JPH0159214B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0159214B2 JPH0159214B2 JP11372384A JP11372384A JPH0159214B2 JP H0159214 B2 JPH0159214 B2 JP H0159214B2 JP 11372384 A JP11372384 A JP 11372384A JP 11372384 A JP11372384 A JP 11372384A JP H0159214 B2 JPH0159214 B2 JP H0159214B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- potassium
- fibers
- sand
- mixture
- hexatitanate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 70
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 61
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 56
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 56
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 32
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 26
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 21
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 41
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 27
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FBOUIAKEJMZPQG-AWNIVKPZSA-N (1E)-1-(2,4-dichlorophenyl)-4,4-dimethyl-2-(1,2,4-triazol-1-yl)pent-1-en-3-ol Chemical compound C1=NC=NN1/C(C(O)C(C)(C)C)=C/C1=CC=C(Cl)C=C1Cl FBOUIAKEJMZPQG-AWNIVKPZSA-N 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N potassium peroxide Inorganic materials [K+].[K+].[O-][O-] XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CLSKHAYBTFRDOV-UHFFFAOYSA-N potassium;molecular oxygen Chemical compound [K+].O=O CLSKHAYBTFRDOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007716 flux method Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 235000013324 preserved food Nutrition 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Fibers (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は耐熱性、断熱性、耐化学性及び補強性
の優れた特性を有する六チタン酸カリウム繊維及
びその複合繊維の製造法に関する。更に詳しくは
チタン原料として、天然ルチルサンドまたはアナ
ターゼサンド鉱石とイルミナイト鉱石から銑鉄を
製造する際に生成するチタンスラグの混合物を使
用して六チタン酸カリウム繊維またはその複合繊
維の製造法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method for producing potassium hexatitanate fibers having excellent properties of heat resistance, heat insulation, chemical resistance and reinforcing properties, and composite fibers thereof. More specifically, the present invention relates to a method for producing potassium hexatitanate fibers or composite fibers thereof using a mixture of titanium slag produced when producing pig iron from natural rutile sand or anatase sand ore and illuminite ore as a titanium raw material.
従来技術
従来の六チタン酸カリウム繊維の製造法として
は、チタン成分原料及び酸化カリウム原料を使用
して、
(1) フラツクスを用いて溶融液中で初生相として
四チタン酸カリウム繊維を育成し、カリウムの
1部を除去する脱カリウム処理と加熱処理を行
つて六チタン酸カリウム繊維を製造する方法。Prior Art The conventional method for producing potassium hexatitanate fibers uses a titanium component raw material and a potassium oxide raw material: (1) growing potassium tetratitanate fibers as a primary phase in a melt using flux; A method for producing potassium hexatitanate fibers by performing a depotassium treatment to remove a portion of potassium and a heat treatment.
(2) フラツクスを使用せず、四チタン酸カリウム
の分解溶融−会合反応を利用して初生相として
四チタン酸カリウムと二チタン酸カリウムの混
合相繊維を作り、カリウムの1部を除去する脱
カリウム処理と加熱処理を行つて六チタン酸カ
リウム繊維を製造する方法。(2) A decomposition process in which a mixed phase fiber of potassium tetratitanate and potassium dititanate is created as the initial phase by utilizing the decomposition-melting-association reaction of potassium tetratitanate without using flux, and part of the potassium is removed. A method for producing potassium hexatitanate fibers by performing potassium treatment and heat treatment.
(3) 二チタン酸カリウム繊維の低融点調和溶融を
利用して二チタン酸カリウム繊維を育成し、カ
リウムの1部を除去する脱カリウム処理と加熱
処理を行つて六チタン酸カリウム繊維を製造す
る方法が知られている。(3) Potassium dititanate fibers are grown using the low melting point harmonic melting of potassium dititanate fibers, and potassium hexatitanate fibers are produced by performing potassium removal treatment to remove part of the potassium and heat treatment. method is known.
しかしながら、これらのいずれの方法において
も、原料である二酸化チタンは、イルミナイト鉱
石を硫酸法または塩素法で製造した99%以上の高
純度のものを使用しており、そのため原料コスト
が高くなつて製品が高価となる欠点があつた。 However, in all of these methods, the raw material, titanium dioxide, is produced from illuminite ore using the sulfuric acid method or the chlorine method and has a purity of over 99%, which increases the raw material cost. The drawback was that the product was expensive.
本発明者はさきにその問題点を解決すべく、チ
タン成分原料として天然産のルチルサンド、また
はアナターゼサンドをそのまま使用して従来法の
適応性について検討した結果、
(1) フラツクス法及び徐焼成法においては、初生
相である四チタン酸カリウム繊維にいずれも生
成するが、チタン原料中に含まれる不純物の影
響で、るつぼの底に稠密な塊状物となり、繊維
の分離ができないことが分つた。 In order to solve this problem, the present inventor first investigated the applicability of the conventional method using naturally produced rutile sand or anatase sand as a raw material for the titanium component, and found that (1) Flux method and slow calcination. In this method, both are formed in potassium tetratitanate fibers, which are the primary phase, but it was found that due to the influence of impurities contained in the titanium raw material, a dense lump formed at the bottom of the crucible, making it impossible to separate the fibers. .
