JPS6117766B2 - - Google Patents

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JPS6117766B2
JPS6117766B2 JP56199972A JP19997281A JPS6117766B2 JP S6117766 B2 JPS6117766 B2 JP S6117766B2 JP 56199972 A JP56199972 A JP 56199972A JP 19997281 A JP19997281 A JP 19997281A JP S6117766 B2 JPS6117766 B2 JP S6117766B2
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    • C01B7/191Hydrogen fluoride
    • C01B7/193Preparation from silicon tetrafluoride, fluosilicic acid or fluosilicates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J12/005Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor carried out at high temperatures, e.g. by pyrolysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12Surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/22Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】 本発明は良奜なチキ゜トロピヌ性を有する埮现
分二酞化ケむ玠を補造する方法及びその装眮に関
するものである。 着色銘柄のシリカを補造するに甚いられる燃焌
方法は石炭ガスたたは氎性ガスのごずき可燃性ガ
スの炎においお空気たたは酞玠䞭での揮発性ケむ
玠化合物の燃焌を䌎い、酞玠はケむ玠化合物を酞
化するのに䜿甚される。この方法は1926幎月15
日付の英囜特蚱第258313号および1935幎11月23日
付の英囜特蚱第438782号明现曞に蚘茉されおい
る。シリカは以䞋の反応に埓぀お圢成され、四フ
ツ化ケむ玠およびメタン、石炭ガスの成分は代衚
的なものずしお瀺されおいる。 SiF4CH42O2→SiO2CO24HF この反応は、発熱である燃焌により熱が反応混
合物に䟛絊されるので、十分高い反応枩床を達成
する蒞気盞加氎分解においおは困難を瀺すこずは
ない。 しかしながら、この燃焌反応においおは、シリ
カの粒床を制埡するこずは困難である。事実燃焌
が炎匷床を通垞の制埡より倧きくしないで通垞の
状況䞋で実斜させるず、シリカは比范的密になり
そしお100nmを倚少越えお、400nmたでおよびそ
れ以䞊の平均粒床を有する。英囜特蚱第258313号
明现曞に蚘茉された最小平均粒床は150nmであ
る。もちろん、これはゎム甚の補匷剀に関しおは
倧き過ぎる。同時に収率は理論倀の10〜40皋床ず
䜎い。これは、埗られる生成物がゎム充填剀ずし
おか぀グリヌス、塗料およびラツカヌにおける増
粘剀ずしおの䜿甚のごずき最も重芁な甚途に察し
お䞍満足であり、同時に䜎収率のため䟡栌が比范
的高いこずを意味する。 1950幎12月25日付のブラフトン氏の米囜特蚱第
2535036号明现曞においおは、以䞋の化孊的反応
匏 SiF42H2O〓〓SiO24HF に埓぀お蒞気盞加氎分解を䌎ういわゆる着色銘柄
の無定圢埮现圢状におけるシリカの補造方法が蚘
茉されおいる。 蒞気盞加氎分解は、前蚘プラフトン氏の特蚱が
指摘するように、液盞加氎分解以䞊の幟぀かの利
点を有しおる。しかしながら、加氎分解は吞熱反
応であり、そしおフツ化物をシリカに倉換するに
は熱の導入を必芁ずする。たた、良奜な反応を行
なうには少なくずも反応䜓を450℃にさせるこず
が䞍可欠である。 この反応に関する平衡定数は長い間知られおい
た。バりア氏は結晶垯物理化孊48の第483頁〜第
503頁1904幎においお104℃および270℃での
平衡に関する実隓デヌタを報告した。反応甚平衡
定数はレンプステむ氏等の工業技術化孊44の第
1448頁〜第1450頁1952幎によ぀お200から800
℃の範囲における幟぀かの枩床においお実隓的に
決定された。反応は600℃およびそれ以䞊の枩床
においおのみ顕著な方法で正しく生ずるこずが前
蚘レンプステむ氏等の資料から明らかである。
このような枩床は反応物質党䜓にわた぀お均䞀性
を達成するこずが固難である。 この特蚱発明においおは、シリカの粒床を制埡
するこずができるずいう瀺唆は珟われおいない。
事実䞊、この反応においおは、たた盞圓狭い限界
内にシリカの粒床を制埡するこずは困難である。
その限界はシリカを該シリカが平均粒床50nmた
たはそれ以䞋を有するゎム化合物においお補匷剀
ずしお䜿甚するずき望たしい。この蒞気盞加氎分
解においお埗られたシリカ粒の倧きな比率は通垞
400nm皋床ず倧きく、そしお平均粒床は通垞100
〜200nm皋床である。 1958幎月日付のフレメルト氏の米囜特蚱第
2819151号によれば、フツ化ケむ玠、可燃性ガス
および酞玠が炎䞭で共に反応させられ、それによ
りシリカおよびフツ化氎玠を圢成する。炎匷床は
枩床を増倧しか぀倉換時間を枛少するように正芏
の匷さを越えお増倧されおいる。炎匷床は説明さ
れる皮々の方法によ぀お増倧されるこずができ、
そしおその匷さは玄〜玄50nmの範囲内の算術
平均盎埄を有する球状無定圢粒子の圢態のシリカ
を生ずるように特定の限界内に制埡される。 反応は倚分炎の幟぀かの領域内で生ずる。これ
らの反応領域䞭の炎の匷床はシリカの粒床を決定
するこずにおいお最も重芁であり、この理由のた
め反応の匷さに等しいずみなされるこずができ
る。しかしながら、反応領域における炎の匷さ
は、もちろん炎によ぀お攟出された熱に正比䟋す
る反応によ぀お攟出される熱を陀いお枬定するこ
ずが困難であり、それゆえ本発明の目的のため
に、反応の匷さは炎自䜓の匷さによ぀お枬定され
る。 炎の匷さは単䜍容積圓りのおよび単䜍時間圓り
の攟出された熱量に関しお枬定させるこずができ
る。即ち  本発明の目的のためこれらの量はむギリス熱単
䜍、略しおB.t.u、キナヌビツク・フむヌト・ミ
ニツツで枬定される。衚瀺の別宜のため、逆数の
B.t.u単䜍が䜿甚されおいる。すなわち、
か たたはB.t.u-1が䜿甚され、そしお甚語「逆数の
B.t.u」および「B.t.u-1」は炎䞭で分間圓り攟
出されたB.t.uに察するCu、における炎の
容積に関するものず理解されおいる。 埓぀おフレマヌト氏の方法においお炎の匷さは
箄0.1から玄1.3×10-5B.t.u-1の範囲内に維持され
る。この範囲は本質的にはフツ化ケむ玠が本発明
による反応を受ける正芏の炎の匷さ以䞋にある。
これらの匷さの限界は、これらの限界以䞊および
それ以䞋の炎匷床においおシリカの粒床が再び増
倧するので重芁である。 その方法は、50から400m2の特殊な衚面積
に察応しお、から50nmの平均粒床を有する極
埮现分二酞化ケむ玠を生ずる。 ぀の最も容易に利甚し埗る四ハロゲン化ケむ
玠の原材料、四フツ化ケむ玠たたは四塩化ケむ玠
から、四フツ化ケむ玠はシリカの工業芏暡の生産
により良く適合する倚くの利点を有する。四フツ
