JPH0811684B2

JPH0811684B2 - アジドを基礎とするガス発生材料からのアジド価の回収法

Info

Publication number: JPH0811684B2
Application number: JP4249964A
Authority: JP
Inventors: ジョン・エフ・クローセン; クリストファー・シー・シー
Original assignee: TRW Vehicle Safety Systems Inc
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH05208802A; US5433932A; DE4230988A1; DE4230988C2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、搭乗者制止システム
（ｖｅｈｉｃｌｅｏｃｃｕｐａｎｔｒｅｓｔｒａｉ
ｎｔｓｙｓｔｅｍ）の製造、特にそれら拘束システム
の製造に際して生じるガス発生材料屑（ｗａｓｔｅｇ
ａｓｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌ）から
アルカリ金属アジドを回収する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】今日、大部分の搭乗者制止システムは、
１成分としてアルカリ金属アジドを含むガス発生材料を
用いる。ガス発生材料はアジドに対する反応体、通常は
金属酸化物、たとえば酸化銅または酸化鉄をも含む。ガ
ス発生材料はさらに水溶性オキシダント、たとえば硝酸
ナトリウムを含む場合がある。過塩素酸カリウムその他
の成分を含有するコーティングをガス発生材料に付与す
ることもできる。ガス発生材料は他の成分、たとえばベ
ントナイト、グラファイトおよびシリカを含む場合もあ
る。

【０００３】ガス発生材料の製造に際しては、成分を混
合し、目的の形状、たとえばタブレット、グラニュー
ル、またはグレイン（ｇｒａｉｎ）として知られる多孔
円筒に成形する。点火すると、ガス発生材料が窒素ガス
を発生する。ガス発生材料の調製、およびそれらの物質
を造形品に成形する際に、ガス発生材料屑が生じる。ガ
ス発生材料屑はガス発生材料の成形品を取扱う際に、た
とえば造形された材料を包装する際にも生じる可能性が
ある。さらにガス発生材料屑はグレインが一定の試験に
不合格となったために生じる可能性もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】アルカリ金属アジドは
高価である。アルカリ金属アジドの廃棄にも経費がかか
る。ガス発生材料屑からアルカリ金属アジドを回収する
方法が求められている。その方法は、経済的であり、か
つアジドをさらにガス発生グレインの製造に際して供給
材料として再生使用しうる一定の規格を満たすアジド製
品を調製しうるものでなければならない。またその方法
は、異なる組成をもつガス発生材料屑を処理しうるもの
でなければならない。さらにその方法は、アジド残留分
を含有せず、かつ再生使用または適切な廃棄に適した副
生流を生成しうるものでなければならない。たとえばナ
トリウムアジドで汚染された金属酸化物または水溶性オ
キシダントの屑材料副生流は、再生使用に不都合な組成
をもち、有害であると考えられるため埋立て廃棄には不
適当となる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルカリ金属
アジドを含有するガス発生材料屑からアルカリ金属アジ
ドを回収する方法にある。ガス発生材料屑はアジドと反
応性である金属酸化物をも含有する。第１工程において
は、ガス発生材料屑をアルカリ金属アジドに対する溶剤
と混合する。これにより下記を含むスラリーが生成す
る：（ｉ）溶剤およびアルカリ金属アジドからなる溶
液、ならびに（ｉｉ）金属酸化物。このスラリーを、主
として上記溶液からなる液流と、主として金属酸化物か
らなるスラッジ流に分離する。液流を濾過して残留する
金属酸化物を除去し、次いで結晶化工程で濃縮してアル
カリ金属アジドの結晶を形成させ、これを回収し、再生
使用することができる。

【０００６】スラッジ流を再懸濁して、アジドを金属酸
化物から追加抽出し、得られたスラリーを第２分離工程
で再度分離して、濾過ケークまたは遠心分離ケークおよ
び濾液または遠心分離液（ｃｅｎｔｒａｔｅ）を得るこ
とができる。この濾液または遠心分離液は、ガス発生材
料屑を溶解するために再循環して使用することができ
る。濾過ケークまたは遠心分離ケークは主として金属酸
化物からなり、廃棄または再生使用しうる。

【０００７】好ましい溶剤は水である。好ましいガス発
生材料はナトリウムアジド、酸化鉄および／または酸化
銅を含有する。好ましくは、スラリーを液流とスラッジ
流に分離する工程を遠心分離により連続的に実施し、こ
れにより遠心分離液が得られ、これを濾過および濃縮す
る。結晶化工程ののち、アルカリ金属アジド結晶を好ま
しくは遠心分離して、結晶から液体を除去する。次いで
結晶を乾燥させる。

【０００８】ガス発生材料がアルカリ金属アジドのほか
に少なくとも１種の水溶性オキシダントを含む場合、結
晶化操作は下記により実施することが好ましい：（ａ）
液流を第１濃縮工程において濃縮して、アルカリ金属ア
ジドの純粋な結晶および母液が得られ；（ｂ）この母液
をさらに濃縮し、母液からアジド結晶を追加分離し、こ
の濃縮により母液から若干の水溶性オキシダントをも分
離し；そして（ｃ）（ａ）または（ｂ）からの母液を冷
却により分別結晶化して、母液から水溶性オキシダント
を選択的に結晶化させる。可溶性成分の特性に応じて、
上記工程を異なる順序で実施してもよい。

【０００９】結晶化した水溶性オキシダントをオゾン化
し、水溶性オキシダントと共にある残留アジドを分解
し、次いで廃棄または再生使用することができる。
（ｂ）からのアジドおよび水溶性オキシダントの結晶ブ
レンドを再処理のために再循環することができる。同様
に第２分離工程からの、主として金属酸化物を含む濾過
ケークまたは遠心分離ケークを廃棄または再生使用の前
にオゾン化により処理して、ケーク中の残留アルカリ金
属アジドを分解することができる。次いで残された金属
酸化物ケークを埋立て廃棄または再生使用することがで
きる。

【００１０】以下の記載において、添付の図面中で用い
られる２桁の算用数字はプロセスラインを表す。用いら
れる３桁の算用数字は添付の図面中の他の装置を表す。
図面中で用いられる円で囲んだ大文字は、その図のプロ
セスラインと他の図に同様に表示されるプロセスライン
の接続点との接続点を示す。

【００１１】本発明方法は４つの主工程に分けることが
できる−すなわち第１の抽出および溶液清澄化工程、第
２の製品結晶化工程、第３の製品分離および母液回収工
程、ならびに第４の固体処理工程である。以下の記載は
これらの工程それぞれを順次述べる。

【００１２】本発明を実施するに際して、異なる組成の
ガス発生材料屑を処理する場合、まず１材料につき処理
を行い、次いで順次他の材料につき処理を行う。装置
は、他の材料が処理される間、１材料流を収容する規模
のものである。あるガス発生材料屑に対する貯蔵の規模
および処理期間の長さは、処理を必要とするガス発生材
料の量に依存する。たとえば１材料屑が処理される間、
最高で数週間の処理期間に相当する量の他の材料を貯蔵
することができる。

【００１３】％はすべて、特に指示しない限り重量％で
ある。

【００１４】予備抽出および溶液清澄化工程第１図については、容器１１２内の固体状のガス発生材
料屑がプレミックス容器１１４に投入される。ライン６
において溶剤がプレミックス容器１１４に添加される。
また溶剤は後記のように、たとえばライン１２ｂにおい
てプレミックス容器１１４に再循環される。プレミック
ス容器１１４に添加される溶剤の合計量は、ガス発生材
料の可溶性成分を溶解するのに必要なものより多い。ラ
イン６において添加するのに必要な溶剤の量は比較的少
なくてよい。本発明方法において好ましい溶剤は水であ
る。しかし他の溶剤を使用しうることは当業者に自明で
あろう。本発明方法を、溶剤としての水につき説明す
る。

