KR20040111647A - Method and device for producing metal powder - Google Patents

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KR20040111647A
KR20040111647A KR10-2004-7018650A KR20047018650A KR20040111647A KR 20040111647 A KR20040111647 A KR 20040111647A KR 20047018650 A KR20047018650 A KR 20047018650A KR 20040111647 A KR20040111647 A KR 20040111647A
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Abstract

원료 금속을 염화로 내에 단속적 또는 연속적으로 공급하여, 원료 금속과 염소 가스를 염화로 내에서 반응시켜 금속 염화물 증기를 연속적으로 생성하고, 금속염화물 증기와 수소 가스를 환원로 내에서 반응시켜 연속적으로 금속 분말을 얻는다. 이 경우, 염화 반응중인 염화로의 중량을 칭량하여, 이 칭량 결과에 기초하여 원료 금속의 염화로로의 공급을 제어한다.The raw metal is fed into the chloride furnace intermittently or continuously, and the raw metal and chlorine gas are reacted in the chloride furnace to produce metal chloride vapor continuously, and the metal chloride vapor and hydrogen gas are reacted in the reduction furnace to continuously metal Get powder. In this case, the weight of the chloride furnace in the chlorination reaction is weighed, and the supply of the raw metal to the chloride furnace is controlled based on the weighing result.

Description

금속 분말의 제조 방법 및 제조 장치{METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING METAL POWDER}METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING METAL POWDER}

니켈, 동 등의 금속 분말은, 전자 재료나 촉매 등 모든 분야에 널리 이용되고 있는데, 최근 특히 평균 입경이 1㎛ 이하인 초미분(超微粉)이라 불리는 금속 분말은, 적층 세라믹 컨덴서의 내부 전극 형성용으로서 주목받고 있다. 종래부터, 은, 팔라듐, 백금, 금 등의 귀금속 분말, 또는 니켈, 코발트, 철, 몰리브덴, 텅스텐 등의 비금속(卑金屬) 분말은 전자 재료용으로서 도전 페이스트, 특히 적층 세라믹 컨덴서의 내부 전극용으로서 사용되고 있다. 일반적으로 적층 세라믹 컨덴서는, 유전체 세라믹층과, 내부 전극으로서 사용되는 금속층이 번갈아 겹쳐지고, 유전체 세라믹층의 양단에, 내부 전극의 금속층에 접속되는 외부 전극이 접속된 구성으로 되어 있다. 여기서 유전체를 구성하는 재료로서는, 티탄산 바륨, 티탄산 스트론튬, 산화 이트륨 등의 유전률이 높은 재료를 주성분으로 하는 것이 사용되고있다. 한편, 내부 전극을 구성하는 금속으로서는, 상술한 귀금속 분말 또는 비금속 분말이 사용되는데, 최근에는 보다 저렴한 전자 재료가 요구되고 있기 때문에, 후자의 비금속 분말을 이용한 적층 세라믹 컨덴서의 개발이 성행되고 있으며, 특히 니켈 분말이 대표적이다.Metal powders such as nickel and copper are widely used in all fields such as electronic materials and catalysts. Recently, metal powders called ultrafine powders having an average particle diameter of 1 µm or less are used for forming internal electrodes of multilayer ceramic capacitors. It is attracting attention as. Conventionally, precious metal powders such as silver, palladium, platinum and gold, or nonmetal powders such as nickel, cobalt, iron, molybdenum and tungsten have been used for electronic materials as conductive pastes, especially for internal electrodes of multilayer ceramic capacitors. It is used. In general, a multilayer ceramic capacitor has a structure in which a dielectric ceramic layer and a metal layer used as an internal electrode are alternately overlapped, and external electrodes connected to metal layers of the internal electrode are connected to both ends of the dielectric ceramic layer. As the material constituting the dielectric material, a material having a high dielectric constant such as barium titanate, strontium titanate, and yttrium oxide as its main component is used. On the other hand, as the metal constituting the internal electrode, the above-mentioned precious metal powder or nonmetal powder is used, but since a cheaper electronic material is required in recent years, the development of multilayer ceramic capacitors using the latter nonmetal powder has been particularly successful. Nickel powder is representative.

적층 세라믹 컨덴서는 티탄산 바륨 등의 유전체 분말을 유기 바인더와 혼합하여 현탁시키고, 이것을 닥터블레이드법에 의해 시트형상으로 성형하여 유전체 그린 시트를 작성하고, 한편 내부 전극용의 금속 분말을 유기 용제, 가소제, 유기 바인더 등의 유기 화합물과 혼합하여 금속 분말 페이스트를 형성하고, 이것을 상기 그린 시트 상에 스크린 인쇄법으로 인쇄한다. 이것을 수백층으로 적층하고, 이어서 1000℃ 이상에서 소성하여, 마지막으로 유전체 세라믹층의 양단에 외부 전극을 용접하여 적층 세라믹 컨덴서를 얻는다.The multilayer ceramic capacitor is mixed with a dielectric powder, such as barium titanate, with an organic binder and suspended. The multilayer ceramic capacitor is formed into a sheet by the doctor blade method to form a dielectric green sheet, and the metal powder for internal electrodes is formed into an organic solvent, a plasticizer, It mixes with organic compounds, such as an organic binder, and forms a metal powder paste, and it prints on the green sheet by the screen printing method. This is laminated | stacked in several hundred layers, and it bakes at 1000 degreeC or more, and finally, an external electrode is welded to the both ends of a dielectric ceramic layer, and a multilayer ceramic capacitor is obtained.

상기와 같은 적층 세라믹 컨덴서의 제조 방법에 있어서는, 금속 페이스트로부터 유기 성분을 증발시켜 제거하는 공정이나, 그 후의 소결 공정시에, 금속 분말이 팽창·수축함으로써 체적 변화가 발생한다. 한편, 유전체 자체에도 소결에 의해 마찬가지로 체적 변화가 발생한다. 즉, 유전체와 금속 분말이라는 상이한 물질을 동시에 소결하기 때문에, 소결 과정에서의 각각의 물질의 팽창·수축의 체적 변화에 기인하여 소결 거동에 차이가 발생하는 것은 피할 수 없어, 그 결과 크랙 또는 박리 등의 소위 디라미네이션이라 불리는 층상 구조의 파괴가 발생한다는 문제를 안고 있었다.In the method of manufacturing the multilayer ceramic capacitor as described above, a volume change occurs due to expansion and contraction of the metal powder during the step of evaporating and removing the organic component from the metal paste and the subsequent sintering step. On the other hand, the volume change also occurs by sintering in the dielectric itself. That is, since different materials such as dielectric and metal powder are sintered at the same time, a difference in sintering behavior due to the volume change of expansion and contraction of each material in the sintering process cannot be avoided. The problem was the destruction of the layered structure, called delamination.

또, 컨덴서의 소형화, 대용량화에 따라, 고 적층화, 내부 전극의 박층화 또저 저항화 등의 요구로부터, 내부 전극으로서 사용하는 금속 분말은, 입경 1㎛ 이하는 물론, 입경 0.5㎛ 이하의 초미분이 요구되어 있다. 이 때 1㎛ 이상 또는 2㎛ 이상의 조대(粗大) 분말이 존재함으로써 내부 전극의 박층화가 곤란해지고, 또한 전극 표면에 요철이 발생함으로써 쇼트의 원인이 되거나, 또 결과적으로 디라미네이션의 원인이 되거나 하고 있었다.In addition, as the size of the capacitor is reduced and the capacity is increased, the metal powder to be used as the internal electrode has an ultrafine powder having a particle size of 1 μm or less, as well as a particle size of 0.5 μm or less, due to the demand for high lamination, thinning of the internal electrode, and low resistance. Required. At this time, the presence of coarse powder of 1 μm or more or 2 μm or more makes it difficult to thin the internal electrode, and irregularities are generated on the surface of the electrode, causing shorts and, consequently, causing lamination. .

