JP7200797B2 - Method for producing alkaline earth metal carbonate - Google Patents

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    • C01G23/00Compounds of titanium

Description

本発明は、アルカリ土類金属炭酸塩の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing alkaline earth metal carbonates.

近年、積層セラミックスコンデンサ(MLCC)の小型化・大容量化における誘電体層の薄層化・多層化のため、誘電体材料であるチタン酸バリウムおよびその原料である酸化チタンと炭酸バリウムの両原料をいかに微粒子化させるかが重要である。上記固相合成法での焼成では、炭酸バリウムが、その昇温過程で粒子成長することが知られている。結果、生成するチタン酸バリウム粉末の粒子径等の特性にバラツキが生じる不具合が発生する。したがって、均一で微細なチタン酸バリウムを得るためには、炭酸バリウムの熱による粒子成長を抑制する必要がある。過去、炭酸バリウムに対してチタン化合物の中和による表面処理によって、熱による粒子成長を抑制する手法が開発されている(特許文献1、2参照)。 In recent years, in order to reduce the thickness and increase the number of dielectric layers in multilayer ceramic capacitors (MLCCs) with smaller sizes and higher capacities, barium titanate, which is a dielectric material, and titanium oxide and barium carbonate, which are raw materials for barium titanate, have been developed. It is important how to atomize the It is known that barium carbonate undergoes particle growth during the heating process during firing in the solid-phase synthesis method. As a result, there occurs a problem that the properties such as the particle size of the barium titanate powder to be produced are varied. Therefore, in order to obtain uniform and fine barium titanate, it is necessary to suppress the thermal grain growth of barium carbonate. In the past, a technique for suppressing particle growth due to heat was developed by subjecting barium carbonate to surface treatment by neutralization with a titanium compound (see Patent Documents 1 and 2).

特開2013-28509号公報JP 2013-28509 A 特表2008-508170号公報Japanese Patent Publication No. 2008-508170

上述のとおり、これまでに、炭酸バリウムに対してチタン化合物の中和による表面処理を行うことによって、熱による粒子成長を抑制する手法が開発されているが、炭酸バリウム合成後に中和反応等での表面処理を行うと、プロセスが冗長となる課題がある。また、従来の表面処理を行った炭酸バリウムを用いてチタン酸バリウムの合成を行うと、合成時の酸化チタンとの混合でのシェアにより、形成された表面処理層が破壊される恐れがある。 As described above, a technique for suppressing particle growth due to heat has been developed by treating the surface of barium carbonate with a titanium compound for neutralization. surface treatment, there is a problem that the process becomes redundant. Moreover, if barium titanate is synthesized using barium carbonate that has undergone a conventional surface treatment, there is a risk that the formed surface treatment layer will be destroyed due to shear in mixing with titanium oxide during synthesis.

本発明は、上記現状に鑑み、チタン酸バリウム合成の原料となる炭酸バリウムの製造に好適に用いることができる、熱処理時の粒子成長が抑制されたアルカリ土類金属炭酸塩を簡便に製造することができる製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above-mentioned current situation, the present invention aims to easily produce an alkaline earth metal carbonate in which grain growth is suppressed during heat treatment, which can be suitably used for producing barium carbonate as a raw material for synthesis of barium titanate. It aims at providing the manufacturing method which can do.

本発明者らは、熱処理時の粒子成長が抑制されたアルカリ土類金属炭酸塩を簡便に製造する方法について検討したところ、アルカリ土類金属の水酸化物、塩化物、炭酸塩以外の無機酸塩、有機酸塩、酸化物からなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属化合物と二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物とを混合する混合工程と、該混合工程の前、及び/又は、混合工程において、アルカリ土類金属化合物、並びに、二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物の少なくとも一つ又はこれらの混合物に水溶性の4族遷移金属化合物を添加する工程とを含む製造方法によりアルカリ土類金属炭酸塩を製造すると、熱処理時の粒子成長が抑制されたアルカリ土類金属炭酸塩を簡便に製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors of the present invention have investigated a method for easily producing an alkaline earth metal carbonate in which particle growth is suppressed during heat treatment, and found that inorganic acids other than alkaline earth metal hydroxides, chlorides, and carbonates A mixing step of mixing at least one alkaline earth metal compound selected from the group consisting of salts, organic acid salts, and oxides with carbon dioxide and/or a water-soluble carbonate compound, and before the mixing step, and/or adding a water-soluble Group 4 transition metal compound to at least one of carbon dioxide and/or a water-soluble carbonate compound or a mixture thereof in the mixing step. The inventors have found that an alkaline earth metal carbonate in which particle growth is suppressed during heat treatment can be easily produced by producing an alkaline earth metal carbonate by a production method including the following, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、アルカリ土類金属の水酸化物、塩化物、炭酸塩以外の無機酸塩、有機酸塩、酸化物からなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属化合物と二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物とを混合する混合工程と、該混合工程の前、及び/又は、混合工程において、アルカリ土類金属化合物、並びに、二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物の少なくとも一つ又はこれらの混合物に水溶性の4族遷移金属化合物を添加する工程とを含むことを特徴とするアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法である。 That is, the present invention provides at least one alkaline earth metal compound selected from the group consisting of inorganic acid salts other than alkaline earth metal hydroxides, chlorides, and carbonates, organic acid salts, and oxides, and carbon dioxide. and / or a mixing step of mixing with a water-soluble carbonate compound, and before the mixing step and / or in the mixing step, an alkaline earth metal compound, carbon dioxide and / or a water-soluble carbonate compound and adding a water-soluble Group 4 transition metal compound to at least one of or a mixture thereof.

上記アルカリ土類金属化合物は、バリウム化合物又はストロンチウム化合物であることが好ましい。 The alkaline earth metal compound is preferably a barium compound or a strontium compound.

上記水溶性の4族遷移金属化合物は、水溶性チタン化合物であることが好ましい。 The water-soluble Group 4 transition metal compound is preferably a water-soluble titanium compound.

上記製造方法は、混合工程の前、及び/又は、混合工程において、アルカリ土類金属化合物、並びに、二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物の少なくとも一つ又はこれらの混合物にクエン酸及び/又はその塩を添加する工程を更に含むことが好ましい。 In the above production method, before the mixing step and/or in the mixing step, at least one of an alkaline earth metal compound and carbon dioxide and/or a water-soluble carbonate compound or a mixture thereof, citric acid and/or Or it is preferable to further include a step of adding a salt thereof.