【００１５】ガス発生材料屑の水溶性成分の例は、アル
カリ金属アジド、たとえばナトリウムアジド、カリウム
アジドおよびリチウムアジド、ならびにアジドと反応性
である水溶性オキシダント、たとえば硝酸アルカリ金属
または硝酸アンモニウム、塩素酸アルカリ金属または塩
素酸アンモニウム、および過塩素酸アルカリ金属または
過塩素酸アンモニウムである。ナトリウムアジドが好ま
しいアルカリ金属アジドであり、硝酸ナトリウムおよび
過塩素酸カリウムが水溶性オキシダントの例である。ガ
ス発生材料屑は水溶性オキシダントの組み合わせを含有
する場合がある。たとえばガス発生材料屑は、ガス発生
材料の造形品屑からの硝酸ナトリウム、およびさらに造
形品のコーティング材料からの過塩素酸カリウムを含有
する場合がある。

【００１６】ガス発生材料屑は、アジドと反応して窒素
ガスを発生する不溶性成分、たとえば金属酸化物を含有
する可能性もある。金属酸化物の金属は、アルカリ金属
より低い起電力系列のいずれの金属であってもよい。適
切な金属の例は、鉄、銅、マンガン、スズ、チタンおよ
びニッケルである。好ましい金属酸化物は酸化鉄、たと
えば酸化第１鉄、および酸化銅、たとえば酸化第１銅で
ある。金属酸化物はガス発生材料中に、普通はすべての
アジドと反応するのに必要な化学量論的量よりわずかに
過剰量で存在する。

【００１７】ガス発生材料屑は押出し助剤、たとえばベ
ントナイト、強化用繊維、たとえばグラファイト繊維、
および他の成分を含有する場合もある。この種の成分は
普通は水に不溶性であり、存在するとしても少量であ
る。

【００１８】適切なガス発生組成物の例は下記に記載さ
れる：米国特許第３，８９５，０９８号明細書、ジョン
Ｆ．ピーツ、１９７５年７月１５日発行、１９８８年
１月２６日に再発行特許第３２，５８４号明細書として
再発行、表題：″窒素ガス発生のための方法および組成
物″。この特許明細書に示されるガス発生組成物には、
ナトリウムアジドとほぼ化学量論的量の酸化銅または酸
化鉄との混合物からなるものが含まれる。

【００１９】また、米国特許第４，６０４，１５１号明
細書、１９８６年５月８日にグレゴリー・ノウルトンお
よびジョン・ピーツに発行、に示される組成物も使用し
うる。この特許明細書は、″過塩素酸アンモニウム触媒
を含む、窒素ガス発生のための方法および組成物″と題
するものである。

【００２０】容器１１４には、容器１１４内のスラリー
のｐＨを１０−１２．５の範囲に維持してアジ化水素酸
の形成を防止するために、ライン８において水酸化ナト
リウムも添加される。アジ化水素酸は有毒であり、爆発
の可能性がある。１２．５という高いｐＨは、金属酸化
物が酸化銅である場合にアジ化銅の形成を遅延させるた
めにも望ましい。あるいは、ライン６の水を適切なｐＨ
調整のために水酸化ナトリウムと予備混合したのち、こ
の水を容器１１４に添加してもよい。プレミックス容器
１１４をライン１０において、ベンチュリスクラバーそ
の他、容器１１４から有害なヒュームまたは粒状物が大
気へ侵入するのを防止する同様な装置へ通気する。

【００２１】容器１１４内の混合物は、ガス発生材料屑
の大型粒子を破壊するのに必要な期間、それに十分な強
度で撹拌される。また、プレミックス容器１１４におい
ては、ガス発生材料屑の水不溶性成分から水溶性成分が
若干浸出する。プロセスのこの工程はバッチ式で実施さ
れる。

【００２２】所望により、容器１１４内へ導入する前に
ガス発生材料屑の固体を、たとえば湿式粉砕により微粉
砕して、ガス発生材料屑の平均粒度を低下させ、水不溶
性成分からの水溶性成分の浸出を促進することができ
る。しかしこのようなガス発生材料屑の微粉砕は、一般
には必要でない。

【００２３】容器１１２に処理のために受け入れるガス
発生材料屑が固体以外の形状である可能性もあると解す
べきである。たとえば、ガス発生材料屑は屑材料の供給
源に応じて溶液またはスラリーの形である可能性があ
る。たとえばガス発生材料の製造において、ある種の処
理または洗浄工程で液状の屑材料が生じる可能性があ
る。

【００２４】ガス発生材料の大型粒子が実質的に破壊さ
れた時点で、容器１１４内のプレミックスはスラリー移
送ポンプ１２０により主浸出容器１１６または１１８へ
移送される。プレミックスはさらに容器１１６、１１８
のいずれか一方内で撹拌され、これによりガス発生材料
屑に残存する未溶解の水溶性成分は大部分が不溶性固体
粒子から抽出される。またこの撹拌により、浸出容器１
１６、１１８内のスラリーが本質的に均質な状態に保持
される。これは本発明方法における第１抽出工程であ
る。

【００２５】次いで主浸出容器１１６、１１８内のスラ
リーは、スラリーポンプ１２４によりライン１１ｂを通
してスラリー遠心機１２２へ供給される。スラリー遠心
機１２２は連続的に作動し、ポンプ１２４は遠心機供給
ポンプとして機能する。スラリーは一度に浸出容器１１
６、１１８の一方のみから取出される。

【００２６】スラリー遠心機１２２はスラリー混合物を
ライン１２の水および溶存水溶性成分からなる遠心分離
液流、ならびにライン１４の水不溶性成分からなるスラ
ッジ流に分離する。実際には、容器１１２からプレミッ
クス容器１１４へ添加されたガス発生材料屑の各バッチ
は、浸出容器１１６、１１８において２回の抽出を受け
る。上記の第１抽出後の第２抽出は、ライン１４のスラ
ッジ流を再スラリー化し、遠心機１２２内での再分離の
ために後記のようにライン１７（図１）において浸出容
器１１６、１１８へ再循環させることよりなる。

【００２７】遠心機１２２からのライン１２の遠心分離
液は、ライン１２ａまたはライン１２ｂのいずれかに分
けられる。ライン１２ａは第１抽出工程からの遠心分離
液を受容する。ライン１２ｂは第２抽出工程からの遠心
分離液を受容する。第１抽出工程において、遠心機１２
２からのライン１２ａ中の遠心分離液は保持容器１２６
内に採集される。遠心分離液はこの時点で比較的高い濃
度のナトリウムアジドを含有する。第２抽出工程におい
て、遠心機１２２からのライン１２ｂの遠心分離液は保
持容器１５０内に採集される。この遠心分離液は若干の
固体を含有する。第２抽出工程が終了した時点で、若干
の固体を含有する遠心分離液はポンプ１５２によりライ
ン１２ｂにおいてプレミックス容器１１４へ再循環さ
れ、処理すべき次のバッチのガス発生材料屑と混和され
る。

【００２８】遠心分離液保持容器１２６内の第１抽出工
程からの遠心分離液流は、ポンプ１６０によりライン４
２においてポリッシングフィルター１６２へ供給され
る。ポリッシングフィルター１６２はメンブレンフィル
ターであり、遠心分離液を清澄化する機能をもつ。遠心
分離液はフィルターのメンブレンにより透過される。こ
の遠心分離液はライン４０ｂにおいて保持容器１２６へ
再循環され、こうしてメンブレンフィルターに多数回ポ
ンプ輸送され、ライン４４の清澄な透過液を与える。

【００２９】またポリッシングフィルター１６２は最終
的にライン４０に濃縮液を与え、これは固形分が比較的
高い。たとえばライン４０の溶液を、固形分約０．０５
−１％の初期濃度から固形分約１２％の最終濃度に濃縮
することができる。次いでこの濃縮液はライン４０ａに
よりプレミックス容器１１４へ再循環される。

