JPH0283211A - 超微細な硫酸バリウムの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超微細な硫酸バリウムの製造方法に関するもの
である。

〔発明の］重要］ 本発明は、バリウムイオンを硫酸で沈澱させる超微細な
硫酸バリウムの製造方法であって、この場合バリウム原
料化合物の陰イオン成分が硫酸と共に揮発し易い反応副
生成物を生成し、得られたＢａＳＯ４懸濁液が処理され
る。塩を含まない超微細の硫酸バリウムを節単に製造す
るために、硫酸水溶液と水酸化バリウムのようなバリウ
ム塩の水溶液または水性懸濁液とを正確な化学量論的比
率で別々にしかも同時に噴霧装置に供給して反応させる
ことにより生成した沈澱物を含む媒質を、沈澱した硫酸
バリウムを機械的に分離することなく直接にまたは場合
によってはあらかじめ濃縮した後〔従来の技術及び発明
が解決しようとする課題〕硫酸バリウムは白色材料、化
学的不活性の充填物質として多方面に役立ち、多量に使
用される。

それは粉砕した重晶石か、沈澱生成物として使われる。

生成物の選択は結局、使用１］的によって定まる。

硫酸バリウムは、使用目的に応じて、粉砕重晶石として
も沈澱生成物としても、様々な一次粒子サイズが広く分
布する状態で製造され、使用される。市販の製品は、Ｂ
ＥＴ法で測定した比表面積で表わして、例えば約２５ｍ
／ｇに達する。しかし成る使用分野では、例えば沈澱お
よび火成珪酸に見られるように、より大きい表面積が望
ましい。

特願昭５７〜５１１１９号には、硫化バリウム水性懸濁
液および硫酸水溶液を攪拌反応器に入れ、沈澱した硫酸
バリウムを分離し、洗い、新たに懸濁させた後に噴霧乾
燥するという超微細な硫酸バリウムの製造方法が記載さ
れている。上記硫化バリウムは過剰に供給される。

フランス特許出願第７６３２０７号に記載されている微
粒子状の沈澱生成物の製造方法によると、塩化バリウｌ
、水溶液と硫酸ナトリウム水溶液とを斤いに噴霧させ、
粒子サイズ０．２μｍ以下の微細な硫酸バリウムを得る
。これまでに知られている硫酸バリウムは、微細なため
に、工業的実施においては洗浄が不十分となり、そのた
め塩化バリウムおよび硫酸ナトリウムのような不純物を
含み、このことはＢａＳＯ４の応用技術的な性質、例え
ば導電性、分散性、透明度などに好ましくない有害な影
響を与える。

本発明の課題は、公知の、特に上記の方法の欠点を回避
し、特に大きい比表面積をもった高純度の硫酸バリウム
を製造する方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、バリウムイオンを硫酸で沈澱させる際にバリ
ウム原料化合物の陰イオン成分が硫酸と共に揮発し易い
反応副生成物を生成し、得られたＢａＳＯ４懸濁液を処
理するようにした超微細な硫酸バリウムの製造方法にお
いて、上記課題を達成するために次のように構成される
。

硫酸水溶液と塩化バリウム、硫化バリウム、酸化バリウ
ム、水酸化バリウムまたは炭酸バリウムからなる群の中
の１つのバリウム塩の水溶液または水性懸濁液を正確な
化学量論的比率で別々にかつ同時に噴霧装置に供給して
反応させるごとにより生成した沈澱物を含む媒質を、沈
澱した硫酸バリウムを機械的に分離することなく直接に
または場合によってはあらかじめ濃縮した後に、噴霧乾
燥する。

本発明による方法では次のことが重要である。

ａ）反応成分の水溶液或いは水性懸濁液を正確な化学量
論的比率で合わせる。

ｂ）溶液または：脈濁液を最も細かく分散させる。

Ｃ）反応したとき所望の主要生成物Ｂａ５Ｏａの他には
揮発し易い副生成物、例えばｕｚｏ　、ＩＩ□Ｓ　、ｌ
ｌＣｌまたはＣＯ□のみが生ずるような反応成分だけを
選訳する。

