JPH06345423A - 高純度炭酸バリウムの製造方法 - Google Patents

高純度炭酸バリウムの製造方法

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JPH06345423A
JPH06345423A JP15262393A JP15262393A JPH06345423A JP H06345423 A JPH06345423 A JP H06345423A JP 15262393 A JP15262393 A JP 15262393A JP 15262393 A JP15262393 A JP 15262393A JP H06345423 A JPH06345423 A JP H06345423A
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barium
carbonate
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barium carbonate
ammonium
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JP15262393A
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Junya Fukazawa
純也 深沢
Mitsuharu Mori
充玄 森
Masaki Takahashi
政樹 高橋
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Original Assignee
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18Carbonates
    • C01F11/186Strontium or barium carbonate
    • C01F11/188Barium carbonate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高解像光学ガラス用として好適な、Fe含有
量の少ない高純度炭酸バリウムの簡易かつ工業的な製造
方法を提供する。 【構成】 炭酸アンモニウム溶液と塩化バリウムとを反
応させて炭酸バリウムを製造するに際して、原料の塩化
バリウムに酸化剤を添加し、更に精密濾過をした後、次
いで該溶液と炭酸アンモニウム溶液とを反応させると、
炭酸バリウム中のFe含有量を40ppb以下に減少さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学ガラス用原料とし
て有用なFe不純物の少ない炭酸バリウムの製造方法に
関する。
【0002】
【従来技術】ガラス工業の分野では、従来から各種のバ
リウム化合物が使用されている。例えば炭酸バリウム
は、カメラ、ビデオカメラ等を対象とする光学ガラスの
原料として有用されている。この他、炭酸バリウムはフ
ァイバー用、電子回路焼き付け用のi線ステッパー(逐
次移動式縮小投影露光装置)用レンズなどの高解像度が
必要な用途に用いられており、この場合には特に高純度
性が要求される。
【0003】ファイバ−用の場合には、可視光(450 〜
650nm )の透過率の高い(>99.8%)ことが条件であ
り、またステッパー用レンズの場合はi線(365nm )の
透過率が高いことが条件であり、g線(436nm )で既に
達成されている99.8%の透過率が目標値となっている。
いずれの場合も用いる炭酸バリウム中に存在するppbオ
ーダーの有色7 元素(Fe,Cr,Co,Ni,Cu,Mn,Ti)あるいは
異物が悪影響を及ぼすため、これらの不純物を極限まで
除去した原料が必要となる。特に、高解像ガラスに使用
する場合は、Feを指標として最低100ppb以下の純度とす
ることが必要である。
【0004】従来、炭酸バリウムの精製方法としては、
塩化バリウムの水溶液と炭酸水素アンモニウム水溶液と
の反応において、塩化バリウムに対して過剰の炭酸水素
アンモニウムを反応させて高純度炭酸バリウムを製造さ
せる方法がある(特開昭55−20229号公報)。し
かし、この方法ではアルカリと硫黄を含まないことを目
的としているだけで、Feの精製工程は含まれていな
い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の炭酸
バリウムの精製方法では、高解像ガラスに有害なFeを極
限まで除去することができない。本発明らは、かかる実
情に鑑み、特にFe不純物の含有量をppb レベルまで除
去し得る炭酸バリウムの製造方法について鋭意研究を重
ねたところ、原料の塩化バリウムの溶液に酸化剤を添加
