JPH0640711A - Production of carbon containing composition - Google Patents

Production of carbon containing composition

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JPH0640711A
JPH0640711A JP4193897A JP19389792A JPH0640711A JP H0640711 A JPH0640711 A JP H0640711A JP 4193897 A JP4193897 A JP 4193897A JP 19389792 A JP19389792 A JP 19389792A JP H0640711 A JPH0640711 A JP H0640711A
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JP
Japan
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carbon
raw material
decomposable
compound
containing composition
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JP4193897A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Miyashita
英晃 宮下
Takeshi Yasutake
剛 安武
Sadaichi Kohara
定一 菰原
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/90—Carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
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  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To stabilize specific surface area by introducing a decomposable metallic compound and a decomposable carbon compound into a steam containing hot gas by the use of a water cooling nozzle to produce a mixed aerosol dispersoid. CONSTITUTION:The steam containing hot gas generated by feeding air from a duct 1 and H2 from a combustion burner 2 and burning them is fed to a combustion chamber A. The decomposable metallic compound such as HSiCl3 and the decomposable carbon compound such as toluene are mixed in a prescribed weight ratio and are injected into the hot gas from a raw material injecting pipe 3 arranged with the water cooling nozzle 9 in the outer circumference. A metal oxide from the decomposable metallic compound and a carbon single body from the decomposable carbon compound are produced by allowing to react with the gaseous mixture at 600-2000 deg.C in an adjacent reaction chamber B to form a mixed aerosol state of a mixed body of gas with solid obtained as an extremely fine particle. The sol is introduced to the outside of the line from a duct 6 and the dispersoid in the sol is collected by a bag-filter or the like to obtain the carbon containing composition containing the metal oxide and the carbon single body.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は焼結用炭化物粉体を製造
するに適した、微細で、均一に混合された、分解性金属
酸化物と単体炭素を含む含炭素組成物の製造方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a fine and uniformly mixed carbon-containing composition containing decomposable metal oxide and elementary carbon, which is suitable for producing a carbide powder for sintering. .

【０００２】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】焼結用
原料として有用な炭化物粉末の製造方法としては、従
来、 金属酸化物の炭素による還元炭化 金属の直接炭化 分解性金属化合物と炭化水素との気相反応 等が知られている。2. Description of the Related Art A method for producing a carbide powder useful as a raw material for sintering has hitherto been a method of directly decomposing a reduced carbon metal with carbon of a metal oxide and a hydrocarbon. The gas phase reaction of is known.

【０００３】得られた炭化物粉末は通常成形され、焼結
体にされる。焼結体を製造する際に原料粉体の粒子が微
細であり、かつ粒径分布がシャープで高純度である程、
焼結体の密度が高くなり易く（以下、この性質を易焼結
性という）かつ焼結体強度が高くなる。The obtained carbide powder is usually formed into a sintered body. The finer the particles of the raw material powder when producing a sintered body, and the sharper the particle size distribution and the higher the purity,
The density of the sintered body is likely to be high (hereinafter, this property is referred to as easy sinterability) and the strength of the sintered body is high.

【０００４】このような好ましい炭化物粉末を製造する
ためにはその原料である金属酸化物と炭素との混合物の
混合状態を制御することが必要である。従来、金属酸化
物と炭素との混合方法としては、微細な金属酸化物と炭
素粉末とをニーダーやミキサー等を用いて機械的に混合
することが一般的に行われている。しかしながら、該方
法ではこれらの粉末を機械的に混合するため、粉塵の発
生が激しく、作業環境を悪化させることや、ニーダーや
ミキサー等の機械的摩耗に基づく不純物が混入し易いと
いう問題点がある。In order to produce such a preferable carbide powder, it is necessary to control the mixed state of the mixture of the metal oxide and carbon as the raw materials. Conventionally, as a method of mixing a metal oxide and carbon, generally, a fine metal oxide and carbon powder are mechanically mixed using a kneader or a mixer. However, in the method, since these powders are mechanically mixed, there is a problem that dust is generated violently, the working environment is deteriorated, and impurities due to mechanical abrasion of a kneader or a mixer are easily mixed. .

【０００５】更には、金属酸化物と炭素とは密度差があ
り、機械的混合では微細は達成されても均一な混合を得
ることはかなり難しいという本質的な問題がある。Further, there is an essential problem that there is a difference in density between the metal oxide and carbon, and it is quite difficult to obtain a uniform mixture even if fineness is achieved by mechanical mixing.

【０００６】これらの問題を解決するために、本発明者
らは特開昭５９−４９８２８号公報で、分解性金属化合
物と炭素化合物を水蒸気を含む熱ガス中に導入して、こ
れらを分解し、気相中で目的の金属酸化物と炭素の混合
物を製造する方法を提案した。該方法によれば、微細な
金属酸化物と炭素が均一に混合された混合物を得ること
が出来た。該混合物を用いることにより、微細、かつ粒
径分布のシャープな炭化物粉末が製造できる。In order to solve these problems, the inventors of the present invention, in JP-A-59-49828, introduced a decomposable metal compound and a carbon compound into a hot gas containing steam to decompose them. , Proposed a method for producing a desired mixture of metal oxide and carbon in the gas phase. According to this method, it was possible to obtain a mixture in which fine metal oxide and carbon were uniformly mixed. By using the mixture, a fine carbide powder having a sharp particle size distribution can be produced.

【０００７】図３は特開昭５９−４９８２８号公報にお
いて提案した含炭素組成物の製造に用いた炉の一例であ
る。しかしながら、特開昭５９−４９８２８号公報にお
いて提案した方法を実施するために我々が上記公報で開
示した装置は、その後の我々の詳細な検討により長時間
安定な反応を維持するには次のような難点があることが
わかった。即ち、原料（分解性金属化合物及び炭素化合
物を言う。以下同じ）注入管が熱ガス中で加熱されるの
で、分解性金属化合物や炭素化合物が注入管内で過熱に
より異常な熱分解や重合反応を起こし、固形物を生成す
る。該固形物が注入管内壁や注入管先端に設置された噴
霧ノズルに付着、成長し、次第に原料の噴霧状態が変わ
り、ついには原料の一部が金属酸化物及び単体炭素のエ
ーロゾルにはならず、反応装置の炉壁に当たり塊状のス
ケールとなって反応装置の炉壁に付着蓄積する。このよ
うな状態になると金属酸化物及び単体炭素の比表面積や
この両者の割合が変動してしまうという問題を惹起する
ことを見出した。本発明者らはこの様な問題を解決する
ため、特公平３−１３１６４号公報において微細でかつ
均一に混合された含炭素組成物を連続的、かつ安定に製
造することができる装置を開示した。FIG. 3 shows an example of the furnace used in the production of the carbon-containing composition proposed in JP-A-59-49828. However, in order to carry out the method proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-49828, the apparatus disclosed by the above-mentioned publication in order to maintain a stable reaction for a long time is as follows in order to maintain a stable reaction for a long time according to our detailed examination. It turns out that there are some difficulties. That is, since the raw material (referred to as decomposable metal compound and carbon compound; hereinafter the same) injection pipe is heated in hot gas, the decomposable metal compound or carbon compound causes abnormal thermal decomposition or polymerization reaction due to overheating in the injection pipe. Raises to produce a solid. The solid substance adheres to and grows on the spray nozzle installed on the inner wall of the injection pipe or the tip of the injection pipe, and the spray state of the raw material gradually changes, and finally, part of the raw material does not become an aerosol of metal oxide and simple carbon. As a result, it becomes a lumpy scale on the reactor wall of the reactor and adheres and accumulates on the reactor wall of the reactor. It has been found that such a state causes a problem that the specific surface area of the metal oxide and the simple substance carbon and the ratio of both of them change. In order to solve such a problem, the inventors of the present invention have disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-13164 a device capable of continuously and stably producing a fine and uniformly mixed carbon-containing composition. .

【０００８】図４は特公平３−１３１６４号公報におい
て開示した炉の一例である。該装置を用いることによ
り、原料である分解性金属化合物及び炭素化合物の一部
が反応装置の炉壁に当たり塊状のスケールとなって反応
装置の炉壁に付着蓄積することはなくなり、微細でかつ
均一に混合された含炭素組成物を連続的、かつ安定に製
造することができた。FIG. 4 shows an example of the furnace disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-13164. By using this device, a part of the decomposable metal compounds and carbon compounds as raw materials hits the reactor wall of the reactor to form a lump-like scale and is prevented from accumulating and accumulating on the reactor wall of the reactor. It was possible to continuously and stably produce the carbon-containing composition mixed with.

【０００９】しかしながら、さらに数百時間にも及ぶ長
期連続運転を試みた結果、得られた含炭素組成物中の金
属酸化物及び単体炭素の割合は安定しているものの、比
表面積が時間と共に変動し、高くなるという新たな問題
が明かとなった。本含炭素組成物は、これを焼成してフ
ァインセラミックスとすべきものであるから、比表面積
値が変動することは、得られるセラミックスの特性上特
に致命的となりうるものであり、絶対に防止しなければ
ならない。However, as a result of attempting a long-term continuous operation for several hundred hours, the ratio of metal oxide and simple carbon in the obtained carbon-containing composition is stable, but the specific surface area varies with time. However, a new problem of becoming higher was revealed. Since the present carbon-containing composition should be fired into fine ceramics, the fluctuation of the specific surface area may be particularly fatal in the characteristics of the obtained ceramics and must be prevented absolutely. I have to.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らはこの新たな
問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、長期連続運転
後の原料噴霧ノズルは、必ず噴霧パターンの一部に欠落
が生じていることに着目し、これは、分解性金属化合物
や炭素化合物の、異常な熱分解や重合反応により生成し
た固形物の、注入管先端に設置された噴霧ノズルへの付
着が依然発生しているためと推察し本発明に至ったもの
である。As a result of intensive studies to solve this new problem, the inventors of the present invention have found that the raw material spray nozzle after a long-term continuous operation always has a missing part of the spray pattern. This is because solid substances produced by abnormal thermal decomposition or polymerization of decomposable metal compounds and carbon compounds adhere to the spray nozzle installed at the tip of the injection pipe. It is assumed that this is the reason why the present invention has been achieved.

【００１１】即ち、本発明は水蒸気を含む熱ガス中に、
分解性金属化合物及び炭素化合物を導入して、金属酸化
物と単体炭素を含む混合エーロゾル分散質を製造するに
あたり、該熱ガス中への分解性金属化合物及び炭素化合
物の導入に水冷ノズルを用いることを特徴とする該分散
質の含炭素組成物の製造方法に関する。That is, according to the present invention, in a hot gas containing water vapor,
In introducing a decomposable metal compound and a carbon compound to produce a mixed aerosol dispersoid containing a metal oxide and elemental carbon, use a water-cooled nozzle to introduce the decomposable metal compound and a carbon compound into the hot gas. And a method for producing a carbon-containing composition of the dispersoid.

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
含炭素組成物とは、水蒸気含有熱ガス中に、分解性金属
化合物及び炭素化合物を導入し・分解して、金属酸化物
及び単体炭素の各々のエーロゾルを含む混合エーロゾル
分散質を生成させて、この混合エーロゾル分散質を捕集
して得たことにより特徴づけられる。The present invention will be described in detail below. With the carbon-containing composition of the present invention, a decomposable metal compound and a carbon compound are introduced and decomposed in a steam-containing hot gas to produce a mixed aerosol dispersoid containing aerosols of a metal oxide and elemental carbon. And is obtained by collecting the mixed aerosol dispersoid.

【００１３】本発明で云う混合エーロゾルとは、気体中
に金属酸化物及び単体炭素が微細な固形物の分散質とし
て混在するものを意味する。本発明では、まず単体炭素
のエーロゾルは、分解性炭素化合物を熱ガス中に導入し
・分解して容易に得ることができる。他方、金属酸化物
のエーロゾルは、例えば四塩化珪素の如き化合物を水蒸
気を含む熱ガス中に導入すると、熱分解、酸化あるいは
加水分解等を伴う分解を起こし容易に得ることができ
る。本発明で使用しうる分解性金属化合物は、常温常圧
ですでにまたは昇温により容易に気相もしくは液相状態
となるものが好適に使用される。The mixed aerosol referred to in the present invention means a substance in which a metal oxide and elementary carbon are mixed as a dispersoid of a fine solid in a gas. In the present invention, an aerosol of simple carbon can be easily obtained by introducing and decomposing a decomposable carbon compound into hot gas. On the other hand, an aerosol of a metal oxide can be easily obtained by introducing a compound such as silicon tetrachloride into a hot gas containing water vapor and causing decomposition accompanied by thermal decomposition, oxidation or hydrolysis. As the decomposable metal compound that can be used in the present invention, those which can easily be brought into a gas phase or a liquid phase state at room temperature and atmospheric pressure or by heating are preferably used.