이러한 조대 분말이 적은 금속 분말을 제조하는 방법으로서, 특개평 10-219313호 공보에서는, 금속에 염소 가스를 접촉시켜 금속 염화물 증기를 연속적으로 발생시키는 염화 공정과, 염화 공정에서 발생한 금속 염화물 증기를 환원성 가스와 접촉시켜, 금속 염화물을 연속적으로 환원하는 환원 공정을 구비한 금속 분말의 제조 방법이 개시되어 있다.As a method for producing a metal powder having such a low coarse powder, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-219313 discloses a chlorination process for continuously generating metal chloride vapor by contacting a metal with chlorine gas, and reducing the metal chloride vapor generated in the chloride process. Disclosed is a method for producing a metal powder having a reduction step of contacting with a gas to continuously reduce the metal chloride.

상기의 제조 방법은, 특히 1㎛ 이하의 니켈 분말을 안정적이고 효율적으로 제조할 수 있다는 점에서 뛰어난 방법이다. 그러나, 생성하는 금속 분말에는 여전히 1㎛ 이상이나 2㎛ 이상의 조대 분말이 포함되어 있고, 이러한 조대 분말의 발생을 제어할 수 있는 제조 방법 또는 장치의 개선이 요구되고 있었다.The above production method is particularly excellent in that it can stably and efficiently manufacture nickel powder having a thickness of 1 µm or less. However, the metal powder produced still contains coarse powder of 1 micrometer or more and 2 micrometers or more, and improvement of the manufacturing method or apparatus which can control generation | occurrence | production of such a coarse powder was calculated | required.

본 발명은 금속 분말의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이며, 특히 적층 세라믹 컨덴서 등의 전자 부품 등에 사용되는 도전 페이스트 필러, 티탄재의 접합재, 또한 촉매 등의 각종 용도에 접합한 니켈 등의 금속 분말의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a metal powder and an apparatus for producing the same, and particularly to producing metal powders such as conductive paste fillers used in electronic components such as multilayer ceramic capacitors, bonding materials of titanium materials, and nickel bonded to various applications such as catalysts. It relates to a method and a manufacturing apparatus.

도 1은 본 발명의 실시형태의 금속 분말의 제조 장치의 구성을 도시한 종단면도,BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the manufacturing apparatus of the metal powder of embodiment of this invention.

도 2는 실시예 및 비교예에서 제조된 니켈 분말의 입도 분포를 나타낸 그래프,2 is a graph showing the particle size distribution of nickel powders prepared in Examples and Comparative Examples;

도 3은 실시예에서 제조된 니켈 분말의 SEM 사진이고, (B)는 비교예에서 제조된 니켈 분말의 SEM 사진,3 is an SEM photograph of the nickel powder prepared in Example, (B) is an SEM photograph of the nickel powder prepared in Comparative Example,

도 4는 염화로에 있어서의 반응 속도(염화로 중량의 변화 속도)를 나타낸 선도이다.4 is a graph showing the reaction rate (rate of change in weight of chloride furnace) in a chloride furnace.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

5…염화로 9…로드 셀5... 9, chlorine furnace; Load cell

1…원료 호퍼 2…로드 셀One… Raw material hopper 2... Load cell

13…환원로 3…원료 금속13... Reduction furnace 3... Raw metal

따라서, 본 발명은, 원료 금속과 염소 가스를 반응시켜 금속 염화물 증기를 생성시키고, 이 금속 염화물 증기와 수소 가스를 반응시켜 금속 분말을 얻는 방법에 있어서, 조대 분말의 발생이 없는 입경이 안정된, 특히 평균 입경 1㎛ 이하의 적층 세라믹 컨덴서의 내부 전극에 적합한 금속 분말의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is a method of producing a metal chloride vapor by reacting a raw metal with chlorine gas, and reacting the metal chloride vapor with a hydrogen gas to obtain a metal powder, in particular having a stable particle size without generating coarse powder. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for producing a metal powder suitable for an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor having an average particle diameter of 1 µm or less.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 연구를 거듭한 결과, 염화로에서 반응하지 않은 염소 가스가 환원로에 공급되고, 이것에 의해 반응 온도가 상승하는 것이 원인으로 조대 분말이 생성되는 것을 발견했다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly researching in order to achieve the said objective, the present inventors discovered that the chlorine gas which did not react in the chloride furnace is supplied to a reduction furnace, and coarse powder is produced by the reaction temperature rising by this. .

본 발명의 금속 분말의 제조 방법은 상기 지견에 기초하여 이루어진 것으로서, 원료 금속을 염화로 내에 단속적 또는 연속적으로 공급하여, 원료 금속과 염소 가스를 염화로 내에서 반응시켜 금속 염화물 증기를 연속적으로 생성하고, 금속 염화물 증기와 수소 가스를 환원로 내에서 반응시켜 연속적으로 금속 분말을 얻는 금속 분말의 제조 방법에 있어서, 염화 반응중인 염화로의 중량을 칭량하고, 이 칭량 결과에 기초하여 원료 금속의 염화로로의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.The method for producing a metal powder of the present invention is made based on the above findings, and the raw metal is intermittently or continuously supplied into a chloride furnace, and the raw metal and chlorine gas are reacted in the chloride furnace to continuously generate metal chloride vapor. In the method for producing a metal powder in which a metal chloride vapor and hydrogen gas are reacted in a reduction furnace to continuously obtain a metal powder, the weight of the chloride furnace in the chlorination reaction is weighed and based on the result of the weighing, It is characterized by controlling the supply of the furnace.

또, 본 발명의 금속 분말의 제조 장치는, 원료 금속을 공급하기 위한 원료 호퍼와, 이 원료 호퍼로부터 공급되는 원료 금속을 염화하는 염화로와, 이 염화로에서 발생한 금속 염화물 증기를 환원하는 환원로를 구비하고, 원료 호퍼와 염화로는, 원료 금속을 공급하여 공급량을 제어하기 위한 밸브를 통해 원료 공급관으로 연통되고, 염화로와 환원로는, 염화로에서 발생한 금속 염화물 증기를 환원로에 이송하는 이송관으로 연통되고, 염화로는, 내부에 염소 가스를 공급하기 위한 염소 가스 공급관을 구비하고, 환원로는, 금속 염화물 증기를 내부에 분출하는 노즐과, 수소 가스를 내부에 공급하기 위한 수소 가스 공급관과, 환원된 금속 분말을 냉각하는 불활성 가스를 내부에 공급하기 위한 냉각 가스 공급관을 구비하고, 염화로 전체의 중량을 칭량하는 칭량 수단과, 이 칭량 수단의 칭량 결과에 기초하여 원료금속의 염화로에 대한 공급량을 제어하는 제어 수단을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.Moreover, the manufacturing apparatus of the metal powder of this invention is the raw material hopper for supplying a raw material metal, the chloride furnace which chlorides the raw material metal supplied from this raw material hopper, and the reduction furnace which reduces the metal chloride vapor which generate | occur | produced in this chloride furnace. The raw material hopper and the chloride furnace are connected to the raw material supply pipe through a valve for supplying the raw metal and controlling the supply amount, and the chloride furnace and the reduction furnace transfer the metal chloride vapor generated in the chloride furnace to the reduction furnace. The chlorine furnace is provided with a chlorine gas supply pipe for supplying chlorine gas therein, and the reducing furnace includes a nozzle for blowing metal chloride vapor therein and a hydrogen gas for supplying hydrogen gas therein. A supply pipe and a cooling gas supply pipe for supplying an inert gas for cooling the reduced metal powder therein, and for weighing the entire weight of the chlorine furnace It is characterized by further comprising weighing means and control means for controlling the supply amount of the raw metal to the chloride furnace based on the weighing result of the weighing means.

