JPS5920406A - 超微粉末金属の製造方法 - Google Patents

超微粉末金属の製造方法

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JPS5920406A
JPS5920406A JP57130040A JP13004082A JPS5920406A JP S5920406 A JPS5920406 A JP S5920406A JP 57130040 A JP57130040 A JP 57130040A JP 13004082 A JP13004082 A JP 13004082A JP S5920406 A JPS5920406 A JP S5920406A
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JP
Japan
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pressure
metal
vessel
carbon dioxide
dissolved
Prior art date
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Pending
Application number
JP57130040A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyoshi Ito
伊東 延義
Takashi Ogiya
扇谷 高志
Masayuki Taniguchi
正幸 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
Original Assignee
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Oxygen Co Ltd, Nippon Sanso Corp filed Critical Japan Oxygen Co Ltd
Priority to JP57130040A priority Critical patent/JPS5920406A/ja
Publication of JPS5920406A publication Critical patent/JPS5920406A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/05Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G1/00Methods of preparing compounds of metals not covered by subclasses C01B, C01C, C01D, or C01F, in general
    • C01G1/06Halides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 金属ハロゲン化物の超微粉末金属類は粒径が大きな状態
にくらべて表面エネルギーが非常に高く、磁気的性質、
光学的性質、電気的性質、熱的性質、焼結性更[H生体
反応性等々種々な点で特異な性質を有することから各種
多方面にわたって利用されてきている。本発明は、この
金属ハロゲン化物を超微粉末化する方法に関するもので
ある。
一般に金属塩、金属酸化物、金属単体等を微粉化する方
法として、溶解スプレー法、アトマイズ法(噴霧法)、
スタンプ法(搗砕法)、ボールミ粉末の粒子径が数十〜
数百ミクロン程度にとどまっているにすぎない。それ故
更に微小化した粉末粉子を得るために種々な方法が試み
られている。
たとえば金属カーボニルの熱分解、金属アルコオキサイ
ドの加水分解、金属塩化物の気相熱分解、金属蒸発法等
々の金属微粉末化が報告されている。
そしてこれらの方法で得られる粉末は上記数十ミクロン
エリも微細な粒子となるが、原料に含有する不純分が混
入していると、純度が高い超微粉末製品げ得られず、純
度の高い原料を選択して用いることが必要であったり多
くのエネルギーを必要とすることから、コストが高い欠
点があった。
本発明は上述した現状に鑑みなされたもので、その目的
とするところは安価で、しかも純度が高い超微粉末金属
を製造するもので、抽出溶剤として炭酸ガス等のガスを
超臨界状態で使用し、たとえば金属ハロゲン化物の溶解
能を増大せしめてこれらを溶解した後、溶解能を減圧す
るが温度を下け、抽出溶剤密度を下げて溶解していた金
属ハロゲン化物の溶解度を低下させ、これらを超微粉末
状態として析出せしめて超微粉末化することを特徴とす
るものである。
以下に本発明の超微粉末金属の製造方法を説明する。
本発明で物質を溶解せしめるのに使用する溶剤は超臨界
状態にした場合にその密度が大となり、溶解能力を増大
せしめることとなる。たとえば溶剤として使用される物
質の物性を表に示す。
そしてこれらの溶剤の選択に、溶解原料の溶解度、原料
との比重差および界面張力がそれぞれ大きくエマルジョ
ン化が生じにくいこと、目的成分との沸点差が大で共沸
