JPS6358769B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6358769B2 JPS6358769B2 JP56109298A JP10929881A JPS6358769B2 JP S6358769 B2 JPS6358769 B2 JP S6358769B2 JP 56109298 A JP56109298 A JP 56109298A JP 10929881 A JP10929881 A JP 10929881A JP S6358769 B2 JPS6358769 B2 JP S6358769B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- granules
- sic
- carbon
- sio
- zro
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 35
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 claims description 28
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 35
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 229910006501 ZrSiO Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910021431 alpha silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 229920000084 Gum arabic Polymers 0.000 description 1
- 241000978776 Senegalia senegal Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910026551 ZrC Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000205 acacia gum Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920006184 cellulose methylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011335 coal coke Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 229940099112 cornstarch Drugs 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
本発明はジルコンサンドを原料にしてβ―SiC
とZrO2を同時に製造する方法に関する。 β―SiCは一般にシリカ(SiO2)と炭材とを混
合し、加熱することにより製造されている。生成
物は微粉末として得られる。 このβ―SiC微粉末は近年機械構造材料として
注目されているβ―SiC焼結体の原料として用い
られる。その他鉄鋼の脱酸剤にも用いられる。 ZrO2は耐火材、研摩材としての用途を有し、
その製法は通常ジルコンサンドと炭材を混合し、
アーク炉で脱ケイする方法が採られている。ジル
コンサンドにその中のSiO2分を還元してSiOにす
る割合の炭材を配合し、溶融してSiO2分はSiOガ
スとして炉外に排出し、ZrO2を残留させるもの
である。 しかし、この方法はアーク炉であるため、多大
の熱エネルギーを要し、また排出されたSiOガス
は酸化により微粒のSiO2として回収されるが、
その回収も容易でないばかりか、回収された微粒
の利用価値が低い。 本発明はジルコンサンドを原料にしてβ―SiC
とZrO2を容易に分離可能な形態で生成させ、こ
れからβ―SiCとZrO2とを得る方法である。 即ち、本発明はジルコンサンド粉末と炭素粉末
とを混合造粒し、これに炭素粒状物を配合して造
粒物の周囲に介在させ、これらを非酸化性雰囲気
下で1400〜2100℃の温度範囲で加熱することによ
り、造粒物中のSiO2分を炭素と反応させてSiO等
からなる気相のシリコン酸化物にして造粒物外に
放出し、このSiO等を炭素粒状物と反応させてβ
―SiCとなし、造粒物中には実質的にZrO2を残留
させ、この両者を分離ることによりβ―SiCと
ZrO2とを同時に得る方法である。 以下、本発明をさらに詳しく説明する。 ジルコンサンドは通常殆んどジルコン
(ZrSiO4)からなる鉱物で、Al2O3、TiO2、CaO
等の不純物の含有量は1%以下である。 このジルコンサンドを粉砕して粉末とする。粒
度は造粒物の強度及び反応性を高めるため、細か
い程よく、少なくとも74μ以下位にする必要があ