본 발명에 의하면, 염화로 전체의 중량의 칭량 결과에 기초하여 원료 금속의 공급량을 제어하므로, 항상 적량의 원료 금속을 염화로에 충전해 둘 수 있다. 이에 의해, 원료 금속과 염소 가스와의 반응이 균일화하여, 미반응으로 환원로에 공급되는 염소 가스를 저감할 수 있다.According to the present invention, since the supply amount of the raw metal is controlled based on the weighing result of the entire weight of the chloride furnace, an appropriate amount of the raw metal can always be filled in the chloride furnace. As a result, the reaction between the raw metal and the chlorine gas is uniform, and the chlorine gas supplied to the reduction furnace by unreacted can be reduced.

본 발명의 금속 분말은, 적층 세라믹 컨덴서의 내부 전극이나 촉매에 사용할 수 있는 금속이고, 은, 팔라듐, 백금, 금 등의 귀금속, 또는 니켈, 코발트, 철, 몰리브덴, 텅스텐 등의 비금속이다. 이 중에서도 비금속이 저렴하다는 점에서 바람직하고, 그 중에서도 니켈이 보다 바람직하다.The metal powder of this invention is a metal which can be used for the internal electrode and catalyst of a multilayer ceramic capacitor, and is a noble metal, such as silver, palladium, platinum, gold, or nonmetals, such as nickel, cobalt, iron, molybdenum, tungsten. Among these, nonmetals are preferable at the point of being inexpensive, and especially nickel is more preferable.

본 발명에서 제조되는 금속 분말의 입자 성상에 대해서는, 각각의 용도로서 지장이 없는 한 특별히 제한은 없으나, 적층 세라믹 컨덴서의 내부 전극에 사용되는 경우, 금속 분말의 평균 입경은, 바람직하게는 0.01∼1㎛, 더욱 바람직하게는 0.1∼1㎛, 특히 0.1∼0.5㎛의 범위의 미립자가 사용된다. 또, 금속 분말의 BET에 의한 비표면적은 1∼20㎡/g인 것이 바람직하다. 또한, 금속 분말의 입자 형상은, 소결 특성 또는 분산성을 향상시키기 위해 구형상인 것이 바람직하다.Although there is no restriction | limiting in particular about the particle shape of the metal powder manufactured by this invention unless there is a problem as each use, When used for the internal electrode of a multilayer ceramic capacitor, the average particle diameter of a metal powder becomes like this. Preferably it is 0.01-1. Microparticles | fine-particles, More preferably, the microparticles | fine-particles of the range 0.1-1 micrometer, especially 0.1-0.5 micrometer are used. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET of a metal powder is 1-20 m <2> / g. Moreover, it is preferable that the particle shape of a metal powder is spherical in order to improve sintering characteristic or dispersibility.

본 발명은 원료 금속과 염소 가스를 염화로 내에서 반응시켜 금속 염화물 증기를 연속적으로 생성시키고, 이 금속 염화물 증기와 수소 가스를 환원로 내에서 반응시켜 연속적으로 금속 분말을 얻는 방법(이하「염화 환원법」이라고 하는 경우가 있다)에 기초하는 것이다. 일반적으로 이러한 기상 환원 반응에 의한 금속 분말의 제조 과정에서는, 금속 염화물 증기와 수소 가스가 접촉한 순간에 금속 원자가 생성하고, 금속 원자들이 충돌·응집함으로써 초미립자가 생성되어, 성장해 간다. 그리고, 환원로 내의 금속 염화물 증기의 분압이나 온도 등의 조건에 따라, 생성되는 금속 분말의 입경이 결정된다. 이 염화 환원법에서는, 염소 가스의 공급량에 따른 양의 금속 염화물 증기가 발생하므로, 염소 가스의 공급량을 제어함으로써 환원로에 공급하는 금속 염화물 증기의 양을 제어할 수 있다. 또한, 금속 염화물 증기는, 염소 가스와 금속의 반응으로 발생하므로, 고체 금속 염화물의 가열 증발에 의해 금속 염화물 증기를 발생시키는 방법과 달리, 캐리어 가스의 사용을 적게 할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 조건에 따라서는 사용하지 않는 것도 가능하다. 따라서, 캐리어 가스의 사용량 저감과 그에 따른 가열 에너지의 저감에 의해, 제조 비용을 저감할 수 있다.The present invention is a method of continuously producing a metal chloride vapor by reacting a raw metal and chlorine gas in a chloride furnace, and continuously reacting the metal chloride vapor and hydrogen gas in a reduction furnace to obtain a metal powder continuously (hereinafter referred to as "chlorination reduction method"). May be referred to as "). Generally, in the manufacturing process of the metal powder by such a gaseous reduction reaction, a metal atom produces | generates at the moment when metal chloride vapor and hydrogen gas contact, and ultrafine particles generate | generate and grow as metal atoms collide and agglomerate. And the particle diameter of the metal powder produced | generated is determined according to conditions, such as partial pressure and temperature of the metal chloride vapor in a reduction furnace. In this chlorine reduction method, since the amount of metal chloride vapor corresponding to the supply amount of chlorine gas is generated, the amount of metal chloride vapor supplied to the reduction furnace can be controlled by controlling the supply amount of chlorine gas. In addition, since the metal chloride vapor is generated by the reaction of the chlorine gas and the metal, unlike the method of generating the metal chloride vapor by the heat evaporation of the solid metal chloride, not only the use of the carrier gas can be reduced, but also the manufacturing conditions Therefore, it is also possible not to use. Therefore, manufacturing cost can be reduced by reducing the usage-amount of carrier gas, and reducing heating energy accordingly.

또, 염화 반응에서 발생한 금속 염화물 증기에 불활성 가스를 혼합함으로써, 환원로에서의 금속 염화물 증기의 분압을 제어할 수 있다. 이렇게, 염소 가스의 공급량 또는 환원로에 공급하는 금속 염화물 증기의 분압을 제어함으로써, 금속 분말의 입경을 제어할 수 있어, 금속 분말의 입경을 안정시킬 수 있는 동시에, 입경을 임의로 설정할 수 있다.In addition, the partial pressure of the metal chloride vapor in the reduction furnace can be controlled by mixing the inert gas with the metal chloride vapor generated in the chloride reaction. Thus, by controlling the supply amount of chlorine gas or the partial pressure of the metal chloride vapor supplied to the reduction furnace, the particle size of the metal powder can be controlled, the particle size of the metal powder can be stabilized, and the particle size can be arbitrarily set.

이상과 같이 염화 환원법은, 안정된 입경의 금속 분말이 얻어지는 점, 또 효율적으로 저 비용으로 제조할 수 있는 점에서 우위에 있다. 그러나, 염화 환원법으로 연속하여 금속 분말을 제조할 때, 염화로 내에서의 염화 반응 속도에 변화가 발생하는 경우가 있다. 염화 반응 속도에 변화가 발생한 경우, 염화로에서 발생하는 금속 염화 증기의 발생량이 변동하기 때문에 환원로 내에서의 금속 염화물의 분압이 변화하여, 결과적으로 생성하는 금속 분말의 입도가 불안정해져, 원하는 입경의 금속 분말이 얻어지지 않는 경우가 있다. 특히 적층 세라믹 컨덴서의 내부 전극용의 니켈 분말의 제조시에, 이러한 염화 반응 속도의 변동이 있었던 경우, 1㎛ 이상이나 2㎛ 이상의 조대 분말이 다량으로 발생하는 경우가 있다.As described above, the chlorination reduction method has an advantage in that a metal powder having a stable particle size can be obtained and can be efficiently manufactured at low cost. However, when metal powder is continuously manufactured by the chlorination reduction method, a change may occur in the rate of chlorination reaction in a chloride furnace. When a change in the rate of chlorination occurs, the amount of generation of metal chloride vapor generated in the chlorine furnace changes, so that the partial pressure of the metal chloride in the reducing furnace changes, resulting in unstable particle size of the resulting metal powder and the desired particle size. Metal powder may not be obtained. In particular, in the case of producing the nickel powder for the internal electrode of the multilayer ceramic capacitor, when such a change in the chlorine reaction rate occurs, a large amount of coarse powder of 1 µm or more or 2 µm or more may occur.

