JPH07216474A

JPH07216474A - 高純度金属クロムの製造方法

Info

Publication number: JPH07216474A
Application number: JP973594A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Miyazaki; 浩美宮崎; Tsugio Murakami; 次雄村上; Sadakatsu Kumoi; 貞勝雲井; Yoshio Tanaka; 義雄田中
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1995-08-15
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: JP3934686B2

Abstract

(57)【要約】【構成】クロム酸化物粉末と炭素化合物粉末の混合体
を、水素ガスを含む雰囲気下で、温度１３００℃以上か
つ減圧下で処理することを特徴とする高純度金属クロム
の製造方法。【効果】本発明の方法によれば、電子材料，特殊クロム
合金に用いることができる高純度の金属クロムをクロム
酸化物から短時間の内に効果的に効率良く製造できる。
更に、従来不可能であった一回の還元操作で高純度金属
クロムを得ることができる。又、還元反応速度は、従来
の真空炭素還元法の１０倍以上になること等の効果が得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子材料や耐食・耐熱
合金（スーパーアロイ）に用いられる高純度金属クロム
の製造方法に関するものである。更に詳しくは、減圧水
素雰囲気下でクロム酸化物と炭素化合物の混合物を加熱
還元することにより高純度金属クロムを効果的且つ効率
的に製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属クロムの代表的製造法としては、ク
ロム化合物の水溶液を電解還元して、その陰極に金属ク
ロム板として得る方法，酸化クロム粉末とアルミニウム
粉末を混合して、高温還元により得る方法（テルミット
法）がある。

【０００３】いずれも大量生産には適するが、高純度金
属クロムを得ることは難しく、通常これらの方法により
得られた金属クロムを更に炭素又は水素ガスにより純度
向上がなされている。しかしながら、純度的には不十分
であり、電子材料や特殊合金には使用できず、更にはプ
ロセスが複雑となり運転操作性に劣る。

【０００４】米国特許第２，８３３，６４５号公報に
は、真空二段還元法、即ち酸化クロムと炭素との混合ペ
レットを真空下、高温で処理し、粗金属クロムを得、次
に該粗金属クロムを粉砕し、その組成分析から少量の酸
化クロム又は、炭素を混合・成形し、得られたペレット
を再度真空下、高温処理して、金属クロムを製造する方
法を開示している。本法は、使用原料が安価である特徴
があるが、高真空，高温での還元反応が二段であり、プ
ロセスが複雑となり、又運転操作も煩雑となる。更に
は、原料からの酸素及び炭素含量いずれも極く微量とす
ることが極めて困難であり、電子材料，特殊合金用の金
属クロムを製造することはできない。

【０００５】特開昭５４ー１３４０８号公報，特開昭６
３ー１９９８３２号公報では、真空炭素還元と水素還元
を組み合わせた二段還元法を開示している。該方法は、
酸化クロムと炭素を化学量論に対し酸素が過剰になるよ
うに配合比を調整し、均一混合，成形したものを真空
下、高温処理して、炭素含量０．１％以下，酸素含量
０．１〜２Ｗｔ％の金属クロムを得、次に該金属クロム
を水素気流下、高温処理して、過剰量の酸素を除き高純
度金属クロムを得るものである。

【０００６】本法によれば、酸素含量０．０３ｗｔ％以
下，炭素含量０．０３ｗｔ％以下の高純度金属クロムを
得ることができる。しかしながら、高温での還元反応が
二段で、それも還元手法が異なり、プロセスが複雑で運
転操作性も煩雑となる。更には、一段目で逆に炭素過剰
になったり、酸素過剰量が多すぎると、二段目で、高純
度化が不可能になったり、長時間を要したりするので、
精度の高いその調節が極めて重要となるが、その調節は
難しい。

【０００７】この様に、高純度金属クロムの必要性は極
めて大きいにもかかわらず、その製造方法は、いずれも
複雑で運転操作性は劣り、又純度も十分満足できるもの
とは言えず、経済的に、運転操作的に、又品質的に優れ
た高純度金属クロム製造方法の出現が望まれていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高純
度の金属クロムを効果的に効率良く製造できる方法を提
供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、高純度金
属クロムの製造に関し、従来技術を綿密に調査・解析
し、又数多くの手法を試み、長い年月鋭意検討を重ね
た。その結果、原料として、酸化クロムを用い、還元材
として、固体である炭素化合物と気体である水素を同時
に用い、そしてその時の条件を限定された範囲にするこ
とによって、従来にない高反応速度，高反応到達度を得
ることができ、遂に本発明を完成するに至ったものであ
る。

