンジニアリングプラスチックや医薬品の原料として用いた場合に反応性が低下したり、それゆえ、別途、当該結晶を微子粒状(例えば800μm以下)にまで破砕する工程が必要になることもあった。また、(4)の方法では脱水時の系に有機スルホン酸金属塩、ハロゲン化リチウム、有機カルボン酸金属塩、リン酸アルカリ金属塩等を分散剤として加える必要があるため脱水後の系内はそれら金属塩との混合物となり無水硫化ナトリウム単品を取り出すことは不可能に近かった。 However, the method (1) is not practical because the heating temperature is extremely high, and the obtained anhydrous sodium sulfide becomes a skeletal crystal that retains the crystal shape of the hydrate, and has a large specific surface area and deliquescent. And was very easily oxidized. Although the methods (2) and (3) are methods that have improved these drawbacks, the method (2) strictly controls the sodium hydroxide concentration and temperature during the precipitation of anhydrous sodium sulfide crystals. It was necessary and not an easy method. In addition, the method (3) requires a long time under reduced pressure and requires several steps, and dehydration is performed while maintaining the particle shape without melting Na 2 S.5 hydrate as a raw material. The particle size of the raw material Na 2 S.5 hydrate was directly reflected in the particle size of anhydrous sodium sulfide, and the particle size of the obtained anhydrous sodium sulfide was 1 to 1.5 mm, which was a relatively large crystal. . When such a crystal is present, the specific surface area becomes small and the reactivity decreases when it is used as a raw material for engineering plastics and pharmaceuticals. Therefore, the crystal is separately added as fine particles (for example, 800 μm or less). In some cases, a step of crushing was required. In the method (4), it is necessary to add an organic sulfonic acid metal salt, a lithium halide, an organic carboxylic acid metal salt, an alkali metal phosphate or the like as a dispersant to the dehydrated system. It became almost impossible to take out the anhydrous sodium sulfide alone as a mixture with those metal salts.

そこで、微粒子状の高純度の無水アルカリ金属硫化物を得る方法として、アルカリ金属硫化物水溶液と、該水溶液の沸点以下の融点を有する分散媒とを接触させ脱水を行なう、無水アルカリ金属硫化物と分散媒の混合物の製造方法が知られている(特許文献6参照)。しかし該方法もエネルギー効率が低く、生産性良く無水アルカリ金属硫化物を得ることができなかった。   Therefore, as a method of obtaining a particulate highly pure anhydrous alkali metal sulfide, dehydration is performed by contacting an aqueous alkali metal sulfide solution with a dispersion medium having a melting point equal to or lower than the boiling point of the aqueous solution. A method for producing a mixture of dispersion media is known (see Patent Document 6). However, this method also has low energy efficiency and cannot produce anhydrous alkali metal sulfide with good productivity.

米国特許2533163号公報US Pat. No. 2,533,163 特開昭64−28207号公報JP-A-64-28207 特開平2−51404号公報JP-A-2-51404 特開昭60−200807号公報JP-A-60-200807 特開昭60−210509号公報JP-A-60-210509 特開平9−67108号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-67108

そこで、本発明が解決しようとする課題は、微粒子状の高純度の無水アルカリ金属硫化物を生産性良く製造することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to produce high-purity anhydrous alkali metal sulfide in the form of fine particles with high productivity.

本発明者等は、上記の課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、含水アルカリ金属硫化物を、高温の流動パラフィン中に滴下することで、該アルカリ金属硫化物中の結晶水を脱水させることが可能となり、効率よく、無水アルカリ金属硫化物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   The inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve the above problems, and as a result, a water-containing alkali metal sulfide is dropped into liquid paraffin at high temperature to dehydrate the water of crystallization in the alkali metal sulfide. It has become possible to obtain the anhydrous alkali metal sulfide efficiently, and has completed the present invention.

すなわち、本発明は、含水アルカリ金属硫化物を、250℃以上の流動パラフィン中に滴下する工程を有することを特徴とする無水アルカリ金属硫化物の製造方法に関する。   That is, the present invention relates to a method for producing anhydrous alkali metal sulfide, which comprises the step of dropping hydrous alkali metal sulfide into liquid paraffin at 250 ° C. or higher.