し、更に精密濾過を行いFeを除去した後、次いで炭酸
アンモニウム溶液とを反応させて得られる炭酸バリウム
が極めてFeが少ないことを見い出した。
【0006】本発明は前記の知見に基づいて開発された
もので、その目的は、高解像光学ガラス用として好適な
Fe含有量の少ない高純度炭酸バリウムの簡易かつ工業
的な製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明による高純度炭酸バリウムの製造方法は、炭酸
アンモニウム溶液と塩化バリウム溶液とを反応させて炭
酸バリウムを製造するに際して、原料の塩化バリウムの
溶液に酸化剤を添加し、更に精密濾過をした後、次いで
該溶液と炭酸アンモニウム溶液とを反応させて炭酸バリ
ウムを得ることを構成上の特徴とする。
【0008】本発明において原料となる炭酸アンモニウ
ムは、(1) 炭酸水素アンモニウム水溶液にアンモア水を
添加する方法、(2) アンモニア水に炭酸ガスを吹き込む
方法、等によって調製されたものが使用される。Feを
含まない高純度品を使用するには(2) の高純度のアンモ
ニア水に炭酸ガスを吹き込んで炭酸アンモニウム溶液を
調製する方法が好ましい。
【0009】他のもう1つの原料である塩化バリウム
は、工業的に入手できるものであればいずれのものでよ
いが、通常硫化バリウム水溶液と塩酸とを反応させて得
られるものでよい。
【0010】本願発明の特徴の1つは、原料の塩化バリ
ウムの水溶液中に酸化剤を添加することにある。酸化剤
としては、過酸化水素、過酸化ソーダ、過炭酸ソーダ等
の過酸化物、硫酸銅等の金属塩、過マンガン酸カリウ
ム、過マンガン酸ナトリウム等の過マンガン酸アルカ
リ、三酸化クロム、重クロム酸ソーダ等の可溶性6価ク
ロム化合物、ペルオクソ二硫酸、ペルオクソ二硫酸アン
モニウム等のペルオクソ酸及びその塩、酸化銀等の酸化
物等が挙げられるが、過酸化水素等の過酸化物が好まし
い。酸化剤の添加量は、その種類や塩化バリウムの物性
によって異なるが塩化バリウムに対して3.8×10-4
%以上、好ましくは1.9×10-5%でよい。酸化剤添
加後、室温で0.5〜10時間、好ましくは1〜5時間
攪拌するが、一般に攪拌時間を長くすることによってF
e除去率が高くなる傾向になる。
【0011】次いで、上記の酸化剤が添加された塩化バ
リウム水溶液を精密濾過する。この濾過に用いるフィル
タ−は、表面濾過作用を有するスクリ−ンフィルタ−、
内部濾過作用を有するデプスフィルタ−などが挙げられ
るが、表面濾過作用を有するスクリ−ンフィルタ−の方
が効率良く鉄を除去することができ、その形式はカ−ト
リッジ式が好ましい。
【0012】Feの除去率は、原料である塩化バリウム溶
液中の不純物量にも影響されるが、用いるフィルターの
孔径に影響される度合が極めて高い。例えば孔径が0.5
μmのスクリーンフィルタ−を用いた場合には、最終的
な炭酸バリウム中の鉄の含有量は40ppb 以下にするこ
とができるが、孔径が1.2 μmのスクリ−ンフィルタ−
を用いた場合は、鉄が100ppb 程度までの除去率が限
界となり、40ppb 以下にすることはできない。
【0013】しかし、あまり孔径の微細なフィルタ−を
使用すると、濾過速度が極端に遅くなって工業的手段と
しては好ましくない。従って以上の点を考慮すると、使
用するスクリーンフィルターの孔径は0.4〜0.8μ
mの範囲が最適である。この濾過操作は、塩化バリウム
水溶液を減圧または加圧下でおこなうこともできるが、
とくに限定されるものではない。
【0014】次いで、精密濾過後のろ液と炭酸アンモニ
ウム溶液とを反応させて炭酸バリウムを析出させる。反
応は、炭酸アンモニウム水溶液に塩化バリウム水溶液を
添加してもよいし、両液を同時添加によってもよい。塩
化バリウムに対する炭酸アンモニウムの使用量は当量で
よい。なお、反応は常温で速やかに定量的に進むが、熟
成を考慮して反応時間は0.5〜10時間、好1〜5時
間でよい。析出した炭酸バリウムは常法により濾過洗浄
後、乾燥して製品とする。
【0015】
【作用】本発明による高純度炭酸バリウムの製造方法
は、原料となる粗製塩化バリウムの水溶液に酸化剤を添
加した後に精密濾過をおこない、次いで炭酸アンモニウ
ムの水溶液と反応させることからなる簡単な単位操作を
施すプロセスからなる。すなわち、炭酸アンモニウム水
溶液に比べて高純度にすることが従来より困難な塩化バ
リウム水溶液を酸化処理および精密濾過をすることによ
り、Fe不純物を含まない原料にすることにより高純度炭
酸バリウムを得ることができる。この塩化バリウム中の
Feの除去効果は、精密濾過に用いられるフィルターの孔
径により影響を受けることからその理由については明確
に解明するに至ってはいないが、塩化バリウム溶液中の
Fe不純物が酸化剤によって三価のFe化合物に酸化される