本発明はまた、バリウムの水酸化物、塩化物、炭酸塩以外の無機酸塩、有機酸塩、酸化物からなる群より選択される少なくとも1種のバリウム化合物と二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物とを混合する混合工程と、該混合工程の前、及び/又は、混合工程において、バリウム化合物、並びに、二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物の少なくとも一つ又はこれらの混合物に水溶性の4族遷移金属化合物を添加する工程とにより炭酸バリウムを得る工程と、該炭酸バリウムと、チタン化合物を混合する混合工程と、該混合工程で得られた混合物を焼成する工程とを含むことを特徴とするチタン酸バリウムの製造方法でもある。 The present invention also provides at least one barium compound selected from the group consisting of barium hydroxides, chlorides, inorganic acid salts other than carbonates, organic acid salts, and oxides, carbon dioxide and / or water-soluble In a mixing step of mixing with a carbonate compound, and before the mixing step and/or in the mixing step, at least one of a barium compound and carbon dioxide and/or a water-soluble carbonate compound or a mixture thereof a step of adding a water-soluble Group 4 transition metal compound to obtain barium carbonate; a mixing step of mixing the barium carbonate and a titanium compound; and a step of firing the mixture obtained in the mixing step. It is also a method for producing barium titanate characterized by:

本発明のアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法は、熱処理時の粒子成長が抑制されたアルカリ土類金属炭酸塩を簡便に製造することができる製造方法であることから、電子機器の構成部材であるセラミックスコンデンサなどの電子材料、固体酸化物形燃料電池の空気極材料、酸化物超伝導体材料等の微細粒子合成の原料となる炭酸バリウム等を製造する方法として好適に使用でき、特に、電子材料を合成するための原料として使用される炭酸バリウムを製造する方法として好適に使用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The method for producing an alkaline earth metal carbonate of the present invention can easily produce an alkaline earth metal carbonate in which particle growth is suppressed during heat treatment. It can be suitably used as a method for producing barium carbonate, etc., which is a raw material for synthesizing fine particles such as electronic materials such as certain ceramic capacitors, air electrode materials for solid oxide fuel cells, and oxide superconductor materials. It can be suitably used as a method for producing barium carbonate used as a raw material for synthesizing materials.

実施例において、炭酸バリウムの製造を行った装置を示した概念図である。1 is a conceptual diagram showing an apparatus for producing barium carbonate in Examples. FIG. 実施例1で製造された炭酸バリウムの熱処理前と、600℃×30分の熱処理後の電子顕微鏡写真である。2 shows electron micrographs of barium carbonate produced in Example 1 before heat treatment and after heat treatment at 600° C. for 30 minutes. 実施例2で製造された炭酸バリウムの熱処理前と、600℃×30分の熱処理後の電子顕微鏡写真である。3 is electron micrographs of barium carbonate produced in Example 2 before heat treatment and after heat treatment at 600° C. for 30 minutes. 実施例3で製造された炭酸バリウムの熱処理前と、600℃×30分の熱処理後の電子顕微鏡写真である。3 shows electron micrographs of barium carbonate produced in Example 3 before heat treatment and after heat treatment at 600° C. for 30 minutes. 実施例4で製造された炭酸バリウムの熱処理前と、600℃×30分の熱処理後の電子顕微鏡写真である。4 shows electron micrographs of barium carbonate produced in Example 4 before heat treatment and after heat treatment at 600° C. for 30 minutes. 実施例5で製造された炭酸バリウムの熱処理前と、600℃×30分の熱処理後の電子顕微鏡写真である。FIG. 10 is electron micrographs of barium carbonate produced in Example 5 before heat treatment and after heat treatment at 600° C. for 30 minutes; 実施例6で製造された炭酸バリウムの熱処理前と、600℃×30分の熱処理後の電子顕微鏡写真である。Fig. 10 is electron micrographs of barium carbonate produced in Example 6 before heat treatment and after heat treatment at 600°C for 30 minutes; 比較例1で製造された炭酸バリウムの熱処理前と、600℃×30分の熱処理後の電子顕微鏡写真である。3 is electron micrographs of barium carbonate produced in Comparative Example 1 before heat treatment and after heat treatment at 600° C. for 30 minutes;

以下、本発明の好ましい形態について具体的に説明するが、本発明は以下の記載のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。 Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to the following description, and can be appropriately modified and applied without changing the gist of the present invention.

1.アルカリ土類金属炭酸塩の製造方法
本発明のアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法は、アルカリ土類金属の水酸化物、塩化物、炭酸塩以外の無機酸塩、有機酸塩、酸化物からなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属化合物と二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物とを混合する混合工程(以下、単に混合工程ともいう)と、該混合工程の前、及び/又は、混合工程において、アルカリ土類金属化合物、並びに、二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物の少なくとも一つ又はこれらの混合物に水溶性の4族遷移金属化合物を添加する工程とを含むことを特徴とする。
このように、アルカリ土類金属の水酸化物、塩化物、炭酸塩以外の無機酸塩、有機酸塩、酸化物からなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属化合物、並びに、二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物の少なくとも一つ又はこれらの混合物に対して、これらの混合前及び/又は混合時に水溶性の4族遷移金属化合物を添加することで、熱処理時の粒子成長が抑制されたアルカリ土類金属炭酸塩が得られる理由は以下のように考えられる。
アルカリ土類金属炭酸塩の熱処理時の粒子成長は、熱処理の際にアルカリ土類金属炭酸塩の粒子同士が接触することで生じる。これに対し、本発明の製造方法で製造すると、4族遷移金属化合物が存在することで、アルカリ土類金属炭酸塩を熱処理する際に、粒子成長の原因となるアルカリ土類金属炭酸塩の粒子同士の接触が生じる前に4族遷移金属化合物がアルカリ土類金属炭酸塩の粒子と接触し、これによりアルカリ土類金属炭酸塩の粒子成長が阻害されると考えられる。
本発明のアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法では、原料からアルカリ土類金属炭酸塩を製造する工程において、アルカリ土類金属炭酸塩を熱処理時の粒子成長が抑制されたものとする処理が同時に行われるため、アルカリ土類金属炭酸塩合成後に中和反応等での表面処理を行う従来の方法に比べて簡便に熱処理時の粒子成長が抑制されたアルカリ土類金属炭酸塩が得られる点で有利である。
このような本発明の製造方法で得られるアルカリ土類金属炭酸塩は、4族遷移金属元素含有アルカリ土類金属炭酸塩ともいうことができ、本発明の製造方法は、4族遷移金属元素含有アルカリ土類金属炭酸塩の製造方法ともいうことができる。
1. Method for Producing Alkaline Earth Metal Carbonate The method for producing an alkaline earth metal carbonate of the present invention comprises: A mixing step of mixing at least one alkaline earth metal compound selected from the group consisting of carbon dioxide and/or a water-soluble carbonate compound (hereinafter simply referred to as a mixing step), and before the mixing step, and/or adding a water-soluble Group 4 transition metal compound to at least one of carbon dioxide and/or a water-soluble carbonate compound or a mixture thereof in the mixing step. characterized by comprising
Thus, at least one alkaline earth metal compound selected from the group consisting of inorganic acid salts other than alkaline earth metal hydroxides, chlorides and carbonates, organic acid salts and oxides, and dioxide By adding a water-soluble group 4 transition metal compound to at least one of carbon and/or water-soluble carbonate compounds or a mixture thereof before and/or during mixing, grain growth during heat treatment The reason why the alkaline earth metal carbonate in which the is suppressed is obtained is considered as follows.
Particle growth of the alkaline earth metal carbonate during the heat treatment occurs when particles of the alkaline earth metal carbonate come into contact with each other during the heat treatment. On the other hand, when produced by the production method of the present invention, the presence of the Group 4 transition metal compound causes particles of the alkaline earth metal carbonate to grow during the heat treatment of the alkaline earth metal carbonate. It is believed that the Group 4 transition metal compound contacts the alkaline earth metal carbonate particles before contact with each other occurs, which inhibits the alkaline earth metal carbonate particle growth.
In the method for producing an alkaline earth metal carbonate of the present invention, in the step of producing an alkaline earth metal carbonate from a raw material, the alkaline earth metal carbonate is treated so that grain growth during heat treatment is suppressed at the same time. Therefore, compared with the conventional method in which surface treatment such as neutralization reaction is performed after synthesis of alkaline earth metal carbonate, it is easier to obtain alkaline earth metal carbonate with suppressed particle growth during heat treatment. Advantageous.
The alkaline earth metal carbonate obtained by such a production method of the present invention can also be called a group 4 transition metal element-containing alkaline earth metal carbonate, and the production method of the present invention is a group 4 transition metal element-containing alkaline earth metal carbonate. It can also be called a method for producing an alkaline earth metal carbonate.