【００１０】酸化クロムの還元材として、固体である炭
素化合物と気体である水素と同時に用いることは、本発
明によって初めて見い出された手法であり、そして、そ
の効果は驚くべきものであった。

【００１１】すなわち、本発明は、クロム酸化物粉末と
炭素化合物粉末の混合体を、水素ガスを含む雰囲気下
で、温度１３００℃以上かつ減圧下で処理することを特
徴とする高純度金属クロムの製造方法である。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１３】本発明で使用するクロム酸化物としては、
三・二酸化クロム（Ｃｒ₂Ｏ₃）、水酸化クロム（Ｃｒ
（ＯＨ）₃）、オキシ水酸化クロム（ＣｒＯＯＨ）、三
酸化クロム（ＣｒＯ₃）などを挙げることができ、いず
れも使用することができ、又併用することもできる。し
かしながら、入手が容易なこと、純度が比較的良いこ
と、炭素化合物の必要量が少なくて済むこと、真空操作
が容易であること等から三・二酸化クロムが好ましい。
又、原料クロム酸化物は、粉末であり、その粒度は小さ
い程反応性は向上するので好ましく、具体的には５０μ
ｍ以下が好ましい。

【００１４】炭素化合物はクロム酸化物の還元剤として
働くが、グラファイト，カーボンブラック，オイルコー
クス，石炭等の炭素質、またはクロムカーバイドである
Ｃｒ₃Ｃ₂，Ｃｒ₇Ｃ₃，Ｃｒ₂₃Ｃ₆等も使用でき、又併用
することもできる。しかしながら、入手が容易なこと、
安価であること、必要量が少なくて済むこと、運転操作
が容易であること等より炭素質が好ましく、更には純度
が比較的高いグラファイト，カーボンブラック，オイル
コークスが好ましい。又、炭素化合物は、粉末である
が、その粒子径は小さい程反応速度は向上するので好ま
しく、具体的には１５０μｍ以下が好ましい。

【００１５】クロム酸化物粉末と炭素化合物粉末は、混
合体とする。混合体とは、両粉末をを機械的に混合した
粉末でも、該粉末を加圧成形して得られるブロック状，
ブリケット状，ペレット状等でもよく、又加圧成形時、
ポリビニルアルコール，ポリ酢酸ビニル，ポリビニルブ
チラール，デンプン，デキストリン，樹脂等の粘結剤を
用いてもよい。又、この時水や溶剤を用いて湿式成形し
ても、又造粒機を用いて湿式造粒しても良い。この場
合、後に乾燥などの手段で水、溶剤を除く必要がある。

【００１６】ここで、本発明の大きな特徴は、成形しな
くても、単なる混合粉末状態で高反応速度，高反応到達
度が得られ、効率良く高純度金属クロムが得られること
である。混合粉末状態での還元反応は、従来不可能であ
った技術であり、本発明によって初めて達成されたもの
である。又、還元生成物が多孔質であり、その粉砕性が
極めて良く、容易に均一な微粒子状高純度金属クロム紛
末にできる。このことは、粉末による還元の大きな特徴
であり、この技術によって、高純度金属クロム製造のプ
ロセスは、大幅に簡略化される。

【００１７】成形体とする方法は、乾式法と湿式法があ
る。乾式法は、混合粉末を単に加圧成形する方法，粉末
状の粘結剤を混合して加圧成形する方法があり、いずれ
も適用できる。又、湿式法は、粘結剤を水又は溶剤に溶
解して液体として混合粉末に加え、混練して、加圧成形
する方法が一般的であり、本発明で実施できる。使用す
る粘結剤の量は、通常乾合粉末に対して、０．１〜５ｗ
ｔ％が適切であり、加圧成形により強度の高い成形体が
得られ、取り扱いが容易となる。混練には、一般的な混
合機，混練機が適用できる。成形体には、通常加圧成形
機が用いられる。加圧成形時の圧力は、０．１〜５ｔｏ
ｎ／ｃｍ²が強度の高い成形体が得られるので好まし
く、更には０．２〜３ｔｏｎ／ｃｍ²が強度面，操作面
から望ましい。成形体形状は、前述したブロック状，ブ
リケット状，ペレット状等いずれも好適に用いることが
でき、特に限定しない。目的とする高純度金属クロムの
形状，取り扱い面より選択する。

