JPH1149515A - αアルミナの連続的製造法 - Google Patents
αアルミナの連続的製造法Info
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- JPH1149515A JPH1149515A JP9203264A JP20326497A JPH1149515A JP H1149515 A JPH1149515 A JP H1149515A JP 9203264 A JP9203264 A JP 9203264A JP 20326497 A JP20326497 A JP 20326497A JP H1149515 A JPH1149515 A JP H1149515A
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Abstract
ミナ粉体を連続的に製造する方法を提供する。 【解決手段】 水酸化アルミニウムの供給ライン1、供
給された水酸化アルミニウムを焼成する焼成炉2、焼成
後のアルミナを系外に導出するライン3、焼成炉2より
排出されるガスを集塵装置5へ導入する排ガスライン
4、排ガス中に含まれる粉体を捕集する集塵装置5、粉
体捕集後の排ガスを集塵装置5より排出するライン6、
捕集した粉体を系外に排出するライン7よりなる焼成装
置を用い連続的にαルミナを製造する方法に於いて、集
塵装置5で捕集した粉体を焼成炉2に循環供給するライ
ン8を設け、集塵装置5で捕集した粉体の少なくとも一
部を焼成炉2中へ循環する。
Description
製造法に関する。さらに詳細には、得られるアルミナ粒
子が球状で、かつ粒度分布がシャープなαアルミナの連
続的製造法に関するものである。
的強度、さらには物理的特性に優れていることより、成
形、焼結し各種機械部品や電気部品として使用されてい
る。これらの用途においては、廉価で寸法安定性や高い
焼結密度が要求されることより、球状で粒度分布がシャ
ープなアルミナ粉体が必要とされる。
を焼成することによるアルミナの製造方法としては、粒
子径や粒度分布、BET比表面積等の特性コントロール
を目的に、各種多様な製法が提案されている。例えば
(1)鉱化剤として弗素、塩素、ホウ素の少なくとも1
種を添加し焼成する方法、(2)脱ソーダ剤として硅砂
等のシリカ系化合物、塩素系化合物を使う方法、(3)
上記の鉱化剤と脱ソーダ剤を組み合わせ用ちいる方法、
さらには(4)焼成時、水酸化アルミニウム中にアルミ
ナの微粒子を添加し、これに上記方法を組み合わせて焼
成する方法も提案されている(特公平6−104570
号公報、特開平7−41318号公報)。
及び/または弗素系化合物等のハロゲン系化合物を使う
場合には、原料に鉱化剤として添加するハロゲン系化合
物量に比例して、αアルミナ中に残存するハロゲン系化
合物の量が増加し、焼成時に生成する凝集体が多くな
る。かかる対策として0.1体積%以上であるハロゲン
含有ガス雰囲気で焼成した後、該組成物を脱ハロゲン処
理する方法が提案されている(特開平7−206432
号公報)。この方法によればハロゲン含有量が低く粒度
分布のシャープなαアルミナが得られるものの、新たに
脱ハロゲン処理が必要であるとの問題を有する。また脱
ソーダ剤であるシリカ系化合物を添加している場合に
は、原料に添加する弗素系化合物に比例してシリカ汚染
も高くなる。
本発明者はバイヤー法により得られる廉価な水酸化アル
ミニウムを用い、これを連続的に焼成して、球状で粒度
分布がシャープなαアルミナ粉体を得るべく鋭意検討し
た結果、特定の焼成装置を用い、原料である水酸化アル
ミニウムに、特定物性を有するアルミナを添加、混合し
て焼成すると共に、焼成後のアルミナ中に含有される弗
素系化合物の存在量が特定範囲になる如く、特定量の弗
素系化合物の添加と、捕集した粉体の循環使用量を調製
し、焼成する場合には、上記目的とするαアルミナが連
続的に製造し得ることを見出し、本発明を完成するに至
った。
酸化アルミニウムの供給ライン(1)、供給された水酸
化アルミニウムを焼成する焼成炉(2)、焼成後のアル
ミナを系外に導出するライン(3)、焼成炉(2)より
排出されるガスを集塵装置(5)へ導入する排ガスライ
ン(4)、排ガス中に含まれる粉体を捕集する集塵装置
(5)、粉体捕集後の排ガスを集塵装置(5)より排出
するライン(6)、捕集した粉体を系外に排出するライ
ン(7)よりなる焼成装置を用い連続的にアルミナを製