(2) これに対し、メルト法では、チタン原料中の
不純物の影響がなく、むしろ好影響を与え、短
時間に溶融し、容易に六チタン酸カリウム繊維
が得られることが分つた。(2) On the other hand, in the melt method, it was found that impurities in the titanium raw material had no influence, but had a positive influence, melted in a short time, and easily obtained potassium hexatitanate fibers.
この知見に基づいて、さきにチタン原料として
天然産のルチルサンドまたはアナターゼサンドを
そのまま使用してメルト法で六チタン酸カリウム
繊維を製造する方法、また六チタン酸カリウム複
合繊維を製造する方法を開発した。 Based on this knowledge, we first developed a method for producing potassium hexatitanate fibers using the melt method using naturally produced rutile sand or anatase sand as titanium raw materials, and a method for producing potassium hexatitanate composite fibers. did.
すなわち、一般式(Ti、M)O2(ただし、Mは
含有不純物金属を表わす)で示される天然産のル
チルサンドまたはアナターゼサンドと、酸化カリ
ウムまたは加熱により酸化カリウムを生成するカ
リウム化合物あるいはこれらの混合物とを、一般
式K2O・n(Ti、M)O2(ただし、nは1.5〜2.5、
Mは前記と同じものを表わす)で示す割合に混合
し、該混合物を加熱溶融して溶融体を生成し、該
溶融体から二チタン酸カリウム(K2O・2TiO2)
と同じ層状構造の結晶体からなる繊維物を形成さ
せ、次いで水処理してK2(Ti、M)6O13(ただし、
Mは前記と同じ)となし、これを800℃以上溶融
温度より低い温度に加熱して六チタン酸カリウム
繊維または六チタン酸カリウム複合繊維を製造す
る方法を完成した。 That is, naturally occurring rutile sand or anatase sand represented by the general formula (Ti, M)O 2 (where M represents the impurity metal contained), potassium oxide or a potassium compound that generates potassium oxide by heating, or these. The mixture has the general formula K 2 O・n(Ti, M) O 2 (where n is 1.5 to 2.5,
M is the same as above), the mixture is heated and melted to produce a melt, and potassium dititanate (K 2 O.2TiO 2 ) is extracted from the melt.
A fibrous material consisting of crystals with the same layered structure as K 2 (Ti, M) 6 O 13 (However,
M is the same as above), and a method for producing potassium hexatitanate fibers or potassium hexatitanate composite fibers was completed by heating this to a temperature of 800°C or higher and lower than the melting temperature.
発明の目的
本発明はチタン成分の原料としてイルミナイト
鉱石から銑鉄を製造する際に生成するチタン金属
原料であるチタンスラグ及び天然産ルチルサンド
またはアナターゼサンドをチタン成分原料として
そのまま利用しその中に含まれている不純物を有
効成分として活用して優れた特性を持つ六チタン
酸カリウム繊維または六チタン酸カリウム複合繊
維を低コストで製造する方法を提供せんとするも
のである。Purpose of the Invention The present invention utilizes titanium slag, which is a titanium metal raw material produced when producing pig iron from illuminite ore, and naturally produced rutile sand or anatase sand as raw materials for titanium components, and contains them as raw materials for titanium components. The purpose of the present invention is to provide a method for producing potassium hexatitanate fibers or potassium hexatitanate composite fibers having excellent properties at low cost by utilizing the impurities contained in these materials as active ingredients.