【００１４】具体的例を挙げれば、Ｃ5 Ｈ11Ｌｉ、Ｃ5
Ｈ5 Ｌｉ、ＮａＨ、Ｃ5 Ｈ5 Ｎａ、Ｃ6 Ｈ5 Ｃ2 Ｒｂ、
Ｃ2 Ｈ5 Ｃｓ、（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｂｅ、Ｃ2 Ｈ5 ＭｇＣ、
Ｍｇ（ＯＣＨ3 ）2 、（Ｃ5 Ｈ5 ）2 Ｃａ、Ｓｃ（ＣＨ
3 ）3 、Ｙ（Ｃ5 Ｈ5 ）3 、Ｌａ（ＣＨ3 ）3 、ＴｉＣ
3 ＣＨ3 、ＴｉＦ4 、ＴｉＩ4 、Ｔｉ（ＯＣ
3 Ｈ7 ） 4 、ＺｒＩ4 、Ｚｒ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 、ＨｆＣ
4 、ＨｆＣ2 （Ｃ５Ｈ５）2 、ＶＦ5 、Ｖ（Ｃ5 Ｈ5 ）
2 、ＮｂＦ5 、ＮｂＣ5 、Ｎｂ（Ｃ3 Ｈ5 ）４、ＴａＦ
5、ＴａＢｒ4 、ＴａＨ3 （Ｃ5 Ｈ5 ）2 、ＣｒＣ4 、
Ｃｒ（ＣＨ3 ）4 、ＭｏＦ 5 、ＭｏＣ5 、ＭｏＣ2 （Ｃ
5 Ｈ5 ）2 、ＷＦ6 、ＷＣ5 、Ｗ（ＣＨ3 ）6 、ＷＣ2
（Ｃ5 Ｈ5 ）2 、Ｍｎ（Ｃ5 Ｈ5 ）2 、ＲｅＨ（Ｃ5 Ｈ
5 ）2 、Ｒｕ（Ｃ5Ｈ5 ）2 、Ｃｏ（Ｃｏ）2 Ｃ
2 Ｈ5 、Ｒｈ（Ｃ5 Ｈ5 ）（Ｃ5 Ｈ6 ）、Ｎｉ（Ｃ 3 Ｈ
5 ）2 、Ｐｂ（Ｃ3 Ｈ5 ）2 、Ｚｎ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 、Ｃ
ｄ（Ｃ2 Ｈ3 ）2 、Ｈｇ（ＣＨ3 ）2 、ＢＣ3 、Ｂ（Ｏ
ＣＨ3 ）3 、Ｂ（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 、Ｂ2 Ｈ6、ＡＨ3 、
（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ａ、Ａ（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 、ＧａＣ3 、Ｇ
ａ（ＣＨ3 ） 3 、（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ＧａＯＣ2 Ｈ5 、ＴＦ
3 、ＨＳｉＣ3 、ＳｉＨ4 、Ｓｉ2 Ｈ 6 、（ＣＨ3 ）4
Ｓｉ、（ＣＨ3 ）2 ＳｉＣ2 、ＣＨ3 ＳｉＣ3 、ＳｉＦ
4 、Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 、ＧｅＣ4 、Ｓｎ（Ｃ
Ｈ3 ）、ＰｈＦ4 、ＰＨ3 、ＡｓＦ3、ＡｓＣ3 、Ｂｉ
Ｈ3 、ＢｉＣ3 、Ｔｈ（Ｏ4 Ｈ3 ）4 、Ｕ（ＯＣＨ3 ）
5 、Ｕ（ＯＣ3 Ｈ7 ）5 などであり、またこれらの混合
物であっても本発明には何等支障もなく使用可能であ
る。To give a concrete example, CFiveH11Li, CFive
HFiveLi, NaH, CFiveHFiveNa, C6HFiveC2Rb,
C2HFiveCs, (C2HFive)2Be, C2HFiveMgC,
Mg (OCH3)2, (CFiveHFive)2Ca, Sc (CH
3)3, Y (CFiveHFive)3, La (CH3)3, TiC
3CH3, TiFFour, TiIFour, Ti (OC
3H7) Four, ZrIFour, Zr (OC2HFive)Four, HfC
Four, HfC2(C5H5)2, VFFive, V (CFiveHFive)
2, NbFFive, NbCFive, Nb (C3HFive) 4, TaF
Five, TaBrFour, TaH3(CFiveHFive)2, CrCFour,
Cr (CH3)Four, MoF Five, MoCFive, MoC2(C
FiveHFive)2, WF6, WCFive, W (CH3)6, WC2
(CFiveHFive)2, Mn (CFiveHFive)2, ReH (CFiveH
Five)2, Ru (CFiveHFive)2, Co (Co)2C
2HFive, Rh (CFiveHFive) (CFiveH6), Ni (C 3H
Five)2, Pb (C3HFive)2, Zn (C2HFive)2, C
d (C2H3)2, Hg (CH3)2, BC3, B (O
CH3)3, B (OC2HFive)3, B2H6, AH3,
(C2HFive)3A, A (OC2HFive)3, GaC3, G
a (CH3) 3, (C2HFive)2GaOC2HFive, TF
3, HSiC3, SiHFour, Si2H 6, (CH3)Four
Si, (CH3)2SiC2, CH3SiC3, SiF
Four, Si (OC2HFive)Four, GeCFour, Sn (C
H3), PhFFour, PH3, AsF3, AsC3, Bi
H3, BiC3, Th (OFourH3)Four, U (OCH3)
Five, U (OC3H7)FiveAnd also a mixture of these
Even an object can be used in the present invention without any trouble.
It

【００１５】本発明の実施に用いられる炭素化合物は熱
ガス中に導入された場合、容易に分解して単体炭素（ス
ス）を生成しうるようなもので、そのままで気相もしく
は液相状態か、昇温により容易に液相状態になるものが
好適に使用可能である。The carbon compound used in the practice of the present invention is such that when it is introduced into a hot gas, it can be easily decomposed to form a simple carbon (soot). Those that can easily be brought into a liquid phase state by raising the temperature can be preferably used.

【００１６】例えば、ＬＰＧ、ナフサ、ガソリン、燃料
油、灯油、軽油、重油、潤滑油、流動パラフィンなどの
石油製品類；メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペン
タンなどの炭化水素；メタノール、エタノール、プロパ
ノール、エチレン、アセチレン、ｎ−パラフィン、ブタ
ジエン、イソプレン、イソブチレン、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、ジク
ロロペンタジエン、エチルベンゼン、スチレン、キュメ
ン、ブソイドクメン、メシチレン、アルキルベンゼン、
α−メチルスチレン、ジシクロドデカトリエン、ジイソ
ブチレン、塩化ビニル、クロルベンゼン、Ｃ9溜分混合
物、エチレンボトムなどの石油化学製品類；タール、ピ
ッチ、クレオソート油、ナフタリン、アントラセン、カ
ルバゾール、タール酸、フェノール、クレゾール、キシ
レゾール、ピリジン、ピコリン、キノリンなどのタール
製品類；大豆油、ヤシ油、アマニ油、綿実油、ナタネ
油、キリ油、ヒマシ油、鯨油、牛脂、スクワラン、オレ
イン酸、ステアリン酸などの油脂類などが好ましいもの
としてあげられるが、もちろんこれらに限られるもので
はない。For example, petroleum products such as LPG, naphtha, gasoline, fuel oil, kerosene, light oil, heavy oil, lubricating oil, liquid paraffin; hydrocarbons such as methane, ethane, propane, butane, pentane; methanol, ethanol, propanol. , Ethylene, acetylene, n-paraffin, butadiene, isoprene, isobutylene, benzene, toluene, xylene, cyclohexane, cyclohexene, dichloropentadiene, ethylbenzene, styrene, cumene, pseudocumene, mesitylene, alkylbenzene,
Petrochemicals such as α-methylstyrene, dicyclododecatriene, diisobutylene, vinyl chloride, chlorobenzene, C 9 cut mixture, ethylene bottom; tar, pitch, creosote oil, naphthalene, anthracene, carbazole, tar acid Tar products such as phenol, cresol, xysol, pyridine, picoline and quinoline; soybean oil, coconut oil, linseed oil, cottonseed oil, rapeseed oil, tung oil, castor oil, whale oil, beef tallow, squalane, oleic acid, stearic acid, etc. The oils and fats of the above are mentioned as preferable ones, but they are not limited to these.

【００１７】本発明の実施に使用する炭素化合物は、炭
素の供給が目的であるから、この目的からは例えば上記
の如く、広範囲に選択可能である。しかしながら、取扱
の簡便さ、炭素収率の面からトルエン、キシレン、ベン
ゼン、灯油、軽油、重油、Ｃ 9溜分混合物、エチレンボ
トムなどが好ましい。本発明で使用可能な分解性金属化
合物、炭素化合物は、普通はそのままで、または加熱に
より容易に気相もしくは液相状態となし得るものである
ので、特定不純物の排除を必要とする場合は、蒸留、吸
着、洗浄などの簡便な操作で高純度の各分解性化合物を
容易に得ることが出来る。The carbon compound used in the practice of the present invention is charcoal.
Since the purpose is to supply raw materials, for this purpose, for example,
, A wide range can be selected. However, handling
Toluene, xylene, benzene
Zen, kerosene, light oil, heavy oil, C 9Distillate mixture, ethylene
Tom and the like are preferred. Degradable metallization usable in the present invention
Compounds and carbon compounds are usually used as they are or for heating.
It can be more easily put into a gas phase or a liquid phase.
Therefore, if exclusion of specific impurities is required, distillation or absorption is required.
High-purity degradable compounds can be collected by simple operations such as dressing and washing.
It can be easily obtained.

【００１８】本発明の含炭素組成物を得るための具体的
な装置としては、炉を用いるのが好適である この炉には加熱装置、及び分解性金属化合物及び炭素化
合物の混合物を導入するノズルと、熱ガス導入ダクト、
混合エーロゾル排出ダクトとが具備されているようなも
のである。また、加熱装置としては燃焼バーナー、通電
発熱体などがあるが燃焼バーナーが簡便であり、また熱
効率の面でも好ましい。A furnace is preferably used as a concrete apparatus for obtaining the carbon-containing composition of the present invention. A heating apparatus and a nozzle for introducing a mixture of a decomposable metal compound and a carbon compound into the furnace. And a hot gas introduction duct,
As with a mixed aerosol discharge duct. Further, as the heating device, there are a combustion burner, an electric heating element and the like, but the combustion burner is simple and preferable in terms of thermal efficiency.

【００１９】図１はこれに用いられる炉の一例を示すも
のである。本発明では、炉内は少なくとも６００℃以
上、好ましくは７００℃以上、より好ましくは８００℃
以上の温度と空間領域がなければならない。この温度以
上であれば炭素化合物からは単体炭素が、更に水蒸気を
含む雰囲気下で分解性金属化合物からは金属酸化物が各
々極めて微細な粒子として得られ、気体と固形物との混
合体である混合エーロゾル状態で発生する。FIG. 1 shows an example of a furnace used for this. In the present invention, the inside of the furnace is at least 600 ° C or higher, preferably 700 ° C or higher, more preferably 800 ° C.
There must be above temperature and space area. Above this temperature, simple carbon is obtained from the carbon compound, and metal oxides are obtained as extremely fine particles from the decomposable metal compound under an atmosphere containing water vapor, which is a mixture of gas and solid matter. It occurs in the mixed aerosol state.

【００２０】なお、２０００℃以上の温度は通常熱ロス
を招くだけであるのでこのような高温は好ましくない。
また、金属酸化物に加えて、単体金属さらには金属ハロ
ゲン化物が挟在していても、本発明での最終目的である
炭化物焼結体を得るのに格別の妨げにはならない。A temperature of 2000 ° C. or higher usually causes a heat loss, and therefore such a high temperature is not preferable.
Further, in addition to the metal oxide, the presence of a single metal or a metal halide does not particularly hinder the obtaining of the carbide sintered body which is the final object of the present invention.

【００２１】本発明で使用する水蒸気を含む熱ガスを得
る方法としては、通電加熱方式、高周波加熱方式及び放
電方式によって得た熱ガス中に水蒸気を注入することに
よって得ることもできるが、水素、メタン、エタン、プ
ロパンなど、あるいは原料とする炭化水素のように燃焼
して水蒸気を生成する可燃物を空気で燃焼させる方法
が、一工程で水蒸気を含む熱ガスを得ることができるの
で装置上簡便であり、熱効率の面からも経済的である。The hot gas containing steam used in the present invention can be obtained by injecting steam into hot gas obtained by an electric heating method, a high frequency heating method and a discharge method, but hydrogen, The method of burning combustible substances such as methane, ethane, propane, etc., or the combustible substances that generate steam such as hydrocarbons as raw materials with air can obtain a hot gas containing steam in one step, so that it is simple in equipment. Therefore, it is economical in terms of thermal efficiency.