る。好ましくは44μ以下である。 炭素粉末は石油コークス、石炭コークス、木炭
等殆んどの炭材が使用でき、粒度はジルコンサン
ドと同様である。 勿論、ジルコンサンドと炭材は混合粉砕しても
よい。粉砕機はいずれの場合もボールミル、振動
ミル、遠心ロールミル等が使用される。 混合粉末の造粒にはパンペレタイザー、マルメ
ライザー、ブリケツトマシン等が使用され、その
際澱粉、CMC、PVA、アラビアゴム等の水溶液
を1次結合剤として使用してもよい。造粒物の大
きさは2〜15mmの範囲で選ぶのが適当である。こ
の範囲内で、後述する生成物の分離を考慮して造
粒物の周囲に配置される炭素粒状物の大きさとの
関連で選定することが望ましい。造粒物の大きさ
が2mmより小さいとジルコンサンドと炭素粉末と
の均一混合がむずかしく、また15mmより大きいと
造粒物内部での反応速度が遅くなり、さらに気相
のシリコン酸化物が放出しにくくなる。 ジルコンサンドと炭素との混合割合は重要で、
これは生成物、特に造粒物に残留する生成物の組
成を考慮して定める必要がある。造粒物内の反応
は基本的には次式と考えられる。 ZrSiO4+C→ZrO2+SiO↑+CO 一般にSiO2とCの反応は初めにSiOガス生成反
応が起ると云われており、本発明においては
SiO2分はSiOを主体とする気相のシリコン酸化物
となつて造粒物外に放出されると考えられる(以
下気相のシリコン酸化物はSiO2ガスと称す)。 上式のようにジルコンサンドとCの割合は
ZrO2とSiO2を完全に分離する理論量は等モルで
あるが、実際の反応においては、原料混合の多少
の不均一性等があるので、ある程度の巾を持たせ
ることができる。さらに生成ZrO2にSiO2やSiC、
ZrCが多少混入してもよい場合は、これに合せて
混合割合を変えてもよい。即ち、上記反応式より
Cを少なくすれ、造粒物中には1部SiO2が残留
する。またCを多くすれば造粒物に一部ZrCが生
成する。Cが過剰にあるとZrCは1800℃以上で顕
著に生成される。 ZrO2を主成分とする生成物を耐火材として利
用するには多少SiO2、SiC、ZrC等が含まれてい
ても支障がない場合もある。またZrCは酸化処理
すれば容易にZrO2にすることができる。 ZrO2を金属、ガラス等の表面処理用等の研摩
材として利用する場合にはできるだけ純度の高い
ものが望ましい。 これらのことを考慮すれば、できるだけZrO2
に混入する成分を低くした場合はZrSiO41モルに
対Cが1.0〜1.2モルの範囲が好ましい。またZrO2
にSiO2等が混入してよければCが0.8〜2モルの
範囲が適する。 本発明においては、この造粒物の周囲に炭素粒
状物を配置することが特徴である。炭素粒状物は
造粒物から放出されたSiOガスと反応し、β―
SiCとなる。その反応式は次式である。 SiO+2C→SiC+CO 従つて、炭素粒状物は反応性が大きいものが望
ましい。また、この場合に反応で注目すべきこと
は炭素粒状物の表面から次第に内部に向かつて反
応が進行し、従つて途中においては粒状物の表面
がβ―SiCで被覆された状態が形成される。そし
てSiOガスが充分存在しておれば最後には殆んど
全部をβ―SiCとすることも可能と思われるが、
実際にはSiOガスの通気性の問題等によりCは残
留する。炭素粒状物の中心部まで反応させようと
するとSiOガスが捕捉されないで、系外に逸散す
る分が生ずるので、むしろ炭素粒状物は過剰に用
いることが望ましい。β―SiCとCの分離は、例
えばCを燃焼等により除去すればよく、簡単であ
るので、過剰のCの存在は何ら障害にならない。
これらのことから炭素粒状物はジルコンサンドの
SiO21モルに対し、2〜5モルの範囲が適当であ
る。 上記の説明からわかるようにSiOガスは炭素粒
状物に吸収されて反応が進行する。従つて、炭素
粒状物は気孔率が高く表面積が大きいものが望ま
しい。具体的には木炭、活性炭等あるいは微粉炭
を造粒したものが好適である。比表面積で表わせ
ば100m2/g以上のものが望ましい。反応性から
は黒鉛化度が低いものがよい。粒状物はカーボン
ブラツク等の粉末を造粒して用いることもでき
る。 β―SiCは炭素粒状物の表面から生成し、内部
に進行するが、生成率に関係なく、生成物の大き
さは初めの炭素粒状物の大きさと同じである。そ
して内部にCを含んだβ―SiC粒状物はかなり強
固であり、取扱い中に壊れることがない。この性
質を利用してβ―SiCとZrO2を分離することがで
きる。ジルコンサンド造粒物は反応でC、SiO2
が放出され、壊れて粉化してもβ―SiCは初めに
用いた炭素粒状物の大きさとなつているので、粒
度差により容易に分離することができる。従つ
て、粒度差によつて分離する場合は、ジルコンサ
ンド造粒物が粉化しない場合もあるので、炭素粒
状物はジルコンサンド造粒物よりも大きくする必
要がある。具体的には5〜20mmの範囲で前記した
造粒物の粒径より大きなものを選択するのが好ま