造する方法に於いて、該装置に集塵装置(5)で捕集し
た粉体を焼成炉(2)に循環供給するライン(8)を設
け、集塵装置(5)で捕集した粉体の少なくとも一部を
焼成炉(2)中へ循環しつつ、焼成炉(2)中に、バイ
ヤー法により得られた水酸化アルミニウムと平均粒子径
15μm〜150μmであり、 X線回折法により測定
した(110)面{2θ=37.7°}、(300)面
{2θ=68.2°}、(116)面{2θ=57.5
°}の線強度を下記の式1 (I(110) +I(300) )/(2×I(116) ) 式1 に代入し求めた値が0.3〜1.0であるアルミナ(ア
ルミナAと称する)を、該水酸化アルミニウム(Al2
O3 換算)に対して5〜150重量%(Al2 O 3 換
算)及び、水酸化アルミニウム(Al2O3換算)とア
ルミナAの合量に対して弗素系化合物を20〜200p
pm(F換算)の範囲で添加、調製し、焼成後ライン
(3)より排出されるアルミナ中の弗素系化合物含有量
が1〜200ppm(F換算)となるが如く焼成するこ
とを特徴とするαアルミナの連続的製造法を提供するに
ある。
に詳細に説明する。図1は本発明方法に使用する水酸化
アルミニウムの連続的焼成装置のブロック構成図であ
り、(1)は水酸化アルミニウムの供給ライン、(2)
は焼成炉、(3)は焼成後のアルミナを系外に導出する
ライン、(4)は焼成炉(2)より排出されるガスを集
塵装置(5)へ導入する排ガスライン、(5)は排ガス
中に含まれる粉体を捕集する集塵装置、(6)は粉体捕
集後の排ガスを集塵装置(5)より排出するライン、
(7)は捕集した粉体を系外に排出するライン、(8)
は集塵装置(5)で捕集した粉体を焼成炉(2)に循環
供給するラインを示す。
に、バイヤー法により得られた水酸化アルミニウムと平
均粒子径が約15μm〜約150μmであり、X線回折
法により測定した(110)面{2θ=37.7°}、
(300)面{2θ=68.2°}、(116)面{2
θ=57.5°}の線強度を下記の式1 (I(110) +I(300) )/(2×I(116) ) 式1 に代入し求めた値が0.3〜1.0であるアルミナA
を、該水酸化アルミニウム(Al2 O3 換算)に対して
5〜150重量%(Al2 O3 換算)及び、水酸化アル
ミニウム(Al2 O3 換算)とアルミナAの合量に対し
て弗素系化合物を20〜200ppm(F換算)の範囲
で添加、焼成する。また、焼成炉(2)の排ガスは排ガ
スライン(4)により集塵装置(5)へ導入し、排ガス
中のアルミナ粉体を捕集し、捕集した粉体の少なくとも
一部をライン(8)により焼成炉(2)に循環供給し焼
成に供する。
ナは焼成炉(2)よりライン(3)を経て、系外に取り
出すが、ライン(3)より系外に取り出す製品アルミナ
中の弗素系化合物含有量が1〜200ppm(F換算)
であることを必須とする。かかる範囲の弗素系化合物を
含有する製品アルミナは、焼成炉(2)に添加する弗素
系化合物量ならびにライン(8)より焼成炉(2)に循
環供給する粉体の量により、調整することができる。
アルミナAとしては、αアルミナが使用される。アルミ
ナAはX線回折法において、(110)面{2θ=3
7.7°}、(300)面{2θ=68.2°}、(1
16)面{2θ=57.5°}のX線強度が上記した数
1において、0.3〜1.0、好ましくは約0.3〜約
0.8の値を満たし、平均粒子径(平均二次粒子径)は
約15μm〜約150μm、好ましくは約30μm 〜約
70μm のものが使用される。
換算)に対して約5〜約150重量%、好ましくは約1
0重量%〜約100重量%である。アルミナAの添加量
が上記範囲よりも少ない場合には得られるアルミナの粒
度分布がシャープでなく、他方上記範囲を超えても、添
加に見合う効果の発現はない。アルミナAが数1に於い
て上記した範囲を満たさない場合、すなわち、上記数1
による値が約0.3未満(粒子形状が薄片状)である場
合には所定量のアルミナAを添加したとしても、粒度分
布のシャープなαアルミナを得ることはできない。ま
た、上記数1による値が約1.0を超える場合にも粒度
分布のシャープなαアルミナを得ることはできない。
が約15μm〜約150μm、式1による値が約0.3
〜約1.0のアルミナであればよく、特にその製造方法
を制限するものではないが、例えば、水酸化アルミニウ
ムC−12(住友化学工業株式会社製)をバッチ式静置