【００３０】製品結晶化工程ならびに製品分離および母
液回収工程２工程、″製品結晶化工程″ならびに″製品分離および
母液回収工程″を合わせて述べる。図２Ａ、２Ｂおよび
４において、ライン４４（図２Ａ）の透過液は清澄化さ
れた溶液である。円で囲んだ文字″Ａ″は、図２Ａのラ
イン４４と図１のライン４４との接続点を示す。透過液
はライン４４ａまたは４４ｂ（図２Ａ）において２個の
貯蔵槽１６４もしくは１６６のいずれかへ、またはライ
ン４４ｃにおいて貯蔵槽１６８へ流入する。

【００３１】ライン４４中の清澄化された透過液に関し
て多重貯蔵槽１６４、１６６および１６８を設ける目的
は、異なる組成の透過液を収容するためである。たとえ
ばガス発生材料屑は乗客側のガス発生材料であってもよ
く、またはガス発生材料屑は運転者側のガス発生材料で
あってもよい。乗客側ガス発生材料の組成は運転者側ガ
ス発生材料の組成と異なる場合がある。たとえば乗客側
ガス発生材料は、主として酸化第１鉄、ナトリウムアジ
ドおよび硝酸ナトリウムからなる可能性がある。乗客側
ガス発生材料は、ガス発生材料造形品のコーティングか
らの過塩素酸カリウムを含む場合もある。運転者側ガス
発生材料は、主として酸化第１銅およびナトリウムアジ
ドからなる可能性がある。また乗客側ガス発生材料の加
工に際して、後記のように不純なナトリウムアジド結晶
が生成するであろう。これらの不純なナトリウムアジド
結晶は貯蔵槽１６４または１６６のいずれかに貯蔵さ
れ、次のバッチの乗客側の清澄化された透過液と混合さ
れる。これらの理由から、乗客側の清澄化された透過液
および運転者側の清澄化された透過液のために、別個の
貯蔵槽１６４、１６６および１６８が設けられる。図２
Ａに示すように、乗客側透過液（２個の貯蔵槽１６４、
１６６）のためには運転者側透過液（１個の貯蔵槽１６
８）より多い貯蔵槽が設けられる。

【００３２】貯蔵槽１６４、１６６および１６８からの
透過液はいずれもライン５０においてポンプ１７０によ
り熱交換器１７２へ送られ、ここで透過液は予熱され
る。熱交換器１７２は間接的な熱交換器である。次いで
この加熱された透過液はライン５０において晶析装置１
７４へ流入する。晶析装置はライン５２の蒸気流、およ
びライン５４の高純度結晶を含有する母液を生じる。

【００３３】ライン５２の蒸気流は頭上の冷却器２２０
へ流入し、ここから冷却器受け器２２２または真空イジ
ェクター２２４へ流入する。頭上装置はおおまかには一
般的なものであるが、晶析装置が多数の異なるモードで
操作されるのを可能にするものである。たとえば処理す
べき屑材料が運転者側ガス発生材料である場合、晶析装
置へ導くライン５０の透過液は主としてナトリウムアジ
ドおよび水であろう。この場合、晶析装置は単純な蒸発
器として機能し、ナトリウムアジドの純粋な結晶を含む
母液をライン５４に、水蒸気流をライン５２に生じる。
晶析装置は真空下で操作されて、真空イジェクター２２
４中に凝縮水が回収されるであろう。

【００３４】屑材料が主として乗客側ガス発生材料であ
る場合、ライン５０中の透過液はナトリウムアジドおよ
び水のほかに、硝酸ナトリウムおよび／または他の水溶
性オキシダント、たとえば過塩素酸カリウムを含む可能
性がある。この場合、晶析装置１７４は分別結晶化装置
として操作される。この晶析装置は、主としてナトリウ
ムアジドの結晶を含む母液をライン５４に、水蒸気流を
ライン５２に生じる条件下で操作される。母液は溶存す
るナトリウムアジド、硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カ
リウムをも含有する。晶析装置は大気圧で操作され、蒸
気流は冷却器２２０において凝縮され、凝縮液受け器２
２２に採集される。

【００３５】晶析装置１７４からの母液を含むライン５
４は、２本のライン５４ａおよび５４ｂに分かれる。晶
析装置１７４は循環式で操作される。結晶化サイクルに
際しては、ライン５４の母液および同伴されたナトリウ
ムアジド結晶の一部がライン５４ｂにおいて、ポンプ１
７６により再加熱装置１７８を通して晶析装置１７４へ
返送される。母液および同伴されたナトリウムアジド結
晶の一部がライン５４ａにおいて、遠心機供給ポンプ１
８０により遠心機１８２（図２Ｂ）へ送入される。円で
囲んだ文字″Ｈ″は、図２Ａのライン５４ａと図２Ｂの
ライン５４ａとの接続点を示す。このサイクルは貯蔵槽
１６４、１６６、１６８内の遠心分離液すべてが消費さ
れるまで継続される。

【００３６】遠心機１８２は好ましくはプッシャー遠心
機であり、これは結晶表面から残液を除去するための水
洗を採用する。プッシャー遠心機にライン５６（図２
Ｂ）において蒸留水が導入される。あるいはスクリーン
遠心機を採用しうる。遠心機１８２はライン６０の遠心
分離液、ライン５８の遠心分離ケークを生じる。

【００３７】ライン５８の遠心分離ケークはナトリウム
アジドの純粋な結晶を含む湿潤ケークである。ナトリウ
ムアジドの結晶はスクリューコンベヤー１８４に移送さ
れ、これは結晶をナトリウムアジド結晶乾燥機１８６へ
移送する。好ましくは乾燥機１８６における乾燥は、ア
ジド結晶の燃焼を防止するために窒素発生装置１８７か
らの窒素ブランケット下で実施される。結晶は水分約５
重量％から水分約０．０４−１％に乾燥される。これに
より、さらにガス発生材料を製造するための規格に適合
するナトリウムアジド供給原料が得られる。

【００３８】この操作に際して、プッシャー遠心機１８
２からの母液（遠心分離液）はライン６０において受容
槽１８８へ流入する。遠心分離液は受容槽１８８からラ
イン９０においてポンプ１９０によりライン９４へ送入
され、ここでライン９４ｂ（図２Ａ）において再加熱装
置１７８を通って再処理のために晶析装置へ再循環され
る。円で囲んだ文字″Ｍ″は、図２Ｂのライン９４と図
２Ａのライン９４との接続点を示す。遠心分離液はライ
ン９４、９４ｂにおいてライン５４ｂの再循環液と混和
するために再循環され、結晶化によりさらにナトリウム
アジドの結晶が回収される。この再循環は結晶化サイク
ルの終了まで継続される。

【００３９】結晶化サイクルに際して、受容槽１８８お
よびポンプ１９０からのライン９０の遠心分離液の一部
は、槽１９２内で貯蔵するためにパージとしてライン９
２、６１（図２Ｂ）において取出すことができる。この
ライン９２、６１を通るパージはガス発生材料の組成に
よっては晶析装置操作の重要な部分となる可能性があ
り、これについては後に詳述する。

【００４０】供給槽１６４、１６６、１６８のいずれか
からのバッチを処理する結晶化サイクルが終了した時点
で、母液は次いでポンプ１９０（図２Ｂ）により後記の
数個の保持槽の１つへ送入される。

【００４１】好ましくは母液は結晶化サイクル期間中に
ポンプ１９０により、ライン９０のインラインフィルタ
ー１８９を通して再循環される。このインラインフィル
ターは母液に同伴するナトリウムアジドの小型結晶を″
Ｓ″と表示されるラインにおいて取出し、これはこうし
て回収され、晶析装置供給槽１６４、１６６、１６８へ
再処理のために返送される。所望により、ライン９０の
流れはバイパスライン９０ａにおいてフィルター１８９
を迂回することができる。