これらの重要な条件が満たされると、沈澱を完全にする
ために沈澱させるべき成分を一般的に過剰に供給する必
要もなく、沈澱したＢａＳＯ４を沈澱物を含む媒質から
機械的に分離したり洗浄したりする必要もない。本発明
の方法によって製造された沈澱した硫酸バリウムの生成
物は、プロセスの条件によって、すなわち反応溶液の濃
度、沈澱温度、沈澱速度によって、２５〜６５ｎｆ／ｇ
の間の比表面積（ＢＥＴ）を有する。この粒度は、三重
原料ノズルを用いる場合はキャリアガス圧を変えること
によって、また円板形噴霧器を用いる場合は円板形噴霧
器の回転速度を変えることによって影響を受ける。噴霧
圧をより高くし、噴霧回転数をより大きくすると、−ａ
により微細な生成物が生成する。その生成物の特徴は、
塩の量が非常に低いこと、凝集しないこと、そして分散
性が良いことである。含まれる塩の種類はバリウム塩の
種類によって定まる。含まれる塩の量に関しては、電解
導電率が電解質または塩の含有量の間接的尺度である。

導電率は３０μ３−１・ｍ−’以下である。

市販のＢａＳＯ４製品は１５０μｓ　−１・ｍ　−’以
上の導電率を示す。粒子の微細度が大きいため、例えば
熱可塑性ポリマーにおいて、充填度が高いことに関連し
て高い透明度が得られる。

バリウム原料化合物には、水に易溶のバリウム塩例えば
塩化バリウム、あまり溶は易くないバリウム塩例えば水
酸化バリウム、または、酸にだけ溶けるバリウム塩例え
ば硫化物、酸化物または炭酸塩などがある。本発明の方
法では水酸化バリウムが好ましい。水酸化バリウムを使
用する場合には反応副生成物として水或いは水蒸気のみ
が生成する。これに対して、硫化バリウムまたは塩化バ
リウムを用いる場合には、硫化水素或いは塩化水素が反
応副生成物として考えられる。バリウム塩は、一般に５
〜５０％水溶液または懸濁液で用いられ、１０〜２０％
の濃度がより好ましい。

硫酸は、５〜５０％より好ましくは１０〜２０％水溶液
で用いられる。

本発明による方法を実施するためには、バリウム塩の水
溶液或いは水性懸濁液および硫酸水溶液が正確な化学量
論的比率で、例えば反応式８式％ に従って、別々の流れとして噴霧装置の供給ポンプによ
り導入され、二つの別々の流れが互いに噴霧される。噴
霧するためには、公知の装置、例えば三重原料ノズルの
ような多重ノズル、または例えば円板状噴霧器のような
遠心噴霧器が適している。乾燥塔の頭部に噴霧装置があ
るのが特に都１合がよい。本発明の方法をこのように実
施する場合、部分流の噴霧は、２００〜５００℃の熱ガ
スと並流または向流させて直接に行われる。この場合、
噴霧、沈澱および乾燥がほとんど一つの段階で行われ、
沈澱し乾燥した硫酸バリウムは、特に微細な、表面積の
大きい粒子として生成する。そして沈澱条件によるが、
比表面積（ＢＥＴ）は３０ｒｒｒ／ｇ以上になる。反応
副生成物として生成するのは水だけである。

本発明による他の方法にしたがうと、硫酸バリウムの沈
澱および乾燥は別々の段階で行うこともできる。このた
めには、例えばＢａ　（０１１）　ｚ水溶液とＨ！ＳＯ
４水溶液との正値な化学量論的比率の流れが、反応器の
定量供給ポンプによって多重ノズルまたは一般構造の円
板状噴霧器に供給されて反応させられる。この際ＢａＳ
Ｏ４が沈゛澱し、Ｐ　Ｈ値が７±０゜５の懸濁液として
集められる。その後、例えば傾瀉遠心分離によってその
懸濁液を濃縮し、引き続いて濃縮した懸濁液の乾燥を例
えば噴霧乾燥器によって行う。

乾燥段階を含まない場合、硫酸バリウムの沈澱物を含む
懸濁液は、通常、固体ＢａＳＯ４含有量１０〜１００　
ｇ／ｌで生成する。この懸濁液を簡単な上記方法で、容
易に固体ＢａＳＯ４含有１１５０〜５００　ｇ／ｌにす
ることができる。この方法は、中間濃縮段階によって水
の一部が安い費用で機械的に分離され、そのため乾燥費
用が節約されるという利点を有している。

本発明の利点は、簡単かつ経済的な方法で非常に細かい
、凝集しない、分散し易い、そしてその色素で熱可塑性
ポリマーへの高い充填性が得られるという非常に純粋な
、塩を含まない硫酸バリウムが％ａされることにある。