炉中で約1250℃、2 時間焼成することにより得るこ
とができる。
しては、特に制限されないが、通常、弗化アルミニウ
ム、弗化水素、弗化アンモニウム、弗化ナトリウム、弗
化マグネシウムおよび弗化カルシウムから選ばれた少な
くとも1種を用いればよい。
制限されないが、例えばサイクロン、電気式集塵機、バ
グフィルター、スクラバー等が挙げられる。また焼成炉
としては、ロータリーキルン、SPロータリーキルン、
NSPロータリーキルン、流動床炉が使用できる。熱効
率を上げるために、熱媒である燃焼ガスとアルミナ粉体
が向流式である内燃式焼成炉の使用が推奨される。
る焼成炉の種類、焼成量、要求される水酸化アルミニウ
ムの焼成程度等により一義的ではないが、通常焼成温度
約1100℃〜約1500℃、焼成炉に於けるアルミナ
の滞留時間として約1時間〜約10時間の範囲で実施さ
れる。
於いて、脱ソーダ剤としてのシリカ系化合物を焼成時、
水酸化アルミニウム(Al2 O3 換算)に対し約1〜約
20重量%の範囲で添加し、使用することもできる。他
の添加剤を併用することも可能である。
てはバイヤー法により得られた廉価な水酸化アルミニウ
ムを用い、これに焼成助材として特定物性を有するアル
ミナを添加し、剤集塵装置で捕集した粉体の少なくとも
一部と弗素系化合物の焼成炉への添加量を調整し、焼成
品中に含有される弗素系化合物の含有量を特定範囲にす
るアルミナの連続的製造方法により、廉価で、かつ球状
で、粒度分布がシャープ(通常D90/D10が4.0
未満、好適には3.5未満)なアルミナが得られること
を見出したものであり、各種機械部品や電気部品の原料
供給面よりその工業的価値は頗る大である。
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。尚、実施例に示す測定は、下記方法を採用した。
(CuKα、管電圧40kV、管電流20mA、走査速
度2°/分、発散スリット1°、散乱スリット1°、受
光スリット0.6mm)により(110)面{2θ=3
7.7°}、(300)面{2θ=68.2°}、(1
16)面{2θ=57.5°}の線強度を測定し、式1
に代入し求めた。 (I(110) +I(300) )/(2×I(116) ) 式1
BET法により測定した。
により測定した。 酸化ソーダ(Na2 O): JIS H1901に準じ
る。 二酸化硅素(SiO2 ): JIS H1901に準じ
る。
ラックHRA X−100を使って測定した。
ミナボール3kgと試料αアルミナ400gを入れ、回
転数80rpmで12時間処理した。 方法2:3.3Lアルミナポットに直径15mmのアル
ミナボール3kgと試料αアルミナ400gに二酸化珪
素8g(和光純薬製)、水酸化マグネシウム7g(和光
試薬製)、炭酸カルシウム2g(和光試薬製)を入れ、
回転数80rpmで粉砕した。
デス法により測定した。
デス法により測定した。
(中心粒径50μm、Na2 O 0.2%、F 20p
pm、住友化学工業株式会社製)6950g、平均粒径
50μm、上記式1に於ける値が0.4のアルミナ(商
品名:アルミナA−26,住友化学工業株式会社製)4
55g、弗化アルミニウム(和光純薬製)1.1gを添
加混合した後、アルミナセラミックス製回転式小型焼成
炉(内径7cm、長さ140cm、1300℃均一温度
ゾーン60cm、傾斜角45゜、回転数2rpm、焼成
炉上部にアルミナの回収用にガラスファイバー製フィル
ターを設置し、回収したアルミナは振動機によりフィル
ターから除去した後、キルン内に戻した)に供給速度1
00g/hで連続的に供給した。焼成炉内のアルミナの
滞留時間は、6時間であった。焼成後に得られたαアル
ミナのBET比表面積は0.9m2 /g、弗素含有量は
170ppmであった。方法1により粉砕したアルミナ
の中心粒径は1.6μm、D90/D10は3.0であ
った。方法2により9時間粉砕したアルミナを成形圧3
00kg/cm2 でCIP成形した後、1650℃、2
時間焼結した。粉砕したアルミナの中心粒径は2.2μ
m、D90/D10は3.1、成形密度は2.12g/
cm3 、焼結密度は、3.84g/cm3 であった。
30g、平均粒径50μm、指数0.4のアルミナA−
26 2500gを、弗化アルミニウム(和光純薬製)
1.1g混合した以外は、実施例1と同じ操作を行っ
た。得られたαアルミナのBET比表面積は2.1m2
/g、弗素含有量は180ppmであった。方法1によ