混合物が出来ず、蒸発潜熱、比熱が少なく回収時のエネ
ルギー量が小さく、熱化学的に安定性が大であり、凝固
点が低く粘度も適当であること、更1ct−j腐蝕性、
毒性が少なく、低価格、入手容易な点婢々がその条件と
してあげられる。この工うな各稽条件を満たすもののう
ち特に炭酸ガスは無色、無臭、不活性等溶剤の気化分離
後の条件は好ましいといえる。しかも炭酸ガスの超臨界
条件は温度が比較的常温に近い(臨界温度31,3C)
状態にあるという点が好条件の一つでもある。第1図は
炭酸ガスの50cVCおける物性の変化を示すもので、
縦軸に密度〔ρ〕(g/−人横軸に圧力[p) (at
m)を示しており、これによると圧力(p)が50〜1
50気圧附近で密度〔ρ〕に大きな変化が認められ、3
00気圧以上では密度〔ρ〕の変化はゆるやかになる。
このような密度の増大が溶質との化学的親和力を太きく
させ、超臨界ガスを溶剤として機能させる。かくしてこ
のような特性を有する炭酸ガスを超臨界状態にして金属
ハロゲン化物を溶解せしめると極めて溶解度が増大する
ことが認められた。
第2図に於いて、塊状の金属ハロゲン化物鳩をオートク
レーブIK入れた後、別の高圧容器2に予め超臨界状態
に保持された炭酸ガス(この時の炭酸ガスは第1図から
明らかなように炭酸ガス密度の高い値を示す。100C
,300気圧程度の超臨界状態が適当である。)をオー
トクレーブ1に導入する。そうすると、オートクレーブ
中の塊状の金属ハロゲン化物M、[、超臨界状態にある
炭酸ガスに溶解抽出され抽出相を形成し、金属ハロゲン
化物は抽出相中、分子状M1で存在する。この時金属ハ
ロゲン化物為中に含まれる金属単体等の不純物は、夫々
の溶解度の差により、超臨界炭酸ガスに溶解抽出されず
残留し、不純物の混入しない純度の高い状態金属ハロゲ
ン化物分子縞となっている。
続いて分子M、状で存在する抽出相を高圧容器3に導入
し、容器3の圧力を抜いて200気圧程度まで低下させ
ると、第1図から明らかなように炭酸ガス密度が急激に
低下し、従って抽出相の平衡がくずれ、炭酸ガス中に溶
解抽出されていた分子状の金属ハロゲン化物M、はその
飽和溶解度まで低下し1粒径の小さい微粒子の金属)・
ロゲン化物縞が凝縮、析出する。
なお、該容器3内の抽出相を適当な温度に保ち、容器4
工り水素ガス或いは水素ガスを含む混合ガスを導入する
ことにより、抽出相中の分子状の金属ハロゲン化ヤMI
を脱ハロゲン還元反応が進行し、純度の高い微粉末金属
陽を得ることも可能である。
更に、高圧容器3で100C,200気圧の飽和溶解度
にある抽出相を同様の方法にエフ高圧容器6Vc導入し
、圧力を順次低下せしめ、微粒子の金属ハロゲン化物M
1を凝縮、析出せしめる。段階的に高圧容器7へと同様
の操作を繰り返し行なう。
夫々の高圧容器3,6.7でlOμ以下の金属ハロゲン
化物M!を得、導出口5,8,9エク夫々とり出される
なお、上記方法で段階的に超臨界状態を低下させること
なく、オートクレーブ1、あるいは高圧容器3等エリ噴
霧等の手段により急激に超臨界状−態を解放してもよく
、この場合オートクレーブ1工り噴霧すると、オートク
レーブ11あるいハ高圧容器3′2で炭酸ガ′中溶解し
″rzた分子状の金属ハロゲン化物M、がlOμ以下の
微粒子として凝縮、析出し微粒子状金属ハロゲン化物、
あるいは脱ハロゲン化した微粒子状金属を採取し得る。
なお上記例でに、脱ハロゲン、還元反応を超臨界炭酸ガ
ス抽出相を保有する。高圧容器3に水素あるいは水素混
合ガスを導入して行なったが、抽出相の圧力を順次低下
せしめて抽出相中の金属ハロゲン化物を凝縮、析出させ
た金属ハロゲン化物M、は粒径の小さい微粉末であるた
め表面エネルギーの高い状態にあり、得られた金属ハロ
ゲン化物M、を所定の温度に保ち水素等の還元性雰囲気
に曝すと、ハロゲンが容易に還元され微粒状金属粉末が
得られる。
更に、上記例では炭酸ガスの超臨界状態として100C
13oo気圧を使用したが、この条件で炭酸ガス密度が
高く溶解効率が良好であることによるもので必ずしも限
定されるものでな(、前記した臨界状態(温度31,3
r、圧カフ2.9気圧)以上であれば、溶解速度に遅速
の差はあるが前記例示したと同様に金属ハロゲン化物の
溶解・(超)微粒子化を実施することができる。
又、上記例では金属ハロゲン化物塙を収容したオートク
レーブ中に既により効果的な金属ハロゲン化物の溶解を
行なう炭酸ガスの超臨界状態1゜Otl;、300気圧
とした炭酸ガスを高圧容器2で予めつくっておき、これ
を供給したが、かように限定することなく上記オートク
レーブ1に炭酸ガスを逐次供給し、徐々にオートクレー
ブl内の圧力と温度とを加圧、加温して超臨界状態に到
らしめて金属ハロゲン化物を炭酸ガスの超臨界状態に溶
解せしめ、金属ハロゲン化物M1を得、以後上記第2図
で図示した態様で金属ハロゲン化物あるいは脱ハロゲン
還元反応を行なった場合は金属の超微粒子が得られる。
この場合、炭酸ガスが臨界状態(温度31゜3[、圧カ
フ2.9気圧)を超えた状態にすると、金属ハロゲン化
物の炭酸ガスへの溶解度が昇温、加圧と共に順次増大す
るが、第1図の如く、炭酸ガスの圧力と密度との関係か
