JPH02160040A - 鉱物質超微粒子の製造方法 - Google Patents
鉱物質超微粒子の製造方法Info
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- JPH02160040A JPH02160040A JP31514488A JP31514488A JPH02160040A JP H02160040 A JPH02160040 A JP H02160040A JP 31514488 A JP31514488 A JP 31514488A JP 31514488 A JP31514488 A JP 31514488A JP H02160040 A JPH02160040 A JP H02160040A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
- B01J19/088—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はフライアッシュのような鉱物質物質からセラミ
ック等の原料となる鉱物質超微粒子を製造する方法に関
する。
ック等の原料となる鉱物質超微粒子を製造する方法に関
する。
従来、セラミック等の原料となる鉱物質超微粒子の作成
にはプラズマの高温雰囲気下に鉱物質物質を投入気化さ
せ、気化蒸気を凝結させて超微粒子を生成させる方法が
ある。
にはプラズマの高温雰囲気下に鉱物質物質を投入気化さ
せ、気化蒸気を凝結させて超微粒子を生成させる方法が
ある。
上述した従来法においては、下記のような間組点がある
。
。
（１１鉱物質の蒸発・気化にプラズマによる高温雰囲気
化を使用するため大量のエネルギーを必要とする。
化を使用するため大量のエネルギーを必要とする。
（２） プラズマを使用するため蒸発・気化に要する
粒子滞溜時間、温度レベルコントロール等生成条件の制
御が困難である。
粒子滞溜時間、温度レベルコントロール等生成条件の制
御が困難である。
（３） 安定したプラズマを発生させるためには装置
の維持管理が必要で粉体状鉱物質物質をプラズマ中へ安
定供給反応させる技術がむすかしく、この方法は大量処
理技術には不適当である。
の維持管理が必要で粉体状鉱物質物質をプラズマ中へ安
定供給反応させる技術がむすかしく、この方法は大量処
理技術には不適当である。
本発明は上記技術水準に鑑み、鉱物質物質からセラミッ
ク等の原料となる鉱物質超微粒子を合目的に製造し得る
方法を提供しようとするものである。
ク等の原料となる鉱物質超微粒子を合目的に製造し得る
方法を提供しようとするものである。
本発明は冷却構造の加圧炉へ燃料と酸素あるいは酸素富
化空気を供給し、理論空燃比以下で加圧還元燃焼させて
高温・高圧燃焼を形成させ、この場に粉体状の鉱物質物
質を供給し、当該鉱物質物質の気化温度あるいは鉱物質
物質ｔ−構成する単成分鉱物質の気化温度以上にコント
ロールして鉱物質を蒸発・気化させ、この蒸発・気化蒸
気を含む高温燃焼ガスを加圧Ｐより系外に加圧炉と１体
となった減圧ノズルで膨張冷却させ、更に減圧ノズル近
傍からプラズマ化したガス？供給してプラズマガスと蒸
発・気化蒸気を反応させた後、冷却ガスを投入し反応生
成蒸気を冷却凝固させ鉱物質超微粒子を生成させること
を特徴とす鉱物質超微粒子の製造方法である。
化空気を供給し、理論空燃比以下で加圧還元燃焼させて
高温・高圧燃焼を形成させ、この場に粉体状の鉱物質物
質を供給し、当該鉱物質物質の気化温度あるいは鉱物質
物質ｔ−構成する単成分鉱物質の気化温度以上にコント
ロールして鉱物質を蒸発・気化させ、この蒸発・気化蒸
気を含む高温燃焼ガスを加圧Ｐより系外に加圧炉と１体
となった減圧ノズルで膨張冷却させ、更に減圧ノズル近
傍からプラズマ化したガス？供給してプラズマガスと蒸
発・気化蒸気を反応させた後、冷却ガスを投入し反応生
成蒸気を冷却凝固させ鉱物質超微粒子を生成させること
を特徴とす鉱物質超微粒子の製造方法である。
すなわち、本発明は下記の点
（１１鉱物質物質の蒸発・気化に必要な高温雰囲気を得
る友めに燃料と酸素あるいは酸素富化空気による例えば
１０ｋＰ／ｃＩＬ２以下の高圧燃焼を利用した点、 （２） 燃焼炉は加圧型とし減圧排気ノズルを設けた
構造のものを採用した点、 セ３） 炉構造を冷却構造とし鉱物質物質供給は粉体
で行うようにした点、 （４） 鉱物質物質の蒸発・気化部とプラズマ化した
ガス供給部を区別した点、 を新規とするものである。