上記アルカリ土類金属化合物は、アルカリ土類金属の水酸化物、塩化物、炭酸塩以外の無機酸塩、有機酸塩、酸化物からなる群より選択される少なくとも1種であればよいが、水酸化物、酸化物からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。水への溶解度が高く、炭酸塩への転化反応における反応効率が高い点で、より好ましくは、水酸化物である。
炭酸塩以外の無機酸塩、有機酸塩としては、例えば塩素酸塩、酢酸塩、硝酸塩等が挙げられる。
The alkaline earth metal compound may be at least one selected from the group consisting of inorganic acid salts other than alkaline earth metal hydroxides, chlorides, and carbonates, organic acid salts, and oxides. It is preferably at least one selected from the group consisting of hydroxides and oxides. Hydroxides are more preferred because they have high solubility in water and high reaction efficiency in the conversion reaction to carbonates.
Examples of inorganic acid salts other than carbonates and organic acid salts include chlorates, acetates, and nitrates.

上記アルカリ土類金属化合物は、バリウム化合物又はストロンチウム化合物であることが好ましい。上述したとおり、炭酸バリウムは固相合成法でチタン酸バリウムを製造するための原料として用いられ、炭酸ストロンチウムも同様にチタン酸ストロンチウムを製造するための原料として用いられる。
したがって、本発明のアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法が、炭酸バリウムや炭酸ストロンチウムの製造方法として使用されることは本発明の好適な実施形態の1つである。
The alkaline earth metal compound is preferably a barium compound or a strontium compound. As described above, barium carbonate is used as a raw material for producing barium titanate by solid phase synthesis, and strontium carbonate is also used as a raw material for producing strontium titanate.
Therefore, it is one of preferred embodiments of the present invention that the method for producing alkaline earth metal carbonate of the present invention is used as a method for producing barium carbonate or strontium carbonate.

上記水溶性の炭酸塩化合物としては、アルカリ金属またはアンモニウムの炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化炭酸塩などが挙げられる。水溶性の炭酸塩としては、例えば、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。水溶性の炭酸水素塩としては、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等が挙げられる。水溶性の水酸化炭酸塩としては、例えば、水酸化炭酸ナトリウム、水酸化炭酸カリウム等が挙げられる。
なお、本発明において「水溶性」とは、水100gに対して、5g以上溶解することを意味する。
Examples of the water-soluble carbonate compounds include alkali metal or ammonium carbonates, hydrogencarbonates, and hydroxycarbonates. Examples of water-soluble carbonates include ammonium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate and the like, and one or more of these can be used. Examples of water-soluble hydrogencarbonates include sodium hydrogencarbonate and potassium hydrogencarbonate. Examples of water-soluble hydroxycarbonates include sodium hydroxide carbonate, potassium hydroxide carbonate, and the like.
In the present invention, "water-soluble" means dissolving 5 g or more in 100 g of water.

上記混合工程においては、アルカリ土類金属化合物に含まれるアルカリ土類金属原子1モルに対して、二酸化炭素や水溶性の炭酸塩化合物のモル数(これらを両方用いる場合にはその合計モル数)が0.7モル以上となるように混合することが好ましい。より好ましくは、0.8モル以上となるように混合することである。経済性の点から、アルカリ土類金属化合物に含まれるアルカリ土類金属原子1モルに対して、3モル以下となるように混合することが好ましい。
中でも二酸化炭素を使用する場合には、アルカリ土類金属化合物に含まれるアルカリ土類金属原子1モルに対して、二酸化炭素のモル数が1モル以上となるように混合することが更に好ましい。これにより、得られるアルカリ土類金属炭酸塩の収率を高くすることができる。特に好ましくは、1.6モル以上となるように混合することである。
また、水溶性の炭酸塩化合物を使用する場合には、経済性の点から、アルカリ土類金属化合物に含まれるアルカリ土類金属原子1モルに対して、水溶性の炭酸塩化合物のモル数が1.5モル以下となるように混合することがより好ましい。
In the mixing step, the number of moles of carbon dioxide and water-soluble carbonate compound (the total number of moles when using both of them) per 1 mole of alkaline earth metal atoms contained in the alkaline earth metal compound. is preferably mixed so as to be 0.7 mol or more. More preferably, they are mixed so that the amount becomes 0.8 mol or more. From the point of view of economy, it is preferable to mix 3 mol or less with respect to 1 mol of alkaline earth metal atoms contained in the alkaline earth metal compound.
Among them, when carbon dioxide is used, it is more preferable to mix carbon dioxide in an amount of 1 mol or more with respect to 1 mol of alkaline earth metal atoms contained in the alkaline earth metal compound. Thereby, the yield of the alkaline earth metal carbonate to be obtained can be increased. Especially preferably, it is mixed so that the amount becomes 1.6 mol or more.
Further, when a water-soluble carbonate compound is used, from an economical point of view, the number of moles of the water-soluble carbonate compound per 1 mole of the alkaline earth metal atom contained in the alkaline earth metal compound is It is more preferable to mix so that the amount becomes 1.5 mol or less.

上記水溶性の4族遷移金属化合物は、4族遷移金属の化合物であればよいが、チタン、ジルコニウム、ハフニウムのいずれかの化合物であることが好ましく、経済性の点で、より好ましくは、チタンの化合物である。
また、4族遷移金属化合物は、水溶性の化合物であればよく、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物等のハロゲン化物や、乳酸塩、乳酸アンモニウム塩、硫酸塩、ペルオキソ酸塩、アルコキシド等の1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、ハロゲン化物、乳酸塩、乳酸アンモニウム塩が好ましい。より好ましくは、塩化物であり、熱処理時の粒子成長がより十分に抑制されたアルカリ土類金属炭酸塩が得られることになる。
The water-soluble Group 4 transition metal compound may be a Group 4 transition metal compound, but is preferably a compound of titanium, zirconium, or hafnium, and more preferably titanium from the viewpoint of economy. is a compound of
In addition, the Group 4 transition metal compound may be any water-soluble compound, such as halides such as fluorides, chlorides, bromides, and iodides, lactates, ammonium lactates, sulfates, peroxates, alkoxides, and the like. 1 type or 2 types or more can be used. Among these, halides, lactates, and lactate ammonium salts are preferred. More preferably, it is a chloride, and an alkaline earth metal carbonate in which grain growth during heat treatment is more sufficiently suppressed can be obtained.