本発明によれば、微粒子状の高純度の無水アルカリ金属硫化物を生産性良く製造することができる。   According to the present invention, a highly pure anhydrous alkali metal sulfide in the form of fine particles can be produced with good productivity.

本発明の無水アルカリ金属硫化物の製造方法は、含水アルカリ金属硫化物を、250℃以上の流動パラフィン中に滴下する工程(1)を有することを特徴とする。 The method for producing an anhydrous alkali metal sulfide of the present invention is characterized by including a step (1) of dropping a hydrous alkali metal sulfide into liquid paraffin at 250 ° C. or higher.

本発明で用いる含水アルカリ金属硫化物としては、例えば硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム等の化合物の液状又は固体状の含水物が挙げられ、その固形分濃度は特に限定されないが10〜80質量%、特に35〜65質量%であることが好ましい。含水アルカリ金属硫化物として、好ましいのは含水硫化ナトリウムである。使用する含水硫化ナトリウムの形状は、結晶、フレーク状、固形、液体及び水溶液のいずれでもかまわない。   Examples of the hydrated alkali metal sulfide used in the present invention include liquid or solid hydrates of compounds such as lithium sulfide, sodium sulfide, potassium sulfide, rubidium sulfide, and cesium sulfide, and the solid content concentration is not particularly limited. Is 10 to 80% by mass, and particularly preferably 35 to 65% by mass. As the hydrous alkali metal sulfide, preferred is hydrous sodium sulfide. The form of hydrous sodium sulfide used may be any of crystals, flakes, solids, liquids and aqueous solutions.

含水アルカリ金属硫化物は、例えば、含水アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物より調製されたものであってもよい。含水アルカリ金属水硫化物としては、例えば水硫化リチウム、水硫化ナトリウム、水硫化カリウム、水硫化ルビジウム、水硫化セシウム等の化合物の液状又は固体状の含水物が挙げられ、その固形分濃度は特に限定されないが10〜80質量%、特に35〜65質量%であることが好ましい。含水アルカリ金属水硫化物として、好ましいのは含水水硫化ナトリウムである。使用する含水水硫化ナトリウムの形状は、結晶、フレーク状、固形、液体及び水溶液のいずれでもかまわない。また、アルカリ金属水酸化物は、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、及びこれらの水溶液が挙げられる。なお、該水溶液として用いる場合には、濃度20質量%以上の水溶液であることが好ましい。これらの中でも特に水酸化リチウムと水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが好ましく、特に水酸化ナトリウムが好ましい。アルカリ金属水酸化物の使用量は、無水アルカリ金属硫化物の生成が促進される点から、アルカリ金属水硫化物1モル当たり、0.8〜1.2モルの範囲が好ましく、特に0.9〜1.1モルの範囲がより好ましい。 The hydrated alkali metal sulfide may be prepared from, for example, a hydrated alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide. Examples of the hydrated alkali metal hydrosulfide include liquid or solid hydrates of compounds such as lithium hydrosulfide, sodium hydrosulfide, potassium hydrosulfide, rubidium hydrosulfide, and cesium hydrosulfide. Although not limited, it is preferably 10 to 80% by mass, and particularly preferably 35 to 65% by mass. As the hydrous alkali metal hydrosulfide, preferred is hydrous sodium hydrosulfide. The shape of the hydrous sodium hydrosulfide used may be any of crystals, flakes, solids, liquids and aqueous solutions. Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, and aqueous solutions thereof. When used as the aqueous solution, it is preferably an aqueous solution having a concentration of 20% by mass or more. Among these, lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide are particularly preferable, and sodium hydroxide is particularly preferable. The amount of the alkali metal hydroxide used is preferably in the range of 0.8 to 1.2 mol, and particularly preferably 0.9, per mol of the alkali metal hydrosulfide, from the viewpoint of promoting the production of anhydrous alkali metal sulfide. The range of up to 1.1 mol is more preferable.

滴下する含水アルカリ金属硫化物は、水溶液であってもよいが、好ましくは、水に溶解する有機溶媒の存在下に、溶解して溶液として、若しくは分散して分散液として存在してもよい。   The hydrous alkali metal sulfide to be dropped may be an aqueous solution, but preferably, it may be dissolved to be a solution or dispersed to be a dispersion in the presence of an organic solvent soluble in water.