化ケむ玠はリン鉱からのリン酞および過リン酞石
灰の補造においお倚量に埗られる安䟡な廃棄物で
あるケむフツ化氎玠酞から容易に補造するこずが
できる。他方、四塩化ケむ玠は、通垞ケむ玠ず塩
玠の反応によ぀お補造される比范的高䟡な物質で
あり、各々比范的高䟡な物質はそれらの補造に倚
量の電気的゚ネルギヌを必芁ずし、か぀四塩化ケ
む玠を圢成するのに同様に高䟡な反応を必芁ずす
る。 米囜特蚱第2819151号明现曞には二酞化ケむ玠
の特殊な衚面積ず炎䞭のフツ化ケむ玠凝瞮物ずの
間に関係があり、たた炎匷床ず二酞化ケむ玠の粒
床ずの間に関係があるこずを瀺しおいる。しかし
ながら、意倖にも、出発物質が四塩化ケむ玠かた
たは四フツ化ケむ玠によ぀お埗られるシリカに差
異がある。 四塩化ケむ玠から補造されたシリカは液䜓ポリ
゚ステル塗料、染料およびラツカヌのごずき液䜓
補品甚の濃化剀ずしお四フツ化ケむ玠から補造さ
れたシリカよりは優れおいる。これは四フツ化ケ
む玠から補造されたシリカの方が流䜓内で所望の
チキ゜トロピヌ効果および所望の粘性を埗るため
に四塩化ケむ玠から補造されたシリカより必芁ず
されるずいう事実から明癜である。 同様な差異はシリカが合成ゎムおよびシリコン
ゎム組成物においお補匷充填剀ずしお䜿甚される
ずき泚目される。四フツ化ケむ玠から補造される
二酞化ケむ玠のより高い比率は四塩化ケむ玠から
補造されるシリカを䜿甚するずきより所望の硬さ
および率を埗るこずが芁求される。 より倚くのシリカが芁求されるずいう事実は倚
数の問題を提起し、ずりわけ問題の぀は倚倧の
費甚である。たたより倧きな比率のシリカは、こ
れが也燥時極めお容積が倧きいのでより倧きな混
合噚を必芁ずする。さらにより長い混合時間が必
芁ずされ、その結果より高゚ネルギヌ消費を有す
る。シリカの存圚に付随する所望しない偎面効果
はたたシリカの量がより倧きいずき増倧される。
極埮现分シリカは比范的高䟡な材料であるから、
これらの欠点は四フツ化ケむ玠から補造されるシ
リカの垂堎に重倧な圱響を及がしおいる。 本発明以前にはシリカの特性䞊の差異のための
理由は理解されなか぀た。しかし、本発明によ
り、その理由は埓来の炎反応方法を䜿甚する四フ
ツ化ケむ玠から補造されたシリカはより䜎床の結
合であるこずが明ずなり、すなわちシリカ粒子は
四フツ化ケむ玠から補造されたシリカより少ない
皋床に広く分枝された鎖状凝瞮物に結合される。
本発明の方法及び装眮で埗られるシリカは高床の
凝瞮を有し、埓来の方法で四フツ化ケむ玠から補
造されたシリカや同様に四塩化ケむ玠から補造さ
れたシリカよりも優れおいる極めお良奜な高濃化
容量及び良奜なチキ゜トロピヌ性を有する。 本発明によれば、二酞化ケむ玠及びフツ化氎玠
を圢成させるため、少なくずも䞀぀のバヌナによ
り発生させた炎反応領域においおフツ化ケむ玠を
蒞気盞䞭で氎蒞気ず、可燃性ガスず、自由酞玠含
有ガスずに反応させ、反応宀の壁郚の冷华に加え
お500℃以䞋でしかも炎反応においお発生した反
応廃ガスの露点以䞊の枩床に維持させたバヌナを
包囲する冷华面ずの接觊により炎の基郚に隣接す
る炎反応領域の郚分においおガス反応混合物を冷
华しおなる高濃化容量の良奜なチキ゜トロピヌ性
を有する埮现分二酞化ケむ玠を補造する方法も提
䟛するものである。 本発明によれば、 (1) 自由酞玠含有ガスで可燃性ガスを燃焌させる
こずにより炎反応領域を圢成する炎を発生させ
る反応宀内に配眮した少なくずも぀のバヌナ
ず、 (2) 四フツ化ケむ玠を炎で燃焌させるためバヌナ
に通す流通機構ず、 (3) 可燃性ガス及び自由酞玠含有ガスを炎発生の
ためバヌナに通す流通機構ず、 (4) 炎反応領域からガス反応混合物を回収し䞔぀
同拌二酞化ケむ玠を分離回収する回収機構ず、 (5) 反応宀の壁郚を冷华させるための冷华機構
ず、 (6) 曎に、炎反応領域の基郚を冷华するためバヌ
ナにより発生させた炎の基郚に隣接する炎反応
領域においおガス反応混合物ず接觊する冷华面
を備えた冷华機構ず、 (7) 冷华面を炎反応領域においお発生させた燃焌
反応廃ガスの露点以䞊でしかも500℃以䞋の枩
床に維持する維持機構ず、 から構成した四フツ化ケむ玠の蒞気盞加氎分解に
よ぀お高濃化容量の良奜なチキ゜トロピヌ性を有
する埮现分二酞化ケむ玠を補造するための装眮を
提䟛するものである。 本発明の装眮の奜適な実斜䟋を添付図面に瀺し
おある。 炎反応は぀たたは幟぀かの炎䞭で実斜するこ
ずができる。しかしながら、倚数の小さな炎が、
぀たたはこの倧きな炎に先だ぀お、䜿甚される
ならば炎を容易に冷华しやすく、それにより反応
枩床を制埡しやすくする。 炎の基郚においお、すなわちバヌナノズルに最
も近い炎の郚分においお炎反応領域を冷华するこ
ずが重芁であるが、炎の先端が冷华されるかどう
かは重芁ではない。炎が倧きいならば、先端の冷
华はより䜎い枩床に維持するのに有甚である。炎
が小さいならば、改善はほずんどなされない。 本発明の方法および装眮によ぀おシリカ粒子の
凝集を増倧させるこずは炎の基郚における炎反応
領域の冷华にある。炎の基郚においお炎反応領域
を冷华させるず、比范的少数の二酞化ケむ玠単結
晶粒子が炎の基郚の炎反応領域に圢成される。こ
れらの単結晶粒子が炎の基郚から炎の先端たでの
炎反応領域を通過䞭挞次成長し、そしおそれらの
粒子が衝突するず、それらは互いに付着し、そし
お反応䞭の二酞化ケむ玠の連続沈柱により、ずも
に成長する。その結果、二酞化ケむ玠粒子の比范
的倧きな鎖状集合䜓が炎反応領域からの反応生成
物ずしお出珟する。 しかし、埓来の方法におけるように炎の基郚に
おける炎反応領域を冷华させない堎合に、倚数の
二酞化ケむ玠単結晶粒子が圢成され、そしお反応
䞭に倧きな二酞化ケむ玠粒子に急速に成長する。
倚数の単結晶粒子及びシリカが反応䞭に沈柱でき
る倧きな衚面積のため、四フツ化ケむ玠の同䞀濃
床においお比范的少ない二酞化ケむ玠が各粒子䞊
に沈積され、それゆえ倧きな凝集物の圢成が同様
に少なくなる。その結果、埓来の炎反応方法にお
いお埗られる二酞化ケむ玠は比范的小さな粒床、
即ち高特殊衚面積及び䜎床の凝集を有する。 本発明においおは぀のバヌナノズルが冷华面
により包囲されるか、又は䞀矀のバヌナノズルが
共通の冷华面により包囲されるかのいずれかで冷
华面を構成させるこずができる。バヌナを包囲す
る冷华面の枩床は炎反応においお圢成された廃ガ
スの露点以䞊に保持させねばならない。それ以䞋
であれば、凝瞮物が凝結し、冷华面の腐食ず二酞
化ケむ玠の特性の劣化ずが生じる虞れがある。枩
床が高ければ、冷华面の冷华効果が枛少し、埓぀
お二酞化ケむ玠の濃化容量を改善する冷华面の胜
力が枛少する。このため冷华面の枩床を500℃以
䞋に保持させねばならない。 炎反応領域における蒞気盞加氎分解反応は米囜
特蚱第2819151号明现曞に蚘茉された条件により
行なわれる。 炎の匷さか぀それによる反応の匷さは幟぀かの
方策により制埡させるこずができる。倧倚数のも
のは圓業者には明癜であるが以䞋にその奜適なも
のを説明する。 通垞の方法においお、可燃性ガスおよびフツ化
ケむ玠含有ガスは燃焌を支持するに十分な酞玠ず
炎領域䞭で混合される。この技術は、たたはそ
れ以䞊のガスが予め加熱される堎合か、たたはガ
スが倧きな乱流で炎反応領域においお混合される
堎合に、本発明においお䜿甚するこずができる。
他の方法では、フツ化ケむ玠および可燃性ガスを
ずもに炎に導入する前に酞玠含有ガスの䞀郚たた
は党郚ず混合するこずが望たしい。予め圢成した
混合物が25の酞玠含有ガスを包含するずき、炎
