JPS625203B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、溶融塩含有組成物中に溶融Mg又は
Mg合金を分散させ、それによつて冷却固化した
際に、Mg又はMg合金粒子を有利に高い百分率で
含むものを得る方法に関する。 有用な塩被覆マグネシウム粒子の製造について
は数々の方法が提案されている。例えば、米国特
許第3881913号及び3969104号には、遠心式微粒化
法が開示されている。 米国特許第4186000号及び第4279641号は主題が
本発明と密接に関連している。これらの特許は、
42％以下の溶融マグネシウム又はマグネシウム合
金を、塩含有組成物の溶融物中に撹拌しながら分
散させ、次いでこの分散物を冷却して、固化した
Mg又はMg合金粒子を分散含有する冷却固化した
脆砕性塩マトリツク組成物を形成せしめる方法を
開示したものである。塩混合物の薄い被膜でなお
覆われたMg又はMg合金粒子は、物理的方法によ
り、脆砕性塩マトリツクス中の捕捉から分離され
る。 本発明は、Mg又はMg合金粒子を種々の量で分
散含有する脆砕性塩マトリツクスを製造する方法
の改良であり、それによつて、脆砕性塩マトリツ
クスを粉末化し、該マトリツクス中に分散してい
たMg又はMg合金粒子を解放する際に再循環又は
処分を必要とする塩の量を減らそうとするもので
ある。 本発明は、溶融塩と溶融Mg又はMg合金を混合
し、次いで該混合物を鋳造し冷却固化（freeze）
して、固化したMg又はMg合金粒子が分散した固
化塩マトリツクスを得るに当り、Mg又はMg合金
の溶融流れを塩の溶融流れと共に同時に、混合機
に連続的に供給し、その際、該溶融物の流量比を
混合物中のMg又はMg合金の量が82容量％以下の
量となるように予め設定し、それによつて溶融塩
中に、溶融Mg又はMg合金を小滴状で分散させ、 その間、混合機から溶融混合物を連続的に取り
出し且つ該混合物を急速に冷却固化させ、それに
より固体状Mg又はMg合金粒子を脆砕性塩マトリ
ツクス中に分散捕捉する、 工程からなることを特徴とする脆砕性塩マトリ
ツクス中に分散したMg又はMg合金粒子の製造方
法である。 塩含有組成物は、Mg又はMg合金粒子上に有用
な保護被膜を形成することがすでに知られている
ものなら何れでも良く、例えば前記の特許に記載
されているものが挙げられる。更に塩含有組成物
（本明細書では「マトリツクス組成物」とも称す
る）は、相当量の微細砕された不溶性（不融性）
成分、例えばMgO又は使用温度で溶融しない他
の酸化物もしくは化合物を含んでいてもよい。溶
融したマトリツクスの比重は、溶融したMg又は
Mg合金の比重より大きくても、小さくても、又
は実質的に等しくてもよい。本方法は冷却段階中
にMg粒子のクラスター（clusters）の有害な形
成を実質的に防ぐ。かかるクラスターの有害な形
成は米国特許第4186000号及び第4279641号に述べ
られており、そのためにMgは溶融混合物中で42
重量％を越えるべきでないとされている。 Mg又はMg合金は有利には溶融マトリツクスに
よつて実質的に吸収されうる成分又は不純物を含
んでいてもよく、該マトリツクスはそれに適した
融剤を含有していてもよい。 Mg合金は主としてMgより成り、少量の合金化
金属、例えばアルミニウム、銅、マンガン、バナ
ジウム等を含む。Mg中に特定の合金化金属を含
むことが望ましいか又は望ましくないかは、本方
法の能力よりもむしろ塩被覆粒子の最終用途によ
つて決定される。 一般に、本方法はMg金属及び塩含有組成物を
撹拌機を備えた容器に連続的に供給し、該混合物
を溶融した撹拌可能な塊にするのに充分な温度に
保ち、一方溶融塊を容器の供給位置からはなれた
位置から連続的に取り出すことからなる。撹拌容
器から取り出した溶融塊は、冷却表面に連続的に
供給して、冷却固化させ、それにより固化した脆
砕性マトリツクス中に捕捉された固化金属微小粒