【００４２】晶析装置１７４（図２Ａ）への供給材料が
供給槽１６８からの運転者側ガス発生材料屑である場
合、それは水およびナトリウムアジドのみを含有する可
能性がある。この場合、晶析装置１７４は真空蒸発器と
して機能する。供給槽１６８からの供給液流を処理する
には晶析装置１７４の数日間の操作を要するであろう。
晶析装置の操作期間中に、ライン５４の液体の一部が再
加熱装置１７８を通して再循環され、その一部がライン
５４ａにおいて図２Ｂの遠心機１８２へ取出される。保
持槽１８８内の、遠心機からの遠心分離液もライン９
４、９４ｂにおいて再加熱装置１７８を通して再循環さ
れる。このサイクル中に取出された液流は、ライン５２
の晶析装置１７４からの頭上蒸気流、および遠心機１８
２から乾燥機１８６への結晶流である。この操作は槽１
６８からの供給材料すべてが消費されるまで継続され
る。この時点で保持槽１８８内の母液は溶存ナトリウム
アジドおよび水の希溶液である。母液はライン３４にお
いて、遠心機１２２（図１）からの新たな運転者側遠心
分離液と一緒に槽１６８（図２Ａ）へ再循環され、次の
サイクルの運転者側ガス発生材料屑の濃縮のために晶析
装置１７４に受容される。円で囲んだ文字″Ｎ″は、図
２Ａおよび図２Ｂのライン３４の接続点を示す。

【００４３】ガス発生材料屑が乗客側ガス発生材料であ
る場合、それはナトリウムアジドのほかに水溶性塩類、
たとえば硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カリウムを含む
可能性がある。このような材料についてはおおまかには
上記の運転者側材料の場合と同じ操作サイクルが採用さ
れる。操作サイクルが終了した時点で、希母液はライン
９６、９６ｂ（図２Ａおよび図２Ｂの接続点″Ｌ″を経
由）ならびにライン９６ｂ′および９６ｂ″において、
槽１６４または１６６での貯蔵のために再循環され、次
の抽出および清澄化工程からの透過液と混和される。し
かしこの場合、多数回のガス発生材料屑供給材料からの
ナトリウムアジド抽出により、槽１６４、１６６内に貯
蔵された母液中に経時的にこれらの塩類の蓄積が起こる
であろう。従って、母液からこれらの塩類をパージする
ことが必要になる。これは晶析装置１７４および遠心機
１８２を上記の普通操作モード以外の多数のモードのう
ちの１モードで操作することにより達成される。以下の
実施例は、このパージを達成するために数種の様式で実
施されるプロセスの操作を示す。

【００４４】以下の実施例においてプロセスサイクル
は、遠心機１２２（図１）からの貯蔵槽１６４、１６６
内の遠心分離液バッチを処理するために順次実施される
複数の工程として定義される。

【００４５】

【実施例】この実施例は、ナトリウムアジドおよび金属
酸化物のほかに複数の水溶性オキシダントを含むガス発
生材料屑の遠心分離液の一部（図１のライン１２ａ）の
処理を示す。ガス発生材料屑は乗客側の材料であり、こ
の実施例においては硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カリ
ウムの双方を含む。硝酸ナトリウムは乗客側屑材料の造
形品に由来する。過塩素酸カリウムは乗客側屑材料のコ
ーティングに由来する。

【００４６】遠心機１２２（図１）のプロセスサイクル
に際して遠心分離液はライン１２ａ内を流れ、次いでラ
イン４４における透過液として貯蔵槽１６４または１６
６（図２Ａ）へ流入し、ここに透過液は貯蔵される。透
過液は重量基準で約２１．８％のＮａＮ₃、約０．７％
のＮａＮＯ₃、約０．５％のＫＣｌＯ₄および約７７％の
Ｈ₂Ｏからなる。

【００４７】各サイクルの透過液は槽１６４または１６
６内で、先のバッチから得られたパージ再循環の２液流
と混和される。これについては後に詳述する。″パージ
再循環″という語は、これら２液流をプロセスの他の再
循環流と区別し、かつこれらの液流がこのプロセスにお
いてパージモードから生じたことを確認するものであ
る。

【００４８】一方のパージ再循環流（以下、第１パージ
再循環と呼ぶ）は、固体溶解装置２００（図２Ｂ）から
ライン６３により流入する。このパージ再循環流は後記
の第３モードの操作に際して形成される。このパージ再
循環流はポンプ２０２（図２Ａ）によりライン６３ａま
たは６３ｂを通って槽１６４または１６６へ送入され
る。円で囲んだ文字″Ｉ″は、図２Ｂのライン６３と図
２Ａのライン６３との接続点を示す。このパージ再循環
流は、主として溶存ナトリウムアジド結晶および若干の
溶存過塩素酸カリウム結晶からなる。このパージ再循環
流の量は、遠心機１２２からの遠心分離液の重量の約６
％である。

【００４９】他方のパージ再循環流（以下、第２パージ
再循環と呼ぶ）は、ライン９６ｂ′または９６ｂ″にお
いて槽１６４または１６６（図２Ａ）へ流入する。この
パージ再循環流は遠心機１８２（図２Ｂ）および受容槽
１８８からの濃縮母液の遠心分離液から構成され、第４
モードの操作に際して形成される。濃縮母液はポンプ１
９０により槽１６４または１６６へ送入される。円で囲
んだ文字″Ｌ″は、図２Ｂのライン９６と図２Ａのライ
ン９６との接続点を示す。濃縮母液は、大部分の量のナ
トリウムアジドおよび硝酸ナトリウムを含有する。この
パージ再循環流の量は、遠心機１２２からの遠心分離液
の量の約４％である。

【００５０】供給槽１６４、１６６はフィルター１８９
（図２Ｂ）からのナトリウムアジド微粒子も、ごく少量
受容する。これについては後述する。供給槽１６４、１
６６内には、これらの供給槽へ再循環されるアジド微粒
子を溶解するのに十分な過剰の水が存在する。

【００５１】一定量の希釈用水が供給槽１６４、１６６
に添加される。この量は、遠心機１２２から供給槽へ流
入した透過液の重量の約２６％である。

【００５２】各サイクルにおいて、供給槽１６４、１６
６は貯蔵槽として機能する。遠心機１２２からの遠心分
離液、および現バッチの処理に由来するパージ液流は次
のサイクルのために貯蔵される。次のサイクルにおい
て、供給材料は供給槽１６４、１６６の一方から取出さ
れる。この供給材料はライン５０（図２Ａ）において晶
析装置１７４へポンプ送入される。この実施例では各サ
イクルにおいて晶析装置１７４は４種類のモードで操作
される。これらのモードはシーケンスである。これを図
４に示す。

【００５３】晶析装置１７４の第１モード操作第１モードは、図４に示すように遠心機１２２からの透
過液および槽１６４、１６６のパージ再循環を処理する
ものである。晶析装置１７４の第１モード操作の目的
は、槽１６４、１６６内の供給材料から純粋なナトリウ
ムアジド結晶の製品流を得ることである。この時点で供
給材料は下記の組成をもつ：約２１％のＮａＮ₃、約
１．４％のＮａＮＯ₃、約１．０％のＫＣｌＯ₄および約
７６．６％の水。

【００５４】このモードにおいては、晶析装置１７４は
蒸発モードで分別結晶化装置として操作される。晶析装
置１７４において水は供給材料から沸騰除去され、蒸発
して頭上ライン５２（図２Ａ）へ進入する。供給材料か
らのナトリウムアジドの分別結晶化は、供給材料中のナ
トリウムアジドの濃度が比較的高いこと、ならびにナト
リウムアジド、硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カリウム
の相対的溶解性によって可能となる。この分別結晶化工
程において、硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カリウムは
溶解状態に保たれる。