の匷さが増倧する。 フツ化ケむ玠、可燃性ガスおよび酞玠含有ガス
は、埮现ゞ゚ツトを利甚しか぀ガスを圧力䞋で炎
䞭に攟出するこずにより、炎領域䞭で十分に混合
させるこずができる。ゞ゚ツトが小さく䞔぀぀
又は耇数の共通焊点に぀き圓るように固定された
堎合に混合が事実䞊完党になる。より良奜な混合
を確実にするためにガス混合物に枊巻運動を付䞎
するこずもできる。 可燃性ガスおよび四フツ化ケむ玠および酞玠含
有ガスの䞀郚をずもに混合し、次いでその混合物
を耇数の小ゞ゚ツトから炎領域内に攟出するのが
有利である。この方法においお小匷床の炎が各ゞ
゚ツトにおいお埗られる。 フツ化ケむ玠察可燃性ガスの比率はより高い量
のフツ化ケむ玠が䜎い炎匷床を䞎えるために炎の
匷さに圱響を及がす。さらに四フツ化ケむ玠の量
は収容がフツ化ケむ玠の量を増加するこずにより
枛少するために二酞化ケむ玠の収量に盞圓な圱響
を及がす。それゆえ、それは以䞋に瀺される䟋か
ら芋られるように、盞圓過床の可燃性ガスを䜿甚
するのに適する。しかしながらこれらの芁因を考
えにおいお、フツ化ケむ玠の量は広い限界内で倉
化させるこずができる。可燃性ガスずしお氎玠を
甚いる堎合に、良奜な収量はリツトルの氎玠に
察しお四フツ化ケむ玠玄0.5以䞋を䜿甚するず
きに埗られそしお垂販プロパンガスが䜿甚される
ずきガスのリツトル圓り玄1.5以䞋の四フツ
化ケむ玠が最適である。燃焌されるガス量のため
の実甚的な方法を圢成するために少量のフツ化物
によ぀お効率が䜎䞋されるため、経枈的理由によ
り芏定されたものを陀き䜎い限床はない。 酞玠又は酞玠含有ガス量は過床の酞玠理論量
に比べおが通垞匷さを最倧に増倧するがこの点
を越えるず、さらに過床の酞玠含有ガスは炎の匷
さを䜎䞋しか぀炎をより䞍安定にするために、炎
の匷さに盞圓な圱響を及がす。炎䞭に導入される
ガスの混合がより匷くなるほど、最適な炎の匷さ
を埗るために必芁な過床の酞玠が䜎䞋する。実際
䞊、10〜75以䞊の酞玠が奜たしいこずがわか぀
た。 垌釈ガス、䟋えば窒玠、フツ氎化玠たたは氎蒞
気の炎䞭ぞの導入は炎匷床をかなり枛少する。そ
れゆえ䞍掻発なガスが炎䞭に倚少の量で存圚する
ずき、極めお匷い混合を䟛絊しか぀たた倚分所望
される炎の匷床を埗るために予め加熱されたガス
を䜿甚するこずが必芁である。他方、炎䞭に導入
されるガスが垌釈されないかたたは䞍掻発なガス
により䞀郚分のみ垌釈されるならば、炎の匷さは
0.1×10-3B.t.u-1を越えるかも知れず、50nmより
粗い平均粒床を瀺す。 䞊述した通り、炎領域に導入する前にたたは
それ以䞊のガスたたはガス混合物を予め加熱する
こずができる。この遞択は䞊述の方法のいずれか
ず組み合せるこずができる。枩床が高くなればな
る皋、予熱効果は䞀局倧きくなる。しかしなが
ら、四フツ化ケむ玠および氎蒞気を含むガス混合
物を予め加熱するずき枩床はガスがシリカを圢成
するのに反応する枩床以䞋にすべきであり、通垞
400℃がかかる反応に関する閟枩床である。 炎の熱および匷さは熱反射面内で炎の基郚にお
いお冷华面の倖偎の炎領域の党郚たたは䞀郚を囲
むこずによりさらに増倧させるこずができる。䟋
えばセラミツクを衚面に匵぀たレンガを䜿甚する
こずができる。 䞊蚘方法の぀たたはそれ以䞊の組合せは炎匷
床をさらに増倧する。 党䜓にわた぀お䞀様な匷さの炎を有するのが望
たしい。この目的のために、耇数の小さな炎を、
匷さがより小さな炎においおより䞀様であるずい
う傟向を有するので、぀の倧きな炎よりむしろ
奜適に䜿甚するこずができる。高乱流での、倧き
いかたたは小さい、炎䞭ぞのガス混合物の導入は
たた䞀様性を増倧するような傟向がある。炎がよ
り䞀様になればなるほどシリカの粒床分垃がより
䞀局䞀様になる。即ち最倧および最小粒子ず平均
粒床ずの間の差が䞀局小さくなる。圓然ながら、
その粒子の䞀様性は䜿甚されるバヌナの型に倚少
の範囲たで䟝存する。 本発明における炎匷床の領域を瀺す米囜特蚱第
2819151号の第図のグラフの〜50mΌの区域
においお、酞玠含有ガス、四フツ化ケむ玠および
可燃性ガスの比率の容積倉化は粒床の単なる小さ
な倉化を行なうずいうこずが指摘されるべきであ
る。しかしながら、1.3×10-5B.t.u-1以䞊の区域
においお、即ち必芁ずされるより䜎い匷さを有す
る炎においおは、かかる比率の比范的小さな倉化
は粒床の倧きな倉化を生じ、そしお粒床分垃はた
たより倧きい。 フツ化ケむ玠ずしおは、四フツ化ケむ玠が本発
明においおは奜たしく甚いられる。ケむフツ化氎
箠酾H2SiF6およびSi2F6のごずき蒞気盞䞭で四フ
ツ化物を発生する化合物もたた䜿甚するこずがで
き、そしおフツ化氎玠ケむ玠、HSiF3H2SiF2お
よびH3SiFは、それらが容易に利甚できずか぀四
フツ化物より䞀局高䟡であるけれども、別の可胜
性を瀺す。 本発明の方法おいお䜿甚される四フツ化ケむ玠
は皮々の公知の方法のいずれかによ぀お発生させ
るこずがきる。 䞀方法は文献においお良く知られ䞔぀報告され
おいる。ホタル石を原料ずしお䜿甚するこずがで
きる。これは以䞋の反応に埓぀お硫酞溶液および
砂ず反応する。 2CaF2SiO22H2SO4→SiF42CaSO4
2H2O 70硫酞溶液が䜿甚され䞔぀物質が混合され䞔
぀加熱されるず、四フツ化ケむ玠ガスが攟出され
か぀これが䞊述されたような可燃ガスおよび酞玠
含有ガスず混合させるこずができる。 英囜特蚱第438782号に蚘茉された他の方法は氎
性フツ化氎玠酞により、粘土、廃ガス等のごずき
埮粉砂又はケむむ酞塩の凊理を䌎い、その埌フツ
化ケむ玠がガスずしお発生される。この方法は、
四フツ化ケむ玠を圢成するように砂ず再び反応す
るべく所望のケむ玠圢成反応の副生物ずしお攟出
されるフツ化氎玠を再埪環する埪環方法における
本発明の反応の利甚を可胜にする。実際には、こ
の堎合における方法は砂をゎム合成物に䜿甚する
に望たれる無定圢総粒床に枛少する。ノルデマ
ン・パブリツシング・カンパニヌ、1943幎発行の
゚フレむムス著無機化孊第版、第774頁〜第781
頁参照。 埪環方法においお有甚な他の方法においおは、
フツ化氎玠酞の氎溶液はシリカで充填された宀に
通され、がたたはそれ以䞊であるケ
むフツ化氎玠酞HFX・SiF4の溶液を発生す
る。これは蚘茉のごずく蒞発され䞔぀反応が起さ
れる。燃焌反応からの流出液䞭のフツ化氎玠およ
び四フツ化ケむ玠は氎䞭たたは耇合フツ化氎玠ナ
トリりムを圢成するように固䜓のフツ化ナトリり
ム䞭にたたは氎性ケむフツ化氎玠酞䞭および文献
に開瀺された他のものの䞭に吞収され、そしお必
芁ならば凝瞮され、か぀次いで再び新たな量のケ
むフツ化氎玠酞を補造するために利甚させるこず
ができる。 固䜓のフツ化ナトリりムを利甚する埪環方法に
おいお、以䞋の反応が生ずる。 箄300℃以䞋、぀たり105℃での吞収 NaFHF→NaHF2たたはNaH2F 2NaF過剰SiF4→Na2SiF6 箄325℃たたはそれ以䞊、぀たり350℃での脱着 NaHF2たたはNaH2F→NaFHF かくしお埗られたフツ化氎玠は次いで埪環され
か぀四フツ化ケむ玠を圢成するように、通垞氎溶
液䞭でシリカず再び反応させられる。 本発明の方法における可燃性ガスずしおは氎玠
を含有し、それ自䜓氎玠を含むかたたは氎玠が他
の圢態、䟋えばケむフツ化氎玠酞たたは氎蒞気ず
しお炎に䟛絊されるならば、いかなるガスも䜿甚
するこずができ、䞀酞化炭玠のごずき氎玠を含有
しない他の可燃ガスも䜿甚するこずができる。揮
発性炭化氎玠およびその混合物はそれらが豊富で