発明の構成
本発明者は前記目的を達成すべく研究したとこ
ろ、前記チタンスラグの組成は約85%(%は重量
%を表わす。以下同じ)がTiO2であり、不純物
として、FeO、Fe2O3、Al2O3、Cr2O3、SiO2、
Nb2O5、ZrO2、Y2O5などが含まれ、それらの含
有量は、例えばFeをFe2O3とすれば約10%と最も
多く、その他は0.3〜0.7%程度である。このよう
に鉄の不純物が多く含まれているため、これを単
独でチタン原料として使用すると、六チタン酸カ
リウム繊維が得難い。しかし、これを天然産ルチ
ルサンドまたはアナターゼサンドと或範囲内にお
いて混合し、これをチタン原料として使用し、メ
ルト法で製造すると、チタン原料中に含まれる不
純物の影響がなく、むしろ好影響を与え、短時間
に溶融し、容易に六チタン酸カリウム繊維または
六チタン酸カリウム複合繊維が得られることが分
つた。この知見に基づいて本発明を完成したもの
である。Structure of the Invention The present inventor conducted research to achieve the above object, and found that the composition of the titanium slag is about 85% (% represents weight %. The same applies hereinafter) of TiO 2 , and impurities such as FeO and Fe 2 O3 , Al2O3 , Cr2O3 , SiO2 ,
Nb 2 O 5 , ZrO 2 , Y 2 O 5 , etc. are included, and their content is the highest at about 10%, for example, if Fe is Fe 2 O 3 , and the other content is about 0.3 to 0.7%. Since it contains a large amount of iron impurities, it is difficult to obtain potassium hexatitanate fibers if it is used alone as a titanium raw material. However, if this is mixed with naturally produced rutile sand or anatase sand within a certain range and used as a titanium raw material, and manufactured by the melt method, the impurities contained in the titanium raw material will not have an effect, but rather have a positive effect. It was found that potassium hexatitanate fibers or potassium hexatitanate composite fibers could be easily obtained by melting in a short time. The present invention was completed based on this knowledge.
本発明の要旨は、
イルミナイト鉱石から銑鉄を製造する際生成す
るチタンスラグ対天然産ルチルサンドまたはアナ
ターゼサンドを重量比で3:1よりチタンスラグ
が少ない割合で混合した混合物を、一般式(Ti、
M)O2(ただし、Mは含有不純物金属を表わす)
で示すものとし、該混合物と酸化カリウムまたは
加熱により酸化カリウムを生成するカリウム化合
物あるいはこれらの混合物とを、一般式K2O・n
(Ti、M)O2(ただし、nは1.5〜2.5、Mは前記と
同じ)で示す割合に混合した後、加熱して溶融体
を生成し、該溶融体から二チタン酸カリウム
(K2Ti2O5)と同じ層状構造の結晶体からなる繊
維状物を冷却固化により形成させ、次いで水処理
してK2(Ti、M)6O13(ただし、Mは前記と同じ)
となし、これを800℃以上溶融温度より低い温度
で加熱してトンネル構造とすることを特徴とする
六チタン酸カリウム繊維または六チタン酸カリウ
ム複合繊維の製造法にある。 The gist of the present invention is to prepare a mixture of titanium slag produced when producing pig iron from illuminite ore and naturally produced rutile sand or anatase sand in a ratio by weight of less titanium slag than 3:1. ,
M) O 2 (M represents the impurity metal contained)
The mixture and potassium oxide, a potassium compound that generates potassium oxide upon heating, or a mixture thereof are represented by the general formula K 2 O・n
(Ti, M)O 2 (where n is 1.5 to 2.5, M is the same as above) is mixed in the proportion shown, heated to form a melt, and from the melt potassium dititanate (K 2 A fibrous material consisting of crystals with the same layered structure as Ti 2 O 5 ) is formed by cooling and solidifying, and then treated with water to form K 2 (Ti, M) 6 O 13 (where M is the same as above).
A method for producing potassium hexatitanate fibers or potassium hexatitanate composite fibers is characterized in that the fibers are heated at a temperature of 800° C. or higher but lower than the melting temperature to form a tunnel structure.
本発明において使用するイルミナイト鉱石
(FeTiO3)から銑鉄を作る際に生成するチタンス
ラグ(以下単にチタンスラグと言う)の組成は前
記した通りである。 The composition of titanium slag (hereinafter simply referred to as titanium slag) produced when producing pig iron from illuminite ore (FeTiO 3 ) used in the present invention is as described above.
また、天然産のルチルサンドは漂砂鉱床から砂
状として得られ、その組成は約95%のTiO2を含
み、不純物として、Fe2O3、Al2O3、Cr2O3、
SiO2、Nb2O5、ZrO2、V2O5などが含まれ、その
含有量は例えば、Fe2O30.6%、Al2O30.4%、
Cr2O30.3%、SiO20.6%、Nb2O50.3%、ZrO20.7
%、V2O50.7%である。天然産のアナターゼサン
ドもほぼ同様な組成である。しかし、資源的にル
チルサンドが豊富であるので、その使用が好まし
い。そして粒度が小さい程反応し易いので、粒度
の小さいものが望ましい。 In addition, naturally occurring rutile sand is obtained in the form of sand from alluvial deposits, and its composition contains approximately 95% TiO 2 and impurities such as Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 ,
It contains SiO 2 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 , V 2 O 5 , etc., and its content is, for example, Fe 2 O 3 0.6%, Al 2 O 3 0.4%,
Cr2O3 0.3 %, SiO2 0.6%, Nb2O5 0.3 %, ZrO2 0.7
%, V 2 O 5 0.7%. Naturally produced anatase sand has almost the same composition. However, since rutile sand is an abundant resource, its use is preferred. Since the smaller the particle size, the easier the reaction is, the smaller the particle size is, the more desirable it is.