【００１８】クロム酸化物と炭素化合物の混合割合は、
最終的に金属クロムが得られる割合とする。三・二酸化
クロムと炭素の例で示すと、次の化１の様になる。

【００１９】

【化１】

【００２０】これは、化学量論量であるが、本発明で
は、この時の酸素原子と炭素原子の比が化学量論量に一
致しなくても高純度の金属クロムが得られる。

【００２１】しかしながら、より高純度の金属クロムを
得るには、酸素原子に対する炭素原子の比を０．９〜
１．０にすることが好ましい。更には、０．９５〜０．
９９が望ましく、極めて純度の高い金属クロムを高速度
で効率良く得ることができる。この様に配合比の範囲を
広くできることも本発明の大きな特徴であり、従来法で
は不可能であった。尚、ここで言う、酸素原子，炭素原
子とは、水，低級炭化水素等の揮発物質内の酸素原子，
炭素原子は含まず、高温において存在する各原子を示
す。通常、９００℃で存在する各原子と考え操作すると
良い。

【００２２】本発明は、水素ガスを含む雰囲気下で、混
合体を１３００℃以上でかつ減圧下で処理することを必
須とする。該処理によって、高純度金属クロムが効率良
く得られ、本発明の骨子となる。混合体を昇温し、所定
温度とする方法は、別に限定しない。連続的に昇温して
も、３００〜５００゜Ｃの段階で温度を保持し水分除去
を行っても、８００〜１０００℃の段階で温度を保持
し、粘結剤除去，焼結を行っても良い。

【００２３】水素ガスの圧力は、０．１３ＫＰａ以上で
あるのが好ましい。何故ならば、０．１３ＫＰａよりも
小さいと、本発明の効果である、高反応速度及び高反応
到達度が達成できず、高純度金属クロムが得られないだ
けでなく、生成した金属クロムの蒸発量が増すことにな
る。

【００２４】一方、水素ガスの圧力が０．１３ＫＰａか
ら大きくなるにつれ本発明の効果が強く現われる。しか
しながら、あまりにも高い圧力で還元すると反応速度は
逆に低下し、又水素使用量が増すことになる。よって、
好ましい水素ガス圧力は９３．３１ＫＰａ（７００ｍｍ
Ｈｇ）以下であり、更に望ましくは４０．０ＫＰａ（３
００ｍｍＨｇ）以下である。

【００２５】以上の事から、水素ガスの圧力の好ましい
範囲としては、０．１３〜９３．３１ＫＰａ（１〜７０
０ｍｍＨｇ），更に好ましくは０．１３〜４０．０ＫＰ
ａ（１〜３００ｍｍＨｇ）であり、更には０．６７〜１
３．３３ＫＰａ（５〜１００ｍｍＨｇ）が好ましい。

【００２６】高温還元炉の耐久性向上，混合体の破壊抑
制の面から、途中温度保持する方法が好ましい。昇温
後、温度１３００℃以上に維持する。この温度で反応が
進み高純度金属クロムが得られる。１３００℃よりも温
度が低いと、反応速度は著しく低下し、長時間要した
り、又は反応の進行が停止したりする。又、温度を高く
することにより、より反応速度を大きくでき好ましい
が、１６００℃以上になると還元炉の材質損傷が大きく
なり、又クロムの蒸発量が増加し、収率低下となる。従
って、好ましい温度範囲は、１３００〜１６００℃であ
り、反応速度，還元炉の耐久性，クロム蒸発量の抑制の
面からより好ましい温度範囲は、１３５０〜１５００℃
であり、この温度は工業的に容易に実施できる温度でも
ある。