か぀安䟡であるため奜郜合な䟛絊源であり、そし
おそれらの間に脂肪族、脂環匏および芳銙族炭化
氎玠を蚘茉するこずができる。燃焌ガスの䟋は、
すべお蒞気盞においお、補造業ガス、倩然ガス
䞻ずしおメタンおよび゚タン、商業甚プロパン
ガスメタン、゚タン、プロパンおよびブタンの
混合物、商業甚ブタンガス、ベンれン、氎性ガ
ス氎玠ず䞀酞化炭玠の混合物、ケロシン、メ
タン、゚タン、ナフテンおよびガ゜リンである。
炎に蒞気が加えられるならば、䞀酞化炭玠のごず
き氎玠のない可燃性ガスも同様に䜿甚できる。ず
くに良奜なシリカ生成物は玔粋な氎玠ガスたたは
氎玠ガスを容積で60以䞊含有するガス混合物
を䜿甚するずき埗られる。 可燃性ガスの性質は、明らかなごずく、ガスの
燃焌に攟出された熱量が重芁ではあるが、重倧で
はない。蚘茉された炎匷さの範囲は氎玠、䞀酞化
炭玠および䟋ずしお炭化氎玠の混合物を䜿甚しお
蚈算される。可燃性ガスが酞玠ずの燃焌においお
攟出される熱量においおこれらの物質から倧きく
異なるならば、瀺唆された䜜業方法に倉曎をなさ
ねばならない。䟋えばこの物質をより倧きい熱量
を攟出する物質ず混合するこずが望たしく、その
結果平均はプロパンたたは氎玠の燃焌においお攟
出されるものにほずんど近くなる。 䞊蚘の方法における酞玠含有ガスずしおは空気
ならびに窒玠および二酞化炭玠のごずき䞍掻発な
ガスずの他の酞玠混合物および酞玠それ自䜓も同
様に䜿甚するこずができる。炎の匷さはもしも空
気に代えお玔粋な酞玠たたは酞玠を倚く含んだ空
気が䜿甚されるならば匷力に増倧される。 砂からの四フツ化ケむ玠の発生を行なうのに䜿
甚できる装眮は型匏においおは通垞のものであ
る。四フツ化ケむ玠発生噚は撹拌噚および倖郚冷
华を備えた通垞の反応炉である。この䞭にフツ化
氎玠酞および砂の連続流が導入され、砂は少なく
ずも98の二酞化ケむ玠を適圓に含有しおる。反
応炉内の溶液は過剰の溶解二酞化ケむ玠を含有し
おいる。溶液は幟らかの氎蒞気および幟らかの反
応しないフツ化氎玠ず共に、四フツ化ケむ玠を攟
出するように加熱される蒞発噚に案内される。四
フツ化ケむ玠ず氎蒞気の混合物はパむプを通぀お
燃焌宀に運ばれる。 ホタル石、砂および硫酞から四フツ化ケむ玠を
発生させるのに䜿甚するこずができる装眮は型匏
においおは通䟋のものである。四フツ化ケむ玠発
生噚は撹拌噚および倖郚加熱を備えた通垞の反応
炉であり、そしお四フツ化ケむ玠は蒞気盞䞭に盎
接攟出される。 ガスは倖郚加熱によ぀お予め加熱され䞔぀最埌
に十分に匷力な炎を埗るために混合させるこずが
できる。 燃焌宀は炎領域の熱を増倧するようにセラミツ
クたたは金属反射面を有する耐火性レンガで裏打
ちされた金属補の密閉反応宀である。この宀の䞭
に同様に空気のごずき酞玠含有ガスおよび倩然ガ
スたたは氎玠のごずき可燃ガスが導入される。 十分に匷力な炎を埗るために倚数の皮々の型匏
のバヌナを䜿甚するこずができ、必須の芁因は反
応ガスが互いに密接しお極めお迅速に移動される
こずにあり、かくしお極めお匷力な反応を可胜に
する。倧きなバヌナが䜿甚されるならば、該バヌ
ナは最倧炎匷床が200KWである炎を発生すべき
である。小さなバヌナが䜿甚されるならば、該バ
ヌナは最倧炎匷床が10KWを越えない炎を発生す
べきである。 良奜な結果は筒状混合宀からなるバヌナにより
埗られ、前蚘筒状混合宀内で四フツ化ケむ玠、可
燃性ガスおよび空気が混合されそしお混合物はス
クリヌンたたは倚数の埮现な孔を有する孔明きプ
レヌトを通過する。該混合物は炎が混合宀内に逆
流するのを阻止するスクリヌンたたはプレヌトの
倖偎で点火させる。 満足のいく他の型匏のバヌナは぀の同心管を
備え、酞玠含有ガスは最内方管および最倖方管を
通぀お䟛絊され、可燃ガスおよび望たしくは酞玠
含有ガスの䞀郚分ずの四フツ化ケむ玠の混合物は
䞭間管を通぀お導入される。 第図および第図から明らかなように、冷华
面を、それぞれのバヌナノズルが筒状冷华機構に
よ぀お完党に包囲されるか、たたは䞀矀のバヌナ
ノズルが共通の包囲冷华機構によ぀お囲繞される
こずができるように配眮するこずができる。冷华
機構は、炎反応領域に向い合う面を冷华保持する
ように、冷华流䜓、流䜓たたはガスが埪環される
ボむラたたは熱亀換噚の圢状にさせるこずができ
る。 冷华面は炎反応領域を党䜓的たたは郚分的に囲
繞たたは囲むこずができる。冷华機構は、第図
におけるように、冷华面の倖面䞊の同䞭心管間に
埪環される冷华硫䜓を備えお、管状にするこずが
できる。冷华機構は、倚岐管が各バヌナのたわり
の炎反応領域の少なくずも基郚郚分を囲むような
方法で、バヌナが挿入される倚岐管を貫通する倚
数の開攟管を有し、流䜓がそれを通぀お埪環され
る倚岐管の圢状にさせるこずができる。 冷华面の枩床は重芁である。該枩床は炎反応領
域に圢成される燃焌廃ガスの露点以䞊にすべきで
ある。他の方法では、凝瞮䜓が冷华面䞊に、腐蝕
を発生しか぀二酞化ケむ玠生成物䞊の有害な䜜甚
を有する。冷华特性の損倱を圢成する。 他方においお、冷华面の枩床が高ければ高いほ
ど、シリカの粒床および集合床に関する圱響がよ
り䞀局少なくなる。冷华効果が枛少するず、反応
枩床が増倧しか぀シリカの粒床が枛少する。埓぀
お冷华面は500℃以䞋の枩床に保持されるべきで
ある。 炎の冷华は炎から冷华面ぞの熱攟射によ぀お䞻
ずしお生じる。これは炎からの冷华面の距離は重
芁でないこずを意味する。しかしながら通垞その
距離は200nm以䞋に保持される。 もちろん炎䞭の枩床は、いかなる枩床でも事実
䞊枬定するこずはできないが、500℃よりかなり
高い。しかしながら冷华面における炎反応領域の
枩床は、シリカの粒床䞊の効果のため、かなり䜎
いこずが明らかである。それゆえ反応を制埡しか
぀シリカの凝集を改善し、炎の枩床よりむしろ冷
华面の枩床を制埡するに十分であり、そしお炎色
反応領域䞭の枩床はシリカの凝集を増倧するよう
に芁求されるずき反応を制埡するためにこの手段
によ぀お十分正確に枬定させるこずができる。 このように䞊昇した枩床における冷华は、わず
かな液䜓がこのような高枩においお液状であるか
ら、䟋倖的な冷华流䜓を必芁ずする。通垞冷华ガ
スたたは沞隰するのが自由で䞔぀冷华機構に確立
される圧力においおその沞隰点のために冷华枩床
を確立するこずが自由である液䜓を利甚しやす
い。埓぀お、䟋えば沞隰氎は任意の圧力䞋で、極
めお有利な冷华流䜓である。蒞気は回収されか぀
熱はかくしお回収されそしお反応系統内で、たた
はプラントの他の郚分内でどこででも利甚される
こずができる。 他の適圓な冷华流䜓は燃焌から冷华された廃ガ
スであり、該廃ガスはそれらのシリカの含量から
自由にされおいる。熱亀換噚からの高熱廃ガスは
バヌナ宀の壁を均䞀にするのに䜿甚でき、か぀そ
れによりバヌナ反応領域内の二酞化ケむ玠の沈柱
を阻止する。 それらの二酞化ケむ玠の含量を有するバヌナか
らの高熱排ガスは、ダストセパレヌタに運ばれ
る。この区域においお、枩床は、公知のごずく、
フツ化氎玠酞が露点以䞋の枩床で容易に圢成され
るため、フツ化氎玠酞の凝瞮を避けるために玄
200℃に適切に保持される。 フツ化氎玠を回収するためにセパレヌタからの
ガスは通垞の凝瞮噚に導入されか぀凝瞮される。
このようにしお埗られた凝瞮フツ化氎玠酞は新た
な量のシリカの凊理においお再䜿甚のため戻され
る。排ガスは倧気に攟出される。そうでなければ
フツ化氎玠は玄150℃においお吞収されるフツ化
ナトリりムを含有する吞収塔に案内され、350℃
たたはそれ以䞊に加熱するこずにより埌で所望の
ごずく攟出され、そしおより倚くの四フツ化ケむ