水に溶解する有機溶媒としては、例えば、アセトン(溶解度:全ての割合で水と相溶する。沸点:56.1℃)等のケトン類;メタノール(溶解度:全ての割合で水と相溶する、沸点:64.7℃)、エタノール(溶解度:全ての割合で水と相溶する、沸点:78.3℃)、イソプロピルアルコール(溶解度:全ての割合で水と相溶する、沸点:82.26℃)、エチレングリコール(溶解度:全ての割合で水と相溶する、沸点:197℃)等のアルコール類;酢酸メチル(溶解度:24質量%、沸点:56.9℃)等のエステル類等が挙げられる。これらの有機溶剤は単独で用いても良いし、2種以上を混合した混合溶剤を用いても良い。有機溶剤として好ましいものはケトン類、アルコール類であり、より好ましいものはエタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、エチレングリコールであり、最も好ましいものはエタノール、アセトン、エチレングリコールである。   Examples of the organic solvent soluble in water include ketones such as acetone (solubility: compatible with water in all proportions; boiling point: 56.1 ° C.); methanol (solubility: compatible with water in all proportions) , Boiling point: 64.7 ° C.), ethanol (solubility: compatible with water in all proportions, boiling point: 78.3 ° C.), isopropyl alcohol (solubility: compatible with water in all proportions, boiling point: 82. 26 ° C.), alcohols such as ethylene glycol (solubility: compatible with water in all proportions, boiling point: 197 ° C.); esters such as methyl acetate (solubility: 24% by mass, boiling point: 56.9 ° C.) Is mentioned. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. Preferred organic solvents are ketones and alcohols, more preferred are ethanol, acetone, isopropyl alcohol and ethylene glycol, and most preferred are ethanol, acetone and ethylene glycol.

本発明に用いる流動パラフィンは、初留点300℃以上の流動パラフィンを含み、初留点300℃以上の流動パラフィン(a)と、炭素原子数14〜16のノルマルパラフィン(b)との混合液であることがより好ましい。前記混合液を用いることで、流動パラフィン中に滴下して生成した含水アルカリ金属硫化物の粒子が凝集することなく、すばやく沈降し、各粒子が効率よく熱を吸収して結晶水を脱水し、無水アルカリ金属硫化物の凝集を防ぐことが可能となるため好ましい。前記混合液における、初留点300℃以上の流動パラフィン(a)と、炭素原子数14〜16のノルマルパラフィン(b)との割合が、質量基準で(a)/(b)=99/1〜50/50の範囲であることが好ましく、さらに90/10〜70/30の範囲であることがより好ましい。   The liquid paraffin used in the present invention contains liquid paraffin having an initial boiling point of 300 ° C. or higher, and is a mixed liquid of liquid paraffin (a) having an initial boiling point of 300 ° C. or higher and normal paraffin having 14 to 16 carbon atoms (b). Is more preferable. By using the mixed solution, particles of the hydrated alkali metal sulfide formed by dropping into liquid paraffin do not aggregate, and quickly settle down, and each particle efficiently absorbs heat to dehydrate crystal water, It is preferable because it is possible to prevent the aggregation of the anhydrous alkali metal sulfide. The ratio of the liquid paraffin (a) having an initial boiling point of 300 ° C. or higher and the normal paraffin (b) having 14 to 16 carbon atoms in the mixed solution is (a) / (b) = 99/1 on a mass basis. The range is preferably from 50 to 50/50, more preferably from 90/10 to 70/30.

前記ノルマルパラフィンとしては炭素原子数14〜16の直鎖状炭化水素が好ましい。これらの炭化水素はそれぞれを単独で用いても良いが、これらの炭化水素混合物であるノルマルパラフィン混合物を用いても良い。   The normal paraffin is preferably a linear hydrocarbon having 14 to 16 carbon atoms. Each of these hydrocarbons may be used alone, or a normal paraffin mixture which is a mixture of these hydrocarbons may be used.

滴下する流動パラフィンの加熱温度は、250℃以上の範囲であり、かつ、300℃以下の範囲であることが好ましい。含水アルカリ金属硫化物の滴下に対して、流動パラフィン温度が低下しないよう加熱し、上記温度範囲を維持することが好ましい。   The heating temperature of the dropped liquid paraffin is preferably in the range of 250 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. It is preferable to heat the liquid paraffin to prevent dropping of the temperature of the liquid paraffin with respect to the dropwise addition of the hydrated alkali metal sulfide to maintain the above temperature range.