【００２２】本発明では、分解性金属化合物と炭素化合
物は予め混合され混合物（組成物）の状態で単一のノズ
ルより熱ガス中に導入されるのが好ましい。分解性金属
化合物と炭素化合物を、各々別に設けられた別々のノズ
ルより熱ガス中に導入したのでは、本発明の目的を達成
することはできない。これは、おそらく混合物の状態で
単一のノズルから導入する方が、微細な混合状態を呈す
る含炭素組成物がより安定して得られ易いためであろ
う。また、ノズルを一本とした方が設備も簡略で操作が
容易でもあるという利点もあるからである。In the present invention, the decomposable metal compound and the carbon compound are preferably mixed in advance and introduced into the hot gas through a single nozzle in the form of a mixture (composition). The object of the present invention cannot be achieved by introducing the decomposable metal compound and the carbon compound into the hot gas through separate nozzles provided separately. This is probably because a carbon-containing composition exhibiting a fine mixed state can be more stably obtained by introducing the mixture as a single nozzle from a single nozzle. This is also because using one nozzle has the advantages that the equipment is simple and the operation is easy.

【００２３】なお、分解性金属化合物と炭素化合物は相
互に溶解して混合された後、相分離を起こさない組合せ
とすることが好ましい。かかる観点からは例えば、Ｓｉ
Ｃ4、ＣＨ3 ＳｉＣ3 等の分解性金属化合物はいずれも
トルエン、キシレン、灯油、軽油、Ｃ9 溜分混合物等の
炭素化合物のいずれにも可溶であるといったように広範
囲に選択可能である。It is preferable that the decomposable metal compound and the carbon compound are dissolved in each other and mixed with each other to form a combination that does not cause phase separation. From this viewpoint, for example, Si
A wide range of degradable metal compounds such as C 4 and CH 3 SiC 3 can be selected such that they are soluble in any of carbon compounds such as toluene, xylene, kerosene, light oil, and C 9 distillate mixture. .

【００２４】本発明の含炭素組成物中の金属酸化物及び
単体炭素の割合の調節は、ノズルから熱ガス中に導入す
る原料である分解性金属素化合物及び炭素化合物の混合
物の組成を調節するだけで容易に成しうるのである。The ratio of the metal oxide and the elemental carbon in the carbon-containing composition of the present invention is adjusted by adjusting the composition of the mixture of the decomposable metal element compound and the carbon compound which are the raw materials to be introduced into the hot gas from the nozzle. It can be easily done by itself.

【００２５】本発明の実施に用いられる原料である分解
性金属化合物及び炭素化合物の混合物はノズルを用いて
熱ガス中に導入される。原料注入管及びその先端部に設
置されたノズルは水で冷却されている。A mixture of a decomposable metal compound and a carbon compound, which are raw materials used in the practice of the present invention, is introduced into hot gas using a nozzle. The raw material injection pipe and the nozzle installed at its tip are cooled with water.

【００２６】図２は本発明に用いられる水冷ノズルの一
例である。原料注入管３及びその先端部に設置されたノ
ズル１０は水冷ジャケット１１によって水で冷却されて
いる。水冷はジャケット方式の他に原料注入管３及びノ
ズル１０の周囲に通水パイプをコイル状に巻き付ける方
式等、原料注入管３及びその先端部に設置されたノズル
１０が水によって冷却可能であれば、何れの方式でもか
まわない。FIG. 2 shows an example of a water cooling nozzle used in the present invention. The raw material injection pipe 3 and the nozzle 10 installed at the tip thereof are cooled with water by a water cooling jacket 11. In addition to the jacket method, water cooling is a method in which a water supply pipe is wound around the raw material injection pipe 3 and the nozzle 10 in a coil shape, etc., as long as the raw material injection pipe 3 and the nozzle 10 installed at the tip thereof can be cooled by water. However, either method may be used.

【００２７】ノズルの水冷と、得られる含炭素組成物の
比表面積の安定との因果関係を明確にはしえないが、お
そらく、原料注入管３及びその先端部に設置されたノズ
ル１０を水冷することにより、反応ゾーンからの輻射及
び水蒸気を含む熱ガスからの伝導伝熱による原料注入管
３及びノズル１０内での原料の加熱が防がれ、長期連続
運転を行っても運転中に分解性金属化合物、炭素化合物
の異常な熱分解や重合反応による固形物の生成及びその
固形物のノズルへの付着が防止され、原料の噴霧パター
ンの変化がなくなり、その結果得られる含炭素組成物の
比表面積が時間と共に変動し、高くなるという現象が発
生せず、長期間安定した比表面積の含炭素組成物を得る
ことができるものと推察する。Although the causal relationship between the water cooling of the nozzle and the stability of the specific surface area of the obtained carbon-containing composition cannot be clarified, the raw material injection pipe 3 and the nozzle 10 installed at the tip thereof are probably water-cooled. By doing so, the heating of the raw material in the raw material injection pipe 3 and the nozzle 10 due to the conduction heat transfer from the hot gas containing the radiation and the steam from the reaction zone is prevented, and even during long-term continuous operation, it decomposes during operation. Of a solid metal compound and a carbon compound are prevented from being produced due to abnormal thermal decomposition or polymerization reaction, and the solid matter is prevented from adhering to the nozzle, resulting in no change in the spray pattern of the raw material. It is presumed that a carbon-containing composition having a stable specific surface area for a long period of time can be obtained without the phenomenon that the specific surface area fluctuates with time and increases.

【００２８】生成した金属化合物と単体炭素を含む混合
エーロゾル分散質は、炉の外に誘導した後、含まれる固
形物をバグフィルター、サイクロン、電気集塵機等の公
知の捕集装置を使用する固−気分離操作により捕集する
が、捕集装置での熱負荷を軽減するためには予冷するこ
とが望ましい。予冷の方法としては、反応後の帯域を冷
却するとか、または水を注入する等の手段を採用でき
る。The mixed aerosol dispersoid containing the produced metal compound and elemental carbon is introduced to the outside of the furnace, and the solid matter contained therein is solidified by using a known trapping device such as a bag filter, a cyclone or an electrostatic precipitator. Although it is collected by a gas separation operation, precooling is desirable in order to reduce the heat load on the collection device. As a pre-cooling method, means such as cooling the zone after the reaction or injecting water can be adopted.

【００２９】以上の如くして捕集された本発明の含炭素
組成物は、高周波加熱炉、通電抵抗炉、直火式管状加熱
炉などを用い、好ましくはアルゴン、ヘリウム、窒素、
水素などの非酸化性ガス雰囲気下で、１０００〜２５０
０℃好ましくは１２００〜２０００℃程度に強熱するこ
とによって、焼結体原料として好適な金属炭化物粉末と
することができる。The carbon-containing composition of the present invention collected as described above is preferably heated in a high-frequency heating furnace, an electric resistance resistance furnace, a direct-fired tubular heating furnace, or the like, and is preferably argon, helium, nitrogen,
1000 to 250 in a non-oxidizing gas atmosphere such as hydrogen
By igniting at 0 ° C., preferably about 1200 to 2000 ° C., a metal carbide powder suitable as a sintered body raw material can be obtained.

【００３０】[0030]

【実施例】以下、実施例を示して本発明を具体的に説明
する。 実施例１ 図１は、本発明を実施する含炭素組成物の製造装置の一
例で、その断面図で示したものである。Ａは燃焼室、Ｂ
は反応ゾーンであり、炉材５に囲まれたこれらの空間は
Ａ−Ｂ方向に軸対称な円筒状で、Ａ部の内径は５５０ｍ
ｍ、Ｂ部の内径は３００ｍｍである。この製造装置を用
いて、ダクト１より空気を１５０Ｎｍ3 ／ｈ連続的に送
入し、燃焼バーナー２より水素を１２Ｎｍ3 ／ｈ供給し
燃焼させた。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. Example 1 FIG. 1 is an example of an apparatus for producing a carbon-containing composition for carrying out the present invention, which is shown in a sectional view. A is the combustion chamber, B
Is a reaction zone, and these spaces surrounded by the furnace material 5 have a cylindrical shape axially symmetrical in the AB direction, and the inner diameter of the A portion is 550 m.
The inner diameters of m and B are 300 mm. Using this manufacturing apparatus, and fed air 150 Nm 3 / h continuously from the duct 1, it was 12Nm 3 / h supplied to the combustion of hydrogen from the combustion burner 2.

【００３１】原料として、分解性金属化合物はＨＳｉＣ
3 を、炭素化合物はトルエンを用い、この両者を重量比
で１：１の割合に混合したものを４０ｋｇ／ｈの流量で
原料注入管３より注入した。得られた混合エーロゾルは
ダクト６より系外に導かれ、エーロゾル中の分散質をバ
ッグフィルターで捕集して含炭素組成物を２０．２ｋｇ
／ｈ生成物を得た。含炭素組成物中のケイ素質は二酸化
珪素であることが化学分析により確認され、ＥＳＲスペ
クトル解析の結果Ｓｉと他元素との結合形態にはＳｉ−
Ｏ結合のみが観察された。As a raw material, the decomposable metal compound is HSiC.
Toluene ( 3 ) was used as a carbon compound, and a mixture of both at a weight ratio of 1: 1 was injected from the raw material injection pipe 3 at a flow rate of 40 kg / h. The obtained mixed aerosol is guided to the outside of the system through the duct 6, and the dispersoid in the aerosol is collected by a bag filter to obtain 20.2 kg of the carbon-containing composition.
/ H product was obtained. It was confirmed by chemical analysis that the siliconaceous substance in the carbon-containing composition was silicon dioxide, and as a result of ESR spectrum analysis, the bonding form of Si and other elements was Si-
Only O-bonds were observed.

【００３２】表１に得られた含炭素組成物のケイ素に対
する炭素の式量比Ｃ／Ｓｉ（ｇ−アトムＣ／ｇ−アトム
Ｓｉという。以下同じ）及び窒素吸着比表面積（ｍ2 ／
ｇ）の原料注入開始より１９０時間までの経時変化を示
した。この間注入した全ＨＳｉＣ3 中のケイ素量に対す
る捕集した全含炭素組成物中のケイ素量の割合〔以下、
金属捕収率と称す（捕集金属量／注入金属量）×１０
０〕は９９．７％であった。かくの如くして製造装置の
運転は２００時間継続して行い、その後停止してノズル
噴霧状態、注入管、噴霧ノズル、製造装置内壁等を観察
したが、さらに連続運転を継続するに障害となるような
格別の問題点は全く観察されず、さらに長時間たとえば
５００時間でも１０００時間でも、所望の安定したケイ
素に対する炭素の式量比、比表面積の含炭素組成物の製
造が可能であることが示唆された。The formula weight ratio C / Si of carbon to silicon in the carbon-containing composition obtained in Table 1 (g-atom C / g-atom Si; hereinafter the same) and nitrogen adsorption specific surface area (m 2 /
The change with time from the start of raw material injection in g) to 190 hours is shown. The ratio of the amount of silicon in the collected total carbon-containing composition to the amount of silicon in the total HSiC 3 injected during this period [hereinafter,
Called metal collection rate (amount of collected metal / amount of injected metal) × 10
0] was 99.7%. In this way, the operation of the manufacturing apparatus was continued for 200 hours, and then stopped and the nozzle spray state, the injection pipe, the spray nozzle, the inner wall of the manufacturing apparatus, etc. were observed, but this is an obstacle to continuing the continuous operation. Such a particular problem is not observed at all, and it is possible to produce a carbon-containing composition having a desired stable formula weight ratio of carbon to silicon and a specific surface area for a long time, for example, 500 hours or 1000 hours. It was suggested.

【００３３】[0033]

【表１】 [Table 1]

【００３４】実施例２〜６ 実施例１と同様に図１に示す製造装置を使用し、燃料に
は水素の他にメタン、プロパン、ブタンを用い、金属化
合物、炭素化合物には表２に示す化合物を用い燃焼用空
気量、原料注入量はそれぞれ表２に示した条件とし、そ
れぞれ表２に示した捕集量、金属捕集率で含炭素組成物
を得た。得られた含炭素組成物の金属に対する炭素の式
量比Ｃ／Ｍｅ（ｇ−アトムＣ／ｇ−アトムＭｅｔａｌ）
及び比表面積の、原料注入開始より１０、１００、１９
０時間後の値は、各々表２に示した通りであった。Examples 2 to 6 As in Example 1, the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 was used, methane, propane and butane were used as fuels in addition to hydrogen, and metal compounds and carbon compounds are shown in Table 2. Using the compound, the combustion air amount and the raw material injection amount were set to the conditions shown in Table 2, respectively, and a carbon-containing composition was obtained with the collection amount and the metal collection rate shown in Table 2, respectively. Formula weight ratio of carbon to metal of the obtained carbon-containing composition C / Me (g-atom C / g-atom Metal)
And specific surface area from the start of raw material injection 10, 100, 19
The values after 0 hours were as shown in Table 2.