り粉砕したアルミナの中心粒径は1.0μm、D90/
D10は3.5であった。
以外は、実施例1と同じ操作を行った。得られた焼成α
アルミナのBET比表面積は2.3m2 /g、弗素含有
量は25ppmであった。方法1により粉砕したアルミ
ナの中心粒径は1.0μm、D90/D10は3.5で
あった。
をあらたに混合し、焼成後に目開き149μmの篩によ
り硅砂をアルミナから篩別した以外は、実施例1と同じ
操作を行った。得られた焼成αアルミナのBET比表面
積は0.9m2/g、弗素含有量は165ppm、Na
2 O 0.06%、SiO2 0.04%であった。方
法1により粉砕したアルミナの中心粒径は1.7μm、
D90/D10は3.0であった。
26を混合しない以外は、実施例1と同じ操作を行っ
た。得られた焼成αアルミナのBET比表面積は0.5
m2 /g、弗素含有量は190ppmであった。方法1
により粉砕したアルミナの中心粒径は2.3μm、D9
0/D10は4.8であった。
50μm、上記式1に於ける値が0.2のアルミナ(水
酸化アルミニウムC−12を500℃で仮焼し、これに
弗化水素酸を弗素換算でAl2 O3 当たり1重量%添加
した後、アルミナ製ルツボに入れ1300℃で2時間焼
成して得たアルミナ)を使用した以外は実施例1と同じ
操作を行った。得られた焼成αアルミナのBET比表面
積は1.1m2 /g、弗素含有量は180ppmであっ
た。方法1により粉砕したアルミナの中心粒径は1.6
μm、D90/D10は4.3であった。方法2により
9時間粉砕したアルミナを成形圧300kg/cm2 で
CIP成形した後、1650℃、2時間焼結した。粉砕
したアルミナの中心粒径は2.2μm、D90/D10
は4.7、成形密度は2.08g/cm3 、焼結密度は
3.79g/cm3であった。
に供給する変わりにシャモット質容器に入れ、静置式電
気炉にて1300℃、6時間焼成した以外は、実施例1
と同じ操作を行った。得られた焼成αアルミナのBET
比表面積は4.4m2 /g、弗素含有量は5ppmであ
った。方法1により粉砕したアルミナの中心粒径は0.
8μm、D90/D10は6.8であった。
示す。
イン (7)は捕集した粉体を系外に排出するライン (8)は捕集した粉体を焼成炉に循環供給するラインを
示す。
Claims (3)
- 【請求項1】 水酸化アルミニウムの供給ライン
(1)、供給された水酸化アルミニウムを焼成する焼成
炉(2)、焼成後のアルミナを系外に導出するライン
(3)、焼成炉(2)より排出されるガスを集塵装置
(5)へ導入する排ガスライン(4)、排ガス中に含ま
れる粉体を捕集する集塵装置(5)、粉体捕集後の排ガ
スを集塵装置(5)より排出するライン(6)、捕集し
た粉体を系外に排出するライン(7)よりなる焼成装置
を用い連続的にαルミナを製造する方法に於いて、該装
置に集塵装置(5)で捕集した粉体を焼成炉(2)に循
環供給するライン(8)を設け、集塵装置(5)で捕集
した粉体の少なくとも一部を焼成炉(2)中へ循環しつ
つ、焼成炉(2)中に、バイヤー法により得られた水酸
化アルミニウムと平均粒子径15μm〜150μm、X
線回折法により測定した(110)面{2θ=37.7
°}、(300)面{2θ=68.2°}、(116)
面{2θ=57.5°}の線強度を下記の式1 (I(110) +I(300) )/(2×I(116) ) 式1 に代入し求めた値が0.3〜1.0であるアルミナ(ア
ルミナAと称する)を、該水酸化アルミニウム(Al2
O3 換算)に対して5〜150重量%(Al2 O 3 換
算)及び、水酸化アルミニウム(Al2 O3 換算)とア
ルミナAの合量に対して弗素系化合物を20〜200p
pm(F換算)の範囲で添加、調製し、焼成後ライン
(3)より排出されるアルミナ中の弗素系化合物含有量
が1〜200ppm(F換算)となるが如く焼成するこ
とを特徴とするαアルミナの連続的製造法。 - 【請求項2】 弗素系化合物が、弗化アルミニウム、弗
化水素、弗化アンモニウム、弗化ナトリウム、弗化マグ
ネシウム、弗化カルシウムから選ばれた少なくとも1種
であることを特徴とする請求項1記載のαアルミナの連
続的製造法。 - 【請求項3】 シリカ系化合物を脱ソーダ剤として1〜
20重量%添加することを特徴とする請求項1記載のα
アルミナの連続的製造法。
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