る友めに燃料と酸素あるいは酸素富化空気による例えば
１０ｋＰ／ｃＩＬ２以下の高圧燃焼を利用した点、 （２） 燃焼炉は加圧型とし減圧排気ノズルを設けた
構造のものを採用した点、 セ３） 炉構造を冷却構造とし鉱物質物質供給は粉体
で行うようにした点、 （４） 鉱物質物質の蒸発・気化部とプラズマ化した
ガス供給部を区別した点、 を新規とするものである。
（１１燃料と酸素あるいは酸素富化空気に高圧燃焼によ
り鉱物質物質に応じて鉱物質の蒸発・気化温度以上の温
度を理論断熱＠度板下で自由に制御でき、ま之ガス雰囲
気を還元雰囲気に調整することにより、プラズマガスと
反応しやすい蒸発気化物質を形成する。
り鉱物質物質に応じて鉱物質の蒸発・気化温度以上の温
度を理論断熱＠度板下で自由に制御でき、ま之ガス雰囲
気を還元雰囲気に調整することにより、プラズマガスと
反応しやすい蒸発気化物質を形成する。
（２） 冷却型加圧炉は炉内の燃焼高温雰囲気に討え、
鉱物質の蒸発・気化に必要な滞溜時間を十分とるととも
に減圧排気ノズルは高温ガスを膨張冷却してミスト化し
、プラズマガスと反応させる。
鉱物質の蒸発・気化に必要な滞溜時間を十分とるととも
に減圧排気ノズルは高温ガスを膨張冷却してミスト化し
、プラズマガスと反応させる。
（３１鉱物質物質を粉体状で供給することによって炉内
での鉱物質物質と高温ガスとの混合が均一になされる。
での鉱物質物質と高温ガスとの混合が均一になされる。
本発明の一実施例を第１図、第２図によって説明する。
第１図は本発明による鉱物質超微粒子を製造する系統図
、第２図は鉱物質超微粒子が生成する説明図、第３図は
加圧炉を中心とし次装置の構造および配置上水す図であ
る。
、第２図は鉱物質超微粒子が生成する説明図、第３図は
加圧炉を中心とし次装置の構造および配置上水す図であ
る。
第１図において、高温・高圧炉０１に燃料タンク０６か
ら燃料が、酸素タンク０４よりコンプレッサ０５を介し
て酸素あるいはｒＲ素素化化空気供給され、高温・高圧
（約５ ｋｙ ／ ｃａｔ２）状態で燃焼する。この高
温・高圧燃焼場へ鉱物質物質ホッパ０７よりフィーダ０
８を介して鉱物質物質を粉体状で供給すると燃焼温度よ
り低い沸点をもつ鉱物質物質は蒸発・気化し、高温ガス
とともに減圧ノズル０２により膨張冷却されてミストに
なってダクト０３へ排気さ〜れる。このダクト０３の途
中よりプラズマガス発生装置０９よりプラズマ化し念ガ
スが供給されるとこのプラズマガスとミスト化した鉱物
質が反応して超微粒の鉱物質物質蒸気が生成する。この
蒸気を冷却用ガス゛７アン１０の冷却、ガスにより冷却
凝結させて固体の鉱物質超微子１２を生成させて捕集装
置１１により捕集する。
ら燃料が、酸素タンク０４よりコンプレッサ０５を介し
て酸素あるいはｒＲ素素化化空気供給され、高温・高圧
（約５ ｋｙ ／ ｃａｔ２）状態で燃焼する。この高
温・高圧燃焼場へ鉱物質物質ホッパ０７よりフィーダ０
８を介して鉱物質物質を粉体状で供給すると燃焼温度よ
り低い沸点をもつ鉱物質物質は蒸発・気化し、高温ガス
とともに減圧ノズル０２により膨張冷却されてミストに
なってダクト０３へ排気さ〜れる。このダクト０３の途
中よりプラズマガス発生装置０９よりプラズマ化し念ガ
スが供給されるとこのプラズマガスとミスト化した鉱物
質が反応して超微粒の鉱物質物質蒸気が生成する。この
蒸気を冷却用ガス゛７アン１０の冷却、ガスにより冷却
凝結させて固体の鉱物質超微子１２を生成させて捕集装
置１１により捕集する。
次に、鉱物質超微粒子が生成する過程を第２図によって
説明する。第２図において、冷却管２２と耐火材２３で
構成された高温・高圧炉２１内へ高圧の燃料と酸素ある
いは酸素富化空気が供給されると高温燃焼火炎２７を形
成する。
説明する。第２図において、冷却管２２と耐火材２３で
構成された高温・高圧炉２１内へ高圧の燃料と酸素ある
いは酸素富化空気が供給されると高温燃焼火炎２７を形
成する。
このとき燃焼温度および雰囲気は燃料と酸素或は酸素富
化空気の投入北軍（燃空比）を変えることにより調整で
きる。これは目的とする鉱物質物質の沸点および目的と
する生成鉱物質超微粒子の性状により調整される。例え
ば温度２３００Ｃ〜５５００ Ｃ，ガス雰囲気は還元雰
囲気に容易に設定することができる。
化空気の投入北軍（燃空比）を変えることにより調整で
きる。これは目的とする鉱物質物質の沸点および目的と
する生成鉱物質超微粒子の性状により調整される。例え
ば温度２３００Ｃ〜５５００ Ｃ，ガス雰囲気は還元雰