【００２７】還元反応時は、水素ガス雰囲気であるが、
他のガス成分として不活性ガスを存在させても良い。

【００２８】又、還元反応時の全圧は、減圧、即ち１０
１．３ＫＰａ（７６０ｍｍＨｇ）以下であることを必須
とする。全圧は。水素ガス圧力，反応により生成する一
酸化炭素ガス圧力，その他のガス成分圧力の合計にな
る。

【００２９】全圧を１０１．３ＫＰａ（７６０ｍｍＨ
ｇ）以上とすると、水素ガス流量を増やせば、反応は進
行するが、その速度はそれほど大きくなく、又水素ガス
を大量に消費することになり、デメリットが大きい。

【００３０】一方、全圧が減圧である場合、反応速度を
より大きく、反応到達度をより高くすることが可能とな
り、高純度の金属クロムを得ることができる。更には、
水素、窒素、硫黄等のガス成分含量を低くすることがで
きる。

【００３１】更に好ましい圧力は９３．３１ＫＰａ（７
００ｍｍＨｇ）以下，更に望ましくは４０．０ＫＰａ
（３００ｍｍＨｇ）以下，更には１３．３３ＫＰａ（１
００ｍｍＨｇ）以下であり、前述の効果はより大きくな
り、特に生成する金属クロム中のガス成分含量は極めて
微量にできる。

【００３２】従って、本発明に使用する好適な全圧範囲
は、０．１３〜９３．３１ＫＰａ（１〜７００ｍｍＨ
ｇ）であり、更には０．６７〜１３．３３ＫＰａ（５〜
１００ｍｍＨｇ）が望ましい。この全圧は、通常の真空
ポンプの排気速度調節により容易にコントロールでき
る。

【００３３】又、本発明では、水素ガス導入時機をずら
すこともできる。すなわち、反応初期圧力０．１３〜２
６．６７ＫＰａ（１〜２００ｍｍＨｇ），温度１２００
〜１６００℃で炭素による還元反応を進め、その反応途
中で水素ガスを導入し、炭素と水素による還元を進めて
も効率良く高純度金属クロムを得ることができる。

【００３４】しかしながら、水素ガスを導入する時機
は、混合体の炭素含量が１ｗｔ％以上存在している時機
とすることが大切である。１ｗｔ％よりも炭素含量が低
い状態で水素ガスを導入しても、その効果はほとんどな
く、従来の真空炭素還元と同様になり、高反応速度で高
純度の金属クロムが得られない。水素ガスを炭素による
還元反応の途中で導入する場合のより好ましい時機は、
混合体の炭素含量が５ｗｔ％以上の時機である。

【００３５】本発明の最も良い水素ガスの導入時機は還
元反応が開始する温度、即ち約１０００℃の温度が良
く、反応時間が大幅に短縮できる。水素ガス導入前は、
不活性ガス雰囲気、又は真空とするが、後者がより経済
的で好ましい。

【００３６】還元反応後、冷却して炉から高純度金属ク
ロムを取り出す。冷却は、水素ガス雰囲気で行っても良
く、又アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気で行っても良
い。還元品の温度が３００℃以下の状態で取り出せば、
空気中の酸素，窒素による汚染を防止することができ
る。

【００３７】本発明の還元操作は、連続式，回分式，半
回分式いずれも適用できる。又、本発明の方法によって
得られる高純度金属クロムは、反応過程での収縮がほと
んどなく、粉砕性が良く、その後の加工性もすこぶる良
いものであり、このことも本発明の特徴でもある。その
金属クロムの電子顕微鏡写真より、クロム粒子間の焼結
がほとんどないことも判った。

【００３８】本発明の作用について、理論的に説明する
ことはできないが、次のように考えている。即ち、本発
明では、クロム酸化物の還元剤として固体である炭素化
合物と気体の水素ガスを併用する。炭素化合物のみ用い
る場合や水素ガスのみ用いる場合と比較して、はるかに
大きな反応速度で、且つはるかに大きな反応到達度を示
し、短時間の内に、一回の還元反応で高純度の金属クロ
ムを得ることができる。これは、クロム酸化物と炭素化
合物の反応，クロム酸化物と水素ガスとの反応が別々に
進行しているのではなく、相互に関係し、結果としてク
ロム酸化物の還元反応を著しく促進しているものと考え
られる。その反応速度は、従来の真空炭素還元法の１０
倍以上であり、極めて効果的である。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれらにより限定されるものではない。