上記水溶性の4族遷移金属化合物の添加量は、製造されるアルカリ土類金属炭酸塩の熱処理時の粒子成長を抑制する効果を十分に発揮することと製造コストとを考慮すると、原料として用いるアルカリ土類金属化合物をアルカリ土類金属炭酸塩に換算した値100重量部に対して、4族遷移金属元素として0.5~10重量部であることが好ましい。より好ましくは、1~7重量部であり、更に好ましくは、2~5重量部である。 The amount of the water-soluble Group 4 transition metal compound to be added is determined in terms of sufficiently exhibiting the effect of suppressing grain growth during heat treatment of the alkaline earth metal carbonate to be produced and considering the production cost. The Group 4 transition metal element is preferably 0.5 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the alkaline earth metal carbonate converted from the alkaline earth metal compound. More preferably, it is 1 to 7 parts by weight, and still more preferably 2 to 5 parts by weight.

本発明のアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法は、上記混合工程の前、及び/又は、混合工程において、アルカリ土類金属化合物、並びに、二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物の少なくとも一つ又はこれらの混合物に、クエン酸及び/又はその塩を添加する工程を更に含むことが好ましい。
クエン酸及び/又はその塩を添加することで、得られるアルカリ土類金属炭酸塩の熱処理時の粒子成長をより十分に抑制することが可能となる。
In the method for producing an alkaline earth metal carbonate of the present invention, at least one of an alkaline earth metal compound and carbon dioxide and/or a water-soluble carbonate compound is added before and/or in the mixing step. It is preferred to further include the step of adding citric acid and/or its salts to one or a mixture thereof.
By adding citric acid and/or a salt thereof, it becomes possible to sufficiently suppress grain growth during heat treatment of the obtained alkaline earth metal carbonate.

上記クエン酸の塩としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等の周期表第1族元素や、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム等の周期表第2族元素の塩等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。 Examples of the citric acid salt include salts of Group 1 elements of the periodic table such as lithium, sodium and potassium, and salts of Group 2 elements of the periodic table such as magnesium, calcium and strontium. The above can be used.

上記クエン酸及び/又はその塩の添加量は、製造されるアルカリ土類金属炭酸塩の熱処理時の粒子成長を抑制する効果を十分に発揮することと製造コストとを考慮すると、アルカリ土類金属化合物に含まれるアルカリ土類金属原子100モルに対して、に対して、0.1~10モルであることが好ましい。より好ましくは、0.5~5モルであり、更に好ましくは、1~3モルである。 The amount of citric acid and/or its salt to be added should be sufficient to exhibit the effect of suppressing particle growth during heat treatment of the alkaline earth metal carbonate to be produced, and considering the production cost, the alkaline earth metal It is preferably 0.1 to 10 mol per 100 mol of alkaline earth metal atoms contained in the compound. It is more preferably 0.5 to 5 mol, still more preferably 1 to 3 mol.

本発明のアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法は更に、上記混合工程の前、及び/又は、混合工程において、アルカリ土類金属化合物、並びに、二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物の少なくとも一つ又はこれらの混合物に、クエン酸及び/又はその塩以外の多塩基カルボン酸、その酸無水物又はその塩の少なくとも一種(以下、多塩基カルボン酸等と記載)を添加する工程を含んでいてもよい。
クエン酸及び/又はその塩と多塩基カルボン酸等とを併用することで、より微細なアルカリ土類金属炭酸塩を製造することができる。
The method for producing an alkaline earth metal carbonate of the present invention further comprises at least an alkaline earth metal compound and carbon dioxide and/or a water-soluble carbonate compound before and/or in the mixing step. A step of adding at least one polybasic carboxylic acid other than citric acid and/or a salt thereof, an acid anhydride thereof, or a salt thereof (hereinafter referred to as polybasic carboxylic acid, etc.) to one or a mixture thereof You can
By using citric acid and/or its salt together with a polybasic carboxylic acid or the like, a finer alkaline earth metal carbonate can be produced.

上記多塩基カルボン酸としては、酒石酸、コハク酸、りんご酸、マレイン酸、マロン酸、トリメリット酸のいずれかであることが好ましい。これらの中でも、より好ましくは、酒石酸、トリメリット酸、りんご酸、マレイン酸のいずれかであり、更に好ましくは、酒石酸又はトリメリット酸である。 The above polybasic carboxylic acid is preferably any one of tartaric acid, succinic acid, malic acid, maleic acid, malonic acid and trimellitic acid. Among these, tartaric acid, trimellitic acid, malic acid, and maleic acid are more preferred, and tartaric acid and trimellitic acid are even more preferred.

上記多塩基カルボン酸等の添加量は、アルカリ土類金属化合物中のアルカリ土類金属原子100モル%に対して1.10~9.90モル%であることが好ましい。より好ましくは、1.25~8.00モル%であり、更に好ましくは、2.00~6.5モル%である。 The amount of the polybasic carboxylic acid or the like added is preferably 1.10 to 9.90 mol % with respect to 100 mol % of the alkaline earth metal atoms in the alkaline earth metal compound. More preferably 1.25 to 8.00 mol%, still more preferably 2.00 to 6.5 mol%.

本発明のアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法では、水溶性の4族遷移金属化合物の添加は、アルカリ土類金属化合物、二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物のいずれに行ってもよく、両方に行ってもよく、これらを混合した後の混合物に行ってもよく、また、添加する時期は、上記混合工程であってもよく、その前であってもよく、これら両方であってもよいが、二酸化炭素を使用する場合には、水溶性の4族遷移金属化合物の少なくとも一部を二酸化炭素との混合前のアルカリ土類金属化合物に対して添加することが好ましい。4族遷移金属化合物の少なくとも一部とアルカリ土類金属化合物とを予め十分に混合した後に二酸化炭素と混合することで、得られるアルカリ土類金属炭酸塩中に4族遷移金属化合物を均一かつ高分散に存在させることができ、熱処理時の粒子成長を抑制する効果をより十分に発揮することができる。
アルカリ土類金属化合物と予め混合する4族遷移金属化合物の量は、添加する4族遷移金属化合物全体の0.5重量%以上であることが好ましい。より好ましくは、1.0重量%以上である。
In the method for producing an alkaline earth metal carbonate of the present invention, the water-soluble Group 4 transition metal compound may be added to any of the alkaline earth metal compound, carbon dioxide and/or the water-soluble carbonate compound. , It may be added to both, or it may be added to the mixture after mixing them, and the time of addition may be the above-mentioned mixing step, before that, or both. However, when carbon dioxide is used, it is preferable to add at least part of the water-soluble Group 4 transition metal compound to the alkaline earth metal compound before mixing with carbon dioxide. At least part of the Group 4 transition metal compound and the alkaline earth metal compound are sufficiently mixed in advance and then mixed with carbon dioxide, so that the Group 4 transition metal compound is uniformly and highly concentrated in the resulting alkaline earth metal carbonate. It can be present in the dispersion, and the effect of suppressing grain growth during heat treatment can be exhibited more fully.
The amount of the Group 4 transition metal compound premixed with the alkaline earth metal compound is preferably 0.5% by weight or more of the total Group 4 transition metal compound to be added. More preferably, it is 1.0% by weight or more.