囲気に容易に設定することができる。
この高温燃焼場へ鉱物質物質２９を粉体状で−炉２１内
に噴流状２８で供給すると鉱物質物質２９中の燃焼温度
以下にある低沸点物質は一部還元され蒸発・気化して気
化蒸気３１となり高温ガスとともに炉２１と１体となっ
た減圧ノズル２５よジ排気減圧され膨張冷却してミスト
化しながら後流側ダクト２６へ排気される。一方、炉２
１内で燃焼温度以上の沸点をもつ鉱物質物質は溶融して
炉壁へ付着・流動し、排出孔２４よジ溶融スラグ３０と
して排出される。
に噴流状２８で供給すると鉱物質物質２９中の燃焼温度
以下にある低沸点物質は一部還元され蒸発・気化して気
化蒸気３１となり高温ガスとともに炉２１と１体となっ
た減圧ノズル２５よジ排気減圧され膨張冷却してミスト
化しながら後流側ダクト２６へ排気される。一方、炉２
１内で燃焼温度以上の沸点をもつ鉱物質物質は溶融して
炉壁へ付着・流動し、排出孔２４よジ溶融スラグ３０と
して排出される。
他方、高温ガス中のミスト化した鉱物質を含む気化蒸気
３１は炉２１の減圧ノズル２５近傍に設けられ念プラズ
マガスノズルより投入され次グラズマ化し次ガス３２と
反応し投入された鉱物質物質２９とは異質の超微粒鉱物
質５３が生成される。
３１は炉２１の減圧ノズル２５近傍に設けられ念プラズ
マガスノズルより投入され次グラズマ化し次ガス３２と
反応し投入された鉱物質物質２９とは異質の超微粒鉱物
質５３が生成される。
以下、更に具体例によって説明を加える。
例えば鉱物質物質として８１ｏ２とＡｌ２Ｏ３から構成
される物質を燃料と酸素の還元燃焼場（温度例：２６０
０Ｃ）へ供給すると低沸点である５１ｏ２（沸点：２３
００Ｃ）は蒸発・気化し、８１０２あるいは８１の蒸気
となり１一方ＡＩ！２０３（沸点２９００Ｃ以上）は溶
融のみにとどまり燃焼炉炉壁へ付着・流下、炉外へ排出
される。
される物質を燃料と酸素の還元燃焼場（温度例：２６０
０Ｃ）へ供給すると低沸点である５１ｏ２（沸点：２３
００Ｃ）は蒸発・気化し、８１０２あるいは８１の蒸気
となり１一方ＡＩ！２０３（沸点２９００Ｃ以上）は溶
融のみにとどまり燃焼炉炉壁へ付着・流下、炉外へ排出
される。
蒸発・気化した８１０２．Ｓｉは活性物質として高温ガ
スとともに排出されるが、減圧膨張によシミスト化し、
プラズマ化したガス（例えばＮ２ガス、Ｃ０２ガス）と
反応して炭化ケイ素あるいは窒化ケイ素等の超微粒子が
生成する。
スとともに排出されるが、減圧膨張によシミスト化し、
プラズマ化したガス（例えばＮ２ガス、Ｃ０２ガス）と
反応して炭化ケイ素あるいは窒化ケイ素等の超微粒子が
生成する。
このように本発明方法は高温燃焼場を利用して鉱物５ｉ
ｔ、ｔ−蒸発・気化させプラズマ化し次ガスと反応させ
ることによりセラミック原料となる鉱物質超微粒子を生
成させるものである。
ｔ、ｔ−蒸発・気化させプラズマ化し次ガスと反応させ
ることによりセラミック原料となる鉱物質超微粒子を生
成させるものである。
第５図に本発明を実施するに適した加圧炉全中心とし次
装置の構造及び配置を示す。
装置の構造及び配置を示す。
第３図において、４１は燃焼炉内、４２は燃焼炉ケーシ
ン久４３及び４４は燃焼Ｆｔ−構成する冷却管および耐
火材、４５は溶融スラグ排出孔、４６は燃焼炉と１体と
なつ次減圧ノズル、４７は排気ダクト、４８は排気ダク
トを構成する冷却水通路、４９，５０，５１．５２．５
３Ｆｉ各々燃料、酸素あるいは酸素富化空気、鉱物質物
質、プラズマガス、冷却水の供給管、５４は燃焼火炎、
５５は鉱物質物質の噴流、５６Ｖｉ鉱物質の気化蒸気を
含む高温ガス流れ、５７はプラズマ化したガス、５８は
鉱物質の溶融スラグを示す。
ン久４３及び４４は燃焼Ｆｔ−構成する冷却管および耐
火材、４５は溶融スラグ排出孔、４６は燃焼炉と１体と
なつ次減圧ノズル、４７は排気ダクト、４８は排気ダク
トを構成する冷却水通路、４９，５０，５１．５２．５
３Ｆｉ各々燃料、酸素あるいは酸素富化空気、鉱物質物
質、プラズマガス、冷却水の供給管、５４は燃焼火炎、
５５は鉱物質物質の噴流、５６Ｖｉ鉱物質の気化蒸気を
含む高温ガス流れ、５７はプラズマ化したガス、５８は
鉱物質の溶融スラグを示す。
〔発明の効果〕
＋ＩＩ 燃料と酸素あるいは酸素富化空気を高圧燃焼
させることにより鉱物質物質の蒸発気化に必要な高温場
を形成でき、また目的とする生成鉱物質物質性状に応じ
た温度、ガス雰囲気を自由に調整できる。
させることにより鉱物質物質の蒸発気化に必要な高温場
を形成でき、また目的とする生成鉱物質物質性状に応じ