チタンスラグと天然産ルチルサンドまたはアナ
ターゼサンドの混合割合は、重量比でチタンスラ
グ対ルチルサンドまたはアナターゼサンドが3対
1よりチタンスラグが少ない割合であることが必
要である。その割合が3対1を超えてチタンスラ
グが多くなると不純物が多くなりすぎて二チタン
酸カリウムと同じ層状構造の結晶体からなる繊維
状物が得難い。 The mixing ratio of titanium slag and naturally produced rutile sand or anatase sand is required to be such that the ratio of titanium slag to rutile sand or anatase sand is less than 3:1 by weight. If the ratio exceeds 3:1 and the amount of titanium slag increases, impurities will be too large and it will be difficult to obtain a fibrous material consisting of crystals with the same layered structure as potassium dititanate.
該チタン原料混合物に混合するカリウム成分と
しては、二酸化カリウムまたは加熱により二酸化
カリウムを生成する化合物例えばKHO、K2CO3、
KHCO3などが挙げられる。 The potassium component to be mixed into the titanium raw material mixture includes potassium dioxide or a compound that produces potassium dioxide upon heating, such as KHO, K 2 CO 3 ,
Examples include KHCO 3 .
チタン原料混合物とカリウム成分とは、K2O・
n(Ti、M)O2(ただし、nは1.5〜2.5、Mは不純
物金属を表わす)を生成する割合で混合する。こ
の混合物は約1100℃で溶融して溶融体を生成す
る。溶融体を冷却固化すると、層状構造を有する
結晶性繊維状物が形成される。 The titanium raw material mixture and potassium component are K 2 O.
They are mixed at a ratio that produces n(Ti,M)O 2 (where n is 1.5 to 2.5 and M represents an impurity metal). This mixture melts at about 1100°C to form a melt. When the melt is cooled and solidified, a crystalline fibrous material having a layered structure is formed.
しかし、前記混合物の混合割合がnが1.5より
小さくなると層状構造のものが得られず、またn
が2.5を超えると溶融点が高くなるばかりでなく、
K2Ti4O9組成のチタン酸カリウムが生成し、繊維
分離ができなくなる。従つて、nの範囲が1.5〜
2.5の範囲、好ましくはnが2であることが必要
である。 However, if the mixing ratio of the mixture is less than 1.5, a layered structure cannot be obtained;
When is more than 2.5, not only the melting point becomes high, but also
Potassium titanate with a composition of K 2 Ti 4 O 9 is generated, making fiber separation impossible. Therefore, the range of n is 1.5~
A range of 2.5 is required, preferably n is 2.
繊維形成方法としては、(1)、溶融紡糸法、例え
ばガラス繊維成形と同じ方法。(2)、溶融体を別容
器に流出させる方法。(3)、るつぼの底を急冷する
方法。(4)、蒸気吹付法によりプツシングから流出
する溶融体に高圧蒸気を吹付ける方法が挙げられ
る。 The fiber forming method is (1), melt spinning method, for example, the same method as glass fiber molding. (2), A method of draining the molten material into a separate container. (3), method of rapidly cooling the bottom of the crucible. (4) A method of spraying high-pressure steam onto the molten material flowing out from the pushing using a steam spraying method.
冷却固化により繊維状に形成すると、K2O・2
(Ti、M)O2(ただし、Mは前記と同じ)のチタ
ン酸カリウム繊維となり、結晶学的に層状構造を
有する結晶質のチタン酸カリウム繊維状となる。
これを水で処理してK2(Ti、M)6O13とする。す
なわち、水での処理により繊維中のK2O成分の一
部を抽出して、不純物Mを含んだK2O・6TiO2の
組成のものとする。 When formed into a fibrous form by cooling and solidifying, K 2 O・2
(Ti, M) O 2 (where M is the same as above) becomes a potassium titanate fiber, and becomes a crystalline potassium titanate fiber having a crystallographic layered structure.
This is treated with water to give K 2 (Ti, M) 6 O 13 . That is, a part of the K 2 O component in the fiber is extracted by treatment with water to obtain a composition of K 2 O.6TiO 2 containing impurity M.
この水処理は水、温水、沸とう水で行う。一般
に冷水で処理すると六チタン酸カリウム単独相繊
維、温水、沸とう水で処理すると六チタン酸カリ
ウム複合繊維が得られる。カリウム成分の一部を
溶出した後、800℃以上の溶融温度より低い温度
で加熱すると層状構造からトンネル構造に変換し
て六チタン酸カリウムの結晶性のよい繊維とな
る。加熱温度は溶融温度より低い温度であること
が必要であり、約1000℃であることが好ましい。 This water treatment is done with cold water, hot water, or boiling water. In general, treatment with cold water yields potassium hexatitanate single-phase fibers, and treatment with hot or boiling water yields potassium hexatitanate composite fibers. After eluting a portion of the potassium component, heating at a temperature lower than the melting temperature of 800°C or higher transforms the layered structure into a tunnel structure, resulting in a fiber with good crystallinity of potassium hexatitanate. The heating temperature needs to be lower than the melting temperature, and is preferably about 1000°C.