예를 들면, 니켈 분말 제조의 경우, 수 mm의 펠릿형상의 원료 니켈을 염화로에 충전하고, 이어서 800℃ 정도로 가열하여, 그 후 염소 가스 및 원료 니켈을 연속적으로 공급하여 염화 반응을 행한다. 이 때, 원료 니켈이 염화되어 염화 니켈 증기가 되어, 염화로 내의 원료 니켈의 충전층은 감소되어 간다. 이 때 원료 니켈 충전층이 염화로의 단면을 따라 일정하게 감소해 가면 염화 반응 속도는 일정하게 유지된다.For example, in the case of nickel powder production, a pellet raw material nickel of several millimeters is filled in a chloride furnace, and it heats about 800 degreeC then, chlorine gas and raw material nickel are continuously supplied, and a chlorination reaction is performed. At this time, the raw material nickel is chlorinated to become nickel chloride vapor, and the packed layer of the raw material nickel in the chloride furnace is reduced. At this time, if the raw nickel packed layer is constantly reduced along the cross section of the chloride furnace, the chlorine reaction rate is kept constant.

그러나 염화로 내의 원료 니켈 충전층의 온도 분포는 균일하지 않고, 또 염화로 내에 공급되는 염소 가스의 위치 또는 원료 니켈의 위치에 따라, 원료 니켈충전층의 중앙이나 또는 외주부가 선택적으로 염화되어 감소하는 경우가 있다. 이러한 불균일한 원료 니켈 충전층의 감소가 계속되면, 이 충전층을 관통한 어느 정도의 크기의 간극이 생겨, 공급한 염소 가스의 일부가 원료 니켈과 접촉하지 않고, 염화 니켈 증기와 함께 직접 환원로에 공급되어 버린다. 이렇게 미반응의 염소 가스가 직접 환원로에 공급되어 버리면, 환원로 내의 염화 니켈 증기의 분압이 감소하는 동시에, 염소 가스가 환원 반응에 제공됨으로써 니켈 분말의 생성 속도가 상승하여, 결과적으로 조대 분말이 비정상적으로 증가해 버린다.However, the temperature distribution of the raw material nickel filling layer in the chloride furnace is not uniform, and depending on the position of the chlorine gas supplied to the chloride furnace or the position of the raw material nickel, the central or outer portion of the raw material nickel filling layer is selectively chlorinated and reduced. There is a case. If the reduction in the nonuniform raw nickel packing layer continues, a gap of a certain size penetrates the filling layer, so that a part of the supplied chlorine gas does not come into contact with the raw material nickel and is directly reduced with the nickel chloride vapor. It is supplied to. In this way, when unreacted chlorine gas is directly supplied to the reduction furnace, the partial pressure of nickel chloride vapor in the reduction furnace decreases, and chlorine gas is supplied to the reduction reaction, whereby the rate of formation of nickel powder increases, resulting in coarse powder. It increases abnormally.

본 발명자들은, 조대 분말 발생의 최대의 원인이 이러한 염화 반응에 있어서의 미반응 염소 가스의 환원로로의 유입이라는 것을 발견했다. 원래 이러한 이상 현상은, 염화로로부터 발생하는 증기 및 가스의 조성을 연속적으로 정량(定量)하면 검지할 수 있지만, 본 발명처럼 염소 가스 및 금속 염화물의 혼합 가스이므로, 그 분리 및 정량은 곤란했다.The present inventors have found that the biggest cause of coarse powder generation is the inflow of unreacted chlorine gas into the reduction furnace in this chlorination reaction. Originally, such an abnormal phenomenon can be detected by continuously quantitating the composition of steam and gas generated from a chlorine furnace. However, separation and quantification were difficult because it is a mixed gas of chlorine gas and metal chloride as in the present invention.

그래서, 염화 반응 속도는 염화로의 중량의 변화 속도에 대응하므로, 염화로의 중량의 변화 속도를 감시하여 염화 반응 속도를 피드백 제어하면 바람직하다. 염화 반응 속도의 제어 수단으로서는, 반응 속도가 저하한 경우, 주로 상기한 바와 같이 염화로 내의 원료 금속 충전층에 관통한 간극이 발생한 것에 의한 미반응 염소 가스의 유출이 주된 원인이기 때문에, 염화로에 공급하는 염소 가스의 양을 줄이거나, 또는 염화로로부터 발생하는 금속 염화물 증기의 환원로로의 공급량을 제한하는 등의 방법이 있다. 그러나 이들 방법은 전체의 금속 분말의 생산성을 저하시키고, 또 환원로 내에서의 반응이 불균일해져 생성 금속 분말의 입도가 불안정해질 위험이 있으므로, 바람직하게는, 염화로 내의 원료 금속 충전층의 간극을 없애도록 원료 금속을 염화로에 공급한다. 통상, 연속 운전에서는, 원료 금속은 염화로에 연속적 또는 단속적으로 공급되지만, 이 경우에 있어서도 반응 속도의 저하를 검지했을 때는, 이것에 대응하여 원료 금속의 공급량을 증량하는 것이 바람직하다.Therefore, the rate of chlorine reaction corresponds to the rate of change in the weight of the chlorine furnace. Therefore, it is preferable to monitor the rate of change in the weight of the chlorine furnace and to feedback control the rate of chlorine reaction. As the means for controlling the chlorine reaction rate, when the reaction rate is lowered, the outflow of unreacted chlorine gas due to the occurrence of a gap penetrating into the raw metal packed layer in the chloride furnace is mainly caused, as described above. There is a method of reducing the amount of chlorine gas to be supplied, or limiting the amount of metal chloride vapor generated from the chloride furnace to the reduction furnace. However, these methods lower the productivity of the entire metal powder, and there is a risk of uneven reaction in the reduction furnace, resulting in unstable particle size of the produced metal powder. The raw metal is fed to the chlorination furnace to remove it. Normally, in continuous operation, the raw metal is continuously or intermittently supplied to the chloride furnace, but in this case, when a decrease in the reaction rate is detected, it is preferable to increase the supply amount of the raw metal in response to this.

또, 상기한 바와 같이 염화로에 있어서 원료 금속과 접촉하지 않고 미반응인채로 염소 가스가 환원로에 유입하면, 염화 반응의 반응 속도가 급격히 저하하여, 이대로 방치하면 생성되는 금속 분말의 입도가 불안정해져, 대량의 조대 분말이 발생하는 경우가 있다.As described above, when chlorine gas flows into the reduction furnace without being in contact with the raw metal in the chloride furnace and remains unreacted, the reaction rate of the chloride reaction decreases rapidly, and if left unchanged, the particle size of the metal powder produced is unstable. It may be determined and a large amount of coarse powder may be generated.