子とする。好ましくは、冷却表面は可動性であ
り、例えば、比較的薄い溶融層が得られるように
回転ドラム、回転盤又は無端金属シートを使用
し、溶融物からの熱移動を急速に行なわせる。 溶融混合物の混合容器中での撹拌は、撹拌用摺
又は羽根によつて行なうことができ、或いは複数
の固定羽根又は流体隔壁からなり、そこを通過す
る液体が何回も分流及び合流する構造の並列式静
的混合機（In―line static mixer）によつて行な
うことができる。このような静的混合機はよく知
られており、しばしば「境界面発生器」
（interfacial surface generator）と呼ばれてい
る。このような静的混合機は多数の刊行物及び特
許に示されており、その中には、例えば
Chemical Engineering、1969年５月19日発行94
頁の論文がある。本発明で使用する静的混合機
は、入つてくる溶融混合物の温度が高いこと及び
腐蝕性を考慮して選択すべきである。 溶融Mg（又はMg合金）と溶融塩との撹拌混合
物を溶融塩の連続相中に溶融Mgの分散粒子が形
成されるように製造する場合、撹拌後のある期
間、しかし冷却の間に、マグネシウム粒体が固化
するよりも以前に該マグネシウム粒体の一部が沈
まないように使用できるMgの最大含量があるよ
うである。 本発明の製造方法の場合、その最大含量は、前
述したとおり、Mg又はMg合金と塩の溶融混合物
を基準にして32容量％のMg又はMg合金の量であ
る。しかして、この量を越えると、該溶融混合物
の冷却の間に、有害なクラスターの形成を避ける
ことが困難となる。 粒体の一部が沈降すると、これらは合体して希
望するよりも大きな粒子を形成し、或いは粒子の
クラスターを形成する。この粒子の合体又はクラ
スター形成は、本方法の目的が実質的に球形の、
独立した、一定の粒度範囲内の粒子を形成するこ
とであるなら、その目的に反する。 溶融粒子のクラスター形成又は合体は、米国特
許第4186000号中に論及されており、溶融物中の
Mg又はMg合金の量を、約42重量％以下に制限す
る理由となつている。 或る例では、８ないし100メツシユの粒径分布
を持つ１バツチの球状Mgペレツトの間隙の容積
が38％台であることが発見された。もしこの間隙
容積を溶融Mgとほぼ等しい比重の溶融塩で充填
すれば、その塩は全体の38重量（又は容量）％に
なる。反対に、Mg粒子が全体の62重量（又は容
量）％になる。このことは、１バツチのMg粒子
を、嵩体積が簡単に読めるメスシリンダー中に入
れ、それから充分な液体を加え、間隙容積をMg
粒子のバツチの上端迄一杯にすれば確かめられ
る。Mg粒子の粒径分布により、間隙を満たすの
に必要な液体の容量は38％より少し多くなつたり
又は少し少なくなつたりする。より小さなMg粒
子が、ずつと大きな粒子同士の間隙に入り込むこ
とは〔丁度レモン及びオレンジの中の色色な大き
さのマーブル（小ガラス球）みたいなもので〕容
易に理解できよう。そしてこのことは種種粒径の
混合物の間隙容積が38％以上になるか、以下にな
るかに影響を及ぼす。本発明概念の範囲内では、
或る量のMg球状粒子内の間隙容積は一般に32％
から42％の範囲にあり、その容積が溶融塩で充填
されているということが認められる。反対に、
Mg粒子で充填された溶融混合物（Mgと塩）の体
積は、一般に68％から82％の範囲にある。最も普
通には、溶融混合物中のMg粒子の体積は全体積
の62％±２％を占める。 例えば、上述の62容量％（溶融塩の比重がMg
に非常に近い場合は重量％）の量を用いると、米
国特許第4186000号に示された方法が改善される
ことが直ぐに判る。同特許では、塩被覆Mg粒子
を、捕捉から解放する際に除かれる塩の量は、本
発明の場合よりはるかに多い。即ち、本発明は、
一定量の原料成分を溶融、冷却、粉砕して、より
多量の塩被覆粒子を得、分離し、粉末化される塩
の量を減少させる手段を提供する。これはまた、
分離粉砕する塩の量及びその費用を、塩が溶融工