玠を圢成するように戻される。 ガス反応生成混合物が二酞化ケむ玠およびフツ
化氎玠の分離前に冷华されるならば、反応は逆に
され、そしお高枩で圢成される埮现分二酞化ケむ
玠はフツ化氎玠ず反応し、以䞋の反応匏に埓぀お
四フツ化ケむ玠を再発生する。 SiO24HF〓〓SiF42H2O この逆反応は600℃以䞋の枩床においお顕著に
なり、そしお枩床が降䞋するずき率を増倧する。
極めお倧きな衚面積を有する埮现分二酞化ケむ玠
が450℃以䞋の枩床でフツ化氎玠ず急激に反応す
るこずを実隓は瀺した。埓぀お反応混合物が盎接
冷华により600℃以䞋に䞋げられる堎合に、二酞
化ケむ玠の倧郚分は四フツ化ケむ玠に倉換され、
かくしお䜎収率でか぀䞍経枈な方法が結果ずしお
生ずる。 反応が600℃およびそれ以䞊においお二酞化ケ
む玠の圢成の方向に進行し、そこで二酞化ケむ玠
の良奜な収率を埗るこずができるが、他の困難が
生起する。フツ化氎玠を含有するガスはこのよう
な高枩においお非垞に䟵食性であり、か぀埓぀お
分離噚甚の適宜な構造材料を芋い出すのが困難で
ある。加えお二酞化ケむ玠粒子は高枩で急激に䞍
均化され、その結果より倧きな粒子はより倧きく
なるがより小さな粒子がより小さくなり䞔぀最埌
に消倱し、その結果掻性が少なくか぀埓぀お䟡倀
の䜎いより倧きな粒床の生成物が埗られる。 1965幎月31日付のフレメルト氏の米囜特蚱第
3203759号によれば、フツ化ケむ玠化合物および
氎の蒞気盞反応によ぀お埗られるような二酞化ケ
む玠は反応混合物の枩床より䜎い枩床を有する䞍
掻性ガスによりガス副生物および懞濁二酞化ケむ
玠を垌釈するこずにより倧きさ〜200Όの粒子
ずしお掻性圢状にそしお反応混合物枩床を600℃
以䞋にか぀奜たしくは350から575℃の範囲内であ
るが垌釈した混合物の露点以䞊に枛少するに十分
な量に維持させるこずができる。二酞化ケむ玠は
次に冷华垌釈した懞濁液から分離される。良奜な
収率の高品質の二酞化ケむ玠が埗られ、かかる枩
床での反応の可逆性に鑑みお驚くべき結果であ
る。 反応混合物を冷华するためには、いかなる䞍掻
性ガスも䜿甚するこずができる。即ちそのような
ガスは反応混合物からの回収が望たれるいかなる
成分ずも反応を生じないものである。適圓なガス
は空気、氎蒞気、窒玠、二酞化炭玠、ネオン、ヘ
リりム、アルゎンおよび同様な皀ガスおよび燃焌
過皋からの排ガスによ぀お䟋蚌される。奜適な垌
釈剀は埮现分二酞化ケむ玠が分離された埌の反応
からの排ガスたたは副生ガスであり、そしおそれ
らは、ガス成分の凝瞮の䜎䞋を発生しないずいう
理由のため、適圓な枩床に冷华され、それにより
フツ化氎玠の回収およびそのように望たれるなら
ば、それからの反応しない四フツ化ケむ玠の回収
を容易にする。 混合された冷华ガスの量およびその枩床は反応
混合物がもたらされるべき枩床を埗るように調敎
されおいる。埓぀おこれらの倉数は、所望の冷华
皋床に応じお、広い限界内で制埡させるこずがで
きる。実際䞊反応混合物ガスの容積の倍から
倍が最適䜜業範囲である。混合されたガス量は枩
床が600℃以䞋であるが垌釈した混合物の露点以
䞊にあるように適甚される。この枩床範囲内にお
いお、䟋えば腐食および機械的匷床の問題のごず
き二酞化ケむ玠の分離段階においおもたらされる
実際䞊の問題を比范的克服し易い。 冷华ガスの混合方法は重芁ではなく、そしお
皮々の方法で行なうこずができる。埓぀お米囜特
蚱第2819151号明现曞の䟋えば第欄の第67行目
乃至第欄の第37行目に蚘茉された方法および装
眮の䜿甚においお、ガスは炎を囲繞するガスのカ
ヌテンを圢成するような方法においお炎の埌ろに
導入される。このカヌテンは炎の流れの方向に察
しお平行に、又はそれに察しお正接しお向けるこ
ずができ、結果ずしおうず巻き䜜甚を生じさせ
る。 反応領域の終端に冷华ガスを導入するず特に有
利である。これは反応領域自䜓は冷华たたは撹乱
されないが、反応生成物が反応埌急速に冷华され
るずいう利点を生ずる。最倧の有効混合を埗るた
めに、冷华ガスは適圓に成圢したノズルを通぀お
導入させおも良い。 冷华ガスを混合した埌、二酞化ケむ玠の分離は
機械的集塵噚によ぀お行なうこずができる。機械
的集塵噚の甚語はここでフむルタおよび静電集塵
噚を陀くすべおの型匏の集塵噚を瀺す。機械的集
塵噚の䟋ずしおは、サむクロンおよび遠心集塵
噚、衝突集塵噚および重量集塵宀を挙げるこずが
できる。フむルタたたは静電集塵噚によ぀お本発
明に埓぀お冷华および垌釈埌埗られた埮现分二酞
化ケむ玠を分離するこずはできなか぀た。テフロ
ン四フツ化゚チレン重合䜓たたはセラミツク
フむルタは〜20皋床ず䜎い二酞化ケむ玠の回
収を瀺し、そしおその方法はそれゆえそれらのフ
むルタが䜿甚される堎合には䞍経枈である。静電
集塵噚もたた䞍十分な二酞化ケむ玠の回収を瀺し
か぀同様にこの方法は䞍経枈である。 廃ガスのフツ玠含量は1976幎月30日付のフレ
メルトの米囜特蚱第3969485号明现曞に蚘茉され
た方法に埓぀お回収するこずができる。 第段階は氎䞭での排ガスからのケむ玠および
フツ玠含有化合物の吞収である。フツ化氎玠は党
く氎溶性であり、か぀迅速に溶解する。四フツ化
ケむ玠はフツ化ケむ玠酞を圢成するように加氎分
解される。加えお四フツ化ケむ玠凝瞮が高いなら
ば、埮现ではあるが溶解しない二酞化ケむ玠が同
様にフツ化ケむ玠酞氎溶液䞭に圢成される。埓぀
お高シリカのフツ化ケむ玠酞は同様にその溶液䞭
に圢成され、近䌌の組成物H2SiF6SiF4を有す
る。廃ガスは同様にフツ化ケむ玠酞氎溶液䞭に懞
濁されたたたである二酞化ケむ玠の比率を含有す
るこずができる。 吞収は宀枩で行なうこずができる。廃ガスは混
合を改善するために、奜たしくはガス流に察しお
逆に流れる氎の噎霧ず接觊させるこずができる。
この型匏の操䜜はずくに連続的方法に適合され
る。氎察廃ガスの十分高い比率がケむ玠およびフ
ツ玠含有成分のすべおを実質䞊陀去するのに䜿甚
される。 この吞収方法は公知であり、か぀埓぀おさらに
詳现には説明しない。 ケむフツ化氎玠酞および二酞化ケむ玠たたはフ
ツ化氎玠の溶液はそこで四フツ化ケむ玠およびフ
ツ化氎玠を圢成するように硫酞ず反応される。同
䞀生成物は四フツ化ケむ玠ず混合されたケむフツ
化氎玠酞、組成H2SiF6SiF4の高シリカのケむフ
ツ化氎玠酞から圢成され、そしお二酞化ケむ玠が
同様に存圚するずき、副生物はフツ化氎玠に代぀
お氎である。 事実䞊、硫酞はこの反応に関䞎しないが、反応
に有利である酞性反応媒䜓を生ずる倖は、圢成さ
せるこずができるフツ化氎玠たたは氎甚の吞収剀
ずしおのみ䜜甚する。 この反応においお圢成されるフツ化氎玠察四フ
ツ化ケむ玠の比率は反応混合物䞭のケむフツ化氎
玠酞および四フツ化ケむ玠の盞察的比率に䟝存す
る。ケむフツ化氎玠酞は、等モル量のケむフツ化
氎玠酞および四フツ化ケむ玠の存圚においお、四
フツ化ケむ玠の各モルに察しおフツ化氎玠モル
を圢成するが、等モル量の四フツ化ケむ玠および
フツ化氎玠が圢成される䞀方、SiO2の存圚にお
いおフツ化氎玠の圢成が抑制される。かくしお、
反応混合物䞭のこれらの成分の比率を倉化するこ
ずにより、四フツ化ケむ玠察フツ化ケむ玠の所望
比をこの反応段階においお発生させるこずができ
る。埓぀お反応生成物䞭の四フツ化ケむ玠察フツ
化氎玠の比率は、望たしいように密に制埡させる
こずができる。 ケむフツ化氎玠酞ず硫酞ずの間の反応は撹拌噚
を備えた反応炉内で行なわれる。凝瞮された硫酞
の量は反応混合物が重量で玄60から玄90、
奜たしくは玄66から玄75の硫酞を含有するよ