本発明のアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法において、クエン酸及び/又はその塩を添加する場合の添加時期についても、上記水溶性の4族遷移金属化合物の添加と同様であり、二酸化炭素を使用する場合には、クエン酸及び/又はその塩の少なくとも一部を二酸化炭素との混合前のアルカリ土類金属化合物に対して添加することが好ましい。
アルカリ土類金属化合物と予め混合するクエン酸及び/又はその塩の量は、添加するクエン酸及び/又はその塩全体の0.1重量%以上であることが好ましい。より好ましくは、1.0重量%以上である。
In the method for producing an alkaline earth metal carbonate of the present invention, the timing of addition when citric acid and/or a salt thereof is added is the same as the addition of the water-soluble Group 4 transition metal compound. When used, it is preferred to add at least a portion of the citric acid and/or its salts to the alkaline earth metal compound prior to mixing with carbon dioxide.
The amount of citric acid and/or its salt premixed with the alkaline earth metal compound is preferably 0.1% by weight or more based on the total amount of citric acid and/or its salt to be added. More preferably, it is 1.0% by weight or more.

上記混合工程において、アルカリ土類金属化合物と二酸化炭素とを混合する場合、アルカリ土類金属化合物が二酸化炭素に接触するようにすればよいが、アルカリ土類金属化合物に溶媒を添加して原料溶液とし、該原料溶液と二酸化炭素とを混合することが好ましい。
その場合、溶媒としては水性媒体であれば特に限定されないが、水、及び水と水溶性有機溶媒(メタノール、エタノール、アセトン等)との混合物等を用いることができ、好ましくは、水である。すなわち、アルカリ土類金属化合物水溶液と二酸化炭素とを混合して反応させることは、本発明の好適な実施形態の1つである。
アルカリ土類金属化合物の原料溶液中の濃度は、特に限定されないが、好ましくはアルカリ土類金属イオンとして0.03~1.58mol/Lであり、より好ましくは0.16~1.27mol/Lであり、更に好ましくは0.16~0.32mol/Lである。
In the mixing step, when the alkaline earth metal compound and carbon dioxide are mixed, the alkaline earth metal compound may be brought into contact with carbon dioxide. It is preferable to mix the raw material solution and carbon dioxide.
In that case, the solvent is not particularly limited as long as it is an aqueous medium, and water and a mixture of water and a water-soluble organic solvent (methanol, ethanol, acetone, etc.) can be used, and water is preferable. That is, mixing and reacting an alkaline earth metal compound aqueous solution and carbon dioxide is one of the preferred embodiments of the present invention.
The concentration of the alkaline earth metal compound in the raw material solution is not particularly limited, but is preferably 0.03 to 1.58 mol/L, more preferably 0.16 to 1.27 mol/L as alkaline earth metal ion. and more preferably 0.16 to 0.32 mol/L.

上記アルカリ土類金属化合物水溶液と二酸化炭素とを混合して反応させる場合、これらが反応することになる限り、混合する方法は特に制限されないが、アルカリ土類金属化合物水溶液と二酸化炭素とをポンプに吸入させて混合し、反応させる方法を用いることができる。この方法では、ポンプ内でアルカリ土類金属化合物水溶液と二酸化炭素とが十分に撹拌されるため、反応を十分に進めることができる。また、ポンプを直列に複数結合して多段階で反応させることで、より十分に反応を進めることができるとともに、多量のアルカリ土類金属炭酸塩を効率的に製造することができるため、工業的な生産にも適する。このように、本発明におけるアルカリ土類金属の水酸化物、塩化物、炭酸塩以外の無機酸塩、有機酸塩、酸化物からなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属化合物と二酸化炭素とを混合する混合工程をアルカリ土類金属化合物水溶液と二酸化炭素とを、ポンプに吸入させてポンプ内で混合し、反応させるポンプ反応により行うことは、本発明の好適な実施形態の1つである。 When the alkaline earth metal compound aqueous solution and carbon dioxide are mixed and reacted, the method of mixing is not particularly limited as long as they react. A method of inhaling, mixing, and reacting can be used. In this method, the alkaline earth metal compound aqueous solution and carbon dioxide are sufficiently stirred in the pump, so that the reaction can proceed sufficiently. In addition, by connecting a plurality of pumps in series and reacting in multiple stages, it is possible to proceed the reaction more sufficiently and efficiently produce a large amount of alkaline earth metal carbonate. Also suitable for production. Thus, at least one alkaline earth metal compound selected from the group consisting of inorganic acid salts other than alkaline earth metal hydroxides, chlorides and carbonates, organic acid salts and oxides of the present invention It is one of the preferred embodiments of the present invention that the mixing step of mixing with carbon dioxide is carried out by a pump reaction in which the alkaline earth metal compound aqueous solution and carbon dioxide are sucked into a pump, mixed in the pump, and reacted. is one.

上記混合工程において、水溶性の炭酸塩化合物を使用する場合についても、アルカリ土類金属化合物が水溶性の炭酸塩化合物に接触するようにすればよいが、アルカリ土類金属化合物、水溶性の炭酸塩化合物のいずれか一方に又は両方に、溶媒を添加して原料溶液とした後に混合することが好ましい。その際の溶媒としては上記と同様のものが好ましい。
アルカリ土類金属化合物に溶媒を添加して原料溶液とする場合、原料溶液中のアルカリ土類金属化合物の濃度は上記と同様であることが好ましい。
水溶性の炭酸塩化合物に溶媒を添加して原料溶液とする場合、原料溶液中の水溶性の炭酸塩化合物の濃度は、特に限定されないが、好ましくは炭酸イオンとして0.02~1.90mol/Lであり、より好ましくは0.11~0.48mol/Lであり、更に好ましくは0.11~0.35mol/Lである。
In the above-mentioned mixing step, even when a water-soluble carbonate compound is used, the alkaline earth metal compound may be brought into contact with the water-soluble carbonate compound. It is preferable to add a solvent to either one or both of the salt compounds to obtain a raw material solution and then mix them. As the solvent in that case, the same ones as those mentioned above are preferable.
When a solvent is added to an alkaline earth metal compound to form a raw material solution, the concentration of the alkaline earth metal compound in the raw material solution is preferably the same as above.
When a solvent is added to a water-soluble carbonate compound to form a raw material solution, the concentration of the water-soluble carbonate compound in the raw material solution is not particularly limited, but is preferably 0.02 to 1.90 mol/mol as carbonate ion. L, more preferably 0.11 to 0.48 mol/L, still more preferably 0.11 to 0.35 mol/L.