程へ循環されるにせよ、又は他の操作へ送られる
にせよ減らすものである。熱負荷即ちエネルギー
の節減は相当なものになる。 添付図面工程図を参照しながら説明すると、容
器１からの溶融塩及び容器２からの溶融Mg又は
Mg合金は予め設定された量で、同時にそして連
続的に混合機３に供給し、そこで混合物を充分混
合し、溶融Mg又はMg合金を、溶融塩中に溶融小
滴又は粒子として分散させる。粒径範囲は、既知
の方法（例えば、米国特許第4186000号、第
4279641号及び第4182498号に示されている）によ
つて制御することができる。混合機３から、溶融
混合物は連続的に直接冷却段階、例えば冷却回転
面４に送り、そこで混合物を比較的薄いシート状
又はリボン状にし、急速に冷却して、Mg小滴の
合体又はクラスター形成が実質的には起らないよ
うにする。冷却固化した混合物は、冷却面４か
ら、かき取り装置５を使用して連続的にかき取
り、また、脆砕性塩マトリツクスを粉砕して、そ
のまま微粉砕機６、例えばハンマー・ミルにかけ
られる大きさにし、そして同ミルで更に小さな粒
子にする。微粉砕機６から、粉砕物は、穏かな微
粉砕機（gentle―grinding mill）７にかけ、塩マ
トリツクスは完全に粉状にし、その中に捕捉され
たMgを解放する。 この穏かな粉砕でMg粒子から塩の殻が、略々
完全に取り除かれ、唯、比較的薄い、強固に結合
した表面層だけが残る。また、Mg粒子が、この
ためにつぶれたり、砕かれたり、欠けたりしない
ようにする。このMg粒子上に残つた薄い塩被覆
は、上述した特許に示されているように、一つの
すぐれた特長である。 粉末化した塩の、塩被覆Mg粒子からの篩別操
作、又は他の物理的分離は容易に行ないうる。篩
別操作はまた整形分級機としても役に立ち、細長
い形の粒子は、篩上に残り、球形をした粒子が通
過し易いようである。 形状分級は、また米国特許第4182498号に記載
されているような傾斜振動台（slanted shaker―
table）を使用して行なうこともできる。 塩及びMg又はMg合金の流れは、冷却固化した
混合物を取り出す個所だけ連続的にしておけばよ
いことは容易に理解されよう。混合物が一度固化
すれば、Mg粒子が合体したりクラスター化する
可能性は無くなる。従つて、生成物はバツチ式
に、必要ならば、一時的な溜め又は貯蔵容器に貯
えてから微粉砕工程に送ることができる。 溶融物を非常に薄い層に冷却固化できれば、固
化した塩マトリツクスはますます脆く砕け易くな
り、かき取り機の作用だけで充分に破砕され、途
中に微粉砕機を使用しなくても、直接最後の穏や
かな微粉砕機に送ることができる。 混合機を通過する溶融物は、流入個所からはな
れた場所から取り出すのが好ましく、それによつ
て一定の方法による徹底的な混合を着実に実施し
うる。混合機に供給される溶融物は、混合機に入
る前に予備混合することができ、或いは混合機中
で混合することもできる。 本発明をさらに説明するために、実施例を以下
に挙げる。しかし、本発明はここに示した特定の
実施態様に制限されるものではない。 実施例 １ 本発明に従つて、溶融Mg及び溶融塩混合物を
供給する。溶融物は、溶融塩混合物１部あたり溶
融Mg約1.63部の割合で均一に連続的に混合機の
一端に供給する。両者を混合機中で均一に混合
し、そして連続的に混合機から取り出して冷却表
面に供給し、そして急速に冷却固化する。固化物
を、穏やかな微粉砕工程にかけ、脆砕性塩マトリ
ツクスを、その中に多量に含まれるMg球状粒子
を砕いたり、潰したりしないようにして粉末化す
る。混合物を篩にかけ、微粉砕された塩を分離
し、まだ強固に結合した薄い塩の被膜の残つた
Mg粒子を、篩上に残す。このようにして、全仕
込量100部あたり、約68部の塩被覆マグネシウム
粒子が得られ、塩被膜は粒子の全重量の8.8％を
占める。 実施例 ２（従来技術、比較例） 略々完全に従来技術に従つて、42部の溶融Mg