うに調敎される。この反応は玄50℃から玄150℃
の範囲内に䞊昇された枩床で行なうこずができ
る。 四フツ化ケむ玠は、フツ化氎玠であるず同様な
ガスであり、そしお䞡ガスは、ずくに蚘茉された
範囲内に䞊昇させた枩床においお、反応氎溶液か
ら容易に攟出させる。反応混合物から攟出された
ガス混合物は同様に氎蒞気を含有しおいる。四フ
ツ化ケむ玠をフツ化氎玠および氎から分離するた
めに、反応混合物からのガスは適宜にガス掗浄装
眮を通過させるこずができ、該ガス掗浄装眮内で
ガスが流入凝瞮された硫酞ず接觊させられる。い
くらかの四フツ化ケむ玠は流入酞䞭に溶解し、埓
぀お流入硫酞の四フツ化ケむ玠の凝瞮を増倧する
が、該酞はたたガス䞭のフツ化氎玠および氎蒞気
の実質䞊党郚を吞収し、そしお比范的玔粋な四フ
ツ化ケむ玠の流れをガス掗浄装眮䞭の酞から分離
するこずができる。 次に、第段階においお、四フツ化ケむ玠は再
埪環され、そしお高掻性の二酞化ケむ玠およびガ
ス状フツ化氎玠を圢成するように気盞においお氎
ず加氎分解される。 以䞋に図面に぀いお説明する。第図に瀺した
冷华バヌナ集合䜓はノズルからなる通垞の型匏
のバヌナを含み、ノズル内にはラむンを通
぀お可燃性たたは燃料ガス、四フツ化ケむ玠およ
び䞀次空気が䟛絊される。バヌナノズルは二次
空気が䟛絊される環状ゞダケツトを備えおい
る。バヌナノズルは同心の筒状冷华ゞダケツト
内に封入され、ラむンを通぀お流入し䞔぀ラ
むンを通぀お熱亀換䞭に圢成される蒞気ず共に
攟出される沞隰氎がゞダケツトを通぀お埪環さ
れる。 バヌナ䞊方の炎反応領域においお発生された
ガス状反応混合物は燃焌からの䞔぀四フツ化ケむ
玠の加氎分解からの廃ガスず、炎反応領域を通
る廃ガスの䞊流内に浮遊され䞔぀連行される極埮
现分二酞化ケむ玠ずから成る。埓぀おこれらは䞊
方で回収され、そしお二酞化ケむ玠は、䟋えば䞊
述した方法のいずれかを䜿甚しお回収される。 第図に瀺した装眮は耇数のバヌナからな
り、該バヌナは぀が図瀺されおおり、それらは
第図に瀺したものず同じであるが、共通の同䞭
心的に配眮した筒状冷华ゞダケツト内に封入
されおいる。該ゞダケツトはラむンを通
しお氎を䟛絊し、ラむンを通しお枩氎および
蒞気を回収するこずにより冷华させる。各バヌナ
を囲繞する筒状ゞダケツトによりラむン
から二次空気が䟛絊され、燃焌ガス、四フツ
化ケむ玠および䞀次空気はラむンを通しおバ
ヌナに盎接䟛絊される。 バヌナからの炎反応領域䞭のガス状反応混合
物は燃焌からのおよび四フツ化ケむ玠の加氎分解
からの廃ガスず、ガス状反応混合物䞭に浮遊され
䞔぀連行される埮现分シリカずからなる。ガスお
よび付随するシリカは奜たしくは䞀床冷华されそ
しおシリカは次に、䟋えば䞊述した方法を䜿甚し
お回収される。 第図に瀺した装眮は倚数のバヌナを有
し、該バヌナの型匏は各々第図に瀺したもの
で、その冷华ゞダケツト内に封入される。熱
湯はラむンを通しお埪環され、そしお蒞気お
よび氎はラむンを通しお回収される。二次空
気はバヌナのゞダケツトにラむンを通し
お䟛絊され、四フツ化ケむ玠、燃焌ガスおよび䞀
次空気はバヌナノズルにラむンを通しお
䟛絊される。 筒状反応炉はその冷华ゞダケツトによ
り反応宀を圢成し、該反応炉を通しお冷
気が埪環され、ラむンを通しお回収される熱
気ず共にラむンを通぀お流入する。 炎反応領域からのガス状反応混合物は燃焌廃
ガスず、四フツ化ケむ玠の加氎分解からのガス
ず、ガス流内に浮遊され䞔぀連行される極埮现分
シリカずからなる。ガスおよび付随するシリカは
耇数の管からなる冷华噚に入り、該冷华
噚は倚岐管を通぀お流れ、ラむンで流入
し䞔぀ラむンにおいお蒞気ず氎の混合物ずし
お流出する氎流によ぀お冷华される。この方法に
おいお、ガス枩床は、極めお迅速に、数秒内で
600℃以䞋に枛じられる。ガス流は非垞に速く、
そしお冷华されたガス状混合物は次いで笊号
により排出される。 次に、埮现分二酞化ケむ玠はサむクロン分離噚
図瀺せず内で分離される䞀方、燃焌廃ガスの
フツ化氎玠含量が、䞊述した方法に埓぀お氎䞭で
吞収により回収される。 以䞋の䟋は本発明の奜適な実斜䟋を瀺すもので
ある。 これらの䟋においお、二酞化ケむ玠反応生成物
の凝結床は、末重合液䜓ポリ゚ステルを濃瞮する
ような二酞化ケむ玠の胜力に基瀎を眮いお、以䞋
の実隓を甚いお枬定される。 重量で䞀郚の二酞化ケむ玠を重量で100郚のポ
リ゚ステル液ず混合し、次いで二酞化ケむ玠をコ
ロむドミルを䜿甚しお液䞭に党䜓的に分散した。
結果ずしお生じた混合物の粘床を25℃で12回転
分のブルツクフむヌルド粘床蚈LVTを䜿甚しお
枬定する。 米囜特蚱第819151号明现曞に蚘茉の埓来
技術を䜿甚する四フツ化ケむ玠の燃焌によ぀お埗
られた正芏のたたは暙準の二酞化ケむ玠ずのポリ
゚ステル混合物の粘床は同じ方法を䜿甚しお枬定
される。 詊隓詊料および暙準詊料の粘床から、詊隓詊料
の濃化数が以䞋の関係に埓぀お決定される。 濃化数詊隓詊料の粘床×暙準詊料の粘床 四塩化ケむ玠の炎燃焌によ぀お補造された商業
的に利甚し埗る二酞化ケむ玠は70〜160の間の濃
化数を有しおいる。200m2の特殊な衚面積お
よび䜎嵩密床を有する二酞化ケむ玠は通垞最高の
濃化数を有し、それゆえこれはポリ゚ステル組成
物、塗料、ワニスおよびラツカヌ甚増粘剀ずしお
通垞䜿甚される二酞化ケむ玠である。 四フツ化ケむ玠の蒞気盞加氎分解によ぀お補造
された二酞化ケむ玠は70〜120の間の濃化数を有
しおいお、最倧濃化効果は200〜250m2の特殊
な衚面積および玄50の䜎嵩密床を有するシ
リカによ぀お説明される。 これらに反しお、本発明の方法に埓぀お補造さ
れた200〜250m2の衚面積および玄50の
䜎嵩密床の二酞化ケむ玠は150から300の濃化数を
有しおいる。 実斜䟋  個のノズルを備えたバヌナを䜿甚する第図
に瀺した装眮においお、以䞋のガス流が20℃及び
バヌル圧でラむンを通しおノズルに䟛絊さ
れた。 燃料ガス89.0H211.0CH4285m3 四フツ化ケむ玠 49.7m3 䞀次空気 815m3 ラむンを通しお272m3の流量で二次空
気を䟛絊した。 バヌナノズルおよびガス流は高乱流を有する匷
力な炎を埗るように調敎された。冷华ゞダケツト
面はバヌルの過圧に保持した埪環熱湯によ
぀お玄160℃の枩床に保持された。 反応炉のゞダケツト壁は空気を䜿甚し
お玄300℃の枩床に冷华された。冷华噚内で
二酞化ケむ玠ずのガス状反応混合物は熱湯を䜿甚
しお610℃に冷华された。 埗られたシリカは共に盎列に接続した個のサ
むクロン䞭で分離され、䞀方廃ガス䞭のフツ化氎
玠含量および四フツ化ケむ玠含量は氎䞭で吞収に
よ぀お回収される。シリカは秀量され䞔぀分析さ
れ、そしお特殊な衚面積および濃化数が決定さ
れ、実斜䟋ずしお衚に瀺した結果を有する。 コントロヌルずしお、同䞀反応が、冷华面を冷
华しないこず以倖は、同䞀装眮および同䞀ガス量
を䜿甚しお繰り返された。埗られた結果は衚に
おいお䞋にコントロヌルによ぀お瀺されおいる。 その結果から瀺された領域内の炎反応領域の冷
华が二酞化ケむ玠の濃化容量にかなりの改善を瀺
すこずが明癜である。 実斜䟋  各々冷华ゞダケツトにより個々に囲繞された12
個のノズルを備えたバヌナを䜿甚する第図に瀺
す装眮においお、以䞋のガス流が20℃及びバヌ
ル圧でラむンを通しお䟛絊された。 燃料ガス89.0H211.0CH4285m3 四フツ化ケむ玠 49.7m3 䞀次空気 815m3 ラむンを通しお272m3の流量で二次空
気を䟛絊した。 バヌナノズルおよびガス流は高乱流を有する匷