しい。 また分離は比重差によつても可能である。SiC
の比重はZrO2よりかなり小さいので、ZrO2に1
部SiO2、SiC等が複合したとしても、両者の比重
分離は可能である。この場合には特にジルコンサ
ンド造粒物と炭素粒状物の粒径に差をつけなくて
もよい。両者を粉砕し、Cを燃焼した後比重差
(比重液)によつて分離する。 炭素内装ジルコンサンド造粒物と炭素粒状物は
できるだけ均一に分散させ、これを次に加熱す
る。加熱装置は特に限定されるものではなく、非
酸化性雰囲気で加熱できるものであればよい。原
料中心部に発熱体を設け、その周囲を加熱する
SiC製造において用いられている所謂アチソン炉
方式によつても可能であるが、未反応原料が残ら
ないように外周部を反応させることが必要であ
る。未反応原料と生成物の分離が面倒となるから
である。最も望ましい加熱炉は例えば黒鉛円筒反
応容器を縦にし、その外側に黒鉛発熱体を配置
し、容器の上部より原料を装入し、下部より生成
物を取り出す方式である。これによれば連続化が
可能である。この装置はシリカを原料とするβ―
SiCの連続製造で公知のものを用いることができ
る。発生するCOガスの回収、生成物導出部の気
密機構等は常法に従つて設けられる。 反応帯はCOガス等を含む非酸化性雰囲気であ
り、その温度は1400〜2100℃である。前記した反
応を進行させるには最低1400℃は必要であり、ま
た上限を2100℃としたのは、この温度を越えると
ZrO2造粒物中SiC生成量が多くなるからである。
その理由は次のように推定される。β―SiCから
α―SiCに転換するには一旦気相のSiCを経ると
云われており、この気相がZrO2造粒物中にも侵
入し、そこでα―SiCが凝着することによる。 従つてバツチ操炉の場合はルツボ内壁及び蓋等
にα―SiCが付着し、ルツボ開閉をスムーズに行
なうことができなくなる。また連続操炉の場合は
反応筒内壁にα―SiCが付着し荷下りを阻害し長
期安定操炉が困難となる。 本発明において、生成するSiCは大部分β―
SiCであるが、1部α―SiCが混晶してもよい。 β―SiCを立体とする生成物及びZrO2を主体と
する生成物の分離は前記したように粒度差或いは
比重差により容易に行なうことができる。 このように本発明によればジルコンサンドより
β―SiCとZrO2を効率よく同時に得ることができ
る。 粘土に炭素を配合し、粘土中のSiO2をSiOガス
として放出し、その外側の炭素と反応させてSiC
ホイスカー等にし、ホイスカーを粘土中のAl2O3
と分離して取得する方法は公知である。 本発明もSiOガスを放出させる点においては上
記公知方法と軌を一にするが、本発明はジルコン
サンドを原料にして、その反応温度及び造粒物の
周囲に配置される炭材種類、粒度等を選択して、
ZrO2中に気相のSiOガスが侵入するのをできるだ
け防ぎ、かつSiOガスは炭材の周囲から反応させ
てSiC化し、炭材を被覆した形、即ち炭材と同一
の大きさで回収しようとするものであり、この点
前記の文献とは異なる方法によるものである。 以下実施例により具体的に説明する。 実施例 ジルコンサンド(ZrSiO498.5%)及び石油コー
クス(固定炭素89%)をボールミルで44μ下に粉
砕し、C/ZrSiO4をモル比で1.1の割合で混合し
た。これに澱粉水溶液を加えてパンペレタイザー
で直径4mmに造粒した。また44μ下の石油コーク
スを、バインダーにコーンスターチを用いて、パ
ンペレタイザーで直径8mmに造粒した。 次にジルコンサンド造粒物中にSiO21モルに対
し、上記造粒炭材2.5モルの割合に混合し、両者
合せて50Kgを黒鉛ルツボに入れ、蓋をして、ルツ
ボの周囲も還元雰囲気にしてルツボの外側より加
熱し、内容物を1800℃、1時間保持した。冷却
後、取出したところ、灰色の粒と緑色の粒が得ら
れ、前者はジルコンサンド造粒物の反応残留物、
後者は微粉炭造粒物の表面にSiCが生成したもの
であつた。そして前者は4mm以下であり、後者は
直径8mmそのままであつたので、両者は簡単に分
離できた。夫々の組成は以下の通り。
とZrO2を同時に製造する方法に関する。 β―SiCは一般にシリカ(SiO2)と炭材とを混
合し、加熱することにより製造されている。生成
物は微粉末として得られる。 このβ―SiC微粉末は近年機械構造材料として
注目されているβ―SiC焼結体の原料として用い
られる。その他鉄鋼の脱酸剤にも用いられる。 ZrO2は耐火材、研摩材としての用途を有し、
その製法は通常ジルコンサンドと炭材を混合し、
アーク炉で脱ケイする方法が採られている。ジル
コンサンドにその中のSiO2分を還元してSiOにす
る割合の炭材を配合し、溶融してSiO2分はSiOガ
スとして炉外に排出し、ZrO2を残留させるもの
である。 しかし、この方法はアーク炉であるため、多大
の熱エネルギーを要し、また排出されたSiOガス
は酸化により微粒のSiO2として回収されるが、