出発原料組成でチタンスラグ対ルチルサンドの
重量混合比が1対1〜3対1とチタンスラグ量の
割合が多くなるに従い、鉄含量が多くなると、最
終的な製品中にプリデライト相(K2M2〓Ti6O16)
(MはFeを主とする)が混合してくる。これは不
純物の鉄含量が多くなるとプリデライト相が生成
し易いことを示している。プリデライト−六チタ
ン酸カリウム複合繊維は熱伝導率が特に小さく、
耐熱性と断熱性が優れたものとなる。(特願昭58
−142785号参照)
また、その混合比が1対1よりチタンスラグが
小さくなると、プリデライト−六チタン酸カリウ
ム−ルチルの複合繊維となる。この場合における
加熱温度は1100℃であることが好ましい。 In the starting material composition, as the weight mixing ratio of titanium slag to rutile sand increases from 1:1 to 3:1 and the proportion of titanium slag increases, as the iron content increases, the predelite phase (K 2 M 2 〓Ti 6 O 16 )
(M is mainly Fe) is mixed. This indicates that the pridelite phase is more likely to be formed when the iron content of impurities increases. Pridelite-potassium hexatitanate composite fiber has particularly low thermal conductivity,
It has excellent heat resistance and insulation properties. (Special request 1982)
(Refer to No. 142785) When the mixing ratio of titanium slag is less than 1:1, a composite fiber of pridelite-potassium hexatitanate-rutile is obtained. The heating temperature in this case is preferably 1100°C.
実施例 1
イルミナイト鉱石(南アフリカ共和国産)から
銑鉄を製造した際、生成したチタンスラグ(組
成:TiO285%、主要不純物:Fe2O310%、SiO22
%、MnO21.5%、Nb2O50.2%)、及びルチルサン
ド(Associated Minerals Consolidated
LimitedのNS−grade)(組成、TiO295.6%、
Fe2O30.6%、ZrO20.7%、SiO20.6%、Cr2O30.3
%、V2O56.7%、Nb2O50.3%、Al2O30.4%)粒度
100〜60μmのものを使用した。Example 1 Titanium slag (composition: TiO 2 85%, main impurities: Fe 2 O 3 10%, SiO 2 2
%, MnO 2 1.5%, Nb 2 O 5 0.2%), and rutile sand (Associated Minerals Consolidated
Limited NS-grade) (composition, TiO 2 95.6%,
Fe2O3 0.6 %, ZrO2 0.7%, SiO2 0.6%, Cr2O3 0.3
%, V2O5 6.7 %, Nb2O5 0.3 %, Al2O3 0.4 %) particle size
A material with a diameter of 100 to 60 μm was used.
該チタンスラグとルチルサンドを重量比で1対
1の割合の混合物(この組成を(Ti、M)O2(た
だし、Mは不純金属を表わす)6.4gとK2CO3粉
末をモル比で2:1(6.5g対5.5g)の割合、す
なわち、(Ti、M)O2:K2CO3=2:1に混合し
た。この混合物約11.9gを30mlの白金るつぼに入
れ、1100℃で30分間加熱して溶融物を作つた。こ
のるつぼを120℃の鉄製ホツトプレート上で放冷
して固化させて繊維を形成させた。この繊維は
K2O・2(Ti、M)O2(MはFeを主とする不純物
金属)の組成の結晶体であつた。るつぼごと1
冷水中に浸漬して繊維を分離し、該繊維を更に1
H2O/10gで、12時間の処理を2回繰返して
脱カリウム処理を行つた。次いで120℃で乾燥し
た後1000℃で1時間処理して繊維を作つた。得ら
れた繊維は長さ2〜5mm、直径0.01〜0.2mmであ
つた。これをX線粉末回析法で同定した結果結晶
のよい六チタン酸カリウムであつた。 A mixture of the titanium slag and rutile sand in a weight ratio of 1:1 (this composition is a molar ratio of 6.4 g of (Ti, M)O 2 (where M represents an impure metal) and K 2 CO 3 powder) They were mixed in a ratio of 2:1 (6.5 g to 5.5 g), i.e. (Ti, M)O 2 :K 2 CO 3 = 2:1. Approximately 11.9 g of this mixture was placed in a 30 ml platinum crucible and heated at 1100°C. The crucible was heated for 30 minutes to form a molten material.The crucible was allowed to cool on a steel hot plate at 120°C to solidify and form a fiber.