【００３５】これら含炭素組成物の製造は、いずれも原
料注入開始より２００時間連続して行ったが、実施例１
と同様いずれもさらに連続運転を継続するに障害となる
ような格別の問題は全く観察されなかった。The production of these carbon-containing compositions was continuously carried out for 200 hours from the start of raw material injection.
As with the above, no particular problem that hinders continuous operation was observed.

【００３６】[0036]

【表２】 [Table 2]

【００３７】比較例１ 図３に示す製造装置（燃焼室内径５５０ｍｍ、反応ゾー
ン内径３００ｍｍ）を用いて実施例１と同様にしてダク
ト１より空気を１５０Ｎｍ3 ／ｈ連続的に送入し、燃焼
バーナー２より水素を１２Ｎｍ3 ／ｈ供給燃焼した。Comparative Example 1 Using the production apparatus shown in FIG. 3 (combustion chamber inner diameter 550 mm, reaction zone inner diameter 300 mm), air was continuously fed from the duct 1 at 150 Nm 3 / h in the same manner as in Example 1 and burned. Hydrogen was burned by supplying 12 Nm 3 / h from the burner 2.

【００３８】原料として、金属化合物はＨＳｉＣ3 を、
炭素化合物はトルエンを用い、この両者を重量比で１：
１の割合に混合したものを４０ｋｇ／ｈの流量で原料注
入管３より注入した。得られた混合エーロゾルはダクト
６より系外に導かれ、エーロゾル中の分散質をバッグフ
ィルターで捕集して含炭素組成物を１６．８ｋｇ／ｈの
生成物を得た。原料注入管３は注入開始より５時間まで
は上記の値で何とか一定に保持できたが、その後ＨＳｉ
Ｃ3 とトルエンの混合物は注入量を一定値に保持するこ
とが急激に困難になり、注入開始よりわずか６時間後に
運転を停止せざるを得なくなった。As a raw material, the metal compound is HSiC 3 ,
Toluene was used as the carbon compound, and the weight ratio of both was 1:
The mixture mixed in the ratio of 1 was injected from the raw material injection pipe 3 at a flow rate of 40 kg / h. The obtained mixed aerosol was guided to the outside of the system through the duct 6, and the dispersoid in the aerosol was collected by a bag filter to obtain a carbon-containing composition at 16.8 kg / h. The raw material injection pipe 3 could be kept constant at the above value for 5 hours from the start of the injection, but after that, HSi
With the mixture of C 3 and toluene, it became extremely difficult to maintain the injection amount at a constant value, and the operation had to be stopped only 6 hours after the start of injection.

【００３９】停止後のノズルの噴霧状態を観察したとこ
ろ原料は吐出されるもののほとんど噴霧されていなかっ
た。また、原料注入管等を観察した結果、原料注入管３
の内側及び噴霧ノズルの内側には、原料混合物が熱分解
して生じたと思われるタール状の付着物が見られ、また
製造装置の内側には図３に示したような塊状のスケール
８が生じていた。原料注入量が変動した原因は、原料注
入管３内にタール状の付着物が生じたため及び原料注入
管３内の原料が加熱されて局部的に原料の沸騰状態が生
じたためと推察された。また製造装置の内壁に塊状のス
ケール８が付着した理由としては、噴霧ノズルの内壁に
タール状の付着物が析出したために原料の噴霧状態に偏
りが生じ、このため混合物の一部が液体状態のままで製
造装置の内壁に衝突したためと推察された。Observation of the spray state of the nozzle after the stop showed that the raw material was discharged but was hardly sprayed. In addition, as a result of observing the raw material injection pipe and the like, the raw material injection pipe 3
A tar-like deposit that is thought to have been produced by the thermal decomposition of the raw material mixture was found inside the spray nozzle and inside the spray nozzle, and a massive scale 8 as shown in FIG. 3 was generated inside the manufacturing apparatus. Was there. It was assumed that the cause of the fluctuation of the raw material injection amount was that a tar-like deposit was generated in the raw material injection pipe 3 and that the raw material in the raw material injection pipe 3 was heated to locally bring the raw material into a boiling state. The reason why the lumpy scale 8 adheres to the inner wall of the manufacturing apparatus is that the tar-like deposits are deposited on the inner wall of the spray nozzle, which causes unevenness in the spray state of the raw material, and therefore a part of the mixture is in a liquid state. It was speculated that the collision had struck the inner wall of the manufacturing equipment.

【００４０】表３に原料注入開始より５時間までの含炭
素組成物の式量比（Ｃ／Ｓｉ）、比表面積の経時変化を
示したが、両者とも時間の経過と共に大きく変動してい
ることがわかる。即ち、本発明では実施例１の如く２０
０時間連続運転を行っても式量比は６．４〜６．６であ
り、また比表面積は４３．１〜４４．５ｍ2 ／ｇで非常
に安定した運転状態であった。しかし図３で示す装置を
使用して連続製造を行った結果、式量比は４．４〜６．
４、比表面積は４３．６〜５３．４ｍ2 ／ｇとバラツキ
が大きく長時間運転に耐えることができなかった。な
お、金属捕集率は９１．２％と大幅に低かった。Table 3 shows the changes in the formula weight ratio (C / Si) and the specific surface area of the carbon-containing composition up to 5 hours after the start of the raw material injection. Both of them show great fluctuations over time. I understand. That is, in the present invention, as in the first embodiment, 20
Even after 0 hours of continuous operation, the formula weight ratio was 6.4 to 6.6, and the specific surface area was 43.1 to 44.5 m 2 / g, which was a very stable operation state. However, as a result of continuous production using the apparatus shown in FIG. 3, the formula weight ratio was 4.4 to 6.
4. The specific surface area was 43.6 to 53.4 m 2 / g, which varied greatly and could not withstand long-term operation. The metal collection rate was 91.2%, which was significantly low.

【００４１】[0041]

【表３】 [Table 3]

【００４２】比較例２ 図４に示す製造装置（燃焼室内径５５０ｍｍ、反応ゾー
ン内径３００ｍｍ）を用いて実施例１と同様にしてダク
ト１より空気を１００Ｎｍ3 ／ｈ連続的に送入し、燃焼
バーナー２より水素を１２Ｎｍ3 ／ｈ供給燃焼させ、冷
却用ガス送入管７には室温の空気を５０Ｎｍ3 ／ｈで送
入した。原料として、金属化合物はＨＳｉＣ3 を、炭素
化合物はトルエンを用い、この両者を重量比で１：１の
割合に混合したものを４０ｋｇ／ｈの流量で原料注入管
３より注入した。得られた混合エーロゾルはダクト６よ
り系外に導かれ、エーロゾル中の分散質をバッグフィル
ターで捕集して含炭素組成物を１９．６ｋｇ／ｈの生成
量で得た。Comparative Example 2 Using the production apparatus shown in FIG. 4 (inner diameter of combustion chamber: 550 mm, inner diameter of reaction zone: 300 mm), 100 Nm 3 / h of air was continuously fed from duct 1 in the same manner as in Example 1 to burn. Hydrogen was supplied and burned at 12 Nm 3 / h from the burner 2, and air at room temperature was sent to the cooling gas inlet pipe 7 at 50 Nm 3 / h. As a raw material, HSiC 3 was used as a metal compound, and toluene was used as a carbon compound. A mixture of both of them at a weight ratio of 1: 1 was injected from a material injection pipe 3 at a flow rate of 40 kg / h. The obtained mixed aerosol was guided to the outside of the system through the duct 6, and the dispersoid in the aerosol was collected by a bag filter to obtain a carbon-containing composition at a production amount of 19.6 kg / h.

【００４３】かくの如くして製造装置の運転は２００時
間継続して行い、その後停止して、ノズル噴霧状態を観
察したところ、噴霧の一部が欠落した状態となってい
た。また、注入管、噴霧ノズル、製造装置内壁等を観察
したところ、製造装置の内側には塊状スケールは全くな
かったものの、混合物噴霧ノズルの内側には、混合物が
熱分解して生じたと思われるタール状の付着物が認めら
れた。運転時間の経過と共に含炭素組成物の比表面積が
高くなった。その原因としては、混合物噴霧ノズルの内
側にタール状の付着物が生じ、原料の噴霧状態に欠落が
生じたためと推察された。As described above, the operation of the manufacturing apparatus was continued for 200 hours, then stopped and the nozzle spray state was observed. As a result, a part of the spray was missing. Moreover, when the injection pipe, the spray nozzle, the inner wall of the manufacturing apparatus, etc. were observed, there was no lump scale inside the manufacturing apparatus, but inside the mixture spray nozzle, tar that seems to have been generated by thermal decomposition of the mixture Adhesive matter was observed. The specific surface area of the carbon-containing composition increased with the lapse of operating time. It was speculated that the cause was that tar-like deposits were generated inside the mixture spray nozzle, resulting in a lack of the spray state of the raw material.

【００４４】表４に得られた含炭素組成物のケイ素に対
する炭素の式量比Ｃ／Ｓｉ及び比表面積の原料送入開始
より１９０時間までの経時変化を示した。含炭素組成物
のケイ素に対する炭素の式量比Ｃ／Ｓｉは安定していた
ものの、比表面積は運転時間の経過と共に高くなってお
り、これを焼成してファインセラミックスとした場合に
安定した特性を得ることは不可能である。なお、金属捕
収率は９８．５％であった。Table 4 shows the change in the formula weight ratio C / Si of carbon to silicon and the specific surface area of the obtained carbon-containing composition from the start of raw material feeding to 190 hours. Although the formula weight ratio C / Si of carbon to silicon of the carbon-containing composition was stable, the specific surface area increased with the lapse of operating time, and stable characteristics were obtained when this was fired into fine ceramics. It is impossible to get. The metal collection rate was 98.5%.

【００４５】[0045]

【表４】 [Table 4]

【００４６】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、従来技術では達成され
なかった原料注入管及びその先端部に設置されたノズル
を水冷することにより、分解性金属化合物や炭素化合物
の加熱による分解が防止され、かつノズルが高温に曝さ
れないので分解物のノズルへの付着防止となり、その結
果、噴霧の乱れがなくなり、含炭素組成物の比表面積が
時間と共に上昇することなく、長時間極めて安定したも
のが得られるという品質の安定が達成される。According to the present invention, the raw material injection pipe and the nozzle installed at the tip of the raw material injection pipe, which have not been achieved by the prior art, are water-cooled to prevent decomposition of the decomposable metal compound or carbon compound by heating. In addition, since the nozzle is not exposed to high temperature, it becomes possible to prevent the decomposition products from adhering to the nozzle, and as a result, the turbulence of the spray is eliminated, the specific surface area of the carbon-containing composition does not increase with time, and it is extremely stable for a long time Stability of the quality obtained is achieved.

【００４７】本発明の含炭素組成物は、上記の如く極め
て均一かつ微細なエーロゾル分散質からなるものであ
り、しかも本発明のように噴霧ノズルを水で冷却すれ
ば、長時間にわたって比表面積の安定した含炭素組成物
を得ることができる。従って、この含炭素組成物を加熱
焼成して得られる炭化物は比表面積が極めて広く、かつ
その値が安定しており、しかも粒子が極めて微細な粉末
となる。以上の如く実施例、比較例より本発明の水冷ノ
ズルを使用した場合に限り、目的の特性を有する含炭素
組成物を長時間にわたって連続的に安定して得られるこ
とが判明し、含炭素組成物を工業的に製造するための方
法として本発明がいかにすぐれているかがわかる。The carbon-containing composition of the present invention is composed of an extremely uniform and fine aerosol dispersoid as described above, and when the spray nozzle is cooled with water as in the present invention, the specific surface area is prolonged. A stable carbon-containing composition can be obtained. Therefore, the carbide obtained by heating and calcining this carbon-containing composition has a very large specific surface area and its value is stable, and the particles become an extremely fine powder. As described above, it was found from the examples and comparative examples that the carbon-containing composition having the desired characteristics can be continuously and stably obtained only when the water-cooling nozzle of the present invention is used. It can be seen how the present invention is excellent as a method for industrially manufacturing a product.

【００４８】[0048]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 水冷ノズルを具備した含炭素組成物の製造装
置の断面図FIG. 1 is a sectional view of an apparatus for producing a carbon-containing composition equipped with a water cooling nozzle.

【図２】 水冷ノズルの断面図[Fig. 2] Cross-sectional view of a water cooling nozzle

【図３】 従来の含炭素組成物の製造装置を示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing a conventional apparatus for producing a carbon-containing composition.