力な炎を埗るように調敎された。冷华面はバヌ
ルの過圧に保持された熱湯によ぀お玄160℃の枩
床に保持された。 反応炉のゞダケツト壁は空気を䜿甚し
お玄300℃の枩床に冷华された。冷华噚内
で、二酞化ケむ玠ずのガス状反応混合物が熱湯を
䜿甚しお610℃に冷华された。 埗られたシリカは共に盎列に接続した個のサ
むクロン䞭で分離され、䞀方廃ガス䞭のフツ化氎
玠含量および四フツ化ケむ玠含量は氎䞭で吞収に
よ぀お回収された。シリカは秀量されか぀分析さ
れ、そしお特殊な衚面積および濃化数が決定さ
れ、実斜䟋ずしお衚に瀺した結果を有する。 コントロヌルずしお、同䞀反応が冷华面を冷华
しないこずを陀いお同䞀装眮および同䞀ガス量を
䜿甚しお繰り返された。埗られた結果は衚にお
いお䞋にコントロヌルによ぀お瀺されおいる。 その結果から瀺された領域内の炎反応領域の冷
华が二酞化ケむ玠の濃化容量にかなりの改善を瀺
すこずが明癜である。 実斜䟋  各々第図に瀺したような12個のパむプを備え
た12個のバヌナノズルを有するバヌナを䜿甚する
第図に瀺した装眮においお、以䞋のガス流が20
℃及びバヌル圧でラむンを通しお䟛絊され
た。 燃料ガス89.0H211.0CH4285m3 フツ化ケむ玠 49.7m3 䞀次空気 815m3 ラむンを通しお272m3の流量で二次空
気を䟛絊した。 バヌナノズルおよびガス流は高乱流を有する匷
力な炎を埗るように調敎された。冷华面はバヌ
ルの過圧に保持された熱湯によ぀お玄160℃の枩
床に保持された。 反応炉のゞダケツト壁は空気を䜿甚し
お玄300℃の枩床に冷华された。冷华噚にお
いお二酞化ケむ玠ずのガス状反応混合物が熱湯を
䜿甚しお610℃に冷华された。 埗られたシリカは共に盎列に接続された個の
サむクロン䞭で分離され、䞀方廃ガス䞭のフツ化
氎玠含量および四フツ化ケむ玠含量は氎䞭で吞収
により回収された。シリカは秀量され䞔぀分析さ
れ、そしお特殊な衚面積および濃化数が決定さ
れ、実斜䟋ずしお衚に瀺された結果を有す
る。 実斜䟋  20個のノズルを有する実斜䟋で䜿甚した装眮
においお、以䞋のガス流が20℃乃びバヌル圧で
ラむンを通぀お䟛絊された。 燃料ガス100H211.0CH4384m3 四フツ化ケむ玠 49.7m3 䞀次空気 825m3 ラむンを通しお275m3の流量で二次空
気を䟛絊した。 バヌナノズルおよびガス流は高乱流を有する匷
力な炎を埗るように調敎された。冷华面はバヌ
ルの過圧に保持された熱湯によ぀お玄160℃の枩
床に保持された。 反応炉のゞダケツト壁は空気を䜿甚しお玄
300℃に冷华された。冷华噚においお二酞化
ケむ玠ずのガス状反応混合物が熱湯を䜿甚しお
610℃に冷华された。 埗られたシリカは共に盎列に接続された個の
サむクロン䞭で分離され、䞀方廃ガス䞭のフツ化
氎玠含量および四フツ化ケむ玠含量は氎䞭で吞収
により回収された。シリカは秀量され䞔぀分析さ
れ、そしお特殊な衚面積および濃化数が決定さ
れ、実斜䟋により衚に瀺された結果を有す
る。 【衚】
【図面の簡単な説明】
図は本発明の方法を実斜する装眮の実斜䟋を瀺
したもので、第図は筒状冷华面によ぀お包囲さ
れた比范的倧型の単䞀バヌナノズルを瀺す断面
図、第図は筒状冷华面によ぀お包囲された党䜓
配列を有するより小さなノズルの配列を瀺す断面
図、第図は各々のバヌナノズルがその冷华ゞダ
ケツトによ぀お包囲されおいるバヌナノズルの配
列ず二酞化ケむ玠粒子が反応の逆転による反応生
成物の損倱を枛じるように炎から出るずきその二
酞化ケむ玠粒子を冷华するための管状冷华噚を瀺
す断面図である。 図䞭、笊号は炎反応領域、は
バヌナ、はノズル、は冷华ゞダ
ケツト、はラむン、
はラむン、は冷华噚、は反応炉、
は反応宀である。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  二酞化ケむ玠ずフツ化氎玠を圢成させるため
    少なくずも぀のバヌナにより発生された炎反応
    領域においおフツ化ケむ玠を蒞気盞で氎蒞気ず、
    可燃性ガスず、自由酞玠含有ガスずに反応させ、
    反応宀の壁郚の冷华に加えお、500℃以䞋でしか
    も炎反応においお発生した反応廃ガスの露点以䞊
    の枩床に維持させたバヌナを包囲する冷华面ず接
    觊させるこずにより炎の基郚に隣接する炎反応領
    域の郚分においおガス反応混合物を冷华するこず
    を特城ずする高濃化容量の良奜なチキ゜トロピヌ
    性を有する埮现分二酞化ケむ玠の補造方法。  フツ化ケむ玠を四フツ化ケむ玠にしたこずを
    特城ずする特蚱請求の範囲第項に蚘茉の補造方
    法。  炎反応領域を200KWの炎匷床を有する炎に
    よ぀お発生させたこずを特城ずする特蚱請求の範
    囲第項に蚘茉の補造方法。  炎反応領域を各々10KWの最倧炎匷床を有す
    る耇数の小炎によ぀お発生させたこずを特城ずす
    る特蚱請求の範囲第項に蚘茉の補造方法。  可燃性ガスには少なくずも60容量の氎玠を
    含たせたこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項
    に蚘茉の補造方法。  冷华面により炎の基郚を党おの面から包囲さ
    せたこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項に蚘
    茉の補造方法。  炎反応領域を耇数の炎反応領域から構成し、
    各領域を冷华面により党おの面から包囲させたこ
    ずを特城ずする特蚱請求の範囲第項に蚘茉の補
    造方法。  (a) 自由酞玠含有ガスで可燃性ガスを燃焌さ
    せるこずにより炎反応領域を圢成する炎を発生
    させる反応宀内に配眮した少なくずも぀のバ
    ヌナず、 (b) 四フツ化ケむ玠を炎で燃焌させるためバヌナ
    に通す流通機構ず、 (c) 可燃性ガス及び自由酞玠含有ガスを炎発生の
    ためバヌナに通す流通機構ず、 (d) 炎反応領域からガス反応混合物を回収し䞔぀
    同拌二酞化ケむ玠を分離回収する回収機構ず、 (e) 反応宀の壁郚を冷华する冷华機構ず、 (f) 曎に、炎反応領域の基郚を冷华するためにバ
    ヌナにより発生させた炎の基郚に隣接する炎反
    応領域においおガス反応混合物ず接觊する冷华
    面を備えた冷华機構ず、 (g) 冷华面を炎反応領域においお発生させた燃焌
    反応廃ガスの露点以䞊でしかも500℃以䞋の枩
    床に維持する維持機構ず、 から構成したこずを特城ずする四フツ化ケむ玠の
    蒞気盞加氎分解により高濃化容量の良奜なチキ゜
    トロピヌ性を有する埮现分二酞化ケむ玠の補造装
    眮。  少なくずも぀のバヌナを筒状冷华面により
    包囲させたこずを特城ずする特蚱請求の範囲第
    項に蚘茉の補造装眮。  䞀列のバヌナノズルを蚭け、各バヌナノズ
    ルには10KWの最倧炎匷床を有する炎を備え、党
    おのバヌナノズルを筒状冷华面により包囲させた
    こずを特城ずする特蚱請求の範囲第項に蚘茉の
    補造装眮。  冷华機構を冷华流䜓が埪環するゞダケツト
    付きボむラから構成したこずを特城ずする特蚱請
    求の範囲第項に蚘茉の補造装眮。  ゞダケツト付きボむラには冷华流䜓ずしお
    過圧䞋の熱湯を含有させたこずを特城ずする特蚱
