JPS6136119A - 高耐水性酸化マグネシウムの製造方法 - Google Patents

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】 （１）発明の目的 （イ）産業上の利用分野 本発明は、耐水性、即ち、水和性の小さい酸化マグネシ
ウムの製造方法に関するものであって、本発明による酸
化マグネシウムは樹脂等への充填剤あるいはシーズヒー
ター充填剤やマグネシアセラミクス等へ最も好ましく用
いられるものである。

（ロ）従来の技術 一般に、緻密な酸化マグネシウムは、熱伝導性や電気絶
縁性等の電気的特性に優れているが、水分と反応しく水
和という）、水酸化マグネシウムに変化しやすいもので
ある。そして、これらの用途においては、酸化マグネシ
ウムが水酸化マグネシウムに変化すれば酸化マグネシウ
ムの特徴がなくなり、使用不可能となる。そして、上述
の用途に使用する場合は、酸化マグネシウムは、水性媒
体中に分散したスラリーあるいは、水と混練してセラミ
クス成形用坏土として用いられることがあり、この場合
、酸化マグネシウムの水和を防ぐために非水性媒体（例
えば、アルコール等）を用いたり、（吉木文平著「耐火
物工学」３７４頁）酸化マグネシウムを特殊な被覆剤で
覆う（特開昭５８−２１７４８０号公報）等の対策を講
する必要があった。ある〜・は、電融マグネシアのよう
な水和性の小さ〜１材料を用いることも考えられたが、
電融マグネシアは高価であり、品質にバラツキが多い等
の問題点を有するものであった。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は上述の如き特殊な表面処理をしたり、あるいは
特殊な使用方法を採用せずとも耐水和性の大きな酸化マ
グネシウムを経済的に製造しうる方法を提供するもので
ある。

（２）発明の構成 本発明者等は、上述の目的を達するため、種々検討を加
えた結果、酸化マグネシウムを得るための中間体である
水酸化マグネシウムを特定の方法で製造した場合に、爾
後の水酸化マグネシウムの仮焼を比較的低温で行っても
耐水相性の大きな酸化マグネシウムを得ることを見出し
たものである。即ち、本発明は水可溶性マグネシウム塩
を含む水溶液とアンモニアとを晶析槽にて反応せしめて
、水酸化マグネシウム粒子の晶析負荷が５〜５００Ｋｆ
／ｌｔ／、ｈかつ晶析槽における水酸化マグネシウムス
ラリーの濃度を１〜６０ｗｔ％になるよ５にして水酸化
マグネシウム粒子を得、これを１２００〜２０００℃で
仮焼することを特徴とする高耐水性酸化マグネシウムの
製造方法を要旨とするものである。

ここで、水可溶性マグネシウム塩としては、マグネシウ
ムの無機塩が好ましく、マグネシウムの無機塩の中でも
、さらには、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫
酸マグネシウムなどがより好ましい。これらの水可溶性
マグネシウム塩は同等に用いられうるので、以下、本願
では、水可溶性マグネシウム塩が塩化マグネシウムであ
る場合について詳しく説明する。

塩化マグネシウム源については、特別に特定する必要は
な（、海水から得られるニガリより製造されてもよいし
、いわゆる海水水マグに塩化カルシウムと炭酸ガスを作
用させて得られる塩化マグネシウムであってもよい。

塩化マグネシウムとの反応に用いられるアンモニアは通
常ガスとしてこれを直接塩化マグネシウム水溶液中に吹
き込んで反応せしめられるが、所望によりアンモニア水
として用いることもできる。この工程では塩化マグネシ
ウムは完全には水酸化マグネシウム沈澱とはならず、一
部塩化マグネシウムとして残ることもあるが、循環使用
すれば問題はない。