【００５５】晶析装置１７４はプロセスサイクルの大部
分につきこのモードで操作される。たとえば晶析装置１
７４はこの第１モードの操作で約１２０時間操作される
であろう。第１モードの操作に際して晶析装置は下記よ
りなる再循環様式で操作される：（ｉ）スラリーをポン
プ１７６（図２Ａ）により再加熱装置１７８を通して晶
析装置１７４へ返送する；（ｉｉ）スラリーの小部分を
ポンプ１８０によりライン５４ａにおいて遠心機１８２
（図２Ｂ）へ送入する；および（ｉｉｉ）受容槽１８８
からの母液をポンプ１９０によりライン９４において再
加熱装置１７８を通して晶析装置１７４へ返送する。こ
の再循環に際して、遠心分離ケーク（すなわちＮａＮ₃
結晶）流が遠心機１８２からスクリューコンベヤー１８
４（図２Ｂ）上へ取出され、これがこの製品流を乾燥機
１８６へ搬送する。遠心分離工程において、遠心分離ケ
ークは洗浄用水で洗浄され、次いでこれが晶析装置１７
４へ再循環される母液に添加される。

【００５６】上記のように、受容槽１８８からの遠心分
離液の一部も第１パージとしてライン９２および６１を
通して取出され、槽１９２に貯蔵される（図２Ｂおよび
４）。槽１９２へ取出されたパージの量は槽１６４、１
６６の全供給材料の約２２％である。第１パージの組成
はサイクルの終了時点でほぼ２６％のＮａＮ₃、９％の
ＮａＮＯ₃、６％のＫＣｌＯ₄および５９％の水である。
ＮａＮ₃が乾燥機１８６へ取出されたため、これはＮａ
ＮＯ₃およびＫＣｌＯ₄の相対量がサイクル開始時の供給
材料のものより実質的に高い。

【００５７】遠心機１８２から得られる遠心分離ケーク
は、本質的にナトリウムアジドからなる湿潤ケークであ
る。１サイクルにおいて得られるアジドの量は、遠心機
１２２（図１）から槽１６４、１６６に貯蔵された遠心
分離液中のアジドの量に本質的に等しい。たとえば槽１
６４、１６６が晶析装置１７４へナトリウムアジド約９
６．２ｋｇ／時（約２１２ポンド／時）の原料を供給す
る場合、遠心機１８２からの湿潤ケーク中のナトリウム
アジドの結晶の回収速度も約９６．２ｋｇ／時（約２１
２ポンド／時）である。

【００５８】スクリューコンベヤー１８４上の湿潤ケー
ク中の水の量は、前記のように５％以下である。このケ
ーク（ＮａＮ₃の結晶）は乾燥機１８６中で０．０４−
１％の水分に乾燥される。湿潤ケーク中の硝酸ナトリウ
ムおよび過塩素酸カリウムの量は極めて少なく、それぞ
れ約０．１％以下である。従って乾燥機１８６から回収
されるナトリウムアジドはさらにガス発生材料の製造に
再生使用するのに適している。

【００５９】この第１モードの操作の終了時、槽１６
４、１６６中のすべての供給材料が消費された時点で、
晶析装置１７４および遠心機１８２からの母液は受容槽
１８８（図２Ｂ）へ流入し、ここからポンプ１９０によ
りライン９２、６１において、槽１９２に貯蔵するため
に輸送される（図２Ｂおよび４）。母液は好ましくはラ
イン９０のフィルター１８９を通してポンプ輸送され、
これにより母液からナトリウムアジド微粒子が取出され
る。次いでナトリウムアジド微粒子は供給槽１６４、１
６６へ再循環され、プロセスの次のサイクルの操作のた
めに供給材料に添加される。

【００６０】晶析装置の第２モード操作晶析装置１７４の第２モード操作の目的は、モード１か
らの槽１９２（図２Ｂおよび４）内のパージ流から過塩
素酸カリウムを結晶化し、従ってパージすることであ
る。前記から、槽１９２内のパージ流中の過塩素酸カリ
ウムおよび硝酸ナトリウムはナトリウムアジドに対して
サイクル開始時より濃縮されていることは明らかであ
る。

【００６１】槽１９２内の供給材料は、槽１９２内の供
給材料の重量に対して約８．７％の水で希釈される。次
いでこの希釈された供給材料は、ポンプ１９４によりラ
イン６２において晶析装置１７４へ供給される。円で囲
んだ文字″Ｊ″は、図２Ａのライン６２と図２Ｂのライ
ン６２との接続点を示す。

【００６２】晶析装置１７４は、熱交換器１７８を冷却
器として用いて、加熱モードではなく冷却モードで操作
され、供給材料を入口温度約７５℃（約１６７°Ｆ）か
ら出口温度約５１℃（約１２４°Ｆ）にまで冷却する。
過塩素酸カリウムの溶解性はナトリウムアジドの場合よ
り温度感受性が高く、過塩素酸カリウムはこの冷却工程
で供給材料から優先的に結晶化する。冷却は熱交換器１
７８において行われるが、結晶化は晶析装置１７４にお
いて行われる。

【００６３】晶析装置１７４からのライン５４中のスラ
リーは極めて希薄である。従ってスラリーの一部はライ
ン５４ａにおいて取出され、次いで遠心機１８２を迂回
してライン５４ｃ（図２Ｂ）において受容槽１８８へ向
けられる。次いでスラリーはポンプ１９０によりフィル
ター１８９を通して輸送される。これによりフィルター
１８９において、主として過塩素酸カリウムの結晶から
なる湿潤固体流、および母液が得られ、母液はライン９
４および９４ａにおいて槽２０４ａ（図２Ａおよび４）
へ流入し、ここに貯蔵される。円で囲んだ文字″Ｍ″
は、図２Ａおよび２Ｂのライン９４の接続点を示す。ス
ラリーの残部はポンプ１７６によりライン５４ｂにおい
て、冷却器として機能する熱交換器１７８を通して晶析
装置１７４へ再循環される。

【００６４】晶析装置のこのモードの操作は、槽１９２
からの供給材料が消費されるまで比較的短期間、たとえ
ば１カ月のサイクルのうち約１０−３０時間実施される
にすぎない。操作の長さは供給される屑材料中に存在す
る過塩素酸カリウムの量に依存する。

【００６５】フィルター１８９から回収される過塩素酸
カリウム結晶の重量は、槽１９２から受容される母液中
の過塩素酸カリウムの重量の約５％である。この過塩素
酸カリウム結晶はさらにコーティング材料として再生使
用しうる。

【００６６】槽２０４ａ内の母液は、約２５％のＮａＮ
₃、約８％のＮａＮＯ₃、約４％のＫＣｌＯ₄および約６
３％のＨ₂Ｏを含有する。

【００６７】処理される屑材料が過塩素酸カリウムを含
有しないか、または少量の過塩素酸カリウムを含有する
にすぎない場合は、プロセス中にこのモードの操作を採
用する必要がないと解される。また槽１９２内のパージ
流の一部はこのモードを迂回して、直接に第３モードへ
供給されてもよい。

【００６８】晶析装置１７４の第３モード操作第２モード操作からの槽２０４ａ内の母液は、ライン６
２においてポンプ２０６により晶析装置１７４へ供給さ
れる（図２Ａおよび４）。このモードの操作の目的は、
母液からさらにナトリウムアジドを回収することであ
る。晶析装置１７４は蒸発モードで操作される。ライン
５０および再循環流中の供給材料は、ヒーター１７８を
通って約１１０℃（約２３０°Ｆ）の出口温度に加熱さ
れる。この蒸発モードにおいては、ナトリウムアジドの
結晶化と共に、若干の過塩素酸カリウムの結晶化が起こ
る。