と、58部の溶融塩混合物からなる溶融物１バツチ
量を混合容器中で撹拌し、塩中へのMgの良好分
散物を得る。容器中の分散物を冷却表面上に注
ぎ、冷却固化させる。固化物は、上記の実施例１
と同様に、微粉砕工程にかけ、微粉化した塩を除
去する。塩被覆Mg粒子が篩上に残り、その量は
46部であり、粒子の塩含有量は8.7重量％であつ
た。 従つて、この従来技術では、実施例１の仕込量
100部に対してMg粒子生成量が68部であつたのに
対して、100部の仕込量に対してMg粒子生成量は
42部であつた。 実施例 ３ 実質的に実施例１に従い、溶融Mgと溶融塩と
の比を種々変更したものを連続的に撹拌混合機に
供給した。混合機からの溶融物は冷却固化し、微
粉砕し、そして篩にかけた。下記の表１にMg粒
子生成物のデータを示す。

【表】 溶融マグネシウムと共に混合機に供給する溶融
塩は、新しく調製した塩混合物でもよく、或いは
Mg製造又はMg鋳造作業からの、すでに少量のマ
グネシウムを含んだスラツグ又はスラツジを使用
することもできる。溶融塩がすでにいくらかの
Mg又はMg合金を含有している場合には、Mgの
添加量を減らし、混合物中のMg濃度を所望の水
準にすればよい。 本発明の方法からの微粉化し篩別した塩は、溶
融塩の原料に再循環することができ、この塩中に
はMgが一緒に含まれていてもよい。 分散剤を溶融塩中に添加して、混合機中のMg
小滴の粒径範囲及び分布を変えたり又は制御した
り、そして鋳造及び冷却固化段階での粒子の合体
防止を助けることは、本発明の範囲内に含まれ
る。炭素及びホウ素含有化合物の微小粒子が分散
剤として有用であることが知られている。驚くべ
きことに、相当な量のアルカリ土類金属酸化物、
例えばMgOが分散剤としてすぐれた効果を有す
ることが発見された。MgOを分散剤として使用
する時は、実質的に痕跡量より多くすべきであ
り、好ましくは溶融塩混合物の４％又はそれ以上
にすべきである。特に効果的なMgO分散剤の範
囲は溶融塩混合物の４％〜15％である。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の或る種の実施態様を図示し
た工程図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融塩と溶融Mg又はMg合金とを混合し、該
   混合物を鋳造し且つ冷却固化して冷却固化した
   Mg又はMg合金粒子を分散含有する冷却固化塩マ
   トリツクスを取得するに当り、 Mg又はMg合金の溶融流れを塩の溶融流れと、
   混合機に同時に連続的に供給し、その際該溶融物
   の流量比を混合物中のMg又はMg合金の量が82容
   量％以下の量になるように予め設定し、それによ
   つて溶融塩中に溶融Mg又はMg合金を小滴状に分
   散させ、 その間、混合機から溶融混合物を連続的に取り
   出し且つ該混合物を急速に冷却固化させ、それに
   より固体状のMg又はMg合金粒子を脆砕性塩マト
   リツクス中に分散捕捉する、 工程からなることを特徴とする脆砕性塩マトリツ
   クス中に分散したMg又はMg合金粒子の製造方
   法。 ２ 混合機が並列式静的混合機である特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ３ 混合機が、一端又はその近傍で溶融物を受け
   取り、他端又はその近傍で該溶融物を排出する手
   段を具備した長く伸びた強力混合機である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ４ Mg又はMg合金の量が58％〜68％の範囲にあ
   る特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の
   方法。 ５ 溶融塩が主としてアルカリ金属塩及びアルカ
   リ土類金属塩の混合物からなる特許請求の範囲第
   １〜４項のいずれかに記載の方法。