その回収も容易でないばかりか、回収された微粒
の利用価値が低い。 本発明はジルコンサンドを原料にしてβ―SiC
とZrO2を容易に分離可能な形態で生成させ、こ
れからβ―SiCとZrO2とを得る方法である。 即ち、本発明はジルコンサンド粉末と炭素粉末
とを混合造粒し、これに炭素粒状物を配合して造
粒物の周囲に介在させ、これらを非酸化性雰囲気
下で1400〜2100℃の温度範囲で加熱することによ
り、造粒物中のSiO2分を炭素と反応させてSiO等
からなる気相のシリコン酸化物にして造粒物外に
放出し、このSiO等を炭素粒状物と反応させてβ
―SiCとなし、造粒物中には実質的にZrO2を残留
させ、この両者を分離ることによりβ―SiCと
ZrO2とを同時に得る方法である。 以下、本発明をさらに詳しく説明する。 ジルコンサンドは通常殆んどジルコン
(ZrSiO4)からなる鉱物で、Al2O3、TiO2、CaO
等の不純物の含有量は1%以下である。 このジルコンサンドを粉砕して粉末とする。粒
度は造粒物の強度及び反応性を高めるため、細か
い程よく、少なくとも74μ以下位にする必要があ
る。好ましくは44μ以下である。 炭素粉末は石油コークス、石炭コークス、木炭
等殆んどの炭材が使用でき、粒度はジルコンサン
ドと同様である。 勿論、ジルコンサンドと炭材は混合粉砕しても
よい。粉砕機はいずれの場合もボールミル、振動
ミル、遠心ロールミル等が使用される。 混合粉末の造粒にはパンペレタイザー、マルメ
ライザー、ブリケツトマシン等が使用され、その
際澱粉、CMC、PVA、アラビアゴム等の水溶液
を1次結合剤として使用してもよい。造粒物の大
きさは2〜15mmの範囲で選ぶのが適当である。こ
の範囲内で、後述する生成物の分離を考慮して造
粒物の周囲に配置される炭素粒状物の大きさとの
関連で選定することが望ましい。造粒物の大きさ
が2mmより小さいとジルコンサンドと炭素粉末と
の均一混合がむずかしく、また15mmより大きいと
造粒物内部での反応速度が遅くなり、さらに気相
のシリコン酸化物が放出しにくくなる。 ジルコンサンドと炭素との混合割合は重要で、
これは生成物、特に造粒物に残留する生成物の組
成を考慮して定める必要がある。造粒物内の反応
は基本的には次式と考えられる。 ZrSiO4+C→ZrO2+SiO↑+CO 一般にSiO2とCの反応は初めにSiOガス生成反
応が起ると云われており、本発明においては
SiO2分はSiOを主体とする気相のシリコン酸化物
となつて造粒物外に放出されると考えられる(以
下気相のシリコン酸化物はSiO2ガスと称す)。 上式のようにジルコンサンドとCの割合は
ZrO2とSiO2を完全に分離する理論量は等モルで
あるが、実際の反応においては、原料混合の多少
の不均一性等があるので、ある程度の巾を持たせ
ることができる。さらに生成ZrO2にSiO2やSiC、
ZrCが多少混入してもよい場合は、これに合せて
混合割合を変えてもよい。即ち、上記反応式より
Cを少なくすれ、造粒物中には1部SiO2が残留
する。またCを多くすれば造粒物に一部ZrCが生
成する。Cが過剰にあるとZrCは1800℃以上で顕
著に生成される。 ZrO2を主成分とする生成物を耐火材として利
用するには多少SiO2、SiC、ZrC等が含まれてい
ても支障がない場合もある。またZrCは酸化処理
すれば容易にZrO2にすることができる。 ZrO2を金属、ガラス等の表面処理用等の研摩
材として利用する場合にはできるだけ純度の高い
ものが望ましい。 これらのことを考慮すれば、できるだけZrO2
に混入する成分を低くした場合はZrSiO41モルに
対Cが1.0〜1.2モルの範囲が好ましい。またZrO2
にSiO2等が混入してよければCが0.8〜2モルの
範囲が適する。 本発明においては、この造粒物の周囲に炭素粒
状物を配置することが特徴である。炭素粒状物は
造粒物から放出されたSiOガスと反応し、β―
SiCとなる。その反応式は次式である。 SiO+2C→SiC+CO 従つて、炭素粒状物は反応性が大きいものが望
ましい。また、この場合に反応で注目すべきこと
は炭素粒状物の表面から次第に内部に向かつて反
応が進行し、従つて途中においては粒状物の表面
がβ―SiCで被覆された状態が形成される。そし
てSiOガスが充分存在しておれば最後には殆んど
全部をβ―SiCとすることも可能と思われるが、
実際にはSiOガスの通気性の問題等によりCは残
留する。炭素粒状物の中心部まで反応させようと
するとSiOガスが捕捉されないで、系外に逸散す
る分が生ずるので、むしろ炭素粒状物は過剰に用
いることが望ましい。β―SiCとCの分離は、例
えばCを燃焼等により除去すればよく、簡単であ
るので、過剰のCの存在は何ら障害にならない。
これらのことから炭素粒状物はジルコンサンドの
SiO21モルに対し、2〜5モルの範囲が適当であ
る。 上記の説明からわかるようにSiOガスは炭素粒
状物に吸収されて反応が進行する。従つて、炭素