用いられるアンモニアの量は、塩化マグネシウム１当量
に対し、１〜３．５倍程度を採用するのが適当である。

アンモニアの添加量が前記範囲に満たない場合には水酸
化マグネシウムの収率がかなり低くなり、逆に前記範囲
を超える場合には、過剰アンモニアを回収するために必
要なエネルギー量が増加するので何れも好ましくない。

塩化マグネシウム水溶液とアンモニアとの反応温度は、
通常２０〜８０℃程度を採用するのが適当である。

本願発明におい【は、中間原料である水酸化マグネシウ
ムの性状が爾後の仮焼により得られる酸化マグネシウム
の性状に大きな影響を与えるもので、従って、塩化マグ
ネシウムとアンモニアの反応条件は非常に重要である。

本発明者等は、この反応条件について詳しく検討した結
果、水酸化マグネシウム晶析槽における水酸化マグネシ
ウム粒子の晶析負荷及び該晶析槽における水酸化マグネ
シウムスラリーの濃度をある範囲に維持する時、得られ
る水酸化マグネシウム粒子が、所望の特性を持った酸化
マグネシウムに転化しうる後述するような特性をもつこ
とを見出したものである。

即ち、該晶析槽における水酸化マグネシウムの晶析負荷
は５〜５００　Ｋｇ／ｇ／　−ｈが必要であり、好まし
くは３０〜１２０　ＫＪＩ／−・ｈである。

また、水酸化マグネシウムスラリーの濃度は１〜６０ｗ
ｔ％が必要であり、好ましくは、３〜４０Ｗｔチである
。

また、反応温度としては、２０〜８０℃が好ましい。

以上の反応条件を採用することにより得られる水酸化マ
グネシウム粒子は、鱗片状の一次粒子が多方向に多数集
合した平均粒径が５〜５００μの見掛は上球状体のもの
である。さらに、この鱗片状の一次粒子は、結晶の厚さ
が４００〜５０００Ｘであって、多角形の板状に生長し
た平面方向の長さが０．３〜５０μを有する粒子である
。

このような鱗片状の一次粒子は、互に多方向を向いて多
数集合した形態となっている。

本発明による鱗片状の一次粒子の集合状態の典型的例は
、添付した電子顕微鏡写真１（５０００倍）によって示
される。そしてこの様な鱗片状の一次粒子の多方向集合
体は、添付した電子顕微鏡写真２（３００倍）によって
示す如く見掛は上球状体を呈している。

かくして得られた水酸化マグネシウムは１２００〜２０
００”Ｃで仮焼することにより、非常に優れた耐水性を
有する酸化マグネシウムが得られる。本発明で得られる
酸化マグネシウムの耐水性は後述の実施例からも分る通
り、電融マグネシアの耐水性にも匹敵するものである。

本発明の酸化マグネシウムが何故に優れた耐水性を有す
るのかその理由は未だ解明されていないが、本発明者等
は、中間原料である水酸化マグネシウムの特殊な特性に
由来するものであろうと推測している。従って、本発明
では、水酸化マグネシウムの仮焼温度は１２００℃以上
であれば充分であり、２０００”Ｃ以上の仮焼温度を採
用しても耐水性のそれ以上の飛躍的向上は見られず、熱
経済面での不利の方が大きくなるのみである。

なお、本発明においては、水酸化マグネシウムを生成さ
せる段階で、塩化アンモニウムが副生じ、若干の未反応
塩化マグネシウムとともに回収されるが、これらを含む
、水酸化マグネシウムの分離母液は、消石灰及び／又は
生石灰を用いる公知の塩安蒸留法により塩化アンモニウ
ムはアンモニアとして回収され循環使用しうるし、塩安
蒸留の際副生ずる塩化カルシウムは、海水水マグと反応
せしめ、原料の塩化マグネシウム製造に用いることもで
きる。