It was a crystal with a composition of K 2 O.2(Ti, M) O 2 (M is an impurity metal mainly composed of Fe). Crucible 1
The fibers are separated by immersion in cold water, and the fibers are further
Depotassium treatment was carried out by repeating the treatment twice with H 2 O/10 g for 12 hours. Next, it was dried at 120°C and then treated at 1000°C for 1 hour to produce fibers. The obtained fibers had a length of 2 to 5 mm and a diameter of 0.01 to 0.2 mm. This was identified by X-ray powder diffraction and was found to be well-crystalline potassium hexatitanate.
実施例 2
実施例1と同じ原料を用い、チタンスラグ対ル
チルサンドを重量比で1対3の割合で混合した混
合物を使用した。Example 2 The same raw materials as in Example 1 were used, and a mixture of titanium slag and rutile sand was used in a weight ratio of 1:3.
以下実施例1と同様にして繊維を作つた。得ら
れた繊維は長さ2〜5mm、直径0.01〜0.2mmの束
状物であつた。これをX線粉末回析法で同定した
結果、結晶性のよい六チタン酸カリウムであつ
た。 Thereafter, fibers were produced in the same manner as in Example 1. The obtained fibers were bundles with a length of 2 to 5 mm and a diameter of 0.01 to 0.2 mm. This was identified by X-ray powder diffraction and was found to be potassium hexatitanate with good crystallinity.
実施例 3
実施例1と同じ原料を用い、チタンスラグ対ル
チルサンドを重量比で3対1に混合した混合物を
使用した。以下実施例1と同様にして繊維を作つ
た。得られた繊維は長さ1〜2mm、直径0.01〜
0.1mmの束状物であつた。これをX線粉末回析法
で同定した結果、結晶性の良い六チタン酸カリウ
ムと若干のプリデライト(K2M2〓Ti6O16)の混
合相複合繊維であつた。これはチタンスラグ量が
多くなると、鉄含量も多くなり、プリデライト相
が生成され易くなることによるものと推定され
る。Example 3 The same raw materials as in Example 1 were used, and a mixture of titanium slag and rutile sand in a weight ratio of 3:1 was used. Thereafter, fibers were produced in the same manner as in Example 1. The obtained fibers have a length of 1 to 2 mm and a diameter of 0.01 to
It was a bundle of 0.1 mm. This was identified by X-ray powder diffraction and was found to be a mixed phase composite fiber of potassium hexatitanate with good crystallinity and some pridellite (K 2 M 2 〓Ti 6 O 16 ). This is presumed to be because as the amount of titanium slag increases, the iron content also increases, making it easier for the pridelite phase to be generated.
実施例 4
実施例1と同様な原料を用い、チタンスラグ対
ルチルサンドを重量比で1対1に混合した混合物
を使用した。実施例1と同様にしてるつぼ中に入
れ、K2O・2(Ti、M)O2の結晶体繊維を作つ
た。るつぼを1温水中に2時間浸漬して繊維を
分離し、該繊維を1の水で洗浄した。次いで1
の沸とう水中に1時間浸漬してカリウムの1部
を除き、水洗して120℃で乾燥させた。乾燥物を
1100℃で1時間加熱処理した。得られた繊維は長
さ2〜3mm、直径0.01〜0.2mmの束状物であつた。
これをX線粉末回析法で同定した結果、結晶性の
よいプリデライト−六チタン酸カリウムの複合繊
維であつた。この複合繊維は熱伝導率が特に小さ
く、優れた断熱特性を有している。室温における
複合相繊維を粉末にして作成した焼結体の熱伝導
率は0.025(W・Cm-1・K-1)であつた。Example 4 The same raw materials as in Example 1 were used, and a mixture of titanium slag and rutile sand was used in a weight ratio of 1:1. It was placed in a crucible in the same manner as in Example 1 to produce a K 2 O.2(Ti,M)O 2 crystal fiber. The fibers were separated by soaking the crucible in 1 warm water for 2 hours, and the fibers were washed with 1 water. then 1
The sample was immersed in boiling water for 1 hour to remove part of the potassium, washed with water, and dried at 120°C. dried food
Heat treatment was performed at 1100°C for 1 hour. The obtained fibers were bundles with a length of 2 to 3 mm and a diameter of 0.01 to 0.2 mm.
This was identified by X-ray powder diffraction and was found to be a composite fiber of pridelite-potassium hexatitanate with good crystallinity. This composite fiber has particularly low thermal conductivity and excellent heat insulation properties. The thermal conductivity of the sintered body prepared by powdering the composite phase fiber at room temperature was 0.025 (W·Cm −1 ·K −1 ).