粒状物は気孔率が高く表面積が大きいものが望ま
しい。具体的には木炭、活性炭等あるいは微粉炭
を造粒したものが好適である。比表面積で表わせ
ば100m2/g以上のものが望ましい。反応性から
は黒鉛化度が低いものがよい。粒状物はカーボン
ブラツク等の粉末を造粒して用いることもでき
る。 β―SiCは炭素粒状物の表面から生成し、内部
に進行するが、生成率に関係なく、生成物の大き
さは初めの炭素粒状物の大きさと同じである。そ
して内部にCを含んだβ―SiC粒状物はかなり強
固であり、取扱い中に壊れることがない。この性
質を利用してβ―SiCとZrO2を分離することがで
きる。ジルコンサンド造粒物は反応でC、SiO2
が放出され、壊れて粉化してもβ―SiCは初めに
用いた炭素粒状物の大きさとなつているので、粒
度差により容易に分離することができる。従つ
て、粒度差によつて分離する場合は、ジルコンサ
ンド造粒物が粉化しない場合もあるので、炭素粒
状物はジルコンサンド造粒物よりも大きくする必
要がある。具体的には5〜20mmの範囲で前記した
造粒物の粒径より大きなものを選択するのが好ま
しい。 また分離は比重差によつても可能である。SiC
の比重はZrO2よりかなり小さいので、ZrO2に1
部SiO2、SiC等が複合したとしても、両者の比重
分離は可能である。この場合には特にジルコンサ
ンド造粒物と炭素粒状物の粒径に差をつけなくて
もよい。両者を粉砕し、Cを燃焼した後比重差
(比重液)によつて分離する。 炭素内装ジルコンサンド造粒物と炭素粒状物は
できるだけ均一に分散させ、これを次に加熱す
る。加熱装置は特に限定されるものではなく、非
酸化性雰囲気で加熱できるものであればよい。原
料中心部に発熱体を設け、その周囲を加熱する
SiC製造において用いられている所謂アチソン炉
方式によつても可能であるが、未反応原料が残ら
ないように外周部を反応させることが必要であ
る。未反応原料と生成物の分離が面倒となるから
である。最も望ましい加熱炉は例えば黒鉛円筒反
応容器を縦にし、その外側に黒鉛発熱体を配置
し、容器の上部より原料を装入し、下部より生成
物を取り出す方式である。これによれば連続化が
可能である。この装置はシリカを原料とするβ―
SiCの連続製造で公知のものを用いることができ
る。発生するCOガスの回収、生成物導出部の気
密機構等は常法に従つて設けられる。 反応帯はCOガス等を含む非酸化性雰囲気であ
り、その温度は1400〜2100℃である。前記した反
応を進行させるには最低1400℃は必要であり、ま
た上限を2100℃としたのは、この温度を越えると
ZrO2造粒物中SiC生成量が多くなるからである。
その理由は次のように推定される。β―SiCから
α―SiCに転換するには一旦気相のSiCを経ると
云われており、この気相がZrO2造粒物中にも侵
入し、そこでα―SiCが凝着することによる。 従つてバツチ操炉の場合はルツボ内壁及び蓋等
にα―SiCが付着し、ルツボ開閉をスムーズに行
なうことができなくなる。また連続操炉の場合は
反応筒内壁にα―SiCが付着し荷下りを阻害し長
期安定操炉が困難となる。 本発明において、生成するSiCは大部分β―
SiCであるが、1部α―SiCが混晶してもよい。 β―SiCを立体とする生成物及びZrO2を主体と
する生成物の分離は前記したように粒度差或いは
比重差により容易に行なうことができる。 このように本発明によればジルコンサンドより
β―SiCとZrO2を効率よく同時に得ることができ
る。 粘土に炭素を配合し、粘土中のSiO2をSiOガス
として放出し、その外側の炭素と反応させてSiC
ホイスカー等にし、ホイスカーを粘土中のAl2O3
と分離して取得する方法は公知である。 本発明もSiOガスを放出させる点においては上
記公知方法と軌を一にするが、本発明はジルコン
サンドを原料にして、その反応温度及び造粒物の
周囲に配置される炭材種類、粒度等を選択して、
ZrO2中に気相のSiOガスが侵入するのをできるだ
け防ぎ、かつSiOガスは炭材の周囲から反応させ
てSiC化し、炭材を被覆した形、即ち炭材と同一
の大きさで回収しようとするものであり、この点
前記の文献とは異なる方法によるものである。 以下実施例により具体的に説明する。 実施例 ジルコンサンド(ZrSiO498.5%)及び石油コー
クス(固定炭素89%)をボールミルで44μ下に粉
砕し、C/ZrSiO4をモル比で1.1の割合で混合し
た。これに澱粉水溶液を加えてパンペレタイザー
で直径4mmに造粒した。また44μ下の石油コーク
スを、バインダーにコーンスターチを用いて、パ
ンペレタイザーで直径8mmに造粒した。 次にジルコンサンド造粒物中にSiO21モルに対
し、上記造粒炭材2.5モルの割合に混合し、両者
合せて50Kgを黒鉛ルツボに入れ、蓋をして、ルツ
ボの周囲も還元雰囲気にしてルツボの外側より加
熱し、内容物を1800℃、1時間保持した。冷却