【００６９】重量基準で約５０％のナトリウムアジド結
晶および約５．２％の過塩素酸カリウム結晶を含有する
スラリーが、ライン５４において得られる。このスラリ
ーの主要部分は、ポンプ１７６によりヒーター１７８を
通して晶析装置１７４へ再循環される。スラリーの一部
はライン５４ａにおいて取出され、洗浄することなく遠
心機１８２により遠心分離される（図２Ｂおよび４）。
遠心分離ケークはスクリューコンベヤー１９８上に受容
され、溶解装置２００へ供給され、ここでケークは再溶
解され、ポンプ２０２によりライン６３において（接続
点″Ｉ″を通って）供給槽１６４、１６６へ、これらの
槽における次のサイクルからの供給材料への添加のため
に、かつ再処理のために再循環される。これは、晶析装
置１７４の第１モード操作の記述に関して先に述べた第
１パージ再循環流であり、最初の供給材料からさらにナ
トリウムアジドを回収するための手段である。

【００７０】晶析装置１７４の第３モード操作は、１カ
月のサイクルのうち約１６時間、槽２０４ａからの供給
材料および受容槽１８８からの再循環母液を１６時間の
操作全体において使用して、連続的に実施される。槽１
８８からの母液の一部は、同様に連続的にポンプ１９０
により貯蔵槽２０４へパージされる。このモードの操作
期間の終了時、槽２０４ａからの供給材料が消費された
時点で、母液はポンプ１９０により貯蔵槽２０４へ輸送
される（図２Ａおよび４）。好ましくは母液はインライ
ンフィルター１８９を通してポンプ輸送され、これによ
り少量の微粒子が得られ、これは貯蔵槽１６４、１６６
へ再循環される。

【００７１】第３モード操作からの貯蔵槽２０４内に収
容された清澄な母液は、約１２％のＮａＮ₃、約４１％
のＮａＮＯ₃、約１０％のＫＣｌＯ₄および約３７％の水
を含有する。これはＮａＮ₃の濃度と比べて、ＮａＮＯ₃
およびＫＣｌＯ₄の濃度が比較的高い。

【００７２】晶析装置１７４の第４モード操作晶析装置１７４の第４モードの操作の目的は、母液から
硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カリウムの混合結晶流を
パージすることである。

【００７３】槽２０４内の清澄な母液は約８．５％の水
（槽内の母液の重量に対して）で希釈され、ライン９８
においてポンプ２０６により晶析装置１７４へ取出され
る。晶析装置１７４は熱交換器１７２、１７８と連携し
て、熱交換器への入口温度約１００℃（約２１２°
Ｆ）、熱交換器からの出口温度約２０℃（約６８°Ｆ）
の冷却モードで操作される。これにより重量基準で約１
４％の硝酸ナトリウム結晶および約８．１％の過塩素酸
カリウム結晶を含有するスラリーが、ライン５４におい
て得られる。スラリーの主要部分はポンプ１７６により
熱交換器１７８を通して晶析装置１７４へ再循環され
る。スラリーの一部はライン５４ａにおいて取出され、
遠心機１８２（図２Ｂ）により洗浄用液流を用いて遠心
分離される。硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カリウムの
結晶の湿潤ケークがスクリューコンベヤー１９８上に得
られる。これらの結晶は後記のように再処理のために貯
蔵される。受容槽１８８内の母液は、第１モード操作に
関して先に述べた第２パージ再循環流を構成し、ライン
９６、９６ｂ、９６ｂ′および９６ｂ″において、接続
点″Ｌ″（図２Ａ、２Ｂ）を通って供給槽１６４、１６
６へ再循環され（図４参照）、ここで次の抽出および清
澄化工程からの透過液供給材料と混和される。

【００７４】この母液パージ再循環流の組成は、ナトリ
ウムアジドが比較的高い。このパージ流は約１３％のナ
トリウムアジド、約３０％の硝酸ナトリウム、約２％の
過塩素酸カリウムおよび約５５％の水からなる。この液
流を再循環させることにより、さらにナトリウムアジド
を回収しうる。

【００７５】スクリューコンベヤー１９８上に取出され
た湿潤ケーク中の硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カリウ
ムの結晶の量は、第４モード操作の開始時における槽２
０４内の供給材料中の硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カ
リウムの重量の約４６％である。

【００７６】所望により、この第４モードの操作におい
て得られた湿潤ケーク流からさらに硝酸ナトリウムおよ
び過塩素酸カリウムを分離し、硝酸ナトリウムおよび過
塩素酸カリウムをさらにガス発生材料の製造に再生使用
するために、晶析装置１７４を追加モードで操作するこ
とができる。

【００７７】スクリューコンベヤー１９８からの遠心分
離ケークがごく少量のナトリウムアジド結晶、ならびに
大量の硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カリウム双方を含
有する場合、湿潤ケークを溶解装置２００内で再溶解
し、溶解装置２００および専用の貯蔵槽（図示されてい
ない）からの溶解結晶溶液を、晶析装置１７４または別
個の蒸発装置（図示されていない）において処理し、約
１６−３２℃（６０−９０°Ｆ）に冷却することにより
過塩素酸カリウム結晶を得たのち、約１００℃（約２１
２°Ｆ）で蒸発させることにより硝酸ナトリウム結晶を
得ることができる。いずれの種類の結晶においても少量
の残留ナトリウムアジドは重大ではない。それは、この
過塩素酸カリウム結晶を再溶解ののち、たとえばガス発
生材料のコーティングに再生使用しうるからである。硝
酸ナトリウム結晶は、たとえば乗客側配合物中に再生使
用しうる。過塩素酸カリウムを硝酸ナトリウムから分離
するための分別結晶化は、数カ月に１回実施する必要が
あるにすぎない。

【００７８】あるいは、コンベヤー１９８上の湿潤ケー
クが少量のナトリウムアジドで汚染されている場合、こ
れを溶解装置２００内で水に溶解し、後記のオゾン化法
によりオゾン化してナトリウムアジドを分解し、次いで
埋立てによる廃棄のために再結晶することができる。

【００７９】第４モード操作は普通は全プロセスにおい
てごく短期間、たとえば槽２０４からの供給材料が消費
されるまで、１カ月のサイクルのうち約６時間、実施さ
れる。

【００８０】固体処理工程図１のライン１４のスラッジ流は、遠心機１２２から固
体移送スクリューコンベヤー１２８（図３）へ流動す
る。円で囲んだ文字″Ｂ″は図１のライン１４と図３の
ライン１４の接続点を示す。次いでコンベヤー１２８は
スラッジ流を２個の再懸濁容器１３０および１３２のう
ち１個へ移送する。ナトリウムアジドをさらに回収する
ために１回再懸濁されたスラッジは再懸濁容器１３２へ
移送されるが、予め再懸濁されていないスラッジは再懸
濁容器１３０へ移送される。

【００８１】容器１３０は水の導入ライン１６を備えて
おり、水を受容する。容器１３０は容器１３０内のスラ
ッジが均一なスラリーに再懸濁されるまで撹拌される。
このスラリーは、ライン１７のスラリー再循環ポンプ１
３４ａにより主混合容器１１６へ再循環される。円で囲
んだ文字″Ｒ″は図３のライン１７と図１のライン１７
の接続点を示す。この再循環の目的は、遠心機１２２か
らのライン１４中のスラッジに含有される水溶性成分を
さらに回収することである。