【図４】 従来の含炭素組成物の製造装置を示す断面図FIG. 4 is a sectional view showing a conventional apparatus for producing a carbon-containing composition.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ダクト、 ２ 燃焼バーナー、 ３ 原料注入管、 ４ 冷却用水送入管、 ５ 炉材、 ６ ダクト、 ７ 冷却用ガス送入管、 ８ タール状付着物、 ９ 水冷ノズル、 １０ ノズル、 １１ 水冷ジャケット、 1 duct, 2 combustion burner, 3 raw material injection pipe, 4 cooling water inlet pipe, 5 furnace material, 6 duct, 7 cooling gas inlet pipe, 8 tar deposits, 9 water cooling nozzle, 10 nozzle, 11 water cooling jacket ,

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成５年４月２３日[Submission date] April 23, 1993

【手続補正１】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 含炭素組成物の製造方法Title: Method for producing carbon-containing composition

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は焼結用炭化物粉体を製造
するに適した、微細で、均一に混合された、金属酸化物
と単体炭素を含む含炭素組成物の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a fine and uniformly mixed carbon-containing composition containing a metal oxide and elemental carbon, which is suitable for producing a carbide powder for sintering.

【０００２】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】焼結用
原料として有用な炭化物粉末の製造方法としては、従
来、 金属酸化物の炭素による還元炭化 金属の直接炭化 分解性金属化合物と炭化水素との気相反応 等が知られている。2. Description of the Related Art A method for producing a carbide powder useful as a raw material for sintering has hitherto been a method of directly decomposing a reduced carbon metal with carbon of a metal oxide and a hydrocarbon. The gas phase reaction of is known.

【０００３】得られた炭化物粉末は通常成形され、焼結
体にされる。焼結体を製造する際に原料粉体の粒子が微
細であり、かつ粒径分布がシャープで高純度である程、
焼結体の密度が高くなり易く（以下、この性質を易焼結
性という）かつ焼結体強度が高くなる。The obtained carbide powder is usually formed into a sintered body. The finer the particles of the raw material powder when producing a sintered body, and the sharper the particle size distribution and the higher the purity,
The density of the sintered body is likely to be high (hereinafter, this property is referred to as easy sinterability) and the strength of the sintered body is high.

【０００４】このような好ましい炭化物粉末を製造する
ためにはその原料である金属酸化物と単体炭素との混合
物の混合状態を制御することが必要である。従来、金属
酸化物と単体炭素との混合方法としては、微細な金属酸
化物と炭素粉末とをニーダーやミキサー等を用いて機械
的に混合することが一般的に行われている。しかしなが
ら、該方法ではこれらの粉末を機械的に混合するため、
粉塵の発生が激しく、作業環境を悪化させることや、ニ
ーダーやミキサー等の機械的摩耗に基づく不純物が混入
し易いという問題点がある。In order to produce such a preferable carbide powder, it is necessary to control the mixed state of the mixture of the raw material metal oxide and elemental carbon. Conventionally, as a method for mixing a metal oxide and elemental carbon, generally, a fine metal oxide and carbon powder are mechanically mixed using a kneader or a mixer. However, since the method mechanically mixes these powders,
There are problems that dust is generated violently, the working environment is deteriorated, and impurities due to mechanical wear of the kneader, mixer, etc. are easily mixed.

【０００５】更には、金属酸化物と単体炭素とは密度差
があり、機械的混合では微細は達成されても均一な混合
を得ることはかなり難しいという本質的な問題がある。Further, there is an essential problem that there is a difference in density between the metal oxide and the elemental carbon, and it is quite difficult to obtain uniform mixing even if fineness is achieved by mechanical mixing.

【０００６】これらの問題を解決するために、本発明者
らは特開昭５９−４９８２８号公報で、分解性金属化合
物と炭素化合物を水蒸気を含む熱ガス中に導入して、こ
れらを分解し、気相中で目的の金属酸化物と単体炭素の
混合物を製造する方法を提案した。該方法によれば、微
細な金属酸化物と単体炭素が均一に混合された混合物を
得ることが出来た。該混合物を用いることにより、微
細、かつ粒径分布のシャ−プな炭化物粉末が製造でき
る。In order to solve these problems, the inventors of the present invention, in JP-A-59-49828, introduced a decomposable metal compound and a carbon compound into a hot gas containing steam to decompose them. , A method for producing a mixture of a target metal oxide and elemental carbon in a gas phase was proposed. According to this method, it was possible to obtain a mixture in which fine metal oxides and elemental carbon were uniformly mixed. By using the mixture, a fine carbide powder having a sharp particle size distribution can be produced.

【０００７】図３は特開昭５９−４９８２８号公報にお
いて提案した含炭素組成物の製造に用いた炉の一例であ
る。しかしながら、特開昭５９−４９８２８号公報にお
いて提案した方法を実施するために我々が上記公報で開
示した装置は、その後の我々の詳細な検討により長時間
安定な反応を維持するには次のような難点があることが
わかった。即ち、原料（分解性金属化合物及び炭素化合
物を言う。以下同じ）注入管が熱ガス中で加熱されるの
で、分解性金属化合物や炭素化合物が注入管内で過熱に
より異常な熱分解や重合反応を起こし、固形物を生成す
る。該固形物が注入管内壁や注入管先端に設置された噴
霧ノズルに付着、成長し、次第に原料の噴霧状態が変わ
り、ついには原料の一部が金属酸化物及び単体炭素のエ
ーロゾルにはならず、反応装置の炉壁に当たり塊状のス
ケールとなって反応装置の炉壁に付着蓄積する。このよ
うな状態になると金属酸化物及び単体炭素の比表面積や
この両者の割合が変動してしまうという問題を惹起する
ことを見出した。本発明者らはこの様な問題を解決する
ため、特公平３−１３１６４号公報において微細でかつ
均一に混合された含炭素組成物を連続的、かつ安定に製
造することができる装置を開示した。FIG. 3 shows an example of the furnace used in the production of the carbon-containing composition proposed in JP-A-59-49828. However, in order to carry out the method proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-49828, the apparatus disclosed by the above-mentioned publication in order to maintain a stable reaction for a long time is as follows in order to maintain a stable reaction for a long time according to our detailed examination. It turns out that there are some difficulties. That is, since the raw material (referred to as decomposable metal compound and carbon compound; hereinafter the same) injection pipe is heated in hot gas, the decomposable metal compound or carbon compound causes abnormal thermal decomposition or polymerization reaction due to overheating in the injection pipe. Raises to produce a solid. The solid substance adheres to and grows on the spray nozzle installed on the inner wall of the injection pipe or the tip of the injection pipe, and the spray state of the raw material gradually changes, and finally, part of the raw material does not become an aerosol of metal oxide and simple carbon. As a result, it becomes a lumpy scale on the reactor wall of the reactor and adheres and accumulates on the reactor wall of the reactor. It has been found that such a state causes a problem that the specific surface area of the metal oxide and the simple substance carbon and the ratio of both of them change. In order to solve such a problem, the inventors of the present invention have disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-13164 a device capable of continuously and stably producing a fine and uniformly mixed carbon-containing composition. .

【０００８】図４は特公平３−１３１６４号公報におい
て開示した炉の一例である。該装置を用いることによ
り、原料である分解性金属化合物及び炭素化合物の一部
が反応装置の炉壁に当たり塊状のスケールとなって反応
装置の炉壁に付着蓄積することはなくなり、微細でかつ
均一に混合された含炭素組成物を連続的、かつ安定に製
造することができた。FIG. 4 shows an example of the furnace disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-13164. By using this device, a part of the decomposable metal compounds and carbon compounds as raw materials hits the reactor wall of the reactor to form a lump-like scale and is prevented from accumulating and accumulating on the reactor wall of the reactor. It was possible to continuously and stably produce the carbon-containing composition mixed with.

【０００９】しかしながら、さらに数百時間にも及ぶ長
期連続運転を試みた結果、得られた含炭素組成物中の金
属酸化物及び単体炭素の割合は安定しているものの、比
表面積が時間と共に変動し、高くなるという新たな問題
が明かとなった。本発明の含炭素組成物は、これを焼成
してファインセラミックスとすべきものであるから、比
表面積値が変動することは、得られるセラミックスの特
性上特に致命的となりうるものであり、絶対に防止しな
ければならない。However, as a result of attempting a long-term continuous operation for several hundred hours, the ratio of metal oxide and simple carbon in the obtained carbon-containing composition is stable, but the specific surface area varies with time. However, a new problem of becoming higher was revealed. Since the carbon-containing composition of the present invention should be fired into fine ceramics, the fluctuation of the specific surface area may be particularly fatal in the characteristics of the obtained ceramics, and is absolutely prevented. Must.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らはこの新たな
問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、長期連続運転
後の原料噴霧ノズルは、必ず噴霧パターンの一部に欠落
が生じていることに着目し、これは、分解性金属化合物
や炭素化合物の、異常な熱分解や重合反応により生成し
た固形物の、注入管先端に設置された噴霧ノズルへの付
着が依然発生しているためと推察し本発明に至ったもの
である。As a result of intensive studies to solve this new problem, the inventors of the present invention have found that the raw material spray nozzle after a long-term continuous operation always has a missing part of the spray pattern. This is because solid substances produced by abnormal thermal decomposition or polymerization of decomposable metal compounds and carbon compounds adhere to the spray nozzle installed at the tip of the injection pipe. It is assumed that this is the reason why the present invention has been achieved.

【００１１】即ち、本発明は水蒸気を含む熱ガス中に、
分解性金属化合物及び炭素化合物を導入して、金属酸化
物と単体炭素を含む混合エーロゾル分散質を製造するに
あたり、該熱ガス中への分解性金属化合物及び炭素化合
物の導入に水冷ノズルを用いることを特徴とする該分散
質の含炭素組成物の製造方法に関する。That is, according to the present invention, in a hot gas containing water vapor,
In introducing a decomposable metal compound and a carbon compound to produce a mixed aerosol dispersoid containing a metal oxide and elemental carbon, use a water-cooled nozzle to introduce the decomposable metal compound and a carbon compound into the hot gas. And a method for producing a carbon-containing composition of the dispersoid.

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
含炭素組成物とは、水蒸気含有熱ガス中に、分解性金属
化合物及び炭素化合物を導入し、分解して、金属酸化物
及び単体炭素の各々のエーロゾルを含む混合エーロゾル
分散質を生成させて、この混合エーロゾル分散質を捕集
して得たことにより特徴づけられる。The present invention will be described in detail below. With the carbon-containing composition of the present invention, in a steam-containing hot gas, a decomposable metal compound and a carbon compound are introduced and decomposed to produce a mixed aerosol dispersoid containing the respective aerosols of the metal oxide and the elemental carbon. And is obtained by collecting the mixed aerosol dispersoid.

【００１３】本発明で云う混合エーロゾルとは、気体中
に金属酸化物及び単体炭素が微細な固形物の分散質とし
て混在するものを意味する。本発明では、まず単体炭素
のエーロゾルは、分解性炭素化合物を熱ガス中に導入
し、分解して容易に得ることができる。他方、金属酸化
物のエーロゾルは、例えば四塩化珪素の如き化合物を水
蒸気を含む熱ガス中に導入すると、熱分解、酸化あるい
は加水分解等を伴う分解を起こし容易に得ることができ
る。本発明で使用しうる分解性金属化合物は、常温常圧
ですでにまたは昇温により容易に気相もしくは液相状態
となるものが好適に使用される。The mixed aerosol referred to in the present invention means a substance in which a metal oxide and elementary carbon are mixed as a dispersoid of a fine solid in a gas. In the present invention, the elemental carbon aerosol can be easily obtained by introducing a decomposable carbon compound into hot gas and decomposing it. On the other hand, an aerosol of a metal oxide can be easily obtained by introducing a compound such as silicon tetrachloride into a hot gas containing water vapor and causing decomposition accompanied by thermal decomposition, oxidation or hydrolysis. As the decomposable metal compound that can be used in the present invention, those which can easily be brought into a gas phase or a liquid phase state at room temperature and atmospheric pressure or by heating are preferably used.