後、取出したところ、灰色の粒と緑色の粒が得ら
れ、前者はジルコンサンド造粒物の反応残留物、
後者は微粉炭造粒物の表面にSiCが生成したもの
であつた。そして前者は4mm以下であり、後者は
直径8mmそのままであつたので、両者は簡単に分
離できた。夫々の組成は以下の通り。
【表】
この後者のものを粉砕後酸化性雰囲気下で約
800℃に加熱し、Cを燃焼除去した。その結果純
度(99.6%)のβ―SiCの微粉(5μ下)が8.5Kg得
られた。 実施例 2 ジルコンサンド(98.5%)及び石油コークス
(F.C87%)をモル比で1:1に混合しボールミ
ルで44μ下に粉砕後バインダーにCMCを加えパン
ペレタイザーで3mmφに造粒した。またかつ炭
(F.C89%)を6〜10mmふるいとつた。次にジル
コンサンド造粒物中のSiO21モルに対しかつ炭を
2.7モルの割合に混合し黒鉛発熱体の竪型炉(反
応管径150mm)で原料を5Kg/Hrの割合で供給し
た。反応条件は1800℃、滞留時間は1Hrである。
反応中発生したCOガスは炉上部で燃焼させた。
生成物の切出し量は3.8Kg/Hrであつた。生成物
はジルコンサンド造粒物は灰色を呈し、かつ炭は
緑色を呈した。両者はふるいわけにより簡単に分
離できた。またかつ炭を空気中800℃3Hrで脱炭
した。夫々の組成は下記の如くである。
800℃に加熱し、Cを燃焼除去した。その結果純
度(99.6%)のβ―SiCの微粉(5μ下)が8.5Kg得
られた。 実施例 2 ジルコンサンド(98.5%)及び石油コークス
(F.C87%)をモル比で1:1に混合しボールミ
ルで44μ下に粉砕後バインダーにCMCを加えパン
ペレタイザーで3mmφに造粒した。またかつ炭
(F.C89%)を6〜10mmふるいとつた。次にジル
コンサンド造粒物中のSiO21モルに対しかつ炭を
2.7モルの割合に混合し黒鉛発熱体の竪型炉(反
応管径150mm)で原料を5Kg/Hrの割合で供給し
た。反応条件は1800℃、滞留時間は1Hrである。
反応中発生したCOガスは炉上部で燃焼させた。
生成物の切出し量は3.8Kg/Hrであつた。生成物
はジルコンサンド造粒物は灰色を呈し、かつ炭は
緑色を呈した。両者はふるいわけにより簡単に分
離できた。またかつ炭を空気中800℃3Hrで脱炭
した。夫々の組成は下記の如くである。
Claims (1)
- 1 ジルコンサンド粉末と炭素粉末とを混合造粒
しその造粒物の周囲に炭素粒状物を配置し、非酸
化性雰囲気下で1400〜2100℃の温度範囲で加熱す
ることにより、造粒物中のシリカ分を気相のシリ
コン酸化物にして造粒物外に放出し、それを炭素
粒状物と反応させてβ―SiCとなし、造粒物中に
は実質的にZrO2を残留させ、この両者を分離す
ることからなるβ―SiCとZrO2を同時に製造する
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56109298A JPS5815021A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | β−SiCとZrO↓2を同時に製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56109298A JPS5815021A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | β−SiCとZrO↓2を同時に製造する方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5815021A JPS5815021A (ja) | 1983-01-28 |
JPS6358769B2 true JPS6358769B2 (ja) | 1988-11-16 |
Family
ID=14506629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56109298A Granted JPS5815021A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | β−SiCとZrO↓2を同時に製造する方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5815021A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0836022A (ja) * | 1994-07-25 | 1996-02-06 | Toshiaki Kai | デジタルicの作動表示器 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3574960D1 (de) * | 1984-04-03 | 1990-02-01 | Kawasaki Steel Co | Verfahren zur herstellung von sehr reinem zirkonoxidpulver aus zirkonpulver. |