この混合相の各相の割合は、チタンスラグとル
チルサンドの混合比、及びそれらの含有不純物
量、さらに炭酸カリウムの量によつて変化する。
原料組成が同じであれば脱カリウム処理を制御す
ることにより一定割合にすることができる。な
お、天然産ルチルサンドに代え、天然産アナター
ゼサンドを使用した場合も同様にして複合繊維を
製造することができる。 The ratio of each phase in this mixed phase changes depending on the mixing ratio of titanium slag and rutile sand, the amount of impurities contained therein, and the amount of potassium carbonate.
If the raw material composition is the same, it is possible to maintain a constant ratio by controlling the depotassium treatment. Note that a composite fiber can be produced in the same manner when naturally produced anatase sand is used instead of naturally produced rutile sand.
実施例 5
実施例1と同じ原料を用い、チタンスラグ対ル
チルサンドを重量比で1対3の割合で混合した混
合物を使用した。以下実施例4と同様にして繊維
を作つた。得られた繊維は、長さ2〜5mm、直径
0.01〜0.2mmの束状物であつた。これをX線粉末
回析法で同定した結果、結晶性の良いプリデライ
ト−六チタン酸カリウム−ルチルの複合繊維であ
つた。Example 5 The same raw materials as in Example 1 were used, and a mixture of titanium slag and rutile sand was used in a weight ratio of 1:3. Thereafter, fibers were produced in the same manner as in Example 4. The obtained fibers have a length of 2 to 5 mm and a diameter of
They were bundles of 0.01 to 0.2 mm. As a result of identifying this by X-ray powder diffraction method, it was found to be a composite fiber of pridelite-potassium hexatitanate-rutile with good crystallinity.
ルチル相の生成はチタンスラグの混合量が少な
いため、これに含有している鉄成分が少なくな
り、その影響でプリデライト相の生成も少なくな
り、ルチル相が生成したものと推定される。ルチ
ル相は耐熱性(融点1840℃)が高いので、プリデ
ライト−六チタンカリウム−ルチルの複合繊維は
優れた断熱特性を有する。室温における複合繊維
を粉末にし作成した焼結体の熱伝導率は0.035
(W・Cm-1・K-1)であつた。 It is presumed that the rutile phase was formed because the amount of titanium slag mixed was small, so the iron component contained in it was reduced, and as a result, the formation of the pridelite phase was also reduced, resulting in the formation of the rutile phase. Since the rutile phase has high heat resistance (melting point 1840° C.), the Pridelite-hexatitanium potassium-rutile composite fiber has excellent heat insulation properties. The thermal conductivity of a sintered body made from powdered composite fibers at room temperature is 0.035.
(W・Cm -1・K -1 ).
実施例 6
実施例1と同じ原料を用い、チタンスラグ対ル
チルサンドを重量比で3対1の割合で混合した混
合物を使用した。Example 6 The same raw materials as in Example 1 were used, and a mixture of titanium slag and rutile sand was used in a weight ratio of 3:1.
以下、実施例4と同様にして繊維を作つた。得
られた繊維は長さ1〜2mm、直径0.01〜0.1mmの
束状物であつた。これをX線粉末回析法で同定し
た結果、結晶性の良いプリデライト−六チタン酸
カリウムの複合繊維であつた。 Thereafter, fibers were produced in the same manner as in Example 4. The obtained fibers were bundles with a length of 1 to 2 mm and a diameter of 0.01 to 0.1 mm. As a result of identifying this by X-ray powder diffraction, it was found to be a composite fiber of pridelite-potassium hexatitanate with good crystallinity.
発明の効果
本発明の方法によると、従来の六チタン酸カリ
ウム繊維を製造する場合におけるような高純度の
チタン原料を使用せず、イルミナイト鉱石から銑
鉄を製造する際に生成するチタンスラグを天然産
ルチルサンドまたは天然アナターゼサンドと共に
チタン原料として使用するので、原料コストは約
1/12ですむ。Effects of the Invention According to the method of the present invention, titanium slag produced when producing pig iron from illuminite ore is used as a natural material, without using high-purity titanium raw materials as in the case of producing conventional potassium hexatitanate fibers. Since it is used as a titanium raw material together with produced rutile sand or natural anatase sand, the raw material cost can be reduced to about 1/12.
またチタン原料中に含まれる不純物をを有効成
分として活用して耐熱性、断熱性をより優れた六
チタン酸カリウム複合繊維を形成し得られる優れ
た効果を奏し得られる。 In addition, by utilizing impurities contained in the titanium raw material as an active ingredient, potassium hexatitanate composite fibers having better heat resistance and heat insulation properties can be formed, and excellent effects can be obtained.