【００８２】あるいはスラッジが容器１３２へ移送され
る場合、それをアジドその他の水溶性成分で汚染されて
いる可能性のある、また水不溶性成分を含有する可能性
のあるライン１８のプラント水と混和することができ
る。容器１３２内の混合物は均一なスラリーを得るのに
十分な期間撹拌される。次いでスラリーはポンプ１３４
によりライン１９においてオゾン化装置１３６へ移送さ
れる。槽残渣（本プロセス以外の屑材料処理領域からの
ものを含む）をオゾン化装置１３６の上流でライン２０
を通してスラリーに添加することができる。オゾン発生
装置（図示されていない）からのライン２２におけるオ
ゾンがオゾン化装置１３６へ導入される。一般にオゾン
発生装置はオゾン／空気混合物を生成するであろう。オ
ゾン対空気の一般的な容量比は約１．２：１００であ
る。オゾン化装置１３６におけるオゾン化は出願中の米
国特許出願第７０３，９１０号明細書（１９９１年５月
２２日出願、本出願の譲受人に譲渡）に記載の方法によ
り実施される。

【００８３】出願中の米国特許出願第７０３，９１０号
明細書に記載されるように、オゾン化装置１３６は反応
器である。この反応器は、オゾン発生装置からのライン
２２のオゾンを反応器へ導入するための底部入口を備え
ていることが好ましい。反応器は、反応器へ導入された
オゾンを反応器内のスラリー全体に分散させるための手
段を提供するバフルを反応器内に備えていることも好ま
しい。オゾン化の前に、かつ必要な場合にはオゾン化に
際して、スラリー成分の沈降または相分離を防止するた
めにスラリーを撹拌してもよい。

【００８４】オゾン化はスラリー中のアジドが次式に従
って水中で実質的に完全にニトレートイオン、窒素ガ
ス、ヒドロキシルイオンおよびナトリウムイオンに転化
されるまで実施される：ＮａＮ₃ ＋ 3Ｏ₃ → Ｎａ⁺ ＋ＮＯ₃ ^- ＋Ｎ₂ ＋ 3Ｏ₂ (1) 2ＮａＮ₃ ＋Ｏ₃ ＋Ｈ₂Ｏ → 2Ｎａ⁺ ＋ 2ＯＨ^- ＋Ｏ₂ ＋ 3Ｎ₂ (2) 反応器内のアジド含有スラリーにオゾンを添加する速
度、またはオゾン化を実施する期間の長さは、ナトリウ
ムアジド中の窒素が実質的にすべてニトレートイオン
（ＮＯ₃ ^-）および窒素ガス（Ｎ₂）に転化されるまでオ
ゾン化を実施すべきであるという以外は、限界はない。
これは、たとえば約７時間半で行われるであろう。

【００８５】オゾン化装置１３６は好ましくは連続的に
操作される。オゾン化装置１３６はオゾンが環境へ排出
されるのを防止するために、ライン２４においてオゾン
分解装置１３８へ排気される。

【００８６】オゾン化装置１３６からのアジド不含のス
ラリーは保持容器１４０へ流入する。スラリーは保持容
器１４０から供給ポンプ１４２により遠心機１４４へ供
給される。遠心機１４４の代わりにフィルタープレスを
用いることができる。遠心機１４４またはフィルタープ
レスは、スラリーをライン２６の金属酸化物含有液流
（再生使用に適し、または廃棄が許容される）、および
ライン２８の液流または遠心分離液（遠心分離液受け器
１４６へ流入する）に分離する。次いでこの遠心分離液
はライン２８ａにおいてポリシッングフィルター１４８
に導通され、これにより下水廃棄に適した清澄な透過液
がライン３０に得られる。この液流の一部または全部
を、固体溶解またはスラッジ再懸濁のためにアジド回収
設備で使用すべく再循環することもできる。ライン３０
ａまたは３０ｂの、より濃縮された液流は再処理のため
に保持容器１４０へ再循環される。

【００８７】前記に晶析装置１７４の第４モード操作に
関して、晶析装置１７４（図２Ａ）からの湿潤ケークを
プッシャー遠心機１８２（図２Ｂ）での分離ののちオゾ
ン化により処理しうることを述べた。オゾン化によりケ
ーク中の残留アジドが分解され、続いて再結晶され、た
とえば埋立てにより廃棄される。この選択に関しては、
結晶は溶解装置２００内で水に溶解され、専門の貯蔵槽
（図示されていない）へ循環される。その際、溶解した
結晶の溶液は定期的に、たとえば数カ月に１回オゾン化
装置１３６（図３）へ循環され、溶液中の残留アジドが
分解される。次いでこのアジド不含の液流は再結晶され
（単に水の蒸発による）、過塩素酸塩／硝酸塩の固体が
得られ、これは自治体または企業による埋立て廃棄に送
られる。

【００８８】上記方法における他の変更および修正は当
業者に周知であろう。たとえばガス発生材料屑の水溶性
成分をプレミックス容器１１４内で溶解する代わりに、
１選択として固体の向流浸出を採用しうる。

【００８９】プレミックス容器１１４内で、または向流
浸出により水溶性成分を溶解したのち、プレミックスか
らの水不溶性成分の分離は、遠心機１２２の採用に加え
て、またはその代わりに、沈降槽内での沈降により行う
ことができる。遠心機１２２に加えて沈降を採用する場
合、これは好ましくは遠心機１２２の上流で採用され
る。沈降は遠心機１８２および１４４の代わりに、また
はそれらに加えて採用することもできる。

【００９０】第１抽出工程（遠心機１２２）からの固体
を再循環ポンプ１３４ａにより再懸濁することは必須で
はないが、抽出効率の改善のために望ましい。

【００９１】晶析装置１７４は分別結晶化装置として
（この場合、ポリシッングフィルター１６２からの濾液
はナトリウムアジドのほかに水溶性塩類を含有する）、
または単純な蒸発装置として（この場合、フィルター１
６２からの濾液はナトリウムアジドのみを含有する）操
作しうる。処理すべきガス発生材料屑が水溶性成分とし
てナトリウムアジドのみを含有する場合、晶析装置１７
４は単純な蒸発装置であってよい。たとえば簡単な真空
蒸発器を採用しうる。

【００９２】乾燥機１８６の採用は、ガス発生材料の製
造に用いる乾燥結晶を得る規格を満たすために重要であ
る。しかし湿式法によりガス発生材料を製造ことが提案
されており、その場合は乾燥機１８６の採用は不必要で
ある。

【００９３】洗浄式遠心機１８２の代わりに、１選択と
してバッチ濾過／洗浄がある。

【００９４】オゾン化装置１３６において金属酸化物か
ら痕跡量の残留アジドを除去することは、再生使用にと
って安全な製品を得るために、または無害な埋立て廃棄
のために必須である。従ってオゾン化は重要である。遠
心機１４４において洗浄水からアジド不含の金属酸化物
（スラッジ）を分離することは、スラッジ廃棄または再
生使用の負荷を軽減するために極めて好ましい。遠心分
離は好ましいが、沈降槽は低効率、低速の代替法であ
る。他の固体／液体分離装置、たとえばフィルタープレ
ス、ベルトフィルターまたは真空フィルターを採用しう
る。

【００９５】以上の本発明の好ましい形態の説明から、
当業者は改良、変更および修正をなしうるであろう。当
業者がなしうる範囲内のこれらの改良、変更および修正
は、特許請求の範囲の記載に包含されるものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の予備抽出および溶液清澄化工程を示す
フローダイヤグラムである。