（３）発明の効果 一般に、水酸化マグネシウムを仮焼して酸化マグネシウ
ムを得る場合、仮焼温度を高くすればする程、得られる
酸化マグネシウム結晶（ベリクレーズ）の結晶成長がよ
く、従って、耐水性も向上するものである。その究極の
場合が電融マグネシアであって、これは、水酸化マグネ
シウムあるいはマグネシアクリンカ−を電気炉で溶融し
く約２８００’Ｃ）、徐冷することにより、ペリクレー
ズの良（発達した結晶を得るものである。確かに、電融
マグネシアは耐水性のかなり優れたものではあるが、上
述のプロセスからも分る通り非常に製造コストの高いも
のとなり、品質のバラツキが大きいという問題がある。

一方、本発明により得られる酸化マグネシウムは、たか
だか１２００”Ｃの仮焼温度で、電融マグネシアに匹敵
する高耐水性の酸化マグネシウムが得られると共に、い
まひとつの特徴は、電融マグネシアに比べてセラミクス
成形体を得る場合の焼結性が優れたものであり、その緻
密な性質から酸化マグネシウムの本来の特徴である高い
熱伝導性、電気絶縁性を備えた酸化マグネシウムが得ら
れる。

以下、実施例により、本発明を更に詳しく説明する。

実施例１ 常法により海水を脱炭酸処理したのち、石灰乳を用いて
公知の手段により水酸化マグネシウムスラリーを得た。

かかるスラリーは減圧濾過機により分離され、得られ−
た水酸化マグネシウムはＭｇＯ濃度３４．０ｖｒｔ％の
湿ケーキで不純物として０ａＯ＝０．４１　、　Ｂｌａ
ｓ　＝０．１２．　ＡｌｚＯｓ　−０，１２゜ＦａｘＯ
ｎ＝０．０３．　ＢｚＯｓ＝０．０９．８０ｍｘ１．Ｏ
（単位：ｗｔチ）を含んでいた。

かかる水酸化ｉグネシウム湿ケーキ１恥に対して濃度２
０．Ｏｗｔ％の塩化カルシウム及び２．０ｙｔ％の塩化
マグネシウムを含む水溶液を６．５５１４の割合で加え
てレパルブ後、濃度１００％の炭酸ガスを温度６０℃に
て反応吸収せしめた。反応生成物を濾過機で炉別し、濃
度１２．７　ｖｒｔ％の塩化マグネシウムを含む水溶液
を得た。かかる塩化マグネシウム水溶液を塩酸酸性とな
し、エアーレーションにより、脱炭酸処理を行なった後
、攪拌装置により充分な攪拌状態を維持し、水酸化マグ
ネシウム結晶を種晶として存在させた内容積３５ｔの反
応槽内に、かかる水溶液２１胸／ｈとアンモニアガス２
．２　Ｎｍ’／　ｈを連続的に供給し、温度を４０℃に
維持しながら水酸化マグネシウムの結晶を析出せしめた
。この時の水酸化マグネシウムの晶析１荷は４０１Ｋｌ
ｌ／−・ｈ１スラリー濃度は６　ｗｔ％であった。水酸
化マグネシウムの沈澱は濾過機により分離し、水洗後１
４０℃で乾燥した。得られた水酸化マグネシウムは、Ｍ
ｇ０＝６８．７．０ａＯ−０，０６、Ｓｉｎｇ−０，０
４、Ａｌｔｏｓ　＝０．０　１　　、　　Ｆ８＊Ｏｍ　
　＝Ｏ，ＯＯ１、Ｂ雪０３−０．０９．ＳＯｍ＝Ｏ１０
１（単位：Ｗｔチ）であった。

得られた水酸化マグネシウムを電子顕微鏡により倍率５
０００倍にて観察した処、添付写真ｌに示した如く鱗片
状の一次粒子が多方向に多数集合し、一つの結晶の厚さ
は平均５００Ｘであり、多角形の板状に生長した平面方
向の長さが５〜３０μであって、平均粒径３０μの見掛
は１球状体をなしていた（添付写真２参照）。

