JPH05221615A - 超微粒金属酸化物粉末の製造方法 - Google Patents
超微粒金属酸化物粉末の製造方法Info
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- JPH05221615A JPH05221615A JP5155791A JP5155791A JPH05221615A JP H05221615 A JPH05221615 A JP H05221615A JP 5155791 A JP5155791 A JP 5155791A JP 5155791 A JP5155791 A JP 5155791A JP H05221615 A JPH05221615 A JP H05221615A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】揮発性金属ハロゲン化物をバーナー型反応器を
用いて酸化する方法により、粒径が 0.1μm 以下の超微
粒の金属酸化物粉末を低コストで製造する。 【構成】TiCl4 、SiCl4 、AlCl3 などの揮発性金属ハロ
ゲン化物をバーナー型反応器を用いて高温の気相（反応
空間６）中で酸化し、生成する金属酸化物の粉末 (Ti
O2、SiO2、Al2O3 、ZnO など）を流動層８を通過させて
急冷する。
用いて酸化する方法により、粒径が 0.1μm 以下の超微
粒の金属酸化物粉末を低コストで製造する。 【構成】TiCl4 、SiCl4 、AlCl3 などの揮発性金属ハロ
ゲン化物をバーナー型反応器を用いて高温の気相（反応
空間６）中で酸化し、生成する金属酸化物の粉末 (Ti
O2、SiO2、Al2O3 、ZnO など）を流動層８を通過させて
急冷する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、揮発性金属ハロゲン
化物をバーナー型反応器を用いて酸素、空気、水酸素火
炎などにより酸化し、超微粒金属酸化物 (TiO2、SiO2、
Al2O3 、ZnOなど) の粉末を得る方法に関する。
化物をバーナー型反応器を用いて酸素、空気、水酸素火
炎などにより酸化し、超微粒金属酸化物 (TiO2、SiO2、
Al2O3 、ZnOなど) の粉末を得る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】TiO2、SiO2、Al2O3 などの金属酸化物粉
末を製造する方法として、TiCl4 、SiCl4 、AlCl3 など
の揮発性金属ハロゲン化物をバーナー型反応器を使用し
て高温の気相中で酸化する方法がある。
末を製造する方法として、TiCl4 、SiCl4 、AlCl3 など
の揮発性金属ハロゲン化物をバーナー型反応器を使用し
て高温の気相中で酸化する方法がある。
【０００３】この方法の特徴は、金属ハロゲン化物が蒸
留などの方法により容易に高純度化され得ることを利用
して、 TiO2 、SiO2、ZnO 、Al2O3 など多種の金属につ
いて高純度の酸化物粉末を得ることができることにあ
る。またこの方法によれば、粒度分布の広がりが少ない
均一な粉末が得られることが知られている。
留などの方法により容易に高純度化され得ることを利用
して、 TiO2 、SiO2、ZnO 、Al2O3 など多種の金属につ
いて高純度の酸化物粉末を得ることができることにあ
る。またこの方法によれば、粒度分布の広がりが少ない
均一な粉末が得られることが知られている。
【０００４】しかしながら、この方法で得られる粉末の
粒径は、0.1 〜 0.6μm である場合が多く、 0.1μm 以
下の超微粒粉末を得ることは難しい。これは、金属ハロ
ゲン化物の酸化反応が行われる 700〜1500℃の高温雰囲
気では、反応により生成した金属酸化物粉末が気相中で
互いに衝突したときに、粉末粒子の表面が部分的に溶融
しているため焼結が起こり凝集（焼結凝集）することに
起因している。例えば、TiO2粉末を製造する場合を例に
とると、酸化反応により生成した粒径 0.002〜0.02μm
の粒子が気相中で衝突する際、 400℃付近の比較的低い
温度領域でも凝集が起こり、粒成長が進む。従って、バ
ーナー型反応器内の温度が 700〜1500℃の場合は衝突し
た粒子どうしはほぼ 100％凝集する。バーナー型反応器
内でこのような粉末粒子どうしの衝突が激しく起こって
いることは、周知の事実である。
粒径は、0.1 〜 0.6μm である場合が多く、 0.1μm 以
下の超微粒粉末を得ることは難しい。これは、金属ハロ
ゲン化物の酸化反応が行われる 700〜1500℃の高温雰囲
気では、反応により生成した金属酸化物粉末が気相中で
互いに衝突したときに、粉末粒子の表面が部分的に溶融
しているため焼結が起こり凝集（焼結凝集）することに
起因している。例えば、TiO2粉末を製造する場合を例に
とると、酸化反応により生成した粒径 0.002〜0.02μm
の粒子が気相中で衝突する際、 400℃付近の比較的低い
温度領域でも凝集が起こり、粒成長が進む。従って、バ
ーナー型反応器内の温度が 700〜1500℃の場合は衝突し
た粒子どうしはほぼ 100％凝集する。バーナー型反応器
内でこのような粉末粒子どうしの衝突が激しく起こって
いることは、周知の事実である。
【０００５】なお、粒径が 0.1μm 以下の超微粒粉末が
必要とされるのは、例えば、粉末を化粧品などの顔料に
用いる場合、粒径が小さいほど、紫外線を遮断して可視
光線のみを通す特異な性質があらわれるからである。
必要とされるのは、例えば、粉末を化粧品などの顔料に
用いる場合、粒径が小さいほど、紫外線を遮断して可視
光線のみを通す特異な性質があらわれるからである。
【０００６】上記のような粒子どうしの衝突を防止して
粒径 0.1μm 以下の超微粒の酸化物粉末を製造するため
には、金属ハロゲン化物の酸化反応が終了した直後に生
成した微粒の酸化物粉末を 400℃以下に急冷し、粒成長
を阻止する必要がある。そのための具体的な方法として
は、反応により生成した微粒の酸化物粉末が含まれてい
るバーナー排ガスを多量の冷却ガス (N2、空気など) で
冷却し、排ガス中に含まれている酸化物粉末をバグフィ
ルターで回収したり、あるいは、酸化物粉末を含む排ガ
スに直接水などの液体をスプレーして急冷し、酸化物粉
末をスラリー状で回収する方法が知られている。
粒径 0.1μm 以下の超微粒の酸化物粉末を製造するため
には、金属ハロゲン化物の酸化反応が終了した直後に生
成した微粒の酸化物粉末を 400℃以下に急冷し、粒成長
を阻止する必要がある。そのための具体的な方法として
は、反応により生成した微粒の酸化物粉末が含まれてい
るバーナー排ガスを多量の冷却ガス (N2、空気など) で
冷却し、排ガス中に含まれている酸化物粉末をバグフィ
ルターで回収したり、あるいは、酸化物粉末を含む排ガ
スに直接水などの液体をスプレーして急冷し、酸化物粉
末をスラリー状で回収する方法が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法はエネルギー的に無駄が多く、コストが高いとい
う欠点がある。
の方法はエネルギー的に無駄が多く、コストが高いとい
う欠点がある。
【０００８】すなわち、冷却ガスで冷却する方法では、
多量のN2、空気などを使用するため、それに伴う費用が
大きく、また、その後の工程で粉末回収バグフィルター
に多量のガスが流れこむため、装置を必要以上に大型化
しなければならない。さらに、金属ハロゲン化物の酸化
反応により生成するCl2 、HCl などが排ガス中に含まれ
るので、通常、後工程でコンデンサーなどにより凝縮液
化し、回収するが、多量のガスで希釈されているためこ
の液化工程で多大なエネルギーを必要とする。
多量のN2、空気などを使用するため、それに伴う費用が
大きく、また、その後の工程で粉末回収バグフィルター
に多量のガスが流れこむため、装置を必要以上に大型化
しなければならない。さらに、金属ハロゲン化物の酸化
反応により生成するCl2 、HCl などが排ガス中に含まれ
るので、通常、後工程でコンデンサーなどにより凝縮液
化し、回収するが、多量のガスで希釈されているためこ
の液化工程で多大なエネルギーを必要とする。
【０００９】一方、水スプレーによる冷却方法では、製
品である粉末が乾燥した状態では得られず、スラリー状
となる。粉末は、通常、乾燥した状態で市販されてお
り、この方法では最終的にスラリーの乾燥が必要になる
ためやはり多大なエネルギーが必要になる。
品である粉末が乾燥した状態では得られず、スラリー状
となる。粉末は、通常、乾燥した状態で市販されてお
り、この方法では最終的にスラリーの乾燥が必要になる
ためやはり多大なエネルギーが必要になる。
【００１０】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、粒径が 0.1μm 以下 (特に、0.06μm 以下）
の超微粒の金属酸化物粉末を低コストで製造する方法を
提供することを目的とする。
たもので、粒径が 0.1μm 以下 (特に、0.06μm 以下）
の超微粒の金属酸化物粉末を低コストで製造する方法を
提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】一般に、ガスの冷却には
多管式の熱交換器などが使用されることが多いが、本発
明が対象として取り扱うガス中には多量の超微粒の粉末
が含まれており、これらの粉末が冷却管の表面に容易に
付着するため熱伝達率が急速に低下し、使用できなくな
る。また、付着する粉末を機械的に除去できたとして
も、このタイプの熱交換器では熱交換速度が小さく、急
冷することにはならない。
多管式の熱交換器などが使用されることが多いが、本発
明が対象として取り扱うガス中には多量の超微粒の粉末
が含まれており、これらの粉末が冷却管の表面に容易に
付着するため熱伝達率が急速に低下し、使用できなくな
る。また、付着する粉末を機械的に除去できたとして
も、このタイプの熱交換器では熱交換速度が小さく、急
冷することにはならない。
【００１２】そこで本発明者らは、種々検討を重ねた結
果、 700〜1300℃の高温の気相中で生成した超微粒の金
属酸化物粉末を、他の不活性な粒子を流動状態に保持し
た流動層を通過させ、その間に熱交換を行わせて急冷す
ることにより、粉末粒子どうしの衝突、合体を阻止でき
ることを確認し、本発明を完成した。
果、 700〜1300℃の高温の気相中で生成した超微粒の金
属酸化物粉末を、他の不活性な粒子を流動状態に保持し
た流動層を通過させ、その間に熱交換を行わせて急冷す
ることにより、粉末粒子どうしの衝突、合体を阻止でき
ることを確認し、本発明を完成した。
【００１３】本発明の要旨は、「揮発性金属ハロゲン化
物をバーナー型反応器を用いて高温の気相中で酸化し、
生成する金属酸化物の粉末を流動層を通過させて冷却す
ることを特徴とする超微粒金属酸化物粉末の製造方法」
にある。
物をバーナー型反応器を用いて高温の気相中で酸化し、
生成する金属酸化物の粉末を流動層を通過させて冷却す
ることを特徴とする超微粒金属酸化物粉末の製造方法」
にある。
【００１４】揮発性金属ハロゲン化物とは、バーナー型
反応器に気体状態で供給し、燃焼させて酸化物とするこ
とができるもので、TiCl4 、SiCl4 、AlCl3 、ZnCl2 な
どである。
反応器に気体状態で供給し、燃焼させて酸化物とするこ
とができるもので、TiCl4 、SiCl4 、AlCl3 、ZnCl2 な
どである。
【００１５】金属ハロゲン化物を酸化するためには、空
気、O2、水蒸気(H2O) など金属ハロゲン化物を直接酸化
するガス、あるいは、水酸素火炎（H2の燃焼により生ず
る火炎）を用いればよい。
気、O2、水蒸気(H2O) など金属ハロゲン化物を直接酸化
するガス、あるいは、水酸素火炎（H2の燃焼により生ず
る火炎）を用いればよい。
【００１６】流動層は、小径の粒子を下方から吹きあげ
るガスにより流動状態に保持したもので、粒子として
は、アルミナ粒子、石英粒子など、酸化反応により生成
した金属酸化物粒子と反応しない不活性な粒子、あるい
は、TiO2粉末を製造する場合の酸化チタン粒子のように
生成する金属酸化物粒子と同種の金属酸化物の粒子な
ど、を使用することができる。
るガスにより流動状態に保持したもので、粒子として
は、アルミナ粒子、石英粒子など、酸化反応により生成
した金属酸化物粒子と反応しない不活性な粒子、あるい
は、TiO2粉末を製造する場合の酸化チタン粒子のように
生成する金属酸化物粒子と同種の金属酸化物の粒子な
ど、を使用することができる。
【００１７】
【作用】以下、本発明を図に基づいて詳細に説明する。
【００１８】図１は、本発明方法を実施するための装置
の一例の構成を示す縦断面図である。この図において、
１はバーナー、４はその内部に流動層８を形成させた流
動層熱交換器で、バーナー１と流動層熱交換器４の間は
揮発性金属ハロゲン化物の酸化反応が進行する反応空間
６である。反応空間６の外周は生成した酸化物粉末の外
周壁面への付着を防止するために空気を流通させる多数
の孔が設けられた周壁多孔板10で構成され、その外側に
空気ジャケット２が設けられている。流動層熱交換器４
の底部には流動層ガス分散板５が取りつけられ、反応空
間６と区分されている。流動層熱交換器４の外周には水
冷ジャケット３が取りつけられ、流動層８の温度は粉末
粒子どうしの凝集が起こらない程度の比較的低い温度に
保持されている。７は流動層８を形成する粒子の炉外へ
の飛散を防止するための拡径された空間を有するフリー
ボード、11は反応後の排ガスの排出口である。
の一例の構成を示す縦断面図である。この図において、
１はバーナー、４はその内部に流動層８を形成させた流
動層熱交換器で、バーナー１と流動層熱交換器４の間は
揮発性金属ハロゲン化物の酸化反応が進行する反応空間
６である。反応空間６の外周は生成した酸化物粉末の外
周壁面への付着を防止するために空気を流通させる多数
の孔が設けられた周壁多孔板10で構成され、その外側に
空気ジャケット２が設けられている。流動層熱交換器４
の底部には流動層ガス分散板５が取りつけられ、反応空
間６と区分されている。流動層熱交換器４の外周には水
冷ジャケット３が取りつけられ、流動層８の温度は粉末
粒子どうしの凝集が起こらない程度の比較的低い温度に
保持されている。７は流動層８を形成する粒子の炉外へ
の飛散を防止するための拡径された空間を有するフリー
ボード、11は反応後の排ガスの排出口である。
【００１９】この装置を用いて本発明方法を実施するに
は、まず、揮発性金属ハロゲン化物をO2、空気などの酸
化性ガスとともにバーナー型反応器に供給し、高温下の
反応空間６で酸化し、金属酸化物の粉末を生成させる。
この金属酸化物粉末は排ガスとともに流動層ガス分散板
５を通して流動層熱交換器４内の流動層８に入り、ここ
で急冷される。冷却された金属酸化物粉末は排ガスとと
もに排出口11から排出され、バグフィルター等の捕集器
で回収される。
は、まず、揮発性金属ハロゲン化物をO2、空気などの酸
化性ガスとともにバーナー型反応器に供給し、高温下の
反応空間６で酸化し、金属酸化物の粉末を生成させる。
この金属酸化物粉末は排ガスとともに流動層ガス分散板
５を通して流動層熱交換器４内の流動層８に入り、ここ
で急冷される。冷却された金属酸化物粉末は排ガスとと
もに排出口11から排出され、バグフィルター等の捕集器
で回収される。
【００２０】バーナー型反応器は、この例では４重管の
バーナーを有しているが、これに限らず、従来から使用
されている各種のタイプのバーナーを使用することがで
きる。反応空間の温度は平均1050℃程度が好ましく、必
要に応じてバーナー１の側方部に設けられたヒーター９
でバーナー１に供給されるガスの予熱を行う。バーナー
から噴出するガスの平均流速は３〜30m/sec とするのが
好ましい。
バーナーを有しているが、これに限らず、従来から使用
されている各種のタイプのバーナーを使用することがで
きる。反応空間の温度は平均1050℃程度が好ましく、必
要に応じてバーナー１の側方部に設けられたヒーター９
でバーナー１に供給されるガスの予熱を行う。バーナー
から噴出するガスの平均流速は３〜30m/sec とするのが
好ましい。
【００２１】反応空間６では、バーナー１に供給される
金属ハロゲン化物(TiCl4、SiCl4 など) と、O2、空気、
水酸素（H2とO2または空気との混合ガス）などの酸化剤
とが反応し、金属酸化物の微粉末が生成する。不活性ガ
スは主に希釈ガスあるいはキャリアーガスとして導入さ
れるが、反応に関与するガスが希釈されると粉末どうし
の衝突回数が減り、粒成長が抑制される。
金属ハロゲン化物(TiCl4、SiCl4 など) と、O2、空気、
水酸素（H2とO2または空気との混合ガス）などの酸化剤
とが反応し、金属酸化物の微粉末が生成する。不活性ガ
スは主に希釈ガスあるいはキャリアーガスとして導入さ
れるが、反応に関与するガスが希釈されると粉末どうし
の衝突回数が減り、粒成長が抑制される。
【００２２】通常、金属ハロゲン化物の酸化反応の速度
は 800℃以上の高温では極めて大きく、反応ガスの混合
が迅速に行われたとすれば、0.01〜0.1 秒程度で平衡状
態となる。この状態での金属酸化物粒子の粒径は、反応
条件 (温度、ガス組成、圧力など) により多少異なる
が、0.001 〜0.03μm である。
は 800℃以上の高温では極めて大きく、反応ガスの混合
が迅速に行われたとすれば、0.01〜0.1 秒程度で平衡状
態となる。この状態での金属酸化物粒子の粒径は、反応
条件 (温度、ガス組成、圧力など) により多少異なる
が、0.001 〜0.03μm である。
【００２３】本発明が目的とする粒径0.01〜0.06μm 程
度の超微粒の酸化物粉末を製造するためには、この酸化
反応が終了した直後に酸化物粉末を含む排ガスを急冷し
て、粉末粒子どうしの衝突、合体を阻止することが必要
である。従って、反応空間６の大きさ（空間長さ) は、
使用する反応ガスの種類、圧力、温度などに応じて変え
る必要があり、予め調べておくことが望ましい。なお、
TiCl4を 800℃でO2や水蒸気(H2O）で酸化する場合、ガ
スの混合が十分に行われていれば、反応は 0.1秒程度の
短時間で終了するので、反応空間６の長さは、ガス流速
が５m/sec では50cm程度、 10m/secでは30cm程度でよ
い。
度の超微粒の酸化物粉末を製造するためには、この酸化
反応が終了した直後に酸化物粉末を含む排ガスを急冷し
て、粉末粒子どうしの衝突、合体を阻止することが必要
である。従って、反応空間６の大きさ（空間長さ) は、
使用する反応ガスの種類、圧力、温度などに応じて変え
る必要があり、予め調べておくことが望ましい。なお、
TiCl4を 800℃でO2や水蒸気(H2O）で酸化する場合、ガ
スの混合が十分に行われていれば、反応は 0.1秒程度の
短時間で終了するので、反応空間６の長さは、ガス流速
が５m/sec では50cm程度、 10m/secでは30cm程度でよ
い。
【００２４】流動層ガス分散板５としては、通常使用さ
れている多孔板が使用可能である。
れている多孔板が使用可能である。
【００２５】この場合、多孔板の表面温度が 400℃以上
になるとその部分に付着する粉末が焼結し、孔が閉塞す
る傾向があるので、低温であることが望ましく、 200〜
300 ℃に水冷された状態で用いるのが最適である。多孔
板の他に、ステンレス鋼製の網が使用できる。この場合
は、粉末が網に付着しても流動層の振動により容易に剥
離するので、長時間使用しても網目が閉塞することはな
い。
になるとその部分に付着する粉末が焼結し、孔が閉塞す
る傾向があるので、低温であることが望ましく、 200〜
300 ℃に水冷された状態で用いるのが最適である。多孔
板の他に、ステンレス鋼製の網が使用できる。この場合
は、粉末が網に付着しても流動層の振動により容易に剥
離するので、長時間使用しても網目が閉塞することはな
い。
【００２６】流動層熱交換器４内の流動層８は、流動層
８を形成する粒子をバーナー部からの排ガスと空気ジャ
ケット２から送り込まれる空気により流動状態に保持す
ることによって形成される。この流動層８を形成する粒
子としては、前記のようにアルミナ粒子、石英粒子、あ
るいは生成する金属酸化物粒子と同種の金属酸化物の粒
子などを使用することができ、その粒径は 0.8〜3.0mm
とするのが好ましい。
８を形成する粒子をバーナー部からの排ガスと空気ジャ
ケット２から送り込まれる空気により流動状態に保持す
ることによって形成される。この流動層８を形成する粒
子としては、前記のようにアルミナ粒子、石英粒子、あ
るいは生成する金属酸化物粒子と同種の金属酸化物の粒
子などを使用することができ、その粒径は 0.8〜3.0mm
とするのが好ましい。
【００２７】これよりも粒径の小さい粒子を用いると、
生成した金属酸化物粉末（粒径0.01〜0.03μm ）が凝集
しやすくなる。
生成した金属酸化物粉末（粒径0.01〜0.03μm ）が凝集
しやすくなる。
【００２８】流動層８は流動層熱交換器４の外周に設け
られた水冷ジャケット３により間接的に冷却される。流
動層８の温度のコントロールはこの流動層８の高さの増
減により行うことができ、層高を高くするほど流動層８
の温度を低温に保って生成する金属酸化物粉末の冷却効
果を増大させることができる。
られた水冷ジャケット３により間接的に冷却される。流
動層８の温度のコントロールはこの流動層８の高さの増
減により行うことができ、層高を高くするほど流動層８
の温度を低温に保って生成する金属酸化物粉末の冷却効
果を増大させることができる。
【００２９】流動層８の温度は、 400℃以下、好ましく
は 300〜400 ℃に調整する。流動層８は優れた伝熱特性
を有しており、流動層８内部における熱伝導率は 500kc
al/m・ｈ・℃以上あり、また、流動層壁面における熱伝
達率は300kcal/m2・ｈ・℃以上である。このため、流動
層ガス分散板５から流入した高温ガス (1050℃) は分散
板５の10cm上で流動層粒子と同じ温度(300〜400 ℃) に
なっており、酸化反応により生成した超微粒粉末は、衝
突、合体を繰り返して粗粒化するまえに急冷される。従
って、この方法により製造された粉末は粒径が0.01〜0.
07μm の超微粒の粉末となっている。
は 300〜400 ℃に調整する。流動層８は優れた伝熱特性
を有しており、流動層８内部における熱伝導率は 500kc
al/m・ｈ・℃以上あり、また、流動層壁面における熱伝
達率は300kcal/m2・ｈ・℃以上である。このため、流動
層ガス分散板５から流入した高温ガス (1050℃) は分散
板５の10cm上で流動層粒子と同じ温度(300〜400 ℃) に
なっており、酸化反応により生成した超微粒粉末は、衝
突、合体を繰り返して粗粒化するまえに急冷される。従
って、この方法により製造された粉末は粒径が0.01〜0.
07μm の超微粒の粉末となっている。
【００３０】上記のように、本発明方法で使用する装置
は (イ) 酸化物粉末を間接的に冷却する熱交換器を使用す
る (ロ) 熱交換速度が極めて大きい (ハ) 熱交換部でのトラブルがない という特徴を備えており、従来の冷却方式にみられるよ
うなエネルギー的な無駄がなく、超微粒の金属酸化物粉
末を低コストで製造することができる。
は (イ) 酸化物粉末を間接的に冷却する熱交換器を使用す
る (ロ) 熱交換速度が極めて大きい (ハ) 熱交換部でのトラブルがない という特徴を備えており、従来の冷却方式にみられるよ
うなエネルギー的な無駄がなく、超微粒の金属酸化物粉
末を低コストで製造することができる。
【００３１】
【実施例】図１に示した構成を有する装置を使用して T
iCl4を水酸素火炎により酸化し、TiO2の粉末を製造し
た。流動層熱交換器４は SUS304 製で内径 300mm、フリ
ーボード７はSUS304製で内径 500mmである。
iCl4を水酸素火炎により酸化し、TiO2の粉末を製造し
た。流動層熱交換器４は SUS304 製で内径 300mm、フリ
ーボード７はSUS304製で内径 500mmである。
【００３２】まず、多重管バーナーの中心内管（20mm
φ) のすぐ外側の環状部にノズルの閉塞を防止するため
のN2を流速 150Nl/minで流し、その外側の環状部に流速
60 Nl/minのH2と流速 30Nl/min のN2の混合ガスを流
し、最外周部には流速 300Nl/minの空気を流した。送通
した各ガスの温度はいずれも 400℃である。次いで、前
記の環状部に送通した水素に着火した後、30分間バーナ
ー温度が安定するのを待ち、中心内管に流速 5.6mole/h
r の TiCl4ガスと流速３mole/minのN2（希釈ガス）の混
合ガスを流して反応を開始した。同時に、反応空間６の
周壁多孔板10から空気を流速 300〜800 Nl/minで送通し
て、生成した酸化物粉末の壁面への付着を防止した。こ
の時、反応空間６の温度を熱電対で測定したところ、 9
00℃前後であった。流動層８の温度は分散板５から30cm
上の部分で 200℃前後であった。流動層８部における流
速は約120cm/sec で、激しいスラッギングに近い状態で
あった。
φ) のすぐ外側の環状部にノズルの閉塞を防止するため
のN2を流速 150Nl/minで流し、その外側の環状部に流速
60 Nl/minのH2と流速 30Nl/min のN2の混合ガスを流
し、最外周部には流速 300Nl/minの空気を流した。送通
した各ガスの温度はいずれも 400℃である。次いで、前
記の環状部に送通した水素に着火した後、30分間バーナ
ー温度が安定するのを待ち、中心内管に流速 5.6mole/h
r の TiCl4ガスと流速３mole/minのN2（希釈ガス）の混
合ガスを流して反応を開始した。同時に、反応空間６の
周壁多孔板10から空気を流速 300〜800 Nl/minで送通し
て、生成した酸化物粉末の壁面への付着を防止した。こ
の時、反応空間６の温度を熱電対で測定したところ、 9
00℃前後であった。流動層８の温度は分散板５から30cm
上の部分で 200℃前後であった。流動層８部における流
速は約120cm/sec で、激しいスラッギングに近い状態で
あった。
【００３３】この状態で 100時間の連続運転を行ったと
ころ、粉末回収バグフィルターで42kgのTiO2の粉末が得
られた。連続運転の間、TiO2粉末による分散板５の閉塞
トラブルはなかった。この運転で得られたTiO2粉末の比
表面積を測定したところ53m2/gで、この値から粒子の形
状を球として換算した粒径は0.03μm であった。
ころ、粉末回収バグフィルターで42kgのTiO2の粉末が得
られた。連続運転の間、TiO2粉末による分散板５の閉塞
トラブルはなかった。この運転で得られたTiO2粉末の比
表面積を測定したところ53m2/gで、この値から粒子の形
状を球として換算した粒径は0.03μm であった。
【００３４】
【比較例】実施例で使用した装置から流動層８と分散板
５を取り外して空筒とし、水冷ジャケット３に供給する
冷却水量は実施例の場合と同量にして、 TiCl4を水酸素
火炎により酸化し、TiO2の粉末を製造した。反応条件は
実施例と同じである。
５を取り外して空筒とし、水冷ジャケット３に供給する
冷却水量は実施例の場合と同量にして、 TiCl4を水酸素
火炎により酸化し、TiO2の粉末を製造した。反応条件は
実施例と同じである。
【００３５】運転中の空筒の温度は 600〜750 ℃であっ
た。この状態で50時間の連続運転を行ったところ、粉末
回収バグフィルターで約21kgのTiO2の粉末が得られた。
この運転で得られたTiO2粉末の比表面積を測定したとこ
ろ７m2/gで、粒子の形状を球として換算した粒径は 0.2
μm であり、粗粒化していた。
た。この状態で50時間の連続運転を行ったところ、粉末
回収バグフィルターで約21kgのTiO2の粉末が得られた。
この運転で得られたTiO2粉末の比表面積を測定したとこ
ろ７m2/gで、粒子の形状を球として換算した粒径は 0.2
μm であり、粗粒化していた。
【００３６】
【発明の効果】金属酸化物の微粉末を製造するに際し、
本発明方法を使用すれば、金属ハロゲン化物の酸化によ
り生成した微粒の金属酸化物を急冷するために多量の冷
却用ガスを流す必要がなく、従来よりも低コストで製造
することができる。
本発明方法を使用すれば、金属ハロゲン化物の酸化によ
り生成した微粒の金属酸化物を急冷するために多量の冷
却用ガスを流す必要がなく、従来よりも低コストで製造
することができる。
【図１】本発明方法を実施するための装置の一例の構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 揮発性金属ハロゲン化物をバーナー型反
応器を用いて高温の気相中で酸化し、生成する金属酸化
物の粉末を流動層を通過させて冷却することを特徴とす
る超微粒金属酸化物粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5155791A JPH05221615A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 超微粒金属酸化物粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5155791A JPH05221615A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 超微粒金属酸化物粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05221615A true JPH05221615A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=12890296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5155791A Pending JPH05221615A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 超微粒金属酸化物粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05221615A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001017857A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-01-23 | Oogawara Kakoki Kk | 噴霧熱分解装置 |
| WO2002086179A3 (en) * | 2001-04-24 | 2003-08-21 | Tekna Plasma Systems Inc | Plasma synthesis of titanium dioxide nanopowder and powder doping and surface modification process |
| US6994837B2 (en) | 2001-04-24 | 2006-02-07 | Tekna Plasma Systems, Inc. | Plasma synthesis of metal oxide nanopowder and apparatus therefor |
| JP2009196889A (ja) * | 2009-06-08 | 2009-09-03 | Fujikura Ltd | 酸化チタン粒子 |
| JP2009541199A (ja) * | 2006-06-29 | 2009-11-26 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフト | パイロジェニック金属酸化物の製造装置、製造方法及びパイロジェニック金属酸化物 |
| CN110461472A (zh) * | 2017-01-31 | 2019-11-15 | 科莱恩产品（德国）有限公司 | 由廉价金属氧化物合成MoVTeNb催化剂 |
| WO2022156229A1 (zh) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | 钟笔 | 一种用于控制超微粉粒子成型的控制器 |
-
1991
- 1991-03-15 JP JP5155791A patent/JPH05221615A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001017857A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-01-23 | Oogawara Kakoki Kk | 噴霧熱分解装置 |
| WO2002086179A3 (en) * | 2001-04-24 | 2003-08-21 | Tekna Plasma Systems Inc | Plasma synthesis of titanium dioxide nanopowder and powder doping and surface modification process |
| US6994837B2 (en) | 2001-04-24 | 2006-02-07 | Tekna Plasma Systems, Inc. | Plasma synthesis of metal oxide nanopowder and apparatus therefor |
| CN100439253C (zh) * | 2001-04-24 | 2008-12-03 | 泰克纳等离子系统公司 | 二氧化钛纳米粉体的等离子体合成以及粉体掺杂和表面改性方法 |
| US7501599B2 (en) | 2001-04-24 | 2009-03-10 | Tekna Plasma Systems, Inc. | Apparatus for plasma synthesis of metal oxide nanopowder |
| JP2009541199A (ja) * | 2006-06-29 | 2009-11-26 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフト | パイロジェニック金属酸化物の製造装置、製造方法及びパイロジェニック金属酸化物 |
| JP2009196889A (ja) * | 2009-06-08 | 2009-09-03 | Fujikura Ltd | 酸化チタン粒子 |
| CN110461472A (zh) * | 2017-01-31 | 2019-11-15 | 科莱恩产品（德国）有限公司 | 由廉价金属氧化物合成MoVTeNb催化剂 |
| WO2022156229A1 (zh) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | 钟笔 | 一种用于控制超微粉粒子成型的控制器 |
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