上記混合工程では、アルカリ土類金属化合物水溶液と二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物を混合して得られる混合液のpHが12以下となるようにアルカリ土類金属化合物水溶液と二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物を混合して反応させることが、微細なアルカリ土類金属炭酸塩粒子を得るうえで好ましい。より好ましくは、混合液のpHが8以下となるように混合することであり、更に好ましくは、pHが7以下となるように混合することである。また、混合液のpHは、通常、5以上である。 In the mixing step, the aqueous alkaline earth metal compound solution, carbon dioxide and/or the water-soluble carbonate compound are mixed so that the pH of the mixed solution obtained by mixing the aqueous alkaline earth metal compound solution, carbon dioxide and/or the water-soluble carbonate compound is 12 or less. / Or mixing and reacting a water-soluble carbonate compound is preferable for obtaining fine alkaline earth metal carbonate particles. More preferably, the pH of the mixture is 8 or less, and more preferably 7 or less. Moreover, the pH of the mixed liquid is usually 5 or more.

上記混合工程を行う温度は特に限定されないが、例えば、10~70℃であることが好ましい。このような温度で反応させることでアルカリ土類金属化合物と二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物との反応を十分に進めることができる。より好ましくは、15~50℃であり、更に好ましくは、20~40℃である。 Although the temperature at which the mixing step is performed is not particularly limited, it is preferably 10 to 70° C., for example. By carrying out the reaction at such a temperature, the reaction between the alkaline earth metal compound and carbon dioxide and/or the water-soluble carbonate compound can be sufficiently advanced. It is more preferably 15 to 50°C, still more preferably 20 to 40°C.

本発明のアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法は、上述した工程以外のその他の工程を含んでいてもよい。その他の工程としては、生成したアルカリ土類金属炭酸塩の精製工程、乾燥工程、粉砕工程等が挙げられる。
アルカリ土類金属炭酸塩の精製工程は、ろ過、水洗等により行うことができる。
アルカリ土類金属炭酸塩の乾燥工程における乾燥温度は、60~200℃であることが好ましい。より好ましくは、80~130℃である。
The method for producing an alkaline earth metal carbonate of the present invention may include other steps than the steps described above. Other steps include a purification step of the produced alkaline earth metal carbonate, a drying step, a pulverization step, and the like.
The step of purifying the alkaline earth metal carbonate can be carried out by filtration, washing with water, and the like.
The drying temperature in the step of drying the alkaline earth metal carbonate is preferably 60 to 200°C. More preferably, it is 80 to 130°C.

2.チタン酸バリウムの製造方法
上述したとおり、本発明のアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法は、熱処理時の粒子成長が十分に抑制された炭酸バリウムを製造することができる方法であり、このようにして炭酸バリウムは、チタン酸バリウムを製造する原料として好適に用いることができる。
このような、本発明のアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法で炭酸バリウムを製造する工程を含むチタン酸バリウムの製造方法、すなわち、バリウムの水酸化物、塩化物、炭酸塩以外の無機酸塩、有機酸塩、酸化物からなる群より選択される少なくとも1種のバリウム化合物と二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物とを混合する混合工程と、該混合工程の前、及び/又は、混合工程において、バリウム化合物、並びに、二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物の少なくとも一つに水溶性の4族遷移金属化合物を添加する工程とにより炭酸バリウムを得る工程と、該炭酸バリウムと、チタン化合物を混合する混合工程と、該混合工程で得られた混合物を焼成する工程とを含むチタン酸バリウムの製造方法もまた、本発明の1つである。
2. Method for Producing Barium Titanate As described above, the method for producing an alkaline earth metal carbonate of the present invention is a method capable of producing barium carbonate in which grain growth during heat treatment is sufficiently suppressed. Barium carbonate can be suitably used as a raw material for producing barium titanate.
A method for producing barium titanate including a step of producing barium carbonate by the method for producing alkaline earth metal carbonate of the present invention, that is, inorganic acid salts other than barium hydroxide, chloride and carbonate , an organic acid salt, a mixing step of mixing at least one barium compound selected from the group consisting of an organic acid salt and an oxide with carbon dioxide and/or a water-soluble carbonate compound, before the mixing step, and/or In the mixing step, a barium compound and a step of adding a water-soluble Group 4 transition metal compound to at least one of carbon dioxide and/or a water-soluble carbonate compound to obtain barium carbonate; A method for producing barium titanate, which includes a mixing step of mixing a titanium compound, and a step of firing the mixture obtained in the mixing step, is also one aspect of the present invention.

上記炭酸バリウムと、チタン化合物を混合する混合工程において使用するチタン化合物としては、酸化チタン、メタチタン酸、オルトチタン酸、チタン水酸化物等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。 Examples of the titanium compound used in the mixing step of mixing the barium carbonate and the titanium compound include titanium oxide, metatitanic acid, orthotitanic acid, and titanium hydroxide, and one or more of these may be used. can be done.

上記炭酸バリウムと、チタン化合物を混合する混合工程において使用するチタン化合物の量は、チタン酸バリウムの収率と製造コストとを考慮すると、炭酸バリウムに含まれるバリウム原子100モルに対して、チタン化合物に含まれるチタン原子が100.1~101モルとなる量であることが好ましい。より好ましくは、100.3~100.6モルとなる量である。 Considering the yield and production cost of barium titanate, the amount of the titanium compound used in the mixing step of mixing the barium carbonate and the titanium compound should be It is preferable that the amount of titanium atoms contained in is 100.1 to 101 mol. More preferably, the amount is 100.3 to 100.6 mol.

上記炭酸バリウムと、チタン化合物を混合する混合工程で得られた混合物を焼成する工程における焼成温度は、900~1450℃であることが好ましい。より好ましくは、1000~1350℃である。 The firing temperature in the step of firing the mixture obtained in the mixing step of mixing the barium carbonate and the titanium compound is preferably 900 to 1450°C. More preferably, it is 1000 to 1350°C.

本発明のチタン酸バリウムの製造方法は、上述した工程以外のその他の工程を含んでいてもよい。その他の工程としては、生成したチタン酸バリウムの精製工程、乾燥工程、粉砕工程等が挙げられる。 The method for producing barium titanate of the present invention may include other steps than the steps described above. Other steps include a purification step of the produced barium titanate, a drying step, a pulverization step, and the like.

本発明を詳細に説明するために以下に具体例を挙げるが、本発明はこれらの例のみに限定されるものではない。特に断りのない限り、「%」及び「wt%」とは「重量%(質量%)」を意味する。なお、各物性の測定方法は以下の通りである。 Specific examples are given below to describe the present invention in detail, but the present invention is not limited only to these examples. Unless otherwise specified, "%" and "wt%" mean "% by weight (% by mass)". In addition, the measuring method of each physical property is as follows.