含水アルカリ金属硫化物または含水アルカリ金属硫化物を含む水溶液の、流動パラフィン中への滴下は、滴下用ノズルから滴下する方法が良い。当該ノズルは、気相中から落下させるように前記含水アルカリ金属硫化物を流動パラフィン中へ滴下してもよいし、ノズル先端を流動パラフィン中に浸けておき、流動パラフィン中に直接投入するように滴下してもよい。  Dropping of the water-containing alkali metal sulfide or the aqueous solution containing the water-containing alkali metal sulfide into the liquid paraffin is preferably carried out by a dropping nozzle. In the nozzle, the hydrous alkali metal sulfide may be dropped into the liquid paraffin so as to be dropped from the gas phase, or the tip of the nozzle may be immersed in the liquid paraffin and directly put into the liquid paraffin. You may drop.

また、滴下する際のノズル径を調節することによって、滴下する液滴の粒子径、ひいては無水アルカリ金属硫化物の粒径が調整できる。ノズル径としては0.5〜5mmの範囲であることが好ましく、さらに1〜2mmの範囲であることがより好ましい。 Further, by adjusting the nozzle diameter at the time of dropping, the particle diameter of the dropped droplet, and thus the particle diameter of the anhydrous alkali metal sulfide, can be adjusted. The nozzle diameter is preferably 0.5 to 5 mm, more preferably 1 to 2 mm.

このように、本発明では、含水アルカリ金属硫化物を滴下する際の液滴の粒子径と、前記流動パラフィン(a)と前記ノルマルパラフィンの割合を調整することにより、例えば、30〜500μmの範囲、さらには100〜300μmの範囲で所望の粒子径の範囲を有する無水アルカリ金属硫化物を得ることができる。   As described above, in the present invention, by adjusting the particle diameter of the droplet when the hydrous alkali metal sulfide is dropped and the ratio of the liquid paraffin (a) and the normal paraffin, for example, a range of 30 to 500 μm is obtained. Further, anhydrous alkali metal sulfide having a desired particle size range of 100 to 300 μm can be obtained.

上記工程(1)を経て得られた無水アルカリ金属硫化物は、続いて、適宜フィルターを用いて固液分離した後、流動パラフィンを溶解する有機溶媒で、無水アルカリ金属硫化物表面に付着した流動パラフィンを除去する工程を有していてもよい。   The anhydrous alkali metal sulfide obtained through the above step (1) is then subjected to solid-liquid separation using an appropriate filter, and then an organic solvent that dissolves liquid paraffin, and a fluid attached to the surface of the anhydrous alkali metal sulfide. It may have a step of removing paraffin.

当該除去に用いる有機溶媒は、前記流動パラフィンを良く溶解し得るものであれば何でも良いが、中でもパラフィン系炭化水素は流動パラフィンと相溶性が良く、無水アルカリ金属硫化物表面の流動パラフィンを完全に洗浄できるため好ましい。 The organic solvent used for the removal may be any as long as it can dissolve the liquid paraffin well, but among them, the paraffinic hydrocarbon has good compatibility with the liquid paraffin and completely removes the liquid paraffin on the surface of the anhydrous alkali metal sulfide. It is preferable because it can be washed.

かかる除去用のパラフィン系炭化水素としては、炭素原子数6〜10の直鎖状炭化水素、すなわち、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカンが特に好適に使用できる。これらは単独、又は2種以上を混合して用いても良い。 As the paraffinic hydrocarbon for removal, a linear hydrocarbon having 6 to 10 carbon atoms, that is, hexane, heptane, octane, nonane, and decane can be particularly preferably used. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.

かくして得られた無水アルカリ金属硫化物は、乾燥して粉末状ないし顆粒状の無水アルカリ金属硫化物として調製することができる。無水アルカリ金属硫化物は、潮解性を有し、空気中の二酸化炭素と反応することから、密封して空気と遮断して保存することが望ましい。   The anhydrous alkali metal sulfide thus obtained can be dried to prepare a powdery or granular anhydrous alkali metal sulfide. Anhydrous alkali metal sulfide has a deliquescent property and reacts with carbon dioxide in the air. Therefore, it is desirable to store it in an airtight manner and shield it from the air.