ことによってコロイド状で存在することになり、また攪
拌下に熟成して粒成長させ、これが濾過による除去効果
を効果的に高めるものと推測される。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。 実施例1〜4 Fe856ppb,Cr,Ni,Co,Cu,Mnがそれぞれ20ppb 以下の塩化
バリウム、酸化剤として過酸化水素を所定量の水と共に
ガラスライニングされた容器に入れ常温で4時間攪拌を
おこなった。その水溶液を孔径0.5 μmのスクリーンフ
ィルタ−装置にポンプで送液して、連続的に加圧濾過を
行った。さらに、Fe50ppb 、 Cr、Ni、Co、Cu、Mnがそれぞれ
20ppb 以下の炭酸水素アンモニウム水溶液を所定量の水
と共にガラスライニングされた容器に入れ、さらにFe 3
ppb、Cr、Ni、Co、Cu、Mnがそれぞれ3ppb以下のアンモニア水
を添加して炭酸アンモニウム水溶液を調製した。次い
で、上記精密濾過した塩化バリウム水溶液を添加した
後、2時間反応をおこなった。反応終了後、得られた結
晶を常法により濾過洗浄後、乾燥をおこなって高純度炭
酸バリウムを得た。なお、本例による工程操作は全てク
ラス100のクリーンルーム内でおこなった。
【0017】上記の操作により条件を変動させて製造さ
せた高純度炭酸バリウムにつきFe含有量を測定し、そ
の結果を操作条件と対比させて表1に示した。なお、炭
酸バリウム中のFeの定量は黒鉛炉原子吸光分析法によ
りおこなった。
【0018】実施例5〜8 工程操作をクリーンルーム外の通常実験室でおこなった
ほかは実施例1と同様にして、高純度炭酸バリウムを製
造した。得られた炭酸バリウム中のFe含有量を測定
し、その結果を操作条件と対比させて表1に併載した。
【0019】
【表1】
【0020】実施例9〜10 実施例1の炭酸水素酸アンモニウムを炭酸水素アンモニ
ウムとアンモニア水から炭酸ガスとアンモニア水で調製
した他は、表2の操作条件により製造実験を行った。そ
の結果を表2に示す。
【0021】
【表2】
【0022】実施例11 実施例1の炭酸水素酸アンモニウムを炭酸水素アンモニ
ウムとアンモニア水から炭酸ガスとアンモニア水で調製
した他は、表3の操作条件でパイロットプラントにより
製造実験を行った。その結果を表3に示す。
【0023】
【表3】
【0024】比較例1 実施例1で使用した原料を用い、原料の1つである塩化
バリウムを精密濾過をおこなわなかった他は実施例1と
同じ操作条件により炭酸バリウムを得た。得られた炭酸
バリウム中のFe含有量は、1080ppmであった。
【0025】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
従来完全に除去しきれなかった炭酸バリウム中の鉄を収
率よくしかも効果的に除去し、光学用ガラス用原料とし
て有用な高純度バリウムを得ることができる。しかもそ
の方法は、塩化バリウム水溶液をフィルタ−で濾過し、
次いで炭酸バリウム水溶液と反応させるという簡易な方
法であり、通常の実験室で行ってもクリ−ンル内で行っ
たのと同様の結果を得ることができ、産業上、極めて有
利である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭酸アンモニウム溶液と塩化バリウム溶液
    とを反応させて炭酸ババリウムを製造するに際して、原
    料の塩化バリウムの溶液に酸化剤を添加し、更に精密濾
    過をした後、次いで該溶液と炭酸アンモニウム溶液とを
    反応させて炭酸バリウムを得ることを特徴とする高純度
    炭酸バリウムの製造方法。
  2. 【請求項2】精密濾過を、孔径0.4〜0.8μmのス
    クリーンフィルターを用いておこなう請求項1記載の高
    純度炭酸バリウムの製造方法。
JP15262393A 1993-06-01 1993-06-01 高純度炭酸バリウムの製造方法 Pending JPH06345423A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102923750A (zh) * 2012-11-26 2013-02-13 贵州红星发展股份有限公司 一种复分解法高纯碳酸钡及其制备方法
JP2013212971A (ja) * 2012-03-30 2013-10-17 Guizhou Redstar Developing Co Ltd 低ストロンチウム高純度塩化バリウム及びその製造方法
CN103754916A (zh) * 2013-12-13 2014-04-30 绵阳市远达新材料有限公司 一种利用乳液法制备碳酸钡的方法

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