〔実施例〕

本発明は次の実施例によりより詳しく、模範的に説明さ
れる。

実施例−−−−↓− 水酸化ハリラム水溶液（２，８％　Ｒａ　（ＯＨ）　２
　）および希硫酸（３，１％　ｔｔｚｓｏ４）を供給ポ
ンプによって別々に噴霧装置に供給し、熱せられていな
い噴１１塔の三重原料ノズルを経て同時に噴霧した。

圧力６バールの窒素をキャリアガスとして用いた。

生成した２４ｇ／ｊ２の固体を有する沈澱物を含む懸、
濁液を集め、第二段階において、−殻構造の噴霧塔にお
いて熱ガスと並流させて乾燥した。この３′へガスの流
入温度は３２５℃、排ガスの温度は１２０〜１３０℃で
あった。

比表面積５３ｒ＋（７ｇをもつ硫酸バリウムが製造され
、その導電率は３７μＳ−１・ｍ−’であった。

尖Ｉ漣−て １５％Ｂａ　（ＯＨ）　ｔを含む水酸化バリウム水溶液
（水酸化バリウムの析出を防ぐため約５０℃）および１
２％ＩＩ！Ｓｏ４を含む硫酸水溶液を、供給ポンプによ
り別々に噴霧装置に導入し、−緒に、噴霧塔の頭部にあ
る三重原料ノズルを経て並流させて噴霧した。圧力３．
３バールの過熱水蒸気をキャリアガスとして用いた。生
成物を、噴霧塔における沈澱と同時に熱ガスと並流させ
て乾燥した。この熱ガスの流入温度は３２５℃、排ガス
の温度は１２０〜１３０℃であった。

沈澱したＲａＳＯ４は比表面積５１．５ｍ／ｇを有して
いた。

次１１３． １９％Ｂａ（０！ｌ）ｚを含む水酸化バリウム水溶液（
約５０℃）および２５％Ｈ，ＳＯ，の希硫酸を定量供給
ポンプによって別々に噴霧塔の頭部にある円板状噴霧装
置に導入し、−緒に円板状噴霧装置によって並流させて
噴霧した。円板状噴霧装置の回転は２２．　ＯＯＯｒ、
ｐ４＋であった。

乾燥は沈澱と同時に、熱ガス流入温度２５０℃、排ガス
温度１０５℃で行われた。

生成した硫酸バリウＪ、の比表面積は１４％／ｇであっ
た。同じ水酸化バリウム溶液を用いた場合、硫酸濃度を
１２％１１□ＳＯ，に低下させ、他の条件は同じにする
と、２３ｍ／ｇの比表面積をもつ生成物が得られた。

上述のすべての実施例において、はぼ同じ容量が同時に
定量供給ポンプで押し出され、噴霧装置で出合うように
、それぞれの溶液中の成分の濃度を選択した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バリウムイオンを硫酸で沈澱させる際にバリウム原
   料化合物の陰イオン成分が硫酸と共に揮発し易い反応副
   生成物を生成し、得られたＢａＳＯ＿４懸濁液を処理す
   るようにした超微細な硫酸バリウムの製造方法において
   、 硫酸水溶液と、塩化バリウム、硫化バリウム、酸化バリ
   ウム、水酸化バリウムまたは炭酸バリウムからなる群の
   中の１つのバリウム塩の水溶液または水性懸濁液とを正
   確な化学量論的比率で別々にかつ同時に噴霧装置に供給
   して反応させることにより生成した沈澱物を含む媒質を
   、沈澱した硫酸バリウムを機械的に分離することなく直
   接にまたは場合によってはあらかじめ濃縮した後に、噴
   霧乾燥させることを特徴とする超微細な硫酸バリウムの
   製造方法。 ２、５〜５０％より好ましくは１０〜２０％のバリウム
   塩の水溶液または水性懸濁液を用いることを特徴とする
   請求項１記載の製造方法。 ３、バリウム塩として水酸化バリウムを用いることを特
   徴とする請求項１または２記載の製造方法。 ４、５〜５０％より好ましくは１０〜２０％の硫酸水溶
   液を用いることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載
   の製造方法。 ５、ＢａＳＯ＿４含有量１０〜１００ｇ／ｌの上記媒質
   をＢａＳＯ＿４含有量１５０〜５００ｇ／ｌまで濃縮す
   ることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の製造方
   法。 ６、バリウム塩の水溶液または水性懸濁液の流れと硫酸
   水溶液の流れとを噴霧乾燥器の噴霧装置に供給し、それ
   らの水性媒質を２００〜５００℃に加熱したガス流と並
   流または向流させて噴霧することにより硫酸バリウムを
   同時に沈澱および乾燥させることを特徴とする請求項１
   〜４いずれか記載の製造方法。