上記の方法で得られた本発明の無水アルカリ金属硫化物は、高純度で均一なことから エンジニアリングプラスチックや医薬品の原料として用いることができる。   Since the anhydrous alkali metal sulfide of the present invention obtained by the above method is highly pure and uniform, it can be used as a raw material for engineering plastics and pharmaceuticals.

以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、特に断りが無い場合、%は質量%をあらわすものとする。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, unless otherwise specified,% represents mass%.

(測定法)水分量
水分気化装置を備えた電量式カールフィッシャー水分計(京都電子工業社製)を用い、得られた無水硫化ナトリウムを280℃20分加熱して、蒸発させた水分を窒素ガスでカールフィッシャー液に送り、カールフィッシャー法にて水分量を測定した。
(Measurement Method) Moisture Content Using a coulometric Karl Fischer moisture meter (manufactured by Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd.) equipped with a moisture vaporizer, the obtained anhydrous sodium sulfide was heated at 280 ° C. for 20 minutes to evaporate the moisture into nitrogen gas. Was sent to the Karl Fischer solution and the water content was measured by the Karl Fischer method.

(測定法)結晶中の無水硫化ナトリウムの純度測定
無水硫化ナトリウムの純度測定はJIS K1435−1986に準拠した測定により求めた。
(Measurement Method) Purity Measurement of Anhydrous Sodium Sulfide in Crystals The purity measurement of anhydrous sodium sulfide was determined by measurement according to JIS K1435-1986.

(測定法)無水硫化ナトリウムの二次粒子径
無水硫化ナトリウムの二次粒子径は、JIS Z8815−1994に準拠した測定により求めた。
(Measurement Method) Secondary Particle Diameter of Anhydrous Sodium Sulfide The secondary particle diameter of anhydrous sodium sulfide was determined by measurement according to JIS Z8815-1994.

〔実施例1〕
攪拌機及びデカンターを備えたフラスコに含水水硫化ナトリウム(48.30%水硫化ソーダ水溶液)116.1g(水硫化ナトリウム1.000モル)、48.64%水酸化ナトリウム水溶液82.22g(水酸化ナトリウム1.000モル)を入れ混合して、120℃に維持し、硫化ナトリウムを溶解させた水溶液を調製した。
[Example 1]
In a flask equipped with a stirrer and a decanter, hydrous sodium hydrosulfide (48.30% sodium hydrosulfide aqueous solution) 116.1 g (sodium hydrosulfide 1.000 mol), 48.64% sodium hydroxide aqueous solution 82.22 g (sodium hydroxide) 1.000 mol) was added and mixed, and the mixture was maintained at 120 ° C. to prepare an aqueous solution in which sodium sulfide was dissolved.

次に、デカンターを付属したガラス機器を用いて、流動パラフィン(和光純薬工業「流動パラフィン」)500gを仕込み、撹拌しながら250℃まで昇温した。   Next, using a glass instrument equipped with a decanter, 500 g of liquid paraffin (Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “liquid paraffin”) was charged, and the temperature was raised to 250 ° C. with stirring.

その後、調製した硫化ナトリウムの水溶液50gを、温度を120℃に維持しながら、1g/分の割合で、滴下ノズル(ノズル径1mm)から流動パラフィンに投入した。120℃、窒素雰囲気下で1時間撹拌後、60℃まで冷却し、無水硫化ナトリウムをろ過分離したのち、ヘキサンを用いて3回洗浄を繰り返した。その後、シャーレに広げて硝子デシケータに入れ、13.3kPaまで減圧し、ヘキサンを揮発させ無水硫化ナトリウムを乾燥させた。   Then, 50 g of the prepared sodium sulfide aqueous solution was charged into liquid paraffin from a dropping nozzle (nozzle diameter 1 mm) at a rate of 1 g / min while maintaining the temperature at 120 ° C. After stirring at 120 ° C. under a nitrogen atmosphere for 1 hour, the mixture was cooled to 60 ° C., anhydrous sodium sulfide was separated by filtration, and then washed with hexane three times. Then, it was spread on a petri dish and placed in a glass desiccator, the pressure was reduced to 13.3 kPa, hexane was volatilized, and anhydrous sodium sulfide was dried.