그래서, 본 발명에서는, 염화로의 중량의 변화 속도를 감시하여, 변화 속도가 급락하는 징후가 인정되었을 때, 원료 금속의 공급량을 일시적으로 급증시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 4에 도시한 바와 같이, 변화 속도의 급락(P)을 검출했을 때, 단속적 내지 연속적으로 30분간에 공급하는 원료 금속과 같은 양 또는 그 이상을 한번에 1회 또는 다수 회 공급하고, 그 후는 통상대로, 또는 양을 조금 줄여 단속적 내지 연속적으로 공급한다. 이에 의해, 염소 가스 과다의 상태를 단숨에 해소할 수 있기 때문에, 미반응으로 환원로에 공급되는 염소 가스를 저감하여 얻어지는 금속 분말의 입도를 안정시키고, 특히 조대 분말의 발생을 억제할 수 있다.Therefore, in the present invention, it is preferable to monitor the rate of change of the weight of the chloride furnace and to temporarily increase the supply amount of the raw metal when the signs of change of the rate of change are recognized. For example, as shown in FIG. 4, when detecting the drop P of the change rate, the same amount or more as the raw metal to be supplied for 30 minutes intermittently or continuously is supplied once or many times. After that, it supplies as intermittent or continuous as usual or a little amount is reduced. Thereby, since the state of excess chlorine gas can be eliminated at once, the particle size of the metal powder obtained by reducing the chlorine gas supplied to a reduction furnace by unreacting can be stabilized, and generation | occurrence | production of coarse powder can be suppressed especially.

염화로의 중량의 칭량 수단은 구체적으로는 로드 셀이 바람직하고, 시간 경과에 따라 중량의 변화를 검지할 수 있는 것이 특히 바람직하다. 본 발명에서는 염화로의 중량의 변화를 검지하여, 이것으로부터 단위 시간당 중량 변화를 구해 이것을 반응 속도로서 제어한다. 즉 이 반응 속도는, 발생한 금속 염화물 증기의 단위 시간당 중량이고, 이 반응 속도가 항상 일정하게 유지되고 있으면, 염화 반응이 안정되어 있어, 결과적으로 환원로 내에서의 반응도 안정되어 얻어지는 금속 분말의 입도도 안정된다.Specifically, the weighing means of the furnace is preferably a load cell, and it is particularly preferable that the weight change can be detected over time. In the present invention, a change in the weight of the chloride furnace is detected, and a change in weight per unit time is obtained from this, and this is controlled as the reaction rate. That is, this reaction rate is the weight per unit time of the generated metal chloride vapor, and if this reaction rate is always kept constant, the chlorination reaction is stable, and as a result, the particle size of the metal powder obtained by making the reaction in the reduction furnace stable also It is stable.

또, 상기한 바와 같이 원료 금속을 연속적 또는 단속적으로 염화로에 공급하는 경우, 원료 금속을 저장하여 공급하는 원료 호퍼에 대해서도 그 중량을 로드 셀에 의해 칭량한다. 이에 의해 원료 호퍼의 중량 변화와 염화로의 중량 변화로부터염화 반응의 반응 속도를 검지하여 제어 가능해진다.In addition, when the raw metal is continuously or intermittently supplied to the chloride furnace as described above, the weight of the raw material hopper for storing and supplying the raw metal is also weighed by the load cell. Thereby, the reaction rate of the chloride reaction can be detected and controlled from the weight change of the raw material hopper and the weight change to the chloride.

본 발명에 있어서의 바람직한 제조 방법의 형태를 이하에 나타낸다.The form of the preferable manufacturing method in this invention is shown below.

(1) 금속 니켈 등의 원료 금속을 로드 셀에 의한 칭량 수단을 구비한 원료 호퍼로부터, 로드 셀에 의한 칭량 수단을 구비한 염화로에 공급해 어느 정도의 높이를 갖은 원료 금속 충전층을 형성한다.(1) Metal Raw material such as nickel is supplied from a raw material hopper having a weighing means by a load cell to a chloride furnace equipped with a weighing means by a load cell to form a raw metal packed layer having a certain height.

(2) 그 후 염화로를 가열하여 염화로 내에 염소 가스를 공급하여 염화 반응을 개시한다.(2) Thereafter, the chlorine furnace is heated to supply chlorine gas into the chlorine furnace to start the chlorination reaction.

(3) 동시에 원료 금속을 연속적 또는 단속적으로 공급한다.(3) At the same time, the raw metal is supplied continuously or intermittently.

(4) 원료 호퍼 및 염화로의 중량 변화로부터 염화 반응의 반응 속도를 연속적으로 검지한다.(4) The reaction rate of the chloride reaction is continuously detected from the weight change of the raw material hopper and the chloride furnace.

(5) 반응 속도의 변화, 특히 저하가 보이면, 원료 금속의 공급을 소정의 반응 속도가 되도록 증량한다.(5) If a change in the reaction rate, in particular a decrease, is observed, the supply of the raw metal is increased to reach a predetermined reaction rate.

또 상기 형태에 있어서, 원료 호퍼의 중량과 염화로의 중량을 칭량하여, 염화 반응의 반응 속도 변화를 검지하고, 이것에 연동하여 자동적으로 원료 금속의 공급량을 제어하여 반응 속도를 제어하는 금속 분말의 제조 시스템인 것이 한층 더 바람직하다.In the above aspect, the weight of the raw material hopper and the weight of the chlorine furnace is weighed to detect the change in the reaction rate of the chlorine reaction, and in conjunction with this to automatically control the supply amount of the raw metal to control the reaction rate. It is further more preferable that it is a manufacturing system.

본 발명의 장치에서는, 상기와 같이 염화로가 환원로의 상류측에 배치되고, 염화로와 환원로를 직결시킴으로써, 염화 반응과 환원 반응을 동시에 또한 연속적으로 행할 수 있어, 효율적으로 금속 분말을 제조할 수 있다. 또, 염화로 내로의 염소 가스의 공급량에 따른 양의 금속 염화물 증기가 발생하고, 게다가 염화로와환원로가 직결되어 있기 때문에, 염소 가스의 공급량을 제어함으로써 환원로에 공급하는 금속 염화물 증기의 양을 제어할 수 있다.In the apparatus of the present invention, the chlorination furnace is disposed upstream of the reduction furnace as described above, and the chlorination reaction and the reduction reaction can be simultaneously and continuously performed by directly connecting the chloride furnace and the reduction furnace, thereby efficiently producing metal powder. can do. In addition, since the amount of metal chloride vapor corresponding to the supply amount of chlorine gas into the chloride furnace is generated, and since the furnace and the reduction path are directly connected, the amount of metal chloride vapor supplied to the reduction furnace by controlling the supply amount of chlorine gas. Can be controlled.