次に、この水酸化マグネシウムをマツフル炉で１３００
℃、２時間仮焼した。

得られた酸化マグネシウムは平均粒径１５μの見掛は１
球状体のものであり、その形状は第３図の顕微鏡写真（
倍率５０００倍）に示すようなものであった。

この酸化マグネシウムを８０℃、相対湿度９５チの水蒸
気下に２１日間さらして耐水性を測定した。試験後の酸
化マグネシウムの重量増加率は０．８−であった。

実施例２ にがりより得られた濃度１２．７　ｗｔ４の塩化マグネ
シフＡ水溶液を５５　Ｋｇ／ｈ　、アンモニアの供給量
を５．８　Ｍｖ？／ｈ、晶析負荷を１０５胸／−・ｈ、
水酸化マグネシウムのスラリー濃度を３０ｗｔ％とする
以外は実施例１と同様に処理して、水酸化マグネシウム
を得た。得られた水酸化マグネシウムは第１図及び第２
図と同様な構造を有する平均粒径３００μのものであっ
た。この水酸化マグネシウムを実施例１と同様な装置を
用いて１６００℃、２時間仮焼した。得られた酸化マグ
ネシウムは平均粒径１６０μの見掛は１球状体のもので
あった。これを実施例１と同様にして耐水性試験に供し
た。結果は重量増加率０．４ｗｔチであった。

比較例Ｊ グネシウムは第４図の顕微鏡写真（倍率５０００倍）に
示されるような平均粒径１．５μのもので、実施例１と
同様な耐水性試験を行なった所、重量増加率は１４　ｗ
ｔ％であった。第４図からも分るように、粒子間の間隙
の大きいものである。

比較例２ 常法で得られた海水水マグを電気炉で２８００℃で溶融
し、徐冷してベリクレーズのよく発達した電融マグネシ
ア塊を得た。これを粉砕して平均粒径１５０μの電融マ
グネシア粉末とした。

次に、この電融マグネシア粉末を実施例１と同じゃ件下
で耐水性試験を行なった。結果は重量増加率０．６ｗｔ
チで、もった。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１による水酸化マグネシウム粒子の５０
００倍電子顕微鏡写真、箇２図は同じく３００倍雷子顕
微φ写真である。 第３図は実施例１の本発明方法による酸化マグネシウム
の電子顕微傍写算（倍率５０００倍）であり、第４図は
従来法による海水水マグを仮焼して得られた比較例１の
酸化マグネシウムの電子顕微釧写真（倍率５０００倍）
である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）水可溶性マグネシウム塩を含む水溶液とアンモニ
   アとを晶析槽にて反応せしめて、水酸化マグネシウム粒
   子の晶析負荷が５〜４００Ｋｇ／ｍ＾２・ｈかつ晶析槽
   における水酸化マグネシウムスラリーの濃度を１〜６０
   ｗｔ％になるようにして水酸化マグネシウム粒子を得、
   これを１２００〜２０００℃で仮焼することを特徴とす
   る高耐水性酸化マグネシウムの製造方法。
2. （２）水酸化マグネシウム粒子が、鱗片状の一次粒子が
   多数集合した平均粒径が５〜５００μの見掛上球状体で
   ある特許請求の範囲第（１）項の高耐水性酸化マグネシ
   ウムの製造方法。
3. （３）鱗片状の一次粒子は、結晶の厚さが４００〜５０
   ００Åであつて、多角形の板状に生長した平面方向の長
   さが０．３〜５０μである特許請求の範囲第（２）項の
   高耐水性酸化マグネシウムの製造方法。
4. （４）水可溶性マグネシウム塩がマグネシウムの無機塩
   である特許請求の範囲第（１）項の高耐水性酸化マグネ
   シウムの製造方法。
5. （５）マグネシウムの無機塩が塩化マグネシウム、硝酸
   マグネシウム、硫酸マグネシウムから選ばれたものであ
   る特許請求の範囲第（４）項の高耐水性酸化マグネシウ
   ムの製造方法。