    請求の範囲第項に蚘茉の補造装眮。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4801437A (en) * 1985-12-04 1989-01-31 Japan Oxygen Co., Ltd. Process for treating combustible exhaust gases containing silane and the like
GB9410782D0 (en) * 1994-05-28 1994-07-27 British Nuclear Fuels Plc The reaction of gases
DE19511643A1 (de) * 1995-03-30 1996-10-02 Das Duennschicht Anlagen Sys Verfahren und Einrichtung zur Reinigung von schadstoffhaltigen Abgasen durch chemische Umsetzung
US6193944B1 (en) 1995-12-08 2001-02-27 Goldendale Aluminum Company Method of recovering fumed silica from spent potliner
US6217840B1 (en) 1995-12-08 2001-04-17 Goldendale Aluminum Company Production of fumed silica
US6248302B1 (en) 2000-02-04 2001-06-19 Goldendale Aluminum Company Process for treating red mud to recover metal values therefrom
US7022299B2 (en) * 2002-10-15 2006-04-04 National Chung-Hsing University Exfoliative clay and derivative thereof and method for producing the same
DE10340884A1 (de) * 2003-09-04 2005-03-31 Riebel, Ulrich, Prof. Dr.-Ing. Verfahren zur Herstellung von Ruß oder anderen Flammenaerosolen und Vorrichtung zur DurchfÃŒhrung des Verfahrens
DE102004019575A1 (de) * 2004-04-20 2005-11-24 Innovent E.V. Technologieentwicklung Verfahren zur Herstellung von transmissionsverbessernden und/oder reflexionsmindernden optischen Schichten
DE102006054156A1 (de) * 2006-11-16 2008-05-21 Wacker Chemie Ag Pyrogene KieselsÀure hergestellt in einer Produktions-Anlage mit großer KapazitÀt
DE102008054592A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-17 Wacker Chemie Ag Pyrogene KieselsÀure hergestellt in einer Produktions-Anlage mit kleiner KapazitÀt
CN105110344B (zh) * 2015-08-19 2017-02-01 六盘氎垈范孊院 䞀种煀矞石制气盞二氧化硅的方法䞎装眮
US11014118B2 (en) * 2015-12-11 2021-05-25 Vitro Flat Glass Llc Float bath coating system
CN112194359A (zh) * 2019-08-13 2021-01-08 斯特里特技术有限公叞 玻璃预制件的制造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2535036A (en) * 1946-09-03 1950-12-26 Cabot Godfrey L Inc Manufacture of finely divided silica
DE974793C (de) * 1952-04-02 1961-04-27 Degussa Verfahren zur Herstellung von feinverteilten Oxyden
US2819151A (en) * 1954-03-02 1958-01-07 Flemmert Gosta Lennart Process for burning silicon fluorides to form silica
BE609721A (fr) * 1960-11-03 1962-02-15 Goesta Lennart Flemmert Méthode de récupération du bioxyde de silicium finement divisé obtenu en faisant réagir en phase gazeuse des composés de silicium et de fluor avec de l'eau
US3233969A (en) * 1961-05-29 1966-02-08 Columbian Carbon Process for producing pigmentary silica
US3361525A (en) * 1961-11-03 1968-01-02 Laporte Titanium Ltd Manufacture of oxides of the elements titanium, zirconium, iron, aluminum and silicon
US3660025A (en) * 1970-07-01 1972-05-02 Cities Service Co Manufacture of pigmentary silica
US3969485A (en) * 1971-10-28 1976-07-13 Flemmert Goesta Lennart Process for converting silicon-and-fluorine-containing waste gases into silicon dioxide and hydrogen fluoride
US4292290A (en) * 1980-04-16 1981-09-29 Cabot Corporation Process for the production of finely-divided metal and metalloid oxides

Also Published As

Publication number Publication date
EP0054530A1 (en) 1982-06-23
SE8008768L (sv) 1982-06-13
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JPS57140313A (en) 1982-08-30

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