ら300気圧糧度の加圧状態がより加圧に要するエネル
ギーに対し溶解効率が著しく操作抽出条件として好まし
い。
このように上記した金属ハロゲン化物として対象となる
ものに臭化カリ(KBr)、天変カリ(KI)、フッ化
カリ(KF)、の如きアルカリ金属ハロゲン化物、塩化
スス(Snal、)、塩化鉄(FeC1t)、塩化コバ
ルト(CoC/l)、塩化ニッケ/’(Nic6) 、
jA化り。
ム(eral、)等の如き重金属ハロゲン化物があげら
れる。
このように超臨界状態に保持した溶剤[より溶解して微
粉末を得ることは、溶剤がガスの如き乾燥した状態で操
作し得るので、スプレ一方法による微粉化で常に問題と
なる粒子間の凝集による集塊化がなく、常に微粒子が個
々に分離した状態の超微粉末粒子として得られる。
以上は特に炭酸ガスを超臨界状態にして溶剤とした例を
示したが微粉末化する金属の種類によっては炭酸ガスに
限らず前記表示した各種溶剤より適宜選択してこれを超
臨界状態にして使用し得ることは勿論である。
たとえば臭化カリウム(KBr) 、沃化カリウム(K
I)はエタノール(C,H,OH)や四塩化炭素(00
1番)を超臨界状態にして上記した如くオートクレーブ
中で処理すると極めて微粒な金属粉末が得られる。
本発明は以上のように常温で固形状態で存する金属ハロ
ゲン化物を従来方法の如く多量の熱エネルギーを用いる
ことなく10μ以下の微細な金属粉末とすることができ
る。しかも上記金属化合物の原料に含まれる種々の不純
物もその超臨界状態の溶剤の操作圧力及び操作温度にエ
リ、適宜溶解能力を変化選択することにエリ容易に除去
できるので純度の高い原料を必要とせずに所望の純度の
ものが得られ、これにより品質、性能を向上せしめた磁
気物質、光学的物質、電気物質として利用し得る。
このように本発明は熱エネルギーの節約、安価な原料の
使用が可能になりその装置、運転操作の簡易化と相俟っ
て経済的効果を発揮−する。
【図面の簡単な説明】
第1図は炭酸ガスの圧力と密度の関係を示す図、第2図
は本発明方法の一実施例を説明するための図である。 麦1図 P(atm)− CO2の圧力と富度

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、塊状あるいは粒状の金属ハロゲン化物を超臨界ガス
    相に溶解させ、かつ該ガス相に水素を導入した後、圧力
    そして/あるいは温度を下げてガス相密度を低下せしめ
    て微粉末化することを特徴とする超微粉末金属の製造方
    法。 2 塊状あるいは粒状の金属ハロゲン化物を超臨界ガス
    相に溶解させた後、圧力そして/あるいは温度を下げて
    ガス相密度を低下せしめて金属ハロゲン化物を微粉末と
    し、ついでこの微粉末を水素等の還元性雰囲気に曝して
    還元することを特徴とする超微粉末金属の製造方法。
JP57130040A 1982-07-26 1982-07-26 超微粉末金属の製造方法 Pending JPS5920406A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995033541A1 (en) * 1994-06-09 1995-12-14 Idaho Research Foundation, Inc. Fluid extraction of metals and/or metalloids
US5606724A (en) * 1995-11-03 1997-02-25 Idaho Research Foundation, Inc. Extracting metals directly from metal oxides
US5730874A (en) * 1991-06-12 1998-03-24 Idaho Research Foundation, Inc. Extraction of metals using supercritical fluid and chelate forming legand
US5770085A (en) * 1991-06-12 1998-06-23 Idaho Research Foundation, Inc. Extraction of metals and/or metalloids from acidic media using supercritical fluids and salts
US5792357A (en) * 1996-07-26 1998-08-11 Idaho Research Foundation, Inc. Method and apparatus for back-extracting metal chelates
US7128840B2 (en) 2002-03-26 2006-10-31 Idaho Research Foundation, Inc. Ultrasound enhanced process for extracting metal species in supercritical fluids

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