【００４０】実施例１平均粒子径２μｍの三・二酸化クロム粉末１５０．０部
と平均粒子径２７μｍのコークス粉末３４．６５部を粉
末混合機を用いて混合した。この時の酸素原子に対する
炭素原子比は、０．９８であった。次に、１０％ポリビ
ニルアルコール水溶液１８部を加えて混練りした。この
混練り物２０．０ｇを加圧成形機を用いて、０．２５ｔ
ｏｎ／ｃｍ²で加圧成形し、直径３０ｍｍの円柱状物を
得た。次に、該成形体を１００℃で１日乾燥し、１８．
４ｇになったものを高温真空炉に入れた。高温真空炉で
は、９００℃まで１．５時間で昇温し、３０分間保持
後、１４００℃まで５０分かけて更に昇温し、２時間保
持し還元反応を行った。一方圧力は、９００℃，３０分
保持終了まで０．１３Ｋｐａ以下とし、その後水素ガス
を２００ｍｌ／ｍｉｎで導入しながら圧力２．６７ＫＰ
ａ（２０ｍｍＨｇ）にな調節した。１４００℃，２時間
保持後水素ガスの導入を停止し、圧力は０．０１３ＫＰ
ａ以下とし、熱源を切り冷却し、反応性生物を取り出し
た。

【００４１】反応生成物は、１０．０６ｇであり、その
酸素及び炭素含量は、それぞれ０．０１８％，０．０１
１％であり、高純度の金属クロムを得ることができた。
この反応生成物の粉砕性は極めて良く、容易に粉砕する
ことができた。

【００４２】ここで、酸素の分析は試料をインパルスフ
ァーネスにより瞬間抽出し、赤外吸収法により行った
（ＬＥＣＯ社製ＴＣ−１３６を使用）。炭素の分析は試
料を高周波燃焼し、赤外吸収法で行った（ＬＥＣＯ社製
ＣＳ−２４４を使用）。以下、酸素及び炭素の分析はこ
れと同様の方法で行った。

【００４３】実施例２実施例１において、三・二酸化クロム粉末とコークス粉
末の混合物を混練，成形することなく、混合物２０ｇを
粉末状のまま高温真空炉に入れること以外は、すべて同
じに操作した。

【００４４】反応生成物は、１０．９３ｇであり、その
酸素及び炭素含量は、それぞれ０．０１０％，０．００
８％であり、高純度の金属クロムを得ることができた。
この反応生成物の粉砕性は実施例１に比べ更に良く、容
易に粉砕することができた。実施例３実施例１において、三・二酸化クロム粉末とコークス粉
末の混合物にポリビニルアルコール水溶液を加えること
なく、該混合物２０ｇを加圧成形機を用いて、１．０ｔ
ｏｎ／ｃｍ²で加圧成形し、直径３０ｍｍの円柱状物を
得た。次に、該成形体をそのまま高温真空炉に入れた。
以上のように成形体作成を乾式で行うこと以外は、すべ
て実施例１と同じにした。

【００４５】反応生成物は、１０．９５ｇであり、その
酸素及び炭素含量は、それぞれ０．０１５％，０．０１
０％であり、高純度の金属クロムを得ることができた。
この反応生成物の粉砕性は極めて良く、容易に粉砕する
ことができた。

【００４６】実施例４実施例１において、水素ガスを導入しながら圧力を５．
３３ＫＰａ（４０ｍｍＨｇ）に調節すること以外は、す
べて同じにした。反応生成物は、１０．１３ｇであり、
その酸素及び炭素含量は、それぞれ０．００６％，０．
０１０％であり、高純度の金属クロムを得ることができ
た。この反応生成物の粉砕性は極めて良く、容易に粉砕
することができた。

【００４７】実施例５実施例１において、反応温度を１４５０℃にすることを
除いて、全て同様に操作した。

【００４８】反応生成物は、９．９８ｇであり、その酸
素及び炭素含量は、それぞれ０．０１１％，０．００６
％であり、高純度の金属クロムを得ることができた。こ
の反応生成物の粉砕性は極めて良く、容易に粉砕するこ
とができた。