(実施例1)
水酸化バリウム・8水和物145gを純水に溶かした後、水酸化バリウム中のバリウムイオン100モルに対して2.3モルのクエン酸・1水塩水溶液(和光純薬工業社製)と、水酸化バリウムを炭酸バリウムに換算した値100重量部に対してTiとして2重量部の四塩化チタン水溶液(大阪チタニウムテクノロジーズ社製、TiO換算で150g/L)とを、それぞれ加えた。
次に、最終的に水酸化バリウム・8水和物として72.5g/L(バリウムイオンとして0.23mol/L)の濃度になるように純水で希釈し、水酸化バリウム・クエン酸水溶液(原料A)を調製した。その時の液温は32℃に調整した。図1に示した反応装置において、原料Aを流量400ml/分の流量でポンプP1の吸入口に投入した。同時にpH6.0~7.0になるようにポンプP1への原料Aの流路に炭酸ガスを4.2L/分で吹き込み、反応を実施した。反応装置は図1に示した通りマグネットポンプP1、P2(株式会社イワキ製、MD-10K-N)及びP3(株式会社イワキ製、MD-15R-N)を3段に接続したものを用いた。
反応初期の初留を1分間廃棄し、反応スラリーを回収した。このスラリーを直ちにろ過・水洗し、含水ケーキを100℃にて乾燥した。乾燥後、粉砕機で乾燥物を粉砕して粉状の炭酸バリウムを得た。
(Example 1)
After dissolving 145 g of barium hydroxide octahydrate in pure water, 2.3 mol of citric acid/monohydrate aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) per 100 mol of barium ions in barium hydroxide. , 2 parts by weight of titanium tetrachloride aqueous solution (manufactured by Osaka Titanium Technologies, 150 g/L in terms of TiO 2 ) was added as Ti to 100 parts by weight of barium hydroxide converted to barium carbonate.
Next, the barium hydroxide/citric acid aqueous solution ( Raw material A) was prepared. The liquid temperature at that time was adjusted to 32°C. In the reactor shown in FIG. 1, raw material A was introduced into the suction port of pump P1 at a flow rate of 400 ml/min. At the same time, the reaction was carried out by blowing carbon dioxide gas into the flow path of the raw material A to the pump P1 at 4.2 L/min so that the pH became 6.0 to 7.0. As shown in FIG. 1, the reaction apparatus used was one in which magnet pumps P1, P2 (manufactured by Iwaki Co., Ltd., MD-10K-N) and P3 (manufactured by Iwaki Co., Ltd., MD-15R-N) were connected in three stages. .
The initial distillation at the initial stage of the reaction was discarded for 1 minute, and the reaction slurry was recovered. This slurry was immediately filtered and washed with water, and the water-containing cake was dried at 100°C. After drying, the dried product was pulverized with a pulverizer to obtain powdery barium carbonate.

(実施例2)
実施例1の四塩化チタンを乳酸チタン(マツモトファインケミカル社製、オルガチックス TC-315)に変えた以外は実施例1と同様に行い、炭酸バリウムを製造した。
(Example 2)
Barium carbonate was produced in the same manner as in Example 1 except that titanium tetrachloride in Example 1 was changed to titanium lactate (Orgatics TC-315, manufactured by Matsumoto Fine Chemicals Co., Ltd.).

(実施例3)
実施例1の四塩化チタンを乳酸チタンアンモニウム(マツモトファインケミカル社製、オルガチックス TC-335)に変えた以外は実施例1と同様に行い、炭酸バリウムを製造した。
(Example 3)
Barium carbonate was produced in the same manner as in Example 1 except that titanium tetrachloride in Example 1 was changed to titanium ammonium lactate (Orgatics TC-335, manufactured by Matsumoto Fine Chemicals Co., Ltd.).

(実施例4)
実施例1の四塩化チタンの添加量を、水酸化バリウムを炭酸バリウムに換算した値100重量部に対してTiとして0.5重量部に変えた以外は実施例1と同様に行い、炭酸バリウムを製造した。
(Example 4)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that the addition amount of titanium tetrachloride in Example 1 was changed to 0.5 parts by weight as Ti with respect to 100 parts by weight of barium hydroxide converted to barium carbonate. manufactured.

(実施例5)
実施例1の四塩化チタンの添加量を、水酸化バリウムを炭酸バリウムに換算した値100重量部に対してTiとして1.0重量部に変えた以外は実施例1と同様に行い、炭酸バリウムを製造した。
(Example 5)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that the addition amount of titanium tetrachloride in Example 1 was changed to 1.0 parts by weight as Ti with respect to 100 parts by weight of barium hydroxide converted to barium carbonate. manufactured.

(実施例6)
実施例1の四塩化チタンの添加量を、水酸化バリウムを炭酸バリウムに換算した値100重量部に対してTiとして5.0重量部に変えた以外は実施例1と同様に行い、炭酸バリウムを製造した。
(Example 6)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that the addition amount of titanium tetrachloride in Example 1 was changed to 5.0 parts by weight as Ti with respect to 100 parts by weight of barium hydroxide converted to barium carbonate. manufactured.

(実施例7)
実施例1の水酸化バリウム・8水和物を水酸化ストロンチウム・8水和物に変えた以外は実施例1と同様に行い、炭酸ストロンチウムを製造した。
(Example 7)
Strontium carbonate was produced in the same manner as in Example 1, except that barium hydroxide octahydrate in Example 1 was changed to strontium hydroxide octahydrate.

(比較例1)
実施例1の四塩化チタンを無添加に変えた以外は実施例1と同様に行い、炭酸バリウムを製造した。
(Comparative example 1)
Barium carbonate was produced in the same manner as in Example 1, except that the titanium tetrachloride in Example 1 was changed to non-additive.

(比較例2)
比較例1の水酸化バリウム・8水和物を水酸化ストロンチウム・8水和物に変えた以外は比較例1と同様に行い、炭酸ストロンチウムを製造した。
(Comparative example 2)
Strontium carbonate was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that barium hydroxide octahydrate in Comparative Example 1 was changed to strontium hydroxide octahydrate.