【図２】図２Ａは本発明の製品結晶化プロセスを示すフ
ローダイヤグラムである。図２Ｂは本発明の製品分離お
よび母液回収工程を示すフローダイヤグラムである。

【図３】固体の再生使用または廃棄のための本発明の固
体処理工程を示すフローダイヤグラムである。

【図４】図２Ａの結晶化プロセスにおける多様なモード
の操作を示す模式的フローダイヤグラムである。

【符号の説明】

１１２容器１１４プレミックス容器１１６，１１８主浸出容器１２０，１２４，１５２，１７０，１７６，１８０，１
９０ポンプ１２２，１４４，１８２遠心機１２６，１５０，１６０保持容器１４８，１６２，１８９フィルター１６４，１６６，１６８，１９２，２０４，２０４ａ
貯蔵槽１７２熱交換器１７４晶析装置２２０冷却器２２２冷却器受け器２２４真空イジェクター１７８再加熱装置１２８，１８４，１９８スクリューコンベヤー１８６乾燥機１８７窒素発生装置１４０，１８８受容（保持）槽２００固体溶解装置１３４ａ，１３４，１４２，２０２，２０６ポンプ１３０，１３２再懸濁容器１３６オゾン化装置１３８オゾン分解装置１４６遠心分離液受け器２桁の算用数字プロセスライン円で囲んだ大文字その図のプロセスラインと他の図に
同様に表示されるプロセスラインとの接続点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリ金属アジドおよび該アジドと反
応性である金属酸化物を含有するガス発生材料であって
該ガス発生材料の組成が変動する可能性のあるものから
アルカリ金属アジドを回収するための、下記工程を含む
方法：（ａ）一定量のガス発生材料を供給し；（ｂ）該ガス発生材料を該アルカリ金属アジドに対する
溶剤であって金属酸化物がそれに不溶性であるものと混
合して、アルカリ金属アジドの溶液および金属酸化物を
含むスラリーとなし；（ｃ）該スラリーを、該溶液を含む液流と該金属酸化物
を含むスラッジ流に分離し、そして（ｄ）液流を濃縮してアルカリ金属アジドの結晶を得る
工程を含む方法。
【請求項２】ガス発生材料がガス発生材料屑である、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】金属酸化物を含まない透過性物質を得る
ために、液流を濃縮前にメンブレンフィルターで濾過す
る、請求項１に記載の方法。
【請求項４】溶剤が水である、請求項３に記載の方
法。
【請求項５】アジドがナトリウムアジドであり、オキ
シダントが金属酸化物である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】濃縮を溶剤の蒸発により実施する、請求
項１に記載の方法。
【請求項７】濃縮を晶析装置中で実施する、請求項６
に記載の方法。
【請求項８】ガス発生材料がアルカリ金属アジドのほ
かに溶剤可溶性塩類を含有し、晶析装置が分別結晶化装
置である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】塩類が硝酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、
およびそれらの組み合わせよりなる群から選ばれる、請
求項８に記載の方法。
【請求項１０】水分の低い液流を得るために結晶を遠
心分離する、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】遠心機が洗浄式遠心機である、請求項
10に記載の方法。
【請求項１２】結晶を乾燥させる、請求項10に記載の
方法。
【請求項１３】乾燥を不活性雰囲気下で実施する、請
求項１２に記載の方法。
【請求項１４】乾燥を真空下で実施する、請求項１２
に記載の方法。
【請求項１５】アジドを追加回収するために、スラッ
ジ流を追加溶剤で洗浄し、そして分離工程へ再循環させ
る、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】スラッジ流に含有される残留アジドを
分解するために、スラッジ流を水と混合し、そしてオゾ
ンと反応させる、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】スラリーを液流とスラッジ流に分離す
る工程を遠心機により実施する、請求項１に記載の方
法。
【請求項１８】スラリーのｐＨをｐＨ１０−１２．５
に調整する、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】濃縮を晶析装置中で行い、さらに（i）液流をメンブレンフィルターに導入して清澄な透
過液となし；そして（ii）メンブレンフィルターから得られた透過液を上記
の晶析装置に導入する工程を含む、請求項１に記載の方
法。
【請求項２０】透過液を結晶化前に予熱する、請求項
１９に記載の方法。
【請求項２１】アルカリ金属アジドおよび該アジドと
反応性である金属酸化物を含有するガス発生材料屑であ
って該材料屑がナトリウムアジドのほかに少なくとも１
種の水溶性オキシダントを含有するものからアルカリ金
属アジドを回収するための、下記工程を含む方法：（ａ）一定量のガス発生材料屑を供給し；（ｂ）該ガス発生材料屑を水と混合し、該アジドおよび
水溶性オキシダントを溶解してスラリーとなし；（ｃ）該スラリーを、該アジドおよび水溶性オキシダン
トを含有する液流と該金属酸化物を含有するスラッジ流
に分離し；（ｄ）液流を第１濃縮工程において濃縮して該アジドの
純粋な結晶を生成させ、該結晶を回収し、この濃縮工程
により母液が得られ；（ｅ）この母液をさらに濃縮し、母液から該アジドおよ
び水溶性オキシダントの結晶のブレンドを分離して、濃
縮された母液が得られ；そして（ｆ）この濃縮された母液から水溶性オキシダントを結
晶化させるために、母液を冷却により、または蒸発によ
り分別結晶化する方法。
【請求項２２】水溶性オキシダントが硝酸ナトリウム
および過塩素酸カリウムからなる、請求項２１に記載の
方法。
【請求項２３】工程（ｅ）の結晶ブレンドを再循環さ
せて、工程（ｄ）の液流と混和する、請求項２１に記載
の方法。
【請求項２４】工程（ｅ）の結晶ブレンドを再循環さ
せる前に水に溶解する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】工程（ｆ）の母液を再循環させて、工
程（ｄ）の液流と混和する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】工程（ｄ）において回収されたアジド
の純粋な結晶を乾燥させる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】工程（ｆ）の水溶性オキシダントを再
溶解およびオゾン化して水溶性オキシダントと共にある
アジドを分解し、そして該水溶性オキシダントを再結晶
化して埋め立てに使用するかまたは廃棄する、請求項２
１に記載の方法。
【請求項２８】工程（ｄ）および（ｅ）の濃縮工程を
蒸発により実施する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】金属酸化物、アルカリ金属アジド、な
らびに本質的に硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カリウム
からなる水溶性オキシダントのブレンドを含有するガス
発生材料屑からアルカリ金属アジドを回収するための、
下記工程を含む方法：（ａ）一定量のガス発生材料屑を供給し；（ｂ）該ガス発生材料屑を水と混合して、該アジドおよ
び水溶性オキシダントを溶解してスラリーとなし；（ｃ）該スラリーを、該アジドおよび水溶性オキシダン
トを含有する液流と、該金属酸化物を含有するスラッジ
流に分離し；（ｄ）液流を第１濃縮工程において濃縮して該アジドの
純粋な結晶を生成させ、該結晶を回収し、この濃縮工程
により母液が得られ；（ｅ）この母液を冷却して、母液から過塩素酸カリウム
を分別結晶化し；（ｆ）母液をさらに濃縮して、該アジドおよび過塩素酸
カリウムの結晶ブレンド、ならびに硝酸ナトリウムを濃
縮含有する母液が得られ；そして（ｇ）この濃縮された母液を冷却および／または濃縮し
て、母液から硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カリウムを
分別結晶化させる方法。
【請求項３０】硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カリウ
ムの結晶を再溶解して供給材料を調製し、該供給材料を
分別結晶化して硝酸ナトリウムの結晶および過塩素酸カ
リウムの結晶を得る、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】工程（ｆ）の結晶ブレンドを再循環さ
せて、工程（ｄ）の液流と混和する、請求項２９に記載
の方法。
【請求項３２】工程（ｆ）の結晶ブレンドを再循環さ
せる前に水に溶解する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】工程（ｄ）において回収されたアジド
の純粋な結晶を乾燥させる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】工程（ｇ）の硝酸ナトリウムおよび過
塩素酸カリウムの結晶を再溶解してオゾン化してアジド
を分解し、そして該硝酸ナトリウムおよび過塩素酸カリ
ウムを再結晶化するか、または埋立に使用する、請求項
２９に記載の方法。
【請求項３５】工程（ｄ）および（ｆ）の濃縮工程を
蒸発により実施する、請求項２９に記載の方法。