Claims (1)
するチタンスラグ対天然産ルチルサンドまたはア
ナターゼサンドを重量比で3対1よりチタンスラ
グが少ない割合で混合した混合物を、一般式
(Ti、M)O2(ただし、Mは含有不純物金属を表
わす)で示すものとし、該混合物と酸化カリウム
または加熱により酸化カリウムを生成するカリウ
ム化合物あるいはこれらの混合物とを、一般式
K2O・n(Ti、M)O2(ただし、nは1.5〜2.5、M
は前記と同じ)で示す割合に混合した後、加熱し
て溶融体を生成し、該溶融体から二チタン酸カリ
ウム(K2Ti2O5)と同じ層状構造の結晶体からな
る繊維状物を冷却固化により形成させ、次いで水
処理してK2(Ti、M)6O13(ただし、Mは前記と同
じ)となし、これを800℃以上溶融温度より低い
温度で加熱してトンネル構造とすることを特徴と
する六チタン酸カリウム繊維または六チタン酸カ
リウム複合繊維の製造法。 2 六チタン酸カリウム複合繊維が、六チタン酸
カリウム−プリデライト複合繊維、またはプリデ
ライト−六チタン酸カリウム−ルチル複合繊維で
ある特許請求の範囲第1項記載の製造法。[Claims] 1. A mixture of titanium slag produced when producing pig iron from illuminite ore and naturally produced rutile sand or anatase sand in a ratio by weight of less titanium slag than 3:1 is prepared by the general formula ( Ti, M)O 2 (where M represents a contained impurity metal), and the mixture and potassium oxide, a potassium compound that generates potassium oxide by heating, or a mixture thereof are expressed by the general formula
K 2 O・n (Ti, M) O 2 (where n is 1.5 to 2.5, M
is the same as above) and then heated to produce a melt, and from the melt a fibrous material consisting of crystals with the same layered structure as potassium dititanate (K 2 Ti 2 O 5 ) is formed by cooling and solidifying, and then treated with water to form K 2 (Ti, M) 6 O 13 (where M is the same as above), which is then heated at a temperature of 800°C or higher and lower than the melting temperature to form a tunnel structure. A method for producing potassium hexatitanate fiber or potassium hexatitanate composite fiber, characterized by: 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the potassium hexatitanate conjugate fiber is a potassium hexatitanate-pridellite conjugate fiber or a pridellite-potassium hexatitanate-rutile conjugate fiber.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11372384A JPS60259627A (en) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | Production of potassium hexatitanate fiber or its composite fiber |
US06/891,425 US4810439A (en) | 1983-08-04 | 1986-08-04 | Process for producing potassium hexatitanate fibers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11372384A JPS60259627A (en) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | Production of potassium hexatitanate fiber or its composite fiber |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60259627A JPS60259627A (en) | 1985-12-21 |
JPH0159214B2 true JPH0159214B2 (en) | 1989-12-15 |
Family
ID=14619506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11372384A Granted JPS60259627A (en) | 1983-08-04 | 1984-06-01 | Production of potassium hexatitanate fiber or its composite fiber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60259627A (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0730452B2 (en) * | 1989-05-02 | 1995-04-05 | 川鉄鉱業株式会社 | Method for providing active points for electroless plating on resin materials |
JPH0457922A (en) * | 1990-06-26 | 1992-02-25 | Kubota Corp | Production of polycrystalline fiber of potassium hexatitanate |
JP2816908B2 (en) * | 1991-10-18 | 1998-10-27 | 株式会社クボタ | Method for producing potassium hexatitanate fiber |
-
1984
- 1984-06-01 JP JP11372384A patent/JPS60259627A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60259627A (en) | 1985-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4810439A (en) | Process for producing potassium hexatitanate fibers | |
JPH0159214B2 (en) | ||
JPS6125657B2 (en) | ||
JPH0223482B2 (en) | ||
JPH0338239B2 (en) | ||
JP2747916B2 (en) | Potassium titanate long fiber and method for producing titania fiber using the same | |
JPH0346405B2 (en) | ||
JP3165875B2 (en) | Method for producing flaky titanium dioxide | |
JPH0159215B2 (en) | ||
JP2631859B2 (en) | Method for producing titania fiber | |
JPS6163529A (en) | Production of titanium compound fiber | |
JPS5869799A (en) | Production of fibrous potassium titanate | |
JP2977854B2 (en) | Method for producing potassium hexatitanate fiber | |
JPS63260821A (en) | Production of potassium titanate fiber | |
JPH0159216B2 (en) | ||
JPH0360776B2 (en) | ||
JP3028398B2 (en) | Method for producing sodium titanate fiber | |
JPS62260796A (en) | Production of potassium titanate fiber | |
JPH05105447A (en) | Production of potassium hexatitanate fiber | |
JPS6379799A (en) | Production of potassium titanate fiber | |
JPS6121915A (en) | Manufacture of titanium compound fiber | |
JPS6121914A (en) | Manufacture of titanium compound fiber | |
JPS6364997A (en) | Production of potassium titanate fiber | |
JPS63256526A (en) | Production of potassium titanate fiber | |
JPH0346432B2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |