JPH0594912A

JPH0594912A - 複合フエライトの製造方法

Info

Publication number: JPH0594912A
Application number: JP4065143A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kametani; 博亀谷; Hideyuki Yoshikoshi; 英之吉越; Shingo Ikeda; 伸晤池田; Tomihiro Hara; 富啓原
Original assignee: AIROTSUKUSU N K K KK; KOKAN KOGYO KK; Kokan Mining Co Ltd
Current assignee: AIROTSUKUSU N K K KK; KOKAN KOGYO KK; Kokan Mining Co Ltd
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1992-03-23
Publication date: 1993-04-16

Abstract

(57)【要約】【構成】貯槽１に保持された２種以上の金属イオンを含
む水溶液を原料として、これら金属の酸化物からなる複
合フェライトを製造するにあたり、液ノズル２から水溶
液を流下または噴射させ、この水溶液の流れに高温のガ
ス３を噴出させて噴霧化すると共にその液滴の水分を瞬
時に蒸発せしめ、かつ前記高温ガスにより残存金属塩粒
子を熱分解させ、または残存金属塩粒子と前記高温ガス
と反応させ、生成した複合フェライト粒子を補集する。【効果】噴霧焙焼法において、蒸気圧の高い金属塩化物
等の金属塩を逸散させることなく、金属成分を同時に酸
化物化させて複合フェライトを得ることができる複合フ
ェライトの製造方法が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば磁性材料の
原料として用いられる複合フェライトの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
複合酸化物を合成する方法として、複数の酸化物粉末原
料を混合して高温で焼成し、複合酸化物を合成する乾式
法が一般的である。このプロセスは次の通りである。原料→混合→乾燥→仮焼→粉砕→製品

【０００３】この方法は(1) 粉体原料の均質な混合が困
難であること、(2) 粉砕に際し不純物の混入があるこ
と、(3) また酸化物粒子間の固相拡散で複合酸化物を合
成するため長時間を要することなどの欠点がある。

【０００４】従って、均質な複合酸化物を得ることは困
難であり、そのために充分な複合酸化物の特性が得られ
ず、また生産性が極めて悪いことが問題となっていた。
さらに、均質化のために、仮焼および粉砕、混合を繰返
すこともあるが、この場合には生産性が一層低下してし
まう。

【０００５】一方、均質な複合酸化物を得る方法とし
て、複合酸化物の構成金属の硝酸塩などを用いて水溶液
とし、これにアルカリを加え共沈析出する共沈法があ
る。このプロセスは次の通りである。原料→溶解→強アルカリ→沈殿析出→空気酸化→濾過→
乾燥→製品

【０００６】この方法による複合酸化物は構成成分が均
質になる長所を有するが、濾過、洗浄、乾燥などの繁雑
な工程が必要で、プロセスが複雑になり従って生産コス
トが極めて高価になる欠点がある。

【０００７】上記の乾式法と共沈法に対し、主にフェラ
イト用の複合酸化物すなわち複合フェライトの合成法と
して次の如き噴霧焙焼法がある。このプロセスは次の通
りである。原料→溶解→噴霧熱分解→解砕→製品

【０００８】この方法はフェライトを構成する金属成分
を塩化物混合溶液とし、これを、燃焼焔中で、噴霧焙焼
することにより、複合フェライトを合成するものである
（特公昭４７−１１５５０）。

【０００９】この方法の特徴は副生するＨＣｌを金属塩
化物の製造に再利用できるという点であり、このため生
産コストが安い利点がある。しかし、この方法を蒸気圧
の異なる金属塩化物溶液に適用すると蒸気圧の高い塩化
物が、噴霧中に揮散し、塩化物ガスとなって逸散するた
め、酸化物としての回収が困難となる欠点を有していた
（特開昭５５−１４４４２１）。

【００１０】従って、蒸気圧の高い金属塩化物を原料と
して、複合フェライトを製造する場合には、この金属塩
化物を酸化物あるいは炭酸塩に変えた後、上記乾式法に
て混合、焼成する必要があった。

【００１１】この発明は、かかる事情に鑑みてなされた
ものであって、噴霧焙焼法において、蒸気圧の高い金属
塩化物等の金属塩を逸散させることなく、金属成分を同
時に酸化物化させて複合フェライトを得ることができる
複合フェライトの製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用】この発明は、上
記課題を解決するために、２種以上の金属イオンを含む
水溶液を原料として、これら金属の酸化物からなる複合
フェライトを製造する方法において、前記水溶液を噴霧
化し、この水溶液に熱エネルギを供給してその液滴の水
分を瞬時に蒸発せしめ、かつ前記熱エネルギにより残存
金属塩粒子に熱分解又は化学反応を生じさせて複合フェ
ライト粒子を生成することを特徴とする複合フェライト
の製造方法を提供する。なお、この発明でいう複合フェ
ライトは、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、およびＮｉ−Ｚｎフ
ェライトなどの、複数の金属酸化物からなるフェライト
を意味する。

【００１３】従来“噴霧焙焼法”と呼ばれるものは、
(A) 燃焼ガス焔中に原料水溶液を噴出させる方法、ある
いは(B) 反応容器の上部より水溶液を噴射し、下部より
１２００℃の熱風を吹き込む方法であった。(A) におい
ては燃焼焔中にて燃料による還元反応を避けることはで
きず、従って、金属塩化物が酸化物に変わる酸化反応は
火焔外において緩慢に進行する。(B)においては液滴粒
子と周囲のガスの間の相対速度は極めて小さく、このた
め水分の蒸発が遅く、焙焼に必要な温度に至るまで長時
間を要する。いずれにおいても酸化反応に時間を要し、
この間、高い蒸気圧をもつ金属塩化物は気化して分離す
る。

【００１４】本発明は蒸気圧の異なる複数の金属イオン
を含む水溶液、例えば塩化物を含む水溶液を原料とし、
噴霧焙焼によって複合フェライトを製造する方法におい
て、従来回収が困難であった蒸気圧の高い金属塩化物を
逸散せしめることなく、金属成分を同時に酸化物化さ
せ、さらに生成した酸化物間に反応を進行させて、特定
の構成比及び結晶構造をもつ複合フェライトを得るもの
である。

【００１５】すなわち、本発明では、原料の水溶液を噴
霧化し、この水溶液に熱エネルギを供給して原料水溶液
の水分を瞬時に気化させ、この熱エネルギにより焙焼反
応を進行させる。これにより高蒸気圧塩化物等の逸散を
最少に抑えることができる。

【００１６】この発明の第１の態様においては、原料水
溶液の落下流もしくは噴射流に対し、焙焼反応に必要な
熱エネルギを有し、酸素ガスを含有した高温の加熱ガス
を噴射し、これにより前記原料水溶液を瞬時に霧化さ
せ、同時に水分を気化させ、さらに焙焼反応を進行させ
る。

【００１７】この態様の噴霧焙焼法は、上述したよう
に、(1) 高温ガスによる水分の蒸発と残存粒子の生成、
(2) 高速ガス流による水溶液の噴霧化、(3) 固体粒子の
焙焼反応および複合フェライトの生成の３要素からな
る。次にこれらの要素について詳述する。１．高圧ガスによる水分の蒸発と残存粒子の生成

【００１８】高温ガスによる水分の蒸発は単純化された
モデル、すなわち純水の蒸発を仮定して近似的に周知の
方法で計算することができる。すなわち、単位時間に供
給される純水について、(a) 室温より１００℃（沸点）
に至るまでの昇温に要する熱エネルギー、(b) １００℃
にて蒸発に要する熱エネルギー、および気化Ｈ₂Ｏにつ
いて、(c) １００℃よりガス温度まで昇温に要するエネ
ルギーを求め、これらの熱エネルギーの和が高温ガスの
温度低下による放出熱エネルギー、すなわち温度差、ガ
ス比熱および単位時間に供給されるガス量の積に等しい
とおくと、高温ガスの温度低下を求めることができる。
通常噴霧には多量のガス量を要するが、その際の温度低
下は、水溶液２〜３cc／min を１０００℃、５０Nl／mi
n の高温ガスで蒸発させた時、３０℃以内に抑えること
ができる。

【００１９】噴霧により生成した液滴は粒子径が小さい
にも拘らず、ガスと液滴との相対速度は極めて大きく、
このため水分の蒸発は極めて迅速に進行する。気化後の
残存粒子は極めて微小で、極めて短時間にガス温度に到
達する。２．高速ガス流による水溶液の噴霧化気体により液体を噴霧化するための噴霧条件の目安とし
て下記（１）式で表わされるウエーバー数（ｗｂ）が知
られている。但し、Ｄ_L；流体流出ノズルの直径（cm） μ；気体の流速（cm／sec ） ρ；気体と液体との密度差（ｇ／cm³ ） γ；気体と液体との間の表面張力（dyne／cm）

【００２０】通常ｗｂの値が、１０³ 〜１０⁴ のときに
良好な噴霧状態が得られる。高温ガスによる金属イオン
含有水溶液、例えば金属塩化物水溶液の良好な噴霧条件
は上述した（１）式を適用して求めることができる。す
なわち、まず金属塩化物水溶液の流量を設定し、上記高
温ガスによる水分の蒸発より高温ガス流量を求め、金属
塩化物水溶液の流量と高温ガスの流量との関係を求め
る。次いでウエーバー数（ｗｂ）を上述した良好な噴霧
状態が得られる値に設定し、高温ガスの流速（μ）およ
び金属塩化物水溶液流出ノズルの直径（Ｄ_L）を求め、
さらに、高温ガスを噴射するガスノズルの開口断面積を
定める。金属塩化物の濃厚水溶液の表面張力は不明であ
るので純水の１００℃における表面張力（５８．８４dy
ne／cm）をγ値として適用する。これら計算は周知の化
学工学的手法により容易に行なうことができ、これによ
って高温ガスによる金属塩化物水溶液の良好な噴霧条件
が得られる。従来、水溶液の噴霧化には、水溶液を加圧
し、細孔ノズルより噴出させて霧化する方法（１流体噴
霧）が一般的に用いられている。

【００２１】しかし、１流体噴霧では、液体ノズルより
噴出された水溶液が、周囲のガスより大きな速度を持
ち、このため、液滴速度の方がガス速度より大きい。こ
の大きな相対速度により溶液は分裂して噴霧化するがこ
の際、周囲のガスをまき込み、液滴粒子は急速に運動エ
ネルギーを失い、ガスの流れの速度と同じになる。

【００２２】このような定常状態において液滴がガスを
まき込むと、まず、液滴周囲のガスが水蒸気でほぼ飽和
し、次いで、この飽和ガス中を液滴が進むことになる。
この蒸発に要する熱はすべてガスから供給されるので、
液滴の温度はガス温度より低い。すなわち、従来の１流
体噴霧を用いた噴霧焙焼法の場合は、（液滴速度）＞
（ガス速度）であり、ある液滴粒子は常に先に行った粒
子により水蒸気で飽和されたガス中を進むことになるた
め、液滴の温度はガス温度よりも低くなってしまう。従
って、液滴の水分を蒸発させた後の残存粒子を極めて短
時間で高温にすることができないため、蒸気圧が高い金
属塩化物等から酸化物を回収するのは困難である。

【００２３】これに対し、この態様においては（ガス速
度）＞（液滴速度）になるようにして噴霧焙焼を行う。
このような条件下では液滴は常に高温、かつ水蒸気未飽
和のガスと接触するので、液滴の水分を瞬時に蒸発させ
ることができ、さらに水分気化後の残存粒子を極めて短
時間にガスの温度まで上昇させることができる。従っ
て、後述するように蒸気圧が高い金属塩化物等から酸化
物を回収することができる。このような条件に設定する
ためには、水溶液の噴霧化に際し、ガスにより噴霧化す
る方法（２流体噴霧）を用いることが好ましい。２流体
噴霧法においては、ガス速度の方が液滴の速度より大き
いので、上述の条件を常に満足することができる。すな
わち、１流体噴霧法と２流体噴霧法では、たとえ、液滴
の相対速度が同じであっても、水の蒸発、残存粒子の温
度上昇に著しい差を生ずる。

【００２４】従来、１流体噴霧の方が、加圧ポンプと液
体のノズルのみですむ実用上の便宜があるため、噴霧方
法として１流体噴霧法が多用されてきたが、上述のよう
な本願発明者らの検討結果により、２流体噴霧の方が優
れた効果を得ることができることが確認された。３．固
体粒子の焙焼反応および複合酸化物の生成

【００２５】金属塩粒子としての塩化物から酸化物およ
びＨＣｌが生成する焙焼反応は、Ｏ₂ガスの存在を必要
とする反応と必要としない反応がある。すなわちＦｅお
よびＺｎを例に挙げると、それぞれ、次の（２）および
（３）式で表される。ＺｎＣｌ²＋Ｈ²Ｏ＝ＺｎＯ＋２ＨＣｌ …（３）（２）式の反応は発熱反応であり通常５００〜８００℃
で行なわれる。

【００２６】他方（３）式の反応は吸熱反応であり、こ
の反応単独では５００〜８００℃、おいても反応速度は
遅い。このため（２），（３）の反応が緩慢に進行する
時は、高い蒸気圧をもつＺｎＣｌ²（沸点７３２℃）が
気化し、ＦｅとＺｎの分離が起こる。

【００２７】しかし、本発明に係る噴霧焙焼では、上述
のように（ガス速度）＞（液滴速度）になるようにして
噴霧焙焼を行うので、水分蒸発後の固体粒子は極めて短
時間のうちにガス温度まで昇温し、次の（４）式に示す
フェライト反応が起こる。

【００２８】この（４）式の反応は（２）および（３）
式をまとめ、さらに以下の（５）式に示すフェライトの
生成反応を加えたものであり、この合成反応は一般に発
熱である。Ｆｅ²Ｏ³＋ＺｎＯ＝ＺｎＦｅ²Ｏ⁴ …（５）従って、水分気化後の残存粒子を瞬間的に高温に昇温す
るとＺｎとＦｅが分離することなしに（４）式の反応が
進行する。上記の如く、複合酸化物の生成に大きく影響
する要因は、（ａ）出来るだけ短時間に（４）および
（５）式の反応温度に昇温すること、（ｂ）（４）式の
反応に必要な酸素分圧を保つこと、であり、さらに、
（ｃ）Ｈ²Ｏ分圧を高くすること、（ｄ）ＨＣｌ分圧を
低くすること、である。

【００２９】上記（ａ）のうちできるだけ短時間という
条件については前記の噴霧の条件を満足させて良好な噴
霧状態にすることにより達成することができる。反応温
度は複合酸化物の種類により異なるが、通常６００℃以
上（水分蒸発による温度低下を見込んだ温度）であり望
ましくは８００℃以上である。燃焼ガスを利用した場
合、反応温度の上限は工業的に１３００℃であり、従っ
て６００℃〜１３００℃、望ましくは８００℃〜１１０
０℃の範囲である。この反応温度を達成するためには、
高温ガスの温度を８００〜１４００℃にすることが望ま
しい。（ｂ）の酸素分圧は上で例示した（２）および
（３）式で異なるが、いずれにおいても供給するガスは
酸化性ガスであることが望ましく、加熱ガスとして燃焼
ガスを使用する場合には過剰酸素１％以上が望ましい。
特に高い酸素分圧を必要とする場合には加熱した空気ま
たは酸素を使用し得るが、通常、蒸発した水蒸気による
稀釈を考慮して適正な酸素分圧を設定することができ
る。このような酸素分圧を達成するためには、高温ガス
の酸素ガス含有量を１〜２１％（空気）にすることが望
ましい。（ｃ）および（ｄ）については、通常、蒸発し
た水分によって、Ｈ²Ｏ分圧を高め、またＨＣｌ分布を
低下させる。これらは通常の化学工学的な計算により求
めることができる。

【００３０】なお、原料としての金属イオンを含む水溶
液としては、上述の金属塩化物の他に、硫酸塩、硝酸
塩、または有機酸塩など、およそ８００〜１２００℃に
おいて熱分解により酸化物を生成し、または上述の反応
式（２），（３）のように、Ｈ²Ｏと反応して酸化物を
生成する金属塩類であれば、どのような水溶性塩でも用
いることができる。このような塩類の水溶液は通常強酸
性ないし中性であるが、この範囲に限定されることはな
い。すなわち、原料水溶液としてＺｎのような両性金属
の酸素酸、アルカリ金属塩、またはアルカリ土類金属塩
などを含んだ、アルカリ性のものを用いることもでき
る。次に、図１を用いて本発明の第１の態様の例を説明
する。貯槽１は原料混合溶液を保持するもので、ここか
ら溶液が液ノズル２に送られる。

【００３１】加熱ガス３はＯ²ガスを含む予熱された高
温ガスで、このガス３は、ガスノズル４から加熱炉５に
より加熱されて反応容器６内に噴出され、その際、液ノ
ズル２から落下または噴射された溶液を噴霧化し、瞬時
に水分の気化および焙焼反応を生じさせる。

【００３２】この高温ガスの噴出速度は前記ウエーバー
数により設定することができる。通常、このガス速度は
２０ｍ／秒以上が必要であり、望ましくは５０〜１００
ｍ／秒以上である。この噴出したガスは落下した原料溶
液を霧化しつつ、およそ７０°の立体角で下方に拡が
る。実施例の結果から見ると複合酸化物の生成反応を完
了させるのに必要な噴霧部７の長さはおよそ２０〜５０
cmであり、この距離を通過するのに要する時間はおよそ
１msecのオーダーであり、反応が瞬間的に進行すること
を示している。

【００３３】噴霧部７で生成した酸化物粒子はガスとと
もに冷却部８に導かれる。この冷却部は通常、熱交換器
９としての機能をもち、空気１０から予熱ガス１１を生
成して排熱を回収する。

【００３４】生成酸化物の粒子は次いで補集部１２に導
かれる。ここでサイクロン、バグフィルター、電気集塵
機など周知の粒子−ガス分離法によって回収される。こ
の際、反応式（２）および（３）で例示したように、排
ガス中にＨＣｌが含まれている場合には塩酸の凝結を防
ぐために、その露点以上の温度に補集部を保温する必要
がある。生成酸化物粒子を分離した排ガス１３はＨＣｌ
回収１４にてＨＣｌ（あるいはその他の生成ガス）を回
収したのち大気中に放出される。

【００３５】このように、第１の態様によれば、酸素を
含有する高温ガスで水溶液を噴霧化して、瞬時に水分の
気化および焙焼反応を行わせることにより複合フェライ
トの製造が可能となる。次に、第２の態様について説明
する。

【００３６】この態様は、従来の燃焼ガス焔中に原料水
溶液を噴出させる方法を前提とする。すなわち、燃焼ガ
ス焔中に原料水溶液を噴出させる方法を採用する場合で
も、燃焼ガス中に１％以上の酸素が含有されており、し
かも水分の気化および焙焼反応が瞬時に進む条件であれ
ば、第１の態様と同様に複合フェライトの製造が可能と
なる。

【００３７】この場合に、燃焼ガス中の酸素ガスを１％
以上にするためには、水分気化および焙焼反応が起こる
前に燃料ガスを過剰な空気で急速に燃焼させることが必
要となる。一方、溶液の水分気化および焙焼反応を瞬時
に進めるためには、溶液を噴霧ノズルなどで噴霧化して
溶液の微粒子を形成し、火焔中に高速で噴射することが
必要である。

【００３８】すなわち、溶液粒子の気化および焙焼反応
は粒子表面で生じるため、液量に対する粒子の表面積が
大きい程、焙焼反応が速やかに進行する。従って、溶液
を噴霧化して一定重量の溶液に対応する粒子数を多くす
ることにより、反応面積を著しく増大させることが可能
となり、水分の気化および焙焼反応を瞬時に行わせるこ
とができ、複合フェライトの製造が可能となる。

【００３９】この場合、燃焼ガスには気化および焙焼に
充分な熱エネルギを有していることが必要であり、その
ためには燃料ガスの燃焼効率が高いバーナーを用いるこ
とが望ましい。一例としてはトロイダルバーナーを用い
ることが有効である。

【００４０】次に、図２を用いてトロイダルバーナーを
用いた本発明の第２の態様の例を説明する。図２中参照
符号２１はバーナー本体としての円筒状をなすバーナー
タイルであり、このバーナータイル２１の内壁２６に
は、周方向に沿って複数の燃焼用空気吐出孔２２が一定
間隔をおいて設けられている。バーナータイル２１の内
端壁２４の中央には燃料ガスノズル２７が突設されてい
る。この燃料ガスノズル２７の周壁には周方向に沿って
一定間隔で燃料ガス吐出孔２３が形成されている。ノズ
ル２７の内側には、先端がノズル２７の先端から突出す
るように、溶液噴霧ノズル２８が設けられている。そし
て、燃焼用空気吐出孔２２と燃料ガス吐出孔２３とは、
以下の（ａ）および（ｂ）を満足するように形成されて
いる。（ａ）燃焼用空気吐出孔２２を、空気噴射方向がバーナ
ータイル内周に関する接線に対し６０°以下の角度を持
つように形成する。

【００４１】（ｂ）燃料ガス吐出孔２３を、その燃料ガ
ス噴射方向が燃料ガスノズル２７外周に関する接線に対
し非直角で、しかもこれらによる燃料ガス流が燃焼用空
気吐出孔２３からの空気流と逆向きの旋回流となるよう
に形成する。

【００４２】（ａ）および（ｂ）を満足することによ
り、燃料ガスと空気の旋回流により、狭い燃焼空間ない
で混合が極めて良好となり、燃焼効率が高くなり、さら
に過剰の空気を供給することにより、燃焼ガスにおいて
１％以上の酸素濃度を確保することが容易となると同時
に、狭い燃焼空間で燃焼するため流速の大きい状態を形
成することができる。

【００４３】このように構成されるバーナーを用いて本
発明を実施する場合には、図１の反応容器６と同様な容
器内に上記構成のバーナーを設置し、燃料ガスを空気で
燃焼させ、燃焼空間２５において酸素を含有する燃焼ガ
スを形成する。そして、溶液噴霧ノズル２８から溶液を
噴霧し、微細粒化した溶液を燃焼ガス中に供給する。こ
の高速燃焼ガスにより溶液の水分気化および焙焼反応を
瞬時に進行させることができる。このように、第２の態
様によれば、噴霧化した溶液を酸素を含む燃焼ガス中に
供給することにより複合フェライトの製造が可能とな
る。なお、複合フェライトの回収および廃熱回収につい
ては第１の態様と同様、図１に示す構成を適用すること
ができる。

【００４４】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。実施例１

【００４５】原料溶液としてＦｅ（II）７４．３ｇ／ｌ
およびＭｎ（II）２３．３ｇ／ｌの塩化物溶液（pH１．
１）１ｌを用いた。噴霧焙焼装置としては図１と同じ構
成のものを用い、加熱ガスには空気５０ｌ／min（標準
状態）を１０００℃に予熱した。ガスノズルは石英製の
ランス式で開口径１mmのランス４本からなり噴出ガスの
焦点が、ランス下２．５cmに位置するよう設計されてい
る。反応容器は内径１０cm、高さ１００cmの石英管で上
部（噴霧）２０cmと下部の温度をそれぞれ１０００℃お
よび１１００℃に保った。石英管の下端に高さ３０cmの
空冷管を設け、さらにその下に粒子沈降槽と濾布フィル
ターを配置し、その温度を１５０℃〜１２０℃に保っ
た。排ガスはＮａＯＨ溶液を用いた洗浄塔により洗浄
し、生成したＨＣｌ量を定量した。

【００４６】上記噴出ガスの焦点に向けて上記原料溶液
を２〜２ml／分の速度で流下させて噴霧化し、粒子沈降
槽と濾布フィルターにて生成粒子１２９．５ｇ補集し
た。この生成粒子の分析値はＦｅ，５０．６wt％，Ｍｎ
１４．３wt％で原料溶液中のＦｅ；Ｍｎ比、７８；２２
とほぼ一致した。この生成物をＸ線分析した結果ＭｎＦ
ｅ²Ｏ⁴であることが確認され、さらに磁性テストでは
全量が磁着することが判明した。生成物の粒度は平均粒
子径０．４μｍであった。また洗浄塔にて消費したＮａ
ＯＨ量よりＨＣｌ発生率は１００％であった。実施例２

【００４７】Ｆｅ（II），Ｍｎ（II）およびＺｎ（II）
をそれぞれ９９．０ｇ／ｌ，３２．０ｇ／ｌおよび１
６．２ｇ／ｌを含む塩化物溶液１ｌを用い、実施例１と
同じ方法で実施した。このときの生成物の組成はＦｅ，
４６．５wt％，Ｍｎ，１４．０wt％，Ｚｎ，７．４wt％
で、原料溶液中のＦｅ；Ｍｎ；Ｚｎ比６６．１；２２．
８；１１．０と比較してＺｎが僅かに低下した。この生
成物をＸ線分析した結果（Ｚｎ，Ｍｎ）Ｆｅ²Ｏ⁴であ
ることが確認され、さらに全量が磁性をもつことが判明
した。生成物の粒度は粒子径０．４〜０．５μｍであっ
た。実施例３

【００４８】ガス組成と生成物組成の関係を調べるため
Ｎ²とＯ²を混合し、加熱ガス中の酸素分圧を２％およ
び７％に変えた。そのほかは実施例２と同じ方法で実施
した。補集された複合酸化物の回収率および分析値を実
施例２とともに表−１にまとめた。

【００４９】

【表１】全体として酸化物回収率がやや低いのは生成粒子が超微
粉で濾布を通過したためである。

【００５０】生成物の組成は酸素分圧２％および７％の
とき、それぞれＦｅ４５．６wt％，Ｍｎ１４．５wt％，
Ｚｎ７．２wt％およびＦｅ４３．９wt％，Ｍｎ１４．３
wt％，Ｚｎ７．６wt％であった。この生成物をＸ線分析
した結果、酸素分圧２％でも（Ｚｎ，Ｍｎ）Ｆｅ²Ｏ⁴
が確認され、全量が磁性を持つことが判明した。実施例４

【００５１】噴霧部の温度と生成物の関係を調べるた
め、加熱ガスの温度を調節して噴霧部温度を６００，８
００，１０００および１２００℃に変えた。その他は、
実施例２と同じ方法で実施した。補集された複合酸化物
の回収率、分析値、Ｘ線解析、磁性を実施例２とともに
表２にまとめた。

【００５２】

【表２】この結果、噴霧部の温度としては８００℃以上、望まし
くは１０００〜１２００℃であることが判明した。実施例５

【００５３】実施例１と同じ方法で実施した際、加熱炉
発熱体の一部が切れる事故があり反応石英管の上部（噴
霧部、２０cm）は１０００℃で正常であったが、下部の
上端が、７５０℃、下端が６５０〜７００に低下した。
この状態で実験を継続したところ、実施例１とほぼ同じ
結果が得られた。このことは、噴霧部の距離が２０〜４
０cmで酸化物生成反応が、ほぼ終了していることを示し
ている。実施例６

【００５４】原料溶液としてＦｅ（II），Ｍｎ（II）お
よびＺｎ（II）をそれぞれ９９．０ｇ／ｌ，３２．０ｇ
／ｌおよび１６．２ｇ／ｌを含む塩化物溶液１ｌを用
い、燃焼ガスとしてコークス炉ガスを用いて図２に示す
トロイダルバーナーにより複合フェライトの製造を行っ
た。この際に焙焼温度を９０８〜１１０９℃、溶液噴霧
量を１６７〜１９０cc／min に設定した。この時の製造
条件および得られた複合酸化物の特性を表３に示す。

【００５５】

【表３】

【００５６】表３から明らかなように、塩化物の蒸気圧
が高く酸化物として回収しにくいＺｎの回収も良好であ
り、焙焼物の形態も（Ｚｎ，Ｍｎ）Ｆｅ²Ｏ⁴の複合フ
ェライト構造を示していることが確認された。

【００５７】

【発明の効果】この発明によれば、噴霧焙焼法におい
て、蒸気圧の高い金属塩化物等の金属塩を逸散させるこ
となく、金属成分を同時に酸化物化させて複合フェライ
トを得ることができる複合フェライトの製造方法が提供
される。本発明に係る複合フェライトの製造方法は、従
来の乾式法あるいは湿式法と比較して工業上次のような
大きな効果をもっている。まず、反応装置については

【００５８】（１）反応が瞬時に行われるため小形の装
置で大きな生産能力をもち、連続操業が可能である。さ
らにプロセスとして見ると噴霧反応装置および付帯設備
のみからなる一工程であり、また生成した排ガス中の有
価物の回収および廃酸の回収が可能である。

【００５９】（２）加熱ガスで噴霧する場合は、加熱ガ
スの組成、特に酸素分圧を自由に、また精密にコントロ
ールできる。そして、原料溶液中の塩の種類、組成など
の変化に幅広く対応できる。

【００６０】（３）一方、例えばトロイダルバーナーに
よる燃焼ガスに噴霧した溶液を供給して焙焼する場合に
も、過剰に空気を流すことにより酸素分圧を精密にコン
トロールでき、幅広い対応が可能となる。さらに生成し
た複合酸化物粒子については、

【００６１】（４）均質な水溶液の液滴をガス中に浮遊
したまま、気化、焙焼し、蒸気圧の差による金属の分離
が進行しないように瞬間的に全反応を終了させるので、
生成した酸化物粒子は極めて均質である。

【００６２】（５）酸化物粒子は霧化した液滴より生成
するので極めて微粒子であり、また、その粒度分布の幅
が狭い。この生成粒子の大きさは原料溶液中の金属濃度
および噴霧条件を変えることによって調節できる。通
常、金属濃度を下げ、また加熱ガス流量を増大（噴霧を
強化）することにより、生成粒子の大きさは減少する。

【００６３】（６）このように生成した酸化物粒子が微
粉であるので、乾式法に見られるような粉砕工程を必要
とせず、従って粉砕に伴う不純物の混入がない。このた
め製品品質を高純度に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の態様の実施に用いられる装置
を示す図。

【図２】この発明の第２の態様の実施に用いられるバー
ナーの一例を示す図。

【符号の説明】１；貯槽、２；液ノズル、３；高温ガス、４；ガスノズ
ル、５；加熱炉、６；反応容器、７；噴霧部、８；冷却
部、１２；補集部、２１；バーナータイル、２２；空気
吐出孔、２３；燃料ガス吐出孔、２７；燃料ガスノズ
ル、２８；溶液噴霧ノズル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池田伸晤神奈川県横浜市瀬谷区宮沢町950−２ (72)発明者原富啓神奈川県横浜市旭区東希望が丘71−18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２種以上の金属イオンを含む水溶液を原
料として、これら金属の酸化物からなる複合フェライト
を製造する方法において、前記水溶液を噴霧化し、この
水溶液に熱エネルギを供給してその液滴の水分を瞬時に
蒸発せしめ、かつ前記熱エネルギにより残存金属塩粒子
に熱分解又は化学反応を生じさせて複合フェライト粒子
を生成することを特徴とする複合フェライトの製造方
法。
【請求項２】前記水溶液の噴霧化及び水溶液に対する
熱エネルギの供給は、前記水溶液を流下又は噴射し、こ
の水溶液に酸素を含有する高温ガスを噴出することによ
り行われることを特徴とする請求項１に記載の複合フェ
ライトの製造方法。
【請求項３】前記液滴の流下または噴射速度よりも前
記高温ガスの速度を大きくしたことを特徴とする請求項
２に記載の複合フェライトの製造方法。
【請求項４】前記高温ガスは酸素ガスを１〜２１％含
み、その温度が８００〜１４００℃であることを特徴と
する請求項２又は３に記載の複合フェライトの製造方
法。
【請求項５】前記水溶液の噴霧は噴射ノズルから水溶
液を噴射することにより行われ、熱エネルギの供給は酸
素を含有した燃焼ガス中に前記水溶液を噴霧することに
よって行われることを特徴とする請求項１に記載の複合
フェライトの製造方法。
【請求項６】前記燃焼ガスはバーナーから発生される
ことを特徴とする請求項５に記載の複合フェライトの製
造方法。
【請求項７】前記バーナーとしてトロイダルバーナー
を使用することを特徴とする請求項６に記載の複合フェ
ライトの製造方法。
【請求項８】前記燃焼ガスは酸素ガスを１〜２１％含
み、その温度を８００〜１４００℃としたことを特徴と
する請求項６又は７に記載の複合フェライトの製造方
法。