得られた乾燥物を採取し77.20g(収率99.50%)の粒状生成物を得た。生成物は、無水硫化ナトリウム99.99%及び水分0.001%を含むものであった。得られた無水硫化ナトリウムの粒子径は、下記表1に示した。   The obtained dried product was collected to obtain 77.20 g (yield 99.50%) of a granular product. The product contained 99.99% anhydrous sodium sulfide and 0.001% water. The particle size of the obtained anhydrous sodium sulfide is shown in Table 1 below.

〔実施例2〕
含水硫化ナトリウム・9水和物(和光純薬工業株式会社「和光一級」)240.2g(硫化ナトリウム1.0モル)、水79.20gを入れ昇温を開始した。内温140℃で2時間維持した。その後、120℃に冷却して、生成した硫化ナトリウムを溶解させた水溶液を調製した。
[Example 2]
240.2 g (1.0 mol of sodium sulfide) of water-containing sodium sulfide nonahydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., “Wako first grade”) and 79.20 g of water were added and heating was started. The internal temperature was maintained at 140 ° C for 2 hours. Then, it cooled at 120 degreeC and prepared the aqueous solution which melt | dissolved the produced | generated sodium sulfide.

次に、デカンターを付属したガラス機器を用いて、流動パラフィン(和光純薬工業「流動パラフィン」)とノルマルパラフィン(JXエネルギー株式会社製「スーパーオイルN460」)を質量比率90:10となる混合液500gを仕込み、撹拌しながら250℃まで昇温した。   Next, using a glass device equipped with a decanter, a liquid mixture of liquid paraffin (Wako Pure Chemical Industries “liquid paraffin”) and normal paraffin (“Super Oil N460” manufactured by JX Energy Co., Ltd.) at a mass ratio of 90:10. 500 g was charged and the temperature was raised to 250 ° C. with stirring.

その後、含水硫化ナトリウム水溶液50gを、温度を120℃に維持しながら、1g/分の割合で、滴下ノズル(ノズル径1mm)から流動パラフィンに投入した。120℃、窒素雰囲気下で5時間撹拌後、60℃まで冷却し、無水硫化ナトリウムをろ過分離したのち、ヘキサンを用いて3回洗浄を繰り返した。その後、シャーレに広げて硝子デシケータに入れ、13.3kPaまで減圧し、ヘキサンを揮発させ無水硫化ナトリウムを乾燥させた。   Then, 50 g of a hydrous sodium sulfide aqueous solution was charged into the liquid paraffin from a dropping nozzle (nozzle diameter 1 mm) at a rate of 1 g / min while maintaining the temperature at 120 ° C. After stirring at 120 ° C. under a nitrogen atmosphere for 5 hours, the mixture was cooled to 60 ° C., anhydrous sodium sulfide was separated by filtration, and then washed with hexane three times. Then, it was spread on a petri dish and placed in a glass desiccator, the pressure was reduced to 13.3 kPa, hexane was volatilized, and anhydrous sodium sulfide was dried.

得られた乾燥物を採取し77.20g(収率99.50%)の粒状生成物を得た。生成物は、無水硫化ナトリウム99.99%及び水分0.001%を含むものであった。得られた無水硫化ナトリウムの粒子径は、下記表1に示した。   The obtained dried product was collected to obtain 77.20 g (yield 99.50%) of a granular product. The product contained 99.99% anhydrous sodium sulfide and 0.001% water. The particle size of the obtained anhydrous sodium sulfide is shown in Table 1 below.