た温度、ガス雰囲気を自由に調整できる。
（２） 加圧炉にし友ことにより鉱物質物質の蒸発・
気化に必要な鉱物質物質の滞溜時間を長くとれ、ま九減
圧ノズルを併置し几ことにより高温ガスの膨張冷却が可
能である。
気化に必要な鉱物質物質の滞溜時間を長くとれ、ま九減
圧ノズルを併置し几ことにより高温ガスの膨張冷却が可
能である。
（３１炉を水冷型とし友ことにより十分高い炉内温度に
対しても鉱物質物質の溶融あるいは固化スラグを炉壁に
作る九め構造上対応できる。
対しても鉱物質物質の溶融あるいは固化スラグを炉壁に
作る九め構造上対応できる。
（４） プラズマ化したガスは鉱物質物質の気化蒸気
と反応して投入鉱物質とは性状が相違する超微粒鉱物質
物質が生成できる。
と反応して投入鉱物質とは性状が相違する超微粒鉱物質
物質が生成できる。
第１図は本発明による鉱物質超微粒子を製造する系統図
、第２図は鉱物質超微粒子が生成する説明図、＠３図は
本発明を実施するに適した加圧炉を中心とした装置の構
造及び配！ｔを説明する概略図である。
、第２図は鉱物質超微粒子が生成する説明図、＠３図は
本発明を実施するに適した加圧炉を中心とした装置の構
造及び配！ｔを説明する概略図である。
Claims (1)
- 冷却構造の加圧炉へ燃料と酸素あるいは酸素富化空気を
供給し、理論空燃比以下で加圧還元燃焼させて高温・高
圧燃焼を形成させ、この場に粉体状の鉱物質物質を供給
し、当該鉱物質物質の気化温度あるいは鉱物質物質を構
成する単成分鉱物質の気化温度以上にコントロールして
鉱物質を蒸発・気化させ、この蒸発・気化蒸気を含む高
温燃焼ガスを加圧炉より系外に加圧炉と１体となつた減
圧ノズルで膨張冷却させ、更に減圧ノズル近傍からプラ
ズマ化したガスを供給してプラズマガスと蒸発・気化蒸
気を反応させた後、冷却ガスを投入し反応生成蒸気を冷
却凝固させ鉱物質超微粒子を生成させることを特徴とす
る鉱物質超微粒子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31514488A JPH02160040A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 鉱物質超微粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31514488A JPH02160040A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 鉱物質超微粒子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02160040A true JPH02160040A (ja) | 1990-06-20 |
Family
ID=18061942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31514488A Pending JPH02160040A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 鉱物質超微粒子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02160040A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010058059A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 球状粒子の製造方法 |
| JP2013513483A (ja) * | 2009-12-15 | 2013-04-22 | エスディーシー マテリアルズ インコーポレイテッド | ナノ活性材料の移動度が抑制された触媒を形成する方法 |
| US9308524B2 (en) | 2009-12-15 | 2016-04-12 | SDCmaterials, Inc. | Advanced catalysts for automotive applications |
| US9332636B2 (en) | 2009-12-15 | 2016-05-03 | SDCmaterials, Inc. | Sandwich of impact resistant material |
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