[評価]
実施例1~7、比較例1、2で得られた炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウムについて、以下の評価を行った。
<耐熱性の評価>
炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウムサンプル1gを磁性ルツボに入れ、大気下200℃/時の昇温速度で600℃まで昇温し30分間保持した。その後、室温まで放冷して熱処理サンプルを得た。熱処理前と熱処理後のサンプルのBET比表面積を比表面積測定装置Mountech(マウンテック)社製Macsorb(マックソーブ)を用いて測定した。結果を表1に示す。
<チタン濃度の分析>
炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウムについて、蛍光X線分析装置(株式会社リガク製:型番 ZSX PrimusII)の含有元素スキャニング機能であるEZスキャンにより元素分析を行った。
具体的には、測定サンプル台にプレスしたサンプルをセットし、次の条件を選択(測定範囲:F-U、測定径:30mm、試料形態:酸化物、測定時間:長い、雰囲気:真空)することで、BaまたはSr含有量、及びTi含有量をそれぞれ測定し、以下の式を用いて炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウム100重量部に対するTiの重量部を算出した。結果を表1に示す。
炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウム100重量部に対するTiの重量部=
{Ti含有量[g]/[(BaまたはSr含有量[g]/BaまたはSr原子量[g/mol])×炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウム分子量[g/mol]]}×100
<外観評価>
上記耐熱性評価と同様の熱処理を行った炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウムサンプルの、熱処理前と熱処理後のサンプルを走査型電子顕微鏡(SEM)(製品名「JSM-6510A」、日本電子株式会社製)を用いて観察した。結果を図2~8に示す。図2~8のSEM写真は倍率30,000倍である。
[evaluation]
The barium carbonate or strontium carbonate obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated as follows.
<Evaluation of heat resistance>
1 g of a barium carbonate or strontium carbonate sample was placed in a magnetic crucible, heated to 600° C. at a heating rate of 200° C./hour in air, and held for 30 minutes. After that, it was allowed to cool to room temperature to obtain a heat-treated sample. The BET specific surface areas of the samples before and after the heat treatment were measured using a specific surface area measuring device, Macsorb manufactured by Mounttech. Table 1 shows the results.
<Analysis of Titanium Concentration>
Barium carbonate or strontium carbonate was subjected to elemental analysis by EZ scan, which is a contained element scanning function of a fluorescent X-ray analyzer (manufactured by Rigaku Corporation: model number ZSX PrimusII).
Specifically, the pressed sample is set on the measurement sample table, and the following conditions are selected (measurement range: FU, measurement diameter: 30 mm, sample form: oxide, measurement time: long, atmosphere: vacuum). Thus, the Ba or Sr content and the Ti content were measured, and the weight parts of Ti per 100 weight parts of barium carbonate or strontium carbonate were calculated using the following formula. Table 1 shows the results.
Parts by weight of Ti per 100 parts by weight of barium carbonate or strontium carbonate =
{Ti content [g]/[(Ba or Sr content [g]/Ba or Sr atomic weight [g/mol])×barium carbonate or strontium carbonate molecular weight [g/mol]]}×100
<Appearance evaluation>
Scanning electron microscope (SEM) (product name "JSM-6510A", manufactured by JEOL Ltd.) of barium carbonate or strontium carbonate samples subjected to heat treatment similar to the above heat resistance evaluation before and after heat treatment. observed using The results are shown in Figures 2-8. The SEM photographs of Figures 2-8 are at 30,000x magnification.

Figure 0007200797000001
Figure 0007200797000001

表1に示されているように、チタン化合物を添加して製造した実施例1~7の炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウムは、チタン化合物を添加しなかった比較例1、2の炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウムに比べて、熱処理前に対する熱処理後のBET比表面積の変化の割合が小さなっている。また図2~8をみると、図8では、図2~7に比べて熱処理後の炭酸バリウム粒子が大きくなっていることが確認される。これらより、アルカリ土類金属炭酸塩製造時にチタン化合物を添加することで、熱処理時の粒子成長が抑制されることが確認された。更に実施例1~7の比較から、チタン化合物の添加割合を所定の範囲にすることで、熱処理時の粒子成長をより効果的に抑制できることが確認された。 As shown in Table 1, the barium carbonates or strontium carbonates of Examples 1 to 7 produced by adding a titanium compound were superior to the barium carbonates or strontium carbonates of Comparative Examples 1 and 2 to which no titanium compound was added. In comparison, the rate of change in BET specific surface area after heat treatment is smaller than that before heat treatment. 2 to 8, it is confirmed that the barium carbonate particles after the heat treatment are larger in FIG. 8 than in FIGS. From these results, it was confirmed that grain growth during heat treatment was suppressed by adding a titanium compound during the production of alkaline earth metal carbonate. Furthermore, from a comparison of Examples 1 to 7, it was confirmed that grain growth during heat treatment can be more effectively suppressed by setting the addition ratio of the titanium compound within a predetermined range.

Claims (4)

アルカリ土類金属の水酸化物、塩化物、炭酸塩以外の無機酸塩、有機酸塩、酸化物からなる群より選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属化合物と二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物とを混合する混合工程と、
該混合工程の前、及び/又は、混合工程において、アルカリ土類金属化合物、並びに、二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物の少なくとも一つ又はこれらの混合物に水溶性の4族遷移金属化合物とクエン酸及び/又はその塩とを添加する工程とを含む
ことを特徴とするアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法。
At least one alkaline earth metal compound selected from the group consisting of inorganic acid salts other than alkaline earth metal hydroxides, chlorides and carbonates, organic acid salts and oxides, carbon dioxide and/or water solubility A mixing step of mixing with a carbonate compound of
Before the mixing step and/or in the mixing step, an alkaline earth metal compound and at least one of carbon dioxide and/or a water-soluble carbonate compound or a mixture thereof, and a water-soluble Group 4 transition metal compound and adding citric acid and/or a salt thereof.
前記アルカリ土類金属化合物は、バリウム化合物又はストロンチウム化合物であることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法。 2. The method for producing an alkaline earth metal carbonate according to claim 1, wherein the alkaline earth metal compound is a barium compound or a strontium compound. 前記水溶性の4族遷移金属化合物は、水溶性チタン化合物であることを特徴とする請求項1又は2に記載のアルカリ土類金属炭酸塩の製造方法。 3. The method for producing an alkaline earth metal carbonate according to claim 1, wherein the water-soluble Group 4 transition metal compound is a water-soluble titanium compound. バリウムの水酸化物、塩化物、炭酸塩以外の無機酸塩、有機酸塩、酸化物からなる群より選択される少なくとも1種のバリウム化合物と二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物とを混合する混合工程と、該混合工程の前、及び/又は、混合工程において、バリウム化合物、並びに、二酸化炭素及び/又は水溶性の炭酸塩化合物の少なくとも一つ又はこれらの混合物に水溶性の4族遷移金属化合物とクエン酸及び/又はその塩とを添加する工程とにより炭酸バリウムを得る工程と、
該炭酸バリウムと、チタン化合物を混合する混合工程と、
該混合工程で得られた混合物を焼成する工程とを含む
ことを特徴とするチタン酸バリウムの製造方法。
At least one barium compound selected from the group consisting of inorganic acid salts other than barium hydroxides, chlorides, and carbonates, organic acid salts, and oxides, and carbon dioxide and/or a water-soluble carbonate compound In the mixing step of mixing, and before the mixing step and/or in the mixing step, a barium compound, and at least one of carbon dioxide and/or a water-soluble carbonate compound or a mixture thereof Water-soluble Group 4 obtaining barium carbonate by adding a transition metal compound and citric acid and/or a salt thereof ;
A mixing step of mixing the barium carbonate and a titanium compound;
and a step of firing the mixture obtained in the mixing step.
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