또, 염화로에는 불활성 가스 공급관을 설치함으로써, 여기로부터 불활성 가스를 염화로에 공급할 수 있으므로, 환원로에 있어서의 금속 염화물 증기의 분압을 제어할 수 있다. 따라서, 염소 가스의 공급량 또는 환원로에 공급하는 금속 염화물 증기의 분압을 제어함으로써 금속 분말의 입경을 제어할 수 있다. 또, 염화로 전체의 중량을 측정하는 칭량 수단을 구비하고 있기 때문에, 염화 반응중의 반응 속도의 변화를 검지할 수 있어, 이것을 제어함으로써, 얻어지는 금속 분말의 입도를 안정시켜, 특히 조대 분말의 발생을 억제시키는 것이 가능해졌다. 또한 원료 호퍼에 대해서도 중량을 측정하는 칭량 수단을 구비함으로써, 보다 정밀도가 높은 반응 속도의 제어가 가능해진다.In addition, since an inert gas can be supplied to the chloride furnace by providing an inert gas supply pipe in the chloride furnace, the partial pressure of the metal chloride vapor in the reduction furnace can be controlled. Therefore, the particle size of the metal powder can be controlled by controlling the supply amount of chlorine gas or the partial pressure of the metal chloride vapor supplied to the reduction furnace. Moreover, since the measuring means which measures the weight of the whole chlorine furnace is provided, the change of the reaction rate in a chlorination reaction can be detected, and by controlling this, the particle size of the metal powder obtained is stabilized and especially generation of coarse powder is carried out. It is now possible to suppress. Moreover, by providing the measuring means which measures a weight also about a raw material hopper, it becomes possible to control reaction rate with high precision.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 금속 분말의 제조 장치의 실시형태에 관해 자세히 설명한다. 염화 반응은 도 1에 도시한 염화로(5)에 의해 행하면 바람직하다. 염화로(5)는, 로드 셀(9)에 의해 지지되어 있다. 염화로(5)의 상부에는, 원료 금속(3)을 저장 및 공급하기 위한 원료 호퍼(1)가 배치되고, 원료 호퍼(1)는, 도중에 원료 금속 공급 밸브(4a, 4b)를 개재 설치한 원료 금속 공급관(21)에 의해 염화로(5)의 꼭대기부와 접속되어 있다. 원료 호퍼(1)는, 로드 셀(2)에 의해 지지되고, 로드 셀(2)은, 염화로(5)의 로드 셀(9)과 접속되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of the manufacturing apparatus of the metal powder of this invention is described in detail, referring drawings. It is preferable to perform a chlorination reaction with the chlorination furnace 5 shown in FIG. The chloride furnace 5 is supported by the load cell 9. The raw material hopper 1 for storing and supplying the raw metal 3 is arrange | positioned at the upper part of the chlorination furnace 5, The raw material hopper 1 provided through raw metal supply valves 4a and 4b on the way. It is connected to the top of the chloride furnace 5 by the raw material metal supply pipe 21. The raw material hopper 1 is supported by the load cell 2, and the load cell 2 is connected to the load cell 9 of the chloride furnace 5.

염화로(5)의 상측부에는 염소 가스 공급관(6)이 접속되고, 하측부에는 불활성 가스 공급관(8)이 접속되어 있다. 염화로(5)의 주위에는 히터(7)가 배치되고, 염화로(5)의 하측부에는, 금속 염화물 증기 이송관(12)이 접속되어 있다. 염화로(5)는 세로형, 가로형을 불문하나, 고체-가스 접촉 반응을 균일하게 행하기 위해서는 세로형이 바람직하다. 또, 원료 공급관(21), 염소 가스 공급관(6) 및 불활성 가스 공급관(8)의 중간부는, 예를 들면 벨로우즈같은 신축성 및 유연성이 있는 구조가 되어, 원료 호퍼 (1) 및 염화로(5)의 중량을 정확히 칭량할 수 있도록 되어 있다. 또한, 염화로(5)의 바닥부에는, 염화로의 바닥을 구성하도록 충전물(11)이배치되어 있다. 충전물(11)은, 예를 들면 석영 유리 등의 소편으로 구성되어, 금속 염화물 증기 및 불활성 가스가 유통 가능하고 또한 원료 금속의 낙하를 방지하고 있다.The chlorine gas supply pipe 6 is connected to the upper part of the chloride furnace 5, and the inert gas supply pipe 8 is connected to the lower part. The heater 7 is arrange | positioned around the chlorination furnace 5, and the metal chloride vapor conveyance pipe 12 is connected to the lower part of the chlorination furnace 5. As shown in FIG. The chloride furnace 5 is either vertical or horizontal, but is preferably vertical in order to uniformly perform the solid-gas contact reaction. Moreover, the intermediate part of the raw material supply pipe 21, the chlorine gas supply pipe 6, and the inert gas supply pipe 8 becomes a structure with elasticity and flexibility like a bellows, for example, and the raw material hopper 1 and the chloride furnace 5 It is possible to accurately weigh the weight of. Moreover, the filling 11 is arrange | positioned in the bottom part of the chloride furnace 5 so that the bottom of a chloride furnace may be comprised. The filler 11 is composed of small pieces of quartz glass or the like, for example, which allows metal chloride vapor and an inert gas to flow and prevents the fall of the raw metal.

염소 가스는 유량 계측하여 연속적으로 염소 가스 공급관(6)으로부터 도입된다. 염화로(5) 및 그 밖의 부재는 석영 유리제가 바람직하다. 금속 염화물 증기 이송관(12)은, 후술하는 환원로(13)의 상단면의 금속 염화물 증기 분출 노즐(14)에 접속되어 있다.The chlorine gas is continuously introduced from the chlorine gas supply pipe 6 by measuring the flow rate. The furnace 5 and other members are preferably quartz glass. The metal chloride vapor delivery pipe 12 is connected to the metal chloride vapor jet nozzle 14 of the upper end surface of the reduction furnace 13 mentioned later.

출발 원료인 원료 금속(3)의 형태는 불문하나, 접촉 효율, 압력 손실 상승 방지의 관점에서, 입경 약 5mm∼20mm의 입상, 덩어리상, 판상 등이 바람직하고, 또 그 순도는 대체로 99.5% 이상이 바람직하다. 염화로(5) 내의 원료 금속 충전층(108)의 높이는, 염소 공급 속도, 염화로 온도, 연속 운전 시간, 원료 금속(3)의 형상 등을 기초로, 공급 염소 가스가 금속 염화물 증기로 변환되기에 충분한 범위로 적절하게 설정하면 된다. 염화로(5) 내의 온도는, 원료 금속이 염화되는 온도이면 되지만, 금속 니켈의 경우, 반응을 충분하게 진행시키기 위해서 800℃ 이상으로 하고, 니켈의 융점인 1483℃ 이하로 하고, 반응 속도와 염화로(5)의 내구성을 고려하면, 실용적으로는 900℃∼1100℃의 범위가 바람직하다.Regardless of the form of the starting metal 3 as a starting material, granules, lumps, plates, and the like having a particle diameter of about 5 mm to 20 mm are preferable from the viewpoint of contact efficiency and prevention of pressure loss rise, and the purity is generally 99.5% or more. This is preferred. The height of the raw metal packed layer 108 in the chloride furnace 5 is based on the chlorine feed rate, the chlorine furnace temperature, the continuous operation time, the shape of the raw metal 3, and the like. It may be appropriately set in a range sufficient for. The temperature in the chlorination furnace 5 may be any temperature at which the raw metal is chlorinated, but in the case of metal nickel, the temperature is set at 800 ° C. or higher in order to sufficiently advance the reaction, and is set at 1483 ° C. or lower, which is the melting point of nickel. Considering the durability of the furnace 5, the range of 900 to 1100 degreeC is preferable practically.

염화로(5) 내에 염소 가스를 염소 가스 공급관(6)으로부터 연속적으로 공급하는 동시에, 원료 금속(3)을 원료 호퍼(1)로부터 원료 공급 밸브(4)를 개폐함으로써 연속적 또는 단속적으로 공급한다. 그 때, 원료 금속의 공급량은 로드 셀(2)에 의해 칭량한다.The chlorine gas is continuously supplied into the chlorine furnace 5 from the chlorine gas supply pipe 6, and the raw metal 3 is continuously or intermittently supplied by opening and closing the raw material supply valve 4 from the raw material hopper 1. At that time, the supply amount of the raw metal is measured by the load cell 2.

염화로(5)에서 발생한 금속 염화물 증기는, 그대로 금속 염화물 증기 이송관(12)에 의해 환원로(13)에 이송하거나, 경우에 따라서는, 불활성 가스 공급관(8)으로부터 질소나 아르곤 등의 불활성 가스를, 금속 염화물 증기에 대해 1몰%∼30몰% 혼합하여, 이 혼합 가스를 환원로에 이송한다. 이 불활성 가스의 공급은, 금속 분말의 입경 제어 인자가 된다. 불활성 가스의 과잉 혼합은, 불활성 가스의 막대한 소모가 되는 것은 물론, 에너지 손실이 되어 비경제적이다. 이러한 관점에서, 이송관(12)을 통과하는 혼합 가스의 바람직한 금속 염화물 증기 분압은, 전체압을 1.0으로 했을 때 0.5∼1.0의 범위, 특히 입경 0.15㎛∼0.5㎛와 같은 소 입경의 금속 분말을 제조하는 경우에는, 분압 0.6∼0.9정도가 바람직하다. 그리고, 상술한 것처럼 금속 염화물 증기 발생량은 염소 가스 공급량에 따라 임의로 조정할 수 있고, 또 금속 염화물 증기의 분압도 불활성 가스 공급량으로 임의로 조정할 수 있다.The metal chloride vapor generated in the chloride furnace 5 is transferred to the reduction furnace 13 by the metal chloride vapor transfer pipe 12 as it is, or in some cases, such as nitrogen or argon, from the inert gas supply pipe 8. Gas is mixed with 1 mol%-30 mol% with respect to metal chloride vapor, and this mixed gas is sent to a reduction furnace. The supply of this inert gas becomes a particle size control factor of the metal powder. Excessive mixing of the inert gas not only leads to enormous consumption of the inert gas, but also results in energy loss and is uneconomical. In view of this, the preferred metal chloride vapor partial pressure of the mixed gas passing through the feed pipe 12 is a metal powder having a small particle size in the range of 0.5 to 1.0, in particular a particle size of 0.15 탆 to 0.5 탆, when the total pressure is 1.0. When manufacturing, about 0.6-0.9 partial pressure is preferable. As described above, the metal chloride vapor generation amount can be arbitrarily adjusted according to the chlorine gas supply amount, and the partial pressure of the metal chloride vapor can also be arbitrarily adjusted to the inert gas supply amount.

염화로(5)에서 발생한 금속 염화물 증기는, 연속적으로 환원로(13)에 이송된다. 환원로(13)의 상단부에는, 금속 염화물 증기 이송관(12)에 접속된 금속 염화물 증기 분출 노즐(14)(이하, 단순히 노즐(14)이라 칭한다)이 아래쪽으로 돌출된다. 또, 환원로(13)의 상단면에는, 수소 가스 공급관(15)이 접속되고, 환원로(13)의 하측부에는 냉각 가스 공급관(17)이 접속된다. 또, 환원로(13)의 주위에는 히터(16)가 배치된다. 노즐(14)은, 후술하는 바와 같이, 염화로(5)로부터 환원로(13) 내에 금속 염화물 증기(불활성 가스를 포함하는 경우가 있다)를, 바람직한 유속으로 분출하는 기능을 갖는다.The metal chloride vapor generated in the chloride furnace 5 is continuously transferred to the reduction furnace 13. At the upper end of the reduction furnace 13, a metal chloride vapor jet nozzle 14 (hereinafter simply referred to as a nozzle 14) connected to the metal chloride vapor transfer pipe 12 protrudes downward. In addition, the hydrogen gas supply pipe 15 is connected to the upper end surface of the reduction furnace 13, and the cooling gas supply pipe 17 is connected to the lower part of the reduction furnace 13. In addition, a heater 16 is disposed around the reduction furnace 13. As described later, the nozzle 14 has a function of ejecting metal chloride vapor (which may contain an inert gas) from the chloride furnace 5 into the reduction furnace 13 at a preferable flow rate.

금속 염화물 증기와 수소 가스에 의한 환원 반응이 진행될 때, 노즐(14)의 선단부로부터는, LPG 등의 기체 연료의 연료 염(炎)과 비슷한, 아래쪽으로 연장된 반응 염(18)이 형성된다. 환원로(13)로의 수소 가스 공급량은, 금속 염화물 증기의 화학당량, 즉, 염화로(5)에 공급하는 염소 가스의 화학당량의 1.0∼3.0배 정도, 바람직하게는 1.1∼2.5배 정도이지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 그러나, 수소 가스를 과잉 공급하면 환원로(13) 내에 큰 수소 흐름을 초래해, 노즐(14)로부터의 금속 염화물 증기 분출류를 흐트려, 불균일한 환원 반응의 원인이 되는 동시에, 소비되지 않는 가스 방출을 초래해 비경제적이다. 또, 환원 반응의 온도는 반응 완결에 충분한 온도 이상이면 되지만, 니켈 분말을 제조하는 경우, 고체상의 니켈 분말을 생성하는 편이 취급이 용이하기 때문에, 니켈의 융점 이하가 바람직하고, 반응 속도, 환원로(13)의 내구성, 경제성을 고려하면 900℃∼1100℃가 실용적이지만, 특별히 이것에 한정하는 것은 아니다.When the reduction reaction by the metal chloride vapor and hydrogen gas proceeds, a downwardly extending reaction salt 18 is formed from the tip of the nozzle 14, similar to the fuel salt of gaseous fuel such as LPG. The hydrogen gas supply amount to the reduction furnace 13 is about 1.0 to 3.0 times, preferably about 1.1 to 2.5 times, the chemical equivalent of the metal chloride vapor, that is, the chemical equivalent of the chlorine gas supplied to the chloride furnace 5, It is not limited to this. However, an excessive supply of hydrogen gas causes a large flow of hydrogen in the reduction furnace 13, disturbing the metal chloride vapor jet stream from the nozzle 14, causing a non-uniform reduction reaction and at the same time not being consumed. It is uneconomical, causing emissions. In addition, the temperature of the reduction reaction may be any temperature sufficient to complete the reaction. However, in the case of producing nickel powder, since it is easier to handle solid nickel powder, the melting point of nickel is preferably lower than the reaction rate and the reduction furnace. Considering the durability and economical efficiency of (13), 900 to 1100 ° C is practical, but is not particularly limited thereto.

상술한 바와 같이 염화로(5)에 도입된 염소 가스는, 실질적으로 동 몰량의 금속 염화물 증기가 되어, 이것이 환원 원료가 된다. 금속 염화물 증기 또는 금속 염화물 증기-불활성 가스 혼합 가스의 노즐(14) 선단으로부터 분출되는 가스류의 선속도를 조정함으로써, 얻어지는 금속 분말(19)의 입경을 적절하게 할 수 있다. 즉, 노즐 직경이 일정하면, 염화로(5)로의 염소 공급량과 불활성 가스 공급량에 의해, 환원로(13)에서 생성되는 금속 분말(19)의 입경을 목적으로 하는 범위로 조정할 수 있다. 노즐(14) 선단에서의 바람직한 가스류의 선속도(금속 염화물 증기 및 불활성 가스의 합계(환원 온도에서의 가스 공급량으로 환산한 계산치))는, 900℃∼1100℃의 환원 온도에 있어서 약 1m/초∼30m/초로 설정되고, 0.1㎛∼0.3㎛와 같은 소 입경의 니켈 분말을 제조하는 경우에는, 대략 5m/초∼25m/초, 또 0.4㎛∼1.0㎛의 니켈 분말을 제조하는 경우에는, 대략 1m/초∼15m/초가 적당하다. 수소 가스의 환원로(13) 내에서의 축방향의 선속은, 금속 염화물 증기의 분출 속도(선속)의 1/50∼1/300 정도, 바람직하게는 1/80∼1/250이 좋다. 따라서, 실질적으로는 정적 수소 분위기중에 금속 염화물 증기가 노즐(14)로부터 분사되는 것 같은 상태가 된다. 또한, 수소 가스 공급관(15)의 출구의 방향은, 화염측으로 향하지 않게 하는 것이 바람직하다.As described above, the chlorine gas introduced into the chloride furnace 5 becomes a substantially equivalent molar amount of metal chloride vapor, which becomes a reducing raw material. The particle diameter of the metal powder 19 obtained can be appropriately adjusted by adjusting the linear velocity of the gas stream blown off from the tip of the nozzle 14 of the metal chloride vapor or the metal chloride vapor-inert gas mixed gas. In other words, if the nozzle diameter is constant, the particle size of the metal powder 19 produced in the reduction furnace 13 can be adjusted to the target range by the chlorine supply amount to the chloride furnace 5 and the inert gas supply amount. The linear velocity (the sum of the metal chloride vapor and the inert gas (calculated value in terms of the gas supply amount at the reduction temperature)) of the preferred gas flow at the tip of the nozzle 14 is about 1 m / at a reduction temperature of 900 ° C to 1100 ° C. In the case of producing nickel powder having a particle size of about 30 m / sec and having a small particle size of 0.1 µm to 0.3 µm, when producing nickel powder having approximately 5 m / sec to 25 m / sec and 0.4 µm to 1.0 µm, About 1 m / sec-15 m / sec are suitable. The flux in the axial direction in the reduction furnace 13 of the hydrogen gas is about 1/50 to 1/300 of the ejection rate (speed) of the metal chloride vapor, and preferably 1/80 to 1/250. Therefore, the metal chloride vapor is substantially in a state in which it is injected from the nozzle 14 in the static hydrogen atmosphere. In addition, it is preferable that the direction of the outlet of the hydrogen gas supply pipe 15 does not face the flame side.