【００１４】具体的例を挙げれば、Ｃ５Ｈ１１Ｌｉ、Ｃ
２Ｈ５Ｌｉ、ＮａＨ、Ｃ２Ｈ５Ｎａ、Ｃ６Ｈ６Ｃ２Ｒ
ｂ、Ｃ２Ｈ５Ｃｓ、（Ｃ２Ｈ５）２Ｂｅ、Ｃ２Ｈ５Ｍｇ
Ｃｌ、Ｍｇ（ＯＣＨ３）２、（Ｃ２Ｈ５）２Ｃａ、Ｓｃ
（ＣＨ３）３、Ｙ（Ｃ６Ｈ５） ３、Ｌａ（ＣＨ３）３、
ＴｉＣｌ３ＣＨ３、ＴｉＦ４、ＴｉＩ４、Ｔｉ（ＯＣ３
Ｈ７）４、ＺｒＩ４、Ｚｒ（ＯＣ２Ｈ５）４、ＨｆＣｌ
４、ＨｆＣｌ２（Ｃ６Ｈ ５）２、ＶＦ５、Ｖ（Ｃ
２Ｈ５）２、ＮｂＦ５、ＮｂＣｌ５、Ｎｂ（Ｃ３Ｈ５）
４、ＴａＦ５、ＴａＢｒ４、ＴａＨ３（Ｃ２Ｈ５）２、
ＣｒＣｌ３、Ｃｒ（ＣＨ ３）３、ＭｏＦ５、ＭｏＣ
ｌ５、ＭｏＣｌ２（Ｃ２Ｈ５）２、ＷＦ６、ＷＣｌ５、
Ｗ（ＣＨ３）６、ＷＣｌ（Ｃ２Ｈ５）２、Ｍｎ（Ｃ２Ｈ
５）２、ＲｅＨ（Ｃ２Ｈ５）２、Ｒｕ（Ｃ２Ｈ５）２、
ＣｏＣ１０Ｈ１０、Ｒｈ（Ｃ２Ｈ５）（Ｃ６Ｈ ５）、Ｎ
ｉ（Ｃ３Ｈ５）２、Ｐｂ（Ｃ３Ｈ５）２、Ｚｎ（Ｃ２Ｈ
５）２、Ｃｄ（Ｃ２Ｈ３）２、Ｈｇ（ＣＨ３）２、ＢＣ
ｌ３、Ｂ（ＯＣＨ３）３、Ｂ（ＯＣ２Ｈ ５）３、Ｂ２Ｈ
６、（Ｃ２ Ｈ５）３Ａｌ、Ａｌ（ＯＣ２Ｈ５）３、Ｇ
ａＣｌ３、Ｇａ（ＣＨ３）３、（Ｃ２Ｈ５）２ＧａＯＣ
２Ｈ５、ＴｉＦ３、ＨＳｉＣｌ３、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ
６、（ＣＨ３）４Ｓｉ、（ＣＨ３）２ＳｉＣｌ２、ＣＨ
３ＳｉＣｌ３、ＳｉＦ４、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４、Ｇｅ
Ｃｌ４、Ｓｎ（ＣＨ３）、ＰＨ３、ＡｓＦ３、ＡｓＣｌ
３、ＢｉＨ３、ＢｉＣｌ３、Ｔｈ（Ｏ４Ｈ３）４、Ｕ
（ＯＣＨ３）５、Ｕ（ＯＣ３Ｈ７）５などであり、また
これらの混合物であっても本発明には何等の支障もなく
使用可能である。To give a concrete example, C5H11Li, C
TwoH5Li, NaH, CTwoH5Na, C6H6CTwoR
b, CTwoH5Cs, (CTwoH5)TwoBe, CTwoH5Mg
Cl, Mg (OCHThree)Two, (CTwoH5)TwoCa, Sc
(CHThree)Three, Y (C6H5) Three, La (CHThree)Three,
TiClThreeCHThree, TiFFour, TiIFour, Ti (OCThree
H7)Four, ZrIFour, Zr (OCTwoH5)Four, HfCl
Four, HfClTwo(C6H 5)Two, VF5, V (C
TwoH5)Two, NbF5, NbCl5, Nb (CThreeH5)
Four, TaF5, TaBrFour, TaHThree(CTwoH5)Two,
CrClThree, Cr (CH Three)Three, MoF5, MoC
l5, MoClTwo(CTwoH5)Two, WF6, WCl5,
W (CHThree)6, WCl (CTwoH5)Two, Mn (CTwoH
5)Two, ReH (CTwoH5)Two, Ru (CTwoH5)Two,
CoC10H10, Rh (CTwoH5) (C6H 5), N
i (CThreeH5)Two, Pb (CThreeH5)Two, Zn (CTwoH
5)Two, Cd (CTwoHThree)Two, Hg (CHThree)Two, BC
lThree, B (OCHThree)Three, B (OCTwoH 5)Three, BTwoH
6, (CTwoH5)ThreeAl, Al (OCTwoH5)Three, G
aClThree, Ga (CHThree)Three, (CTwoH5)TwoGaOC
TwoH5, TiFThree, HSiClThree, SiHFour, SiTwoH
6, (CHThree)FourSi, (CHThree)TwoSiClTwo, CH
ThreeSiClThree, SiFFour, Si (OCTwoH5)Four, Ge
ClFour, Sn (CHThree), PHThree, AsFThree, AsCl
Three, BiHThree, BiClThree, Th (OFourHThree)Four, U
(OCHThree)5, U (OCThreeH7)5And so on
Even with a mixture of these, there is no problem in the present invention.
It can be used.

【００１５】本発明の実施に用いられる分解性炭素化合
物は熱ガス中に導入された場合、容易に分解して単体炭
素（スス）を生成しうるようなもので、そのままで気相
もしくは液相状態か、昇温により容易に液相状態になる
ものが好適に使用可能である。The decomposable carbon compound used in the practice of the present invention is such that when it is introduced into a hot gas, it can be easily decomposed to form elemental carbon (soot). It can be suitably used in a state of being in a liquid state or in a state of being easily in a liquid phase by increasing the temperature.

【００１６】例えば、ＬＰＧ、ナフサ、ガソリン、燃料
油、灯油、軽油、重油、潤滑油、流動パラフィンなどの
石油製品類；メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペン
タンなどの炭化水素；メタノール、エタノール、プロパ
ノール、エチレン、アセチレン、ｎ−パラフィン、ブタ
ジエン、イソプレン、イソブチレン、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、ジク
ロロペンタジエン、エチルベンゼン、スチレン、キュメ
ン、ブソイドクメン、メシチレン、アルキルベンゼン、
α−メチルスチレン、ジシクロドデカトリエン、ジイソ
ブチレン、塩化ビニル、クロルベンゼン、Ｃ９溜分混合
物、エチレンボトムなどの石油化学製品類；タール、ピ
ッチ、クレオソート油、ナフタリン、アントラセン、カ
ルバゾール、タール酸、フェノール、クレゾール、キシ
レゾール、ピリジン、ピコリン、キノリンなどのタール
製品類；大豆油、ヤシ油、アマニ油、綿実油、ナタネ
油、キリ油、ヒマシ油、鯨油、牛脂、スクワラン、オレ
イン酸、ステアリン酸などの油脂類などが好ましいもの
としてあげられるが、もちろんこれらに限られるもので
はない。For example, petroleum products such as LPG, naphtha, gasoline, fuel oil, kerosene, light oil, heavy oil, lubricating oil, liquid paraffin; hydrocarbons such as methane, ethane, propane, butane, pentane; methanol, ethanol, propanol. , Ethylene, acetylene, n-paraffin, butadiene, isoprene, isobutylene, benzene, toluene, xylene, cyclohexane, cyclohexene, dichloropentadiene, ethylbenzene, styrene, cumene, pseudocumene, mesitylene, alkylbenzene,
Petrochemicals such as α-methylstyrene, dicyclododecatriene, diisobutylene, vinyl chloride, chlorobenzene, C 9 distillate mixture, ethylene bottom; tar, pitch, creosote oil, naphthalene, anthracene, carbazole, tar acid Tar products such as phenol, cresol, xysol, pyridine, picoline and quinoline; soybean oil, coconut oil, linseed oil, cottonseed oil, rapeseed oil, tung oil, castor oil, whale oil, beef tallow, squalane, oleic acid, stearic acid, etc. The oils and fats of the above are mentioned as preferable ones, but they are not limited to these.

【００１７】本発明の実施に使用する分解性炭素化合物
は、炭素の供給が目的であるから、この目的からは例え
ば上記の如く、広範囲に選択可能である。しかしなが
ら、取扱の簡便さ、炭素収率の面からトルエン、キシレ
ン、ベンゼン、灯油、軽油、重油、Ｃ９溜分混合物、エ
チレンボトムなどが好ましい。本発明で使用可能な分解
性金属化合物及び分解性炭素化合物は、普通はそのまま
で、または加熱により容易に気相もしくは液相状態とな
し得るものであるので、特定不純物の排除を必要とする
場合は、蒸留、吸着、洗浄などの簡便な操作で高純度の
各分解性化合物を容易に得ることが出来る。The decomposable carbon compound used in the practice of the present invention is intended to supply carbon, and can be selected from a wide range as described above, for example, as described above. However, toluene, xylene, benzene, kerosene, light oil, heavy oil, C 9 distillate mixture, ethylene bottom and the like are preferable from the viewpoint of easy handling and carbon yield. The decomposable metal compound and decomposable carbon compound that can be used in the present invention are usually as they are, or can be easily brought into a gas phase or a liquid phase state by heating. Can easily obtain high-purity decomposable compounds by simple operations such as distillation, adsorption and washing.

【００１８】本発明の含炭素組成物を得るための具体的
な装置としては、炉を用いるのが好適である。この炉に
は加熱装置、及び分解性金属化合物及び炭素化合物の混
合物を導入するノズルと、熱ガス導入ダクト、混合エー
ロゾル排出ダクトとが具備されているようなものであ
る。また、加熱装置としては燃焼バーナー、通電発熱体
などがあるが燃焼バーナーが簡便であり、また熱効率の
面でも好ましい。A furnace is preferably used as a concrete apparatus for obtaining the carbon-containing composition of the present invention. This furnace is equipped with a heating device, a nozzle for introducing a mixture of a decomposable metal compound and a carbon compound, a hot gas introduction duct, and a mixed aerosol discharge duct. Further, as the heating device, there are a combustion burner, an electric heating element and the like, but the combustion burner is simple and preferable in terms of thermal efficiency.

【００１９】図１はこれに用いられる炉の一例を示すも
のである。本発明では、炉内は少なくとも６００℃以
上、好ましくは７００℃以上、より好ましくは８００℃
以上の温度と空間領域がなければならない。この温度以
上であれば分解性炭素化合物からは単体炭素が、更に水
蒸気を含む雰囲気下で分解性金属化合物からは金属酸化
物が各々極めて微細な粒子として得られ、気体と固形物
との混合体である混合エーロゾル状態で発生する。FIG. 1 shows an example of a furnace used for this. In the present invention, the inside of the furnace is at least 600 ° C or higher, preferably 700 ° C or higher, more preferably 800 ° C.
There must be above temperature and space area. Above this temperature, elemental carbon is obtained from the decomposable carbon compound, and metal oxides are obtained as extremely fine particles from the decomposable metal compound under an atmosphere containing water vapor, respectively, which is a mixture of gas and solid matter. Occurs in the mixed aerosol state.

【００２０】なお、２０００℃以上の温度は通常熱ロス
を招くだけであるのでこのような高温は好ましくない。
また、金属酸化物に加えて、単体金属さらには金属ハロ
ゲン化物が挟在していても、本発明での最終目的である
炭化物焼結体を得るのに格別の妨げにはならない。A temperature of 2000 ° C. or higher usually causes a heat loss, and therefore such a high temperature is not preferable.
Further, in addition to the metal oxide, the presence of a single metal or a metal halide does not particularly hinder the obtaining of the carbide sintered body which is the final object of the present invention.

【００２１】本発明で使用する水蒸気を含む熱ガスを得
る方法としては、通電加熱方式、高周波加熱方式及び放
電方式によって得た熱ガス中に水蒸気を注入することに
よって得ることもできるが、水素、メタン、エタン、プ
ロパンなど、あるいは原料とする炭化水素のように燃焼
して水蒸気を生成する可燃物を空気で燃焼させる方法
が、一工程で水蒸気を含む熱ガスを得ることができるの
で装置上簡便であり、熱効率の面からも経済的である。The hot gas containing steam used in the present invention can be obtained by injecting steam into hot gas obtained by an electric heating method, a high frequency heating method and a discharge method, but hydrogen, The method of burning combustible substances such as methane, ethane, propane, etc., or the combustible substances that generate steam such as hydrocarbons as raw materials with air can obtain a hot gas containing steam in one step, so that it is simple in equipment. Therefore, it is economical in terms of thermal efficiency.

【００２２】本発明では、分解性金属化合物と分解性炭
素化合物は予め混合され混合物（組成物）の状態で単一
のノズルより熱ガス中に導入されるのが好ましい。分解
性金属化合物と炭素化合物を、各々別に設けられた別々
のノズルより熱ガス中に導入したのでは、本発明の目的
を達成することはできない。これは、おそらく混合物の
状態で単一のノズルから導入する方が、微細な混合状態
を呈する含炭素組成物がより安定して得られ易いためで
あろう。また、ノズルを一本とした方が設備も簡略で操
作が容易でもあるという利点もある。In the present invention, the decomposable metal compound and the decomposable carbon compound are preferably mixed in advance and introduced into the hot gas through a single nozzle in the form of a mixture (composition). The object of the present invention cannot be achieved by introducing the decomposable metal compound and the carbon compound into the hot gas through separate nozzles provided separately. This is probably because a carbon-containing composition exhibiting a fine mixed state can be more stably obtained by introducing the mixture as a single nozzle from a single nozzle. In addition, using one nozzle also has the advantage that the equipment is simple and the operation is easy.