〔比較例1〕
攪拌機及びデカンターを備えたフラスコに含水水硫化ナトリウム(48.30%水硫化ソーダ水溶液)116.1g(水硫化ナトリウム1.000モル)、48.64%水酸化ナトリウム水溶液82.22g(水酸化ナトリウム1.000モル)及び
分散媒としてp−ジクロロベンゼン147.0g(1.000モル)を入れ昇温を開始した。内温が140℃に到達すると水とp−ジクロロベンゼンの留出 が始まった。p−ジクロロベンゼンは、デカンターで分離して連続的に系内に戻した。留出開始後しばらくすると系内に粒子が分散し始めた。2時間後90.0gの水が留出し内温がp−ジクロロベンゼンの沸点である174℃に上昇したので脱水を終了した。脱水終了時の系内は、無水硫化ナトリウムの微粒子がp−ジクロロベンゼンに分散している状態であった。冷却後粒子をろ取し、100℃で2時間減圧乾燥し77.2g(収率99.0%)の粒状生成物を得た。生成物は硫化ナトリウム98%及び水分0.001%を含むものであった。得られた無水硫化ナトリウムの粒子径は、下記表1に示した。
[Comparative Example 1]
In a flask equipped with a stirrer and a decanter, hydrous sodium hydrosulfide (48.30% sodium hydrosulfide aqueous solution) 116.1 g (sodium hydrosulfide 1.000 mol), 48.64% sodium hydroxide aqueous solution 82.22 g (sodium hydroxide) 1.000 mol) and 147.0 g (1.000 mol) of p-dichlorobenzene as a dispersion medium were added and the temperature rise was started. When the internal temperature reached 140 ° C, distillation of water and p-dichlorobenzene started. The p-dichlorobenzene was separated by a decanter and continuously returned to the system. After a while from the start of distillation, particles began to disperse in the system. After 2 hours, 90.0 g of water was distilled out and the internal temperature rose to 174 ° C., which is the boiling point of p-dichlorobenzene, so that the dehydration was completed. At the end of the dehydration, fine particles of anhydrous sodium sulfide were dispersed in p-dichlorobenzene. After cooling, the particles were collected by filtration and dried under reduced pressure at 100 ° C. for 2 hours to obtain 77.2 g (yield 99.0%) of a granular product. The product contained 98% sodium sulfide and 0.001% water. The particle size of the obtained anhydrous sodium sulfide is shown in Table 1 below.

Figure 0006686737
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Claims (6)

含水アルカリ金属硫化物を、250℃以上の流動パラフィン中に滴下する工程(1)を有することを特徴とする無水アルカリ金属硫化物の製造方法。 A method for producing anhydrous alkali metal sulfide, which comprises a step (1) of dropping a hydrated alkali metal sulfide into liquid paraffin at 250 ° C. or higher. 前記流動パラフィンが、初留点300℃以上の流動パラフィンを含む請求項1記載の無水アルカリ金属硫化物の製造方法。 The method for producing anhydrous alkali metal sulfide according to claim 1, wherein the liquid paraffin contains liquid paraffin having an initial boiling point of 300 ° C. or higher. 前記流動パラフィンが、初留点300℃以上の流動パラフィンと、炭素原子数14〜16のノルマルパラフィンとの混合液である請求項1または2記載の無水アルカリ金属硫化物の製造方法。 The method for producing an anhydrous alkali metal sulfide according to claim 1, wherein the liquid paraffin is a mixed liquid of liquid paraffin having an initial boiling point of 300 ° C. or higher and normal paraffin having 14 to 16 carbon atoms. 前記混合液における、初留点300℃以上の流動パラフィン(a)と、炭素原子数14〜16のノルマルパラフィン(b)との割合が、質量基準で(a)/(b)=99/1〜50/50の範囲である請求項3記載の無水アルカリ金属硫化物の製造方法。 The ratio of the liquid paraffin (a) having an initial boiling point of 300 ° C. or higher and the normal paraffin (b) having 14 to 16 carbon atoms in the mixed solution is (a) / (b) = 99/1 on a mass basis. The method for producing anhydrous alkali metal sulfide according to claim 3, which is in the range of 50 to 50/50. 前記工程(1)の後、流動パラフィンを溶解する有機溶媒で、無水アルカリ金属硫化物表面に付着した流動パラフィンを除去する工程を有する請求項1〜4のいずれか一項記載の無水アルカリ金属硫化物の製造方法。 The anhydrous alkali metal sulfide according to any one of claims 1 to 4, further comprising a step of removing the liquid paraffin attached to the surface of the anhydrous alkali metal sulfide with an organic solvent that dissolves the liquid paraffin after the step (1). Method of manufacturing things. 前記流動パラフィンを溶解する有機溶媒が、炭素原子数6〜10の範囲の直鎖状炭化水素である、請求項5記載の無水アルカリ金属硫化物の製造方法。 The method for producing anhydrous alkali metal sulfide according to claim 5, wherein the organic solvent that dissolves the liquid paraffin is a linear hydrocarbon having 6 to 10 carbon atoms.
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