【００４９】実施例６実施例１において、１４００℃での保持時間を２．５時
間とし、９００℃からは水素ガスを導入することなく昇
温し、１４００℃保持開始より０．５時間まで圧力をを
０．６７ＫＰａ（５ｍｍＨｇ）に保った。他の実験結果
より、この状態での酸素及び炭素含量は、それぞれ４．
５％及び３．２％であることが、他の実験結果よりわか
っていた。引き続き温度を保持したまま水素ガスを２０
０ｍｌ／ｍｉｎで導入しながら圧力を２．６７ＫＰａ
（２０ｍｍＨｇ）になるように調節した。１４００℃，
２．５時間保持後水素ガスの導入を停止し、圧力は０．
０１３ＫＰａ以下とし、熱源を切り冷却し、反応生成物
を取り出した。

【００５０】反応生成物は、１０．０１ｇであり、その
酸素及び炭素含量は、それぞれ０．０１８％，０．０１
１％であり、高純度の金属クロムを得ることができた。
この反応生成物の粉砕性は極めて良く、容易に粉砕する
ことができた。

【００５１】実施例７実施例１において、平均粒子径１２８μｍのコークス粉
末を使用し、反応温度を１４５０℃にすることを除い
て、全て同様に操作した。

【００５２】反応生成物は、９．９９ｇであり、その酸
素及び炭素含量は、それぞれ０．０１１％，０．０１９
％であり、高純度の金属クロムを得ることができた。こ
の反応生成物の粉砕性は実施例１に比べ更に良く、容易
に粉砕することができた。

【００５３】比較例１実施例１の方法で、水素ガスを導入することなく、圧力
を０．６７ＫＰａ（５ｍｍＨｇ）にすることを除いて、
全て同様に操作した。

【００５４】その結果、反応生成物の酸素及び炭素含量
は、それぞれ２．０％，０．８０％であり、高純度の金
属クロムは得られなかった。

【００５５】比較例２比較例１において、１４００℃での保持時間を６時間に
すること以外は、全て同様に操作した。

【００５６】その結果、反応生成物の酸素及び炭素含量
は、それぞれ０．９５％，０．１２％であり、高純度の
金属クロムは得られなかった。又、この物の収縮は大き
く、粉砕性も悪いものであった。

【００５７】又、比較例１と比較例２の結果から、現実
的時間内では、高純度金属クロムは得られないことも理
解できた。

【００５８】比較例３実施例１において、１４００℃での保持時間を８時間と
し、９００℃から１４００℃保持開始より６時間までは
水素ガスを導入せず、圧力を０．６７ＫＰａ（５ｍｍＨ
ｇ）に保った。引き続き温度を保持したまま、水素ガス
を２００ｍｌ／ｍｉｎで導入しながら、圧力を２．６７
ＫＰａ（２０ｍｍＨｇ）に調節した。１４００℃保持終
了水素ガスの導入を停止し、圧力は０．０１３ＫＰａ以
下とし、熱源を切り冷却し、反応生成物を取り出した。

【００５９】反応生成物は、９．７１ｇであった。反応
生成物の酸素及び炭素含量は、それぞれ０．１５％，
０．０１０％であり、高純度金属クロムを得ることはで
きなかった。又、この物の収縮は大きく、粉砕性も悪い
ものであった。