【００２３】なお、分解性金属化合物と分解性炭素化合
物は相互に溶解して混合された後、相分離を起こさない
組合せとすることが好ましい。かかる観点からは例え
ば、ＳｉＣｌ４、ＣＨ３ＳｉＣｌ３等の分解性金属化合
物はいずれもトルエン、キシレン、灯油、軽油、Ｃ９溜
分混合物等の炭素化合物のいずれにも可溶であり広範囲
に選択可能である。It is preferable that the decomposable metal compound and the decomposable carbon compound are dissolved in each other and mixed together, and then the combination is such that phase separation does not occur. From this point of view, for example, decomposable metal compounds such as SiCl 4 , CH 3 SiCl 3 and the like are soluble in any of carbon compounds such as toluene, xylene, kerosene, light oil, and C 9 distillate mixture, and can be selected over a wide range. It is possible.

【００２４】本発明の含炭素組成物中の金属酸化物及び
単体炭素の割合の調節は、ノズルから熱ガス中に導入す
る原料である分解性金属素化合物及び炭素化合物の混合
物の組成を調節するだけで容易に成しうるのである。The ratio of the metal oxide and the elemental carbon in the carbon-containing composition of the present invention is adjusted by adjusting the composition of the mixture of the decomposable metal element compound and the carbon compound which are the raw materials to be introduced into the hot gas from the nozzle. It can be easily done by itself.

【００２５】本発明の実施に用いられる原料である分解
性金属化合物及び炭素化合物の混合物はノズルを用いて
熱ガス中に導入される。原料注入管及びその先端部に設
置されたノズルは水で冷却されている。A mixture of a decomposable metal compound and a carbon compound, which are raw materials used in the practice of the present invention, is introduced into hot gas using a nozzle. The raw material injection pipe and the nozzle installed at its tip are cooled with water.

【００２６】図２は本発明に用いられる水冷ノズルの一
例である。原料注入管３及びその先端部に設置されたノ
ズル１０は水冷ジャケット１１によって水で冷却されて
いる。水冷はジャケット方式の他に原料注入管３及びノ
ズル１０の周囲に通水パイプをコイル状に巻き付ける方
式等、原料注入管３及びその先端部に設置されたノズル
１０が水によって冷却可能であれば、何れの方式でもか
まわない。FIG. 2 shows an example of a water cooling nozzle used in the present invention. The raw material injection pipe 3 and the nozzle 10 installed at the tip thereof are cooled with water by a water cooling jacket 11. In addition to the jacket method, water cooling is a method in which a water supply pipe is wound around the raw material injection pipe 3 and the nozzle 10 in a coil shape, etc., as long as the raw material injection pipe 3 and the nozzle 10 installed at the tip thereof can be cooled by water. However, either method may be used.

【００２７】ノズルの水冷と、得られる含炭素組成物の
比表面積の安定との因果関係を明確にはしえないが、お
そらく、原料注入管３及びその先端部に設置されたノズ
ル１０を水冷することにより、反応ゾーンからの輻射及
び水蒸気を含む熱ガスからの伝導伝熱による原料注入管
３及びノズル１０内での原料の加熱が防がれ、長期連続
運転を行っても運転中に分解性金属化合物及び分解性炭
素化合物の異常な熱分解や重合反応による固形物の生成
及びその固形物のノズルへの付着が防止され、原料の噴
霧パタ−ンの変化がなくなり、その結果得られる含炭素
組成物の比表面積が時間と共に変動し、高くなるという
現象が発生せず、長期間安定した比表面積の含炭素組成
物を得ることができるものと推察する。Although the causal relationship between the water cooling of the nozzle and the stability of the specific surface area of the obtained carbon-containing composition cannot be clarified, the raw material injection pipe 3 and the nozzle 10 installed at the tip thereof are probably water-cooled. By doing so, the heating of the raw material in the raw material injection pipe 3 and the nozzle 10 due to the conduction heat transfer from the hot gas containing the radiation and the steam from the reaction zone is prevented, and even during long-term continuous operation, it decomposes during operation. The formation of solids due to abnormal thermal decomposition of degradable metal compounds and decomposable carbon compounds and the polymerization reaction and the adhesion of the solids to nozzles are prevented, and the spray pattern of the raw material is not changed. It is presumed that a carbon-containing composition having a stable specific surface area for a long period of time can be obtained without the phenomenon that the specific surface area of the carbon composition fluctuates with time and increases.

【００２８】生成した金属酸化物と単体炭素を含む混合
エーロゾル分散質は、炉の外に誘導した後、含まれる固
形物をバグフィルター、サイクロン、電気集塵機等の公
知の捕集装置を使用する固−気分離操作により捕集する
が、捕集装置での熱負荷を軽減するためには予冷するこ
とが望ましい。予冷の方法としては、反応後の帯域を冷
却するとか、または水を注入する等の手段を採用でき
る。The mixed aerosol dispersoid containing the produced metal oxide and elemental carbon is introduced into the outside of the furnace, and the solid matter contained in the mixed aerosol dispersoid is solidified by using a known collecting device such as a bag filter, a cyclone, an electrostatic precipitator or the like. -It is collected by a gas separation operation, but precooling is desirable in order to reduce the heat load on the collection device. As a pre-cooling method, means such as cooling the zone after the reaction or injecting water can be adopted.

【００２９】以上の如くして捕集された本発明の含炭素
組成物は、高周波加熱炉、通電抵抗炉、直火式管状加熱
炉などを用い、好ましくはアルゴン、ヘリウム、窒素、
水素などの非酸化性ガス雰囲気下で、１０００〜２５０
０℃好ましくは１２００〜２０００℃程度に強熱するこ
とによって、焼結体原料として好適な金属炭化物粉末と
することができる。The carbon-containing composition of the present invention collected as described above is preferably heated in a high-frequency heating furnace, an electric resistance resistance furnace, a direct-fired tubular heating furnace, or the like, and is preferably argon, helium, nitrogen,
1000 to 250 in a non-oxidizing gas atmosphere such as hydrogen
By igniting at 0 ° C., preferably about 1200 to 2000 ° C., a metal carbide powder suitable as a sintered body raw material can be obtained.

【００３０】[0030]

【実施例】以下、実施例を示して本発明を具体的に説明
する。 実施例１ 図１は、本発明を実施する含炭素組成物の製造装置の一
例で、その断面図で示したものである。Ａは燃焼室、Ｂ
は反応ゾーンであり、炉材５に囲まれたこれらの空間は
Ａ−Ｂ方向に軸対称な円筒状で、Ａ部の内径は５５０ｍ
ｍ、Ｂ部の内径は３００ｍｍである。この製造装置を用
いて、ダクト１より空気を１５０Ｎｍ３／ｈ連続的に送
入し、燃焼バーナー２より水素を１２Ｎｍ３／ｈ供給し
燃焼させた。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. Example 1 FIG. 1 is an example of an apparatus for producing a carbon-containing composition for carrying out the present invention, which is shown in a sectional view. A is the combustion chamber, B
Is a reaction zone, and these spaces surrounded by the furnace material 5 have a cylindrical shape axially symmetrical in the AB direction, and the inner diameter of the A portion is 550 m.
The inner diameters of m and B are 300 mm. Using this manufacturing apparatus, and fed air 150 Nm 3 / h continuously from the duct 1, it was 12Nm 3 / h supplied to the combustion of hydrogen from the combustion burner 2.

【００３１】原料として、分解性金属化合物はＨＳｉＣ
ｌ３を、炭素化合物はトルエンを用い、この両者を重量
比で１：１の割合に混合したものを４０ｋｇ／ｈの流量
で原料注入管３より注入した。得られた混合エーロゾル
はダクト６より系外に導かれ、エーロゾル中の分散質を
バッグフィルターで捕集して含炭素組成物を２０．２ｋ
ｇ／ｈ生成物を得た。含炭素組成物中のケイ素質は二酸
化珪素であることが化学分析により確認され、ＥＳＲス
ペクトル解析の結果Ｓｉと他元素との結合形態にはＳｉ
−Ｏ結合のみが観察された。As a raw material, the decomposable metal compound is HSiC.
The l 3, carbon compound with toluene, 1 the two in a weight ratio: a mixture was injected from the raw material injection pipe 3 at a flow rate of 40 kg / h to 1 ratio. The obtained mixed aerosol is guided to the outside of the system through the duct 6, and the dispersoid in the aerosol is collected by a bag filter to obtain a carbon-containing composition at 20.2 k.
A g / h product was obtained. It was confirmed by chemical analysis that the siliconaceous substance in the carbon-containing composition was silicon dioxide, and as a result of ESR spectrum analysis, Si was found to be the bonding form between Si and other elements.
Only the -O bond was observed.

【００３２】表１に得られた含炭素組成物のケイ素に対
する炭素の式量比Ｃ／Ｓｉ（ｇ−アトムＣ／ｇ−アトム
Ｓｉという。以下同じ）及び窒素吸着比表面積（ｍ２／
ｇ）の原料注入開始より１９０時間までの経時変化を示
した。この間注入した全ＨＳｉＣｌ３中のケイ素量に対
する捕集した全含炭素組成物中のケイ素量の割合〔以
下、金属捕収率と称す（捕集金属量／注入金属量）×１
００〕は９９．７％であった。かくの如くして製造装置
の運転は２００時間継続して行い、その後停止してノズ
ル噴霧状態、原料注入管３、噴霧ノズル、製造装置内壁
等を観察したが、さらに連続運転を継続するに障害とな
るような格別の問題点は全く観察されず、さらに長時間
たとえば５００時間でも１０００時間でも、所望の安定
したケイ素に対する炭素の式量比、比表面積の含炭素組
成物の製造が可能であることが示唆された。The formula weight ratio of carbon to silicon of the carbon-containing composition obtained in Table 1 C / Si (g-atom C / g-atom Si; hereinafter the same) and nitrogen adsorption specific surface area (m 2 /
The change with time from the start of raw material injection in g) to 190 hours is shown. Ratio of the amount of silicon in the collected total carbon-containing composition with respect to the amount of silicon in the total HSiCl 3 injected during this period (hereinafter, referred to as metal capture rate (collected metal amount / injected metal amount) × 1
[00] was 99.7%. As described above, the operation of the manufacturing apparatus was continued for 200 hours, and then stopped to observe the nozzle spray state, the raw material injection pipe 3, the spray nozzle, the inner wall of the manufacturing apparatus, etc. No particular problems such as the above are observed, and it is possible to produce a carbon-containing composition having a desired stable formula weight ratio of carbon to silicon and a specific surface area for a long time, for example, 500 hours or 1000 hours. It has been suggested.

【００３３】[0033]

【表１】 [Table 1]

【００３４】実施例２〜６ 実施例１と同様に図１に示す製造装置を使用し、燃料に
は水素の他にメタン、プロパン、ブタンを用い、金属化
合物、炭素化合物には表２に示す化合物を用い燃焼用空
気量、原料注入量はそれぞれ表２に示した条件とし、そ
れぞれ表２に示した捕集量、金属捕集率で含炭素組成物
を得た。得られた含炭素組成物の金属に対する炭素の式
量比Ｃ／Ｍｅ（ｇ−アトムＣ／ｇ−アトムＭｅｔａｌ）
及び比表面積の、原料注入開始より１０、１００、１９
０時間後の値は、各々表２に示した通りであった。Examples 2 to 6 As in Example 1, the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 was used, methane, propane and butane were used as fuels in addition to hydrogen, and metal compounds and carbon compounds are shown in Table 2. Using the compound, the combustion air amount and the raw material injection amount were set to the conditions shown in Table 2, respectively, and a carbon-containing composition was obtained with the collection amount and the metal collection rate shown in Table 2, respectively. Formula weight ratio of carbon to metal of the obtained carbon-containing composition C / Me (g-atom C / g-atom Metal)
And specific surface area from the start of raw material injection 10, 100, 19
The values after 0 hours were as shown in Table 2.

【００３５】これら含炭素組成物の製造は、いずれも原
料注入開始より２００時間連続して行ったが、実施例１
と同様いずれもさらに連続運転を継続するに障害となる
ような格別の問題は全く観察されなかった。The production of these carbon-containing compositions was continuously carried out for 200 hours from the start of raw material injection.
As with the above, no particular problem that hinders continuous operation was observed.