US5047372A (en) * | 1988-12-29 | 1991-09-10 | Ucar Carbon Technology Corporation | Alloyed powder and method of preparing same |
UA114572C2 (uk) * | 2016-03-29 | 2017-06-26 | Андрій Вікторович Циба | Спосіб сумісного виробництва нанопорошків монооксиду кремнію і оксиду цирконію та промисловий комплекс для його реалізації |
-
1981
- 1981-07-15 JP JP56109298A patent/JPS5815021A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0836022A (ja) * | 1994-07-25 | 1996-02-06 | Toshiaki Kai | デジタルicの作動表示器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5815021A (ja) | 1983-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5613996A (en) | Process for treatment of reactive fines | |
JPS6366885B2 (ja) | ||
US4217335A (en) | Process for producing β-silicon carbide fine powder | |
Bechtold et al. | Reaction of clay and carbon to form and separate Al2O3 and SiC | |
EP0626934B1 (en) | Preparation of refractory materials from asbestos tailings | |
US4396422A (en) | Process for producing iron and refractory material | |
JPS606908B2 (ja) | 硼素成分を含有する活性な炭化珪素質粉末の製造方法 | |
JPH07309618A (ja) | 酸化アルミニウム粒子の製造方法,この方法により製造される酸化アルミニウム粉末及びその使用 | |
US2681848A (en) | Preparation of titanium monoxide | |
US2573057A (en) | Process of preparing white finely divided amorphous silica | |
JPS6358769B2 (ja) | ||
JPH0729766B2 (ja) | 二酸化ケイ素の炭素熱還元によるケイ素の製造法 | |
US4755365A (en) | Method of producing high purity zirconia powder from zircon powder | |
JPS6362449B2 (ja) | ||
US2681847A (en) | Thermal preparation of titanium monoxide | |
EP2057294B1 (en) | A method for the commercial production of iron | |
US3218153A (en) | Method of producing molded bodies for use in electric smelting furnaces | |
US3495973A (en) | Gas-solid reaction | |
JPH0118005B2 (ja) | ||
US3018168A (en) | Process for production of barium silicates containing water-soluble barium values form barite | |
KR0125761B1 (ko) | 탄화규소나 탄화망간 또는 그 철함유합금의 제조방법 | |
US2036221A (en) | Method of purifying zirconium silicates | |
JPS5836915A (ja) | SiC系物質の連続製造法 | |
US3076716A (en) | Production of granular zirconia products | |
JPS591777B2 (ja) | アルミニウムの還元製錬法 |