【００６０】比較例４実施例１において、水素ガスを導入しながら圧力を０．
０６７ＫＰａ（０．５ｍｍＨｇ）に調節すること以外
は、すべて同じにした。

【００６１】反応生成物は、９．８０ｇであり、その酸
素及び炭素含量は、それぞれ１．６％，０．４％であ
り、高純度金属クロムを得ることはできなかった。

【００６２】比較例５実施例７において、水素ガスを導入することなく、圧力
を０．６７ＫＰａ（５ｍｍＨｇ）にすることを除いて、
全て同様に操作した。

【００６３】その結果、反応生成物の酸素及び炭素含量
は、それぞれ７．０％，５．７％であり、還元反応がほ
とんど進んでいない。

【００６４】

【発明の効果】本発明の方法によれば、高純度の金属ク
ロムを短時間の内に効果的に効率良く製造することがで
きる。次に、本発明の効果を列記する。

【００６５】（１）電子材料，特殊クロム合金に用いる
ことができる高純度の金属クロムをクロム酸化物から製
造できる。

【００６６】（２）従来不可能であった一回の還元操作
で高純度金属クロムを得ることができる。

【００６７】（３）還元反応速度は、極めて大きく、短
時間の内に、反応は終了する。その速度は、従来の真空
炭素還元法の１０倍以上である。

【００６８】（４）原料は、クロム酸化物，炭素化合物
そして水素ガスであり、いずれも大量に安価に入手で
き、経済性に優れる。

【００６９】（５）真空ではなく、水素ガス雰囲気での
還元反応であり、熱伝導が大きく、反応効率を高くでき
る。真空下での反応は、熱の供給は輻射のみであるが、
本発明の方法では、輻射に加えて、水素ガスを通じての
対流，伝導がおこる。

【００７０】（６）従来不可能であった、混合粉末の状
態での還元反応が可能となり、短時間の内に高純度の金
属クロムを得ることができる。したがって、成形，乾燥
等の操作が不要であり、プロセスは極めて簡略化でき
る。

【００７１】（７）クロム酸化物粉末と炭素化合物粉末
の混合は、多少不均一であっても反応により、均一な高
純度金属クロムが得られる。

【００７２】（８）従来、反応速度が小さかった、大粒
子径のクロム酸化物及び炭素化合物を用いても、高反応
速度が達成できる。

【００７３】（９）クロム酸化物と炭素化合物の混合範
囲を広くでき、運転操作性が良い。

【００７４】（１０）還元反応により、得られる金属ク
ロムは、極めて粉砕性が良く、加工が容易である。

【００７５】以上のように、本発明では、多くの、そし
て大きな効果を得ることができ、工業上極めて有益な方
法である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クロム酸化物粉末と炭素化合物粉末の混合
体を、水素ガスを含む雰囲気下で、温度１３００℃以上
かつ減圧下で処理することを特徴とする高純度金属クロ
ムの製造方法。
【請求項２】請求項１に記載の高純度金属クロムの製造
方法において、反応初期に水素ガスを含まない雰囲気下
で、反応初期圧力０．１３〜２６．６７ＫＰａ（１〜２
００ｍｍＨｇ），温度１２００〜１６００℃で炭素によ
る還元反応を進め、その反応途中で水素ガスを導入し、
温度１３００℃以上かつ減圧下で処理することを特徴と
する高純度金属クロムの製造方法。
【請求項３】請求項２に記載の高純度金属クロムの製造
方法において、混合体の炭素含量が１ｗｔ％以上存在し
ている時機に水素ガスを初めて導入することを特徴とす
る高純度金属クロムの製造方法。
【請求項４】請求項１から３のいずれかの請求項に記載
の高純度金属クロムの製造方法において、水素ガスによ
る還元反応における水素ガス圧力又はガス成分の全圧が
０．１３ＫＰａ（１ｍｍＨｇ）〜９３．３１ＫＰａ（７
００ｍｍＨｇ）の範囲であることを特徴とする高純度金
属クロムの製造方法。
【請求項５】請求項１から４のいずれかの請求項に記載
の高純度金属クロムの製造方法において、水素ガスによ
る還元反応における熱処理温度が１３００〜１６００℃
の範囲であることを特徴とする高純度金属クロムの製造
方法。
【請求項６】請求項１から５のいずれかの請求項に記載
の高純度金属クロムの製造方法において、混合体の酸素
原子に対する炭素原子の比が０．９〜１．０であること
を特徴とする高純度金属クロムの製造方法。
【請求項７】請求項１から６のいずれかの請求項に記載
の高純度金属クロムの製造方法において、クロム酸化物
の平均粒子径が５０μｍ以下で、且つ炭素化合物粉末の
平均粒子径が１５０μｍ以下であることを特徴とする高
純度金属クロムの製造方法。
【請求項８】請求項１から７のいずれかの請求項に記載
の高純度金属クロムの製造方法において、混合体が加圧
成形して得られる成形体であることを特徴とする高純度
金属クロムの製造方法。
【請求項９】請求項１から７のいずれかの請求項に記載
の高純度金属クロムの製造方法において、混合体が粉末
状であることを特徴とする高純度金属クロムの製造方
法。