【００３６】[0036]

【表２】 [Table 2]

【００３７】比較例１ 図３に示す製造装置（燃焼室内径５５０ｍｍ、反応ゾー
ン内径３００ｍｍ）を用いて実施例１と同様にしてダク
ト１より空気を１５０Ｎｍ３／ｈ連続的に送入し、燃焼
バーナー２より水素を１２Ｎｍ３／ｈ供給燃焼した。原
料として、分解性金属化合物はＨＳｉＣｌ３を、分解性
炭素化合物はトルエンを用い、この両者を重量比で１：
１の割合に混合したものを４０ｋｇ／ｈの流量で原料注
入管３より注入した。得られた混合エーロゾルはダクト
６より系外に導かれ、エーロゾル中の分散質をバッグフ
ィルターで捕集して含炭素組成物を１６．８ｋｇ／ｈの
生成物を得た。原料注入管３は注入開始より５時間まで
は上記の値で何とか一定に保持できたが、その後ＨＳｉ
Ｃｌ３とトルエンの混合物は注入量を一定値に保持する
ことが急激に困難になり、注入開始よりわずか６時間後
に運転を停止せざるを得なくなった。Comparative Example 1 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 3 (combustion chamber inner diameter 550 mm, reaction zone inner diameter 300 mm), air was continuously fed from the duct 1 at 150 Nm 3 / h in the same manner as in Example 1 to perform combustion. Hydrogen was burned at 12 Nm 3 / h from the burner 2. As the raw material, HSiCl 3 was used as the decomposable metal compound, and toluene was used as the decomposable carbon compound.
The mixture mixed in the ratio of 1 was injected from the raw material injection pipe 3 at a flow rate of 40 kg / h. The obtained mixed aerosol was guided to the outside of the system through the duct 6, and the dispersoid in the aerosol was collected by a bag filter to obtain a carbon-containing composition at 16.8 kg / h. The raw material injection pipe 3 could be kept constant at the above value for 5 hours from the start of the injection, but after that, HSi
With the mixture of Cl 3 and toluene, it became extremely difficult to maintain the injection amount at a constant value, and the operation had to be stopped only 6 hours after the start of injection.

【００３８】停止後のノズルの噴霧状態を観察したとこ
ろ原料は吐出されるもののほとんど噴霧されていなかっ
た。また、原料注入管３等を観察した結果、原料注入管
３の内側及び噴霧ノズルの内側には、原料混合物が熱分
解して生じたと思われるタール状の付着物が見られ、ま
た製造装置の内側には図３に示したような塊状のスケー
ル８が生じていた。原料注入量が変動した原因は、原料
注入管３内にタール状の付着物が生じたため及び原料注
入管３内の原料が加熱されて局部的に原料の沸騰状態が
生じたためと推察された。また製造装置の内壁に塊状の
スケール８が付着した理由としては、噴霧ノズルの内壁
にタール状の付着物が析出したために原料の噴霧状態に
偏りが生じ、このため混合物の一部が液体状態のままで
製造装置の内壁に衝突したためと推察された。Observation of the spray state of the nozzle after the stop showed that the raw material was discharged but was hardly sprayed. Further, as a result of observing the raw material injection pipe 3 and the like, tar-like deposits which are considered to be generated by the thermal decomposition of the raw material mixture were observed inside the raw material injection pipe 3 and the inside of the spray nozzle, and the production apparatus The massive scale 8 as shown in FIG. 3 was formed inside. It was assumed that the cause of the fluctuation of the raw material injection amount was that a tar-like deposit was generated in the raw material injection pipe 3 and that the raw material in the raw material injection pipe 3 was heated to locally bring the raw material into a boiling state. The reason why the lumpy scale 8 adheres to the inner wall of the manufacturing apparatus is that the tar-like deposits are deposited on the inner wall of the spray nozzle, which causes unevenness in the spray state of the raw material, and therefore a part of the mixture is in a liquid state. It was speculated that the collision had struck the inner wall of the manufacturing equipment.

【００３９】表３に原料注入開始より５時間までの含炭
素組成物の式量比（Ｃ／Ｓｉ）、比表面積の経時変化を
示したが、両者とも時間の経過と共に大きく変動してい
ることがわかる。即ち、本発明では実施例１の如く２０
０時間連続運転を行っても式量比は６．４〜６．６であ
り、また比表面積は４３．１〜４４．５ｍ２／ｇで非常
に安定した運転状態であった。しかし図３で示す装置を
使用して連続製造を行った結果、式量比は４．４〜６．
４、比表面積は４３．６〜５３．４ｍ２／ｇとバラツキ
が大きく長時間運転に耐えることができなかった。な
お、金属捕集率は９１．２％と大幅に低かった。Table 3 shows the changes in the formula weight ratio (C / Si) and the specific surface area of the carbon-containing composition up to 5 hours after the start of the raw material injection. Both of them show great fluctuations over time. I understand. That is, in the present invention, as in the first embodiment, 20
Even after 0 hours of continuous operation, the formula weight ratio was 6.4 to 6.6, and the specific surface area was 43.1 to 44.5 m 2 / g, which was a very stable operation state. However, as a result of continuous production using the apparatus shown in FIG. 3, the formula weight ratio was 4.4 to 6.
4. The specific surface area was 43.6 to 53.4 m 2 / g, which was highly variable and could not withstand long-term operation. The metal collection rate was 91.2%, which was significantly low.

【００４０】[0040]

【表３】 [Table 3]

【００４１】比較例２ 図４に示す製造装置（燃焼室内径５５０ｍｍ、反応ゾー
ン内径３００ｍｍ）を用いて実施例１と同様にしてダク
ト１より空気を１００Ｎｍ３／ｈ連続的に送入し、燃焼
バーナー２より水素を１２Ｎｍ３／ｈ供給燃焼させ、冷
却用ガス送入管７には室温の空気を５０Ｎｍ３／ｈで送
入した。原料として、金属化合物はＨＳｉＣｌ３を、炭
素化合物はトルエンを用い、この両者を重量比で１：１
の割合に混合したものを４０ｋｇ／ｈの流量で原料注入
管３より注入した。得られた混合エーロゾルはダクト６
より系外に導かれ、エーロゾル中の分散質をバッグフィ
ルターで捕集して含炭素組成物を１９．６ｋｇ／ｈの生
成量で得た。Comparative Example 2 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 4 (combustion chamber inner diameter: 550 mm, reaction zone inner diameter: 300 mm), 100 Nm 3 / h of air was continuously fed from the duct 1 in the same manner as in Example 1 to perform combustion. Hydrogen was fed from the burner 2 at 12 Nm 3 / h and burned, and room temperature air was fed at 50 Nm 3 / h into the cooling gas feed pipe 7. As a raw material, HSiCl 3 was used as a metal compound and toluene was used as a carbon compound.
The mixture mixed in the above ratio was injected from the raw material injection pipe 3 at a flow rate of 40 kg / h. The resulting mixed aerosol is duct 6
The dispersoid in the aerosol was guided to the outside of the system and collected with a bag filter to obtain a carbon-containing composition at a production amount of 19.6 kg / h.

【００４２】かくの如くして製造装置の運転は２００時
間継続して行い、その後停止して、ノズル噴霧状態を観
察したところ、噴霧の一部が欠落した状態となってい
た。また、注入管、噴霧ノズル、製造装置内壁等を観察
したところ、製造装置の内側には塊状スケールは全くな
かったものの、混合物噴霧ノズルの内側には、混合物が
熱分解して生じたと思われるタール状の付着物が認めら
れた。運転時間の経過と共に含炭素組成物の比表面積が
高くなった。その原因としては、混合物噴霧ノズルの内
側にタール状の付着物が生じ、原料の噴霧状態に欠落が
生じたためと推察された。As described above, the operation of the manufacturing apparatus was continued for 200 hours, then stopped, and the nozzle spray state was observed. As a result, a part of the spray was missing. Also, when the injection pipe, the spray nozzle, the inner wall of the manufacturing apparatus, etc. were observed, there was no lump scale inside the manufacturing apparatus, but inside the mixture spray nozzle, tar that seems to have been generated by thermal decomposition of the mixture Adhesive matter was observed. The specific surface area of the carbon-containing composition increased with the lapse of operating time. It was speculated that the cause was that tar-like deposits were generated inside the mixture spray nozzle, resulting in a lack of the spray state of the raw material.

【００４３】表４に得られた含炭素組成物のケイ素に対
する炭素の式量比Ｃ／Ｓｉ及び比表面積の原料送入開始
より１９０時間までの経時変化を示した。含炭素組成物
のケイ素に対する炭素の式量比Ｃ／Ｓｉは安定していた
ものの、比表面積は運転時間の経過と共に高くなってお
り、これを焼成してファインセラミックスとした場合に
安定した特性を得ることは不可能である。なお、金属捕
収率は９８．５％であった。Table 4 shows the change in the formula weight ratio C / Si of carbon to silicon and the specific surface area of the obtained carbon-containing composition from the start of raw material feeding to 190 hours. Although the formula weight ratio C / Si of carbon to silicon of the carbon-containing composition was stable, the specific surface area increased with the passage of operating time, and when this was fired to form fine ceramics, stable characteristics were obtained. It is impossible to get. The metal collection rate was 98.5%.

【００４４】[0044]

【表４】 [Table 4]

【００４５】[0045]

【発明の効果】本発明によれば、従来技術では達成され
なかった原料注入管及びその先端部に設置されたノズル
を水冷することにより、分解性金属化合物や分解性炭素
化合物の加熱による分解が防止され、かつノズルが高温
に曝されないので分解物のノズルへの付着防止となり、
その結果、噴霧の乱れがなくなり、含炭素組成物の比表
面積が時間と共に上昇することなく、長時間極めて安定
したものが得られるという品質の安定が達成される。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, by decomposing the raw material injection pipe and the nozzle installed at the tip thereof with water, which has not been achieved by the prior art, decomposition of the decomposable metal compound or decomposable carbon compound by heating can be performed. Also, since the nozzle is not exposed to high temperatures, it prevents the decomposition products from adhering to the nozzle.
As a result, the turbulence of the spray is eliminated, the specific surface area of the carbon-containing composition does not increase with time, and stable quality is obtained, which is extremely stable for a long time.

【００４６】本発明の含炭素組成物は、上記の如く極め
て均一かつ微細なエーロゾル分散質からなるものであ
り、しかも本発明のように噴霧ノズルを水で冷却すれ
ば、長時間にわたって比表面積の安定した含炭素組成物
を得ることができる。従って、この含炭素組成物を加熱
焼成して得られる炭化物は比表面積が極めて広く、かつ
その値が安定しており、しかも粒子が極めて微細な粉末
となる。以上の如く実施例、比較例より本発明の水冷ノ
ズルを使用した場合に限り、目的の特性を有する含炭素
組成物を長時間にわたって連続的に安定して得られるこ
とが判明し、含炭素組成物を工業的に製造するための方
法として本発明がいかにすぐれているかがわかる。The carbon-containing composition of the present invention is composed of an extremely uniform and fine aerosol dispersoid as described above. Moreover, if the spray nozzle is cooled with water as in the present invention, the specific surface area of the composition is prolonged. A stable carbon-containing composition can be obtained. Therefore, the carbide obtained by heating and calcining this carbon-containing composition has a very large specific surface area and its value is stable, and the particles become an extremely fine powder. As described above, it was found from the examples and comparative examples that the carbon-containing composition having the desired characteristics can be continuously and stably obtained only when the water-cooling nozzle of the present invention is used. It can be seen how the present invention is excellent as a method for industrially manufacturing a product.

【００４７】[0047]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 水冷ノズルを具備した含炭素組成物の製造装
置の断面図FIG. 1 is a sectional view of an apparatus for producing a carbon-containing composition equipped with a water cooling nozzle.

【図２】 水冷ノズルの断面図[Fig. 2] Cross-sectional view of a water cooling nozzle

【図３】 従来の含炭素組成物の製造装置を示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing a conventional apparatus for producing a carbon-containing composition.

【図４】 従来の含炭素組成物の製造装置を示す断面図FIG. 4 is a sectional view showing a conventional apparatus for producing a carbon-containing composition.

【符号の説明】 Ａ 燃焼室 Ｂ 反応ゾーン １ ダクト ２ 燃焼バーナー ３ 原料注入管 ４ 冷却用水送入管 ５ 炉材 ６ ダクト ７ 冷却用ガス送入管 ８ タール状付着物 ９ 水冷ノズル １０ ノズル １１ 水冷ジャケット[Explanation of reference symbols] A combustion chamber B reaction zone 1 duct 2 combustion burner 3 raw material injection pipe 4 cooling water inlet pipe 5 furnace material 6 duct 7 cooling gas inlet pipe 8 tar deposits 9 water cooling nozzle 10 nozzle 11 water cooling Jacket

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 35/52 Ｂ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location C04B 35/52 B

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 水蒸気を含む熱ガス中に、分解性金属
化合物及び炭素化合物を導入して、金属酸化物と単体炭
素を含む混合エーロゾル分散質を製造するにあたり、該
熱ガス中へ分解性金属化合物及び炭素化合物の導入に水
冷ノズルを用いることを特徴とする該分散質の含炭素組
成物の製造方法。1. When producing a mixed aerosol dispersoid containing a metal oxide and elemental carbon by introducing a decomposable metal compound and a carbon compound into a hot gas containing steam, the decomposable metal into the hot gas. A method for producing a carbon-containing composition of the dispersoid, which comprises using a water-cooled nozzle to introduce the compound and the carbon compound.
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