본 발명의 제조 방법에서는, 염화로(5)로의 염소 가스 공급 유량을 증가시키면, 환원로(13)에서 생성하는 금속 분말(19)의 입경이 작아지고, 반대로 염소 가스의 공급 유량을 감소시키면 입경이 증대한다. 또한, 상술한 것 같은 염화로(5) 출구 부근에서 금속 염화물 증기에 대해 혼합하는 불활성 가스에 의해 금속 염화물 증기의 분압을 조정함으로써, 구체적으로는 금속 염화물 증기에 대해 1몰%∼30몰%의 범위로 혼합하고, 예를 들면, 분압을 높이면 생성하는 금속 분말의 입경을 증대시킬 수 있고, 반대로 금속 염화물 증기의 분압을 낮추면 생성하는 금속 분말의 입경을 작게 할 수 있다.In the production method of the present invention, when the chlorine gas supply flow rate to the chloride furnace 5 is increased, the particle diameter of the metal powder 19 produced in the reduction furnace 13 is reduced, and conversely, when the supply flow rate of the chlorine gas is reduced, the particle diameter is reduced. This increases. In addition, by adjusting the partial pressure of the metal chloride vapor with an inert gas mixed with the metal chloride vapor near the outlet of the chloride furnace 5 as described above, specifically 1 mol% to 30 mol% with respect to the metal chloride vapor. When mixing in the range, for example, by increasing the partial pressure, the particle diameter of the metal powder to be produced can be increased. On the contrary, by lowering the partial pressure of the metal chloride vapor, the particle diameter of the metal powder to be produced can be reduced.

상기한 바와 같이 연속적으로 염화로(5)에서 염화 반응을 행하여, 발생한 금속 염화물 증기를 환원로(13)에서 금속 분말을 제조하는 과정에서, 염화로(5)의 중량을 로드 셀(9)로 칭량하여 중량 변화를 연속적으로 검지한다. 한편, 원료 호퍼(1)의 중량 변화를 로드 셀(2)에 의해 연속적으로 칭량하여, 염화로(5) 내에 공급한 원료 금속(3)의 중량을 검지한다. 이들 시간 경과에 따른 중량 변화로부터 염화 반응의 반응 속도를 검출한다. 즉 원료 호퍼(1)의 단위 시간당 중량 변화와 염화로(5)의 단위 시간당 중량 변화를 합한 것이, 염화로(5)에서 발생한 금속 염화물 증기의 단위 시간당 중량이 되어, 염화 반응의 반응 속도(금속 염화물 증기 발생량 중량/시간)이 된다.As described above, the chlorine reaction is continuously performed in the chlorine furnace 5, and in the process of producing metal powder generated in the metal chloride vapor in the reducing furnace 13, the weight of the chlorine furnace 5 is transferred to the load cell 9. Weighing is continuously detected for weight change. On the other hand, the weight change of the raw material hopper 1 is continuously weighed by the load cell 2, and the weight of the raw material metal 3 supplied into the chloride furnace 5 is detected. The reaction rate of the chlorination reaction is detected from these weight changes over time. That is, the sum of the weight change per unit time of the raw material hopper 1 and the weight change per unit time of the chloride furnace 5 becomes the weight per unit time of the metal chloride vapor generated in the chloride furnace 5, and the reaction rate (metal Chloride vapor generation weight / hour).

금속 분말의 제조중에는, 이 반응 속도를 계속해서 감시하여, 반응 속도가 저하하는 징후가 보인 경우, 즉시 원료 호퍼(1)로부터의 금속 원료(3)의 공급을 일시적으로 증량하여, 반응 속도를 안정시킨다. 이 때 원료 금속 충전층(10)의 표면이 불균일해져 있으므로, 이 상면이 평활해지도록, 육안으로 확인하면서 원료 금속을 공급하는 것이 바람직하다. 또, 분산 제어 시스템 등을 이용하여 로드 셀(2) 및 로드 셀(9)로 검지한 중량 변화와 원료 금속 공급 밸브(4)를 연동시켜, 반응 속도의 저하의 징후가 발생한 경우, 금속 공급 밸브(4)가 열려, 원료 금속(3)을 반응 속도가 안정되게 공급하도록 설정하는 것이 바람직하다.During the production of the metal powder, the reaction rate is continuously monitored, and when the signs of the reaction rate decrease, the supply of the metal raw material 3 from the raw material hopper 1 is temporarily increased to stabilize the reaction rate. Let's do it. Since the surface of the raw material metal filling layer 10 is nonuniform at this time, it is preferable to supply a raw metal, confirming visually so that this upper surface may become smooth. In addition, when the weight change detected by the load cell 2 and the load cell 9 and the raw material metal supply valve 4 are interlocked using the dispersion control system etc., when the indication of the fall of reaction speed arises, a metal supply valve It is preferable to set so that (4) will open and the raw material metal 3 will be supplied stably.

본 발명의 금속 분말의 제조 방법에는 냉각 공정을 마련할 수 있다. 냉각 공정은, 도 1에 도시한 바와 같이, 환원로(13) 내의 노즐(11)과 반대측의 공간 부분에서 행할 수 있고, 또는 환원로(13)의 출구에 접속하여 다른 용기를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명에서 말하는 냉각이란, 환원 반응으로 생성한 가스류(염산 가스를 포함한다)에 있어서의 금속 입자의 성장을 정지 또는 억제하기 위해서 행하는 조작이고, 구체적으로는 환원 반응을 끝낸 1000℃ 부근의 가스류를 400℃∼800℃ 정도까지 급속 냉각시키는 조작을 의미한다. 물론 이 이하의 온도까지 냉각을 행해도 상관없다.In the manufacturing method of the metal powder of this invention, a cooling process can be provided. As shown in FIG. 1, the cooling process can be performed in the space part on the opposite side to the nozzle 11 in the reduction furnace 13, or it can also connect to the outlet of the reduction furnace 13, and can use another container. Do. In addition, the cooling said in this invention is an operation performed in order to stop or suppress the growth of the metal particle in the gas stream (containing hydrochloric acid gas) produced | generated by the reduction reaction, specifically, 1000 degreeC vicinity which completed the reduction reaction. Means an operation of rapidly cooling the gas stream to about 400 ° C to 800 ° C. Of course, you may cool to below this temperature.

냉각을 행하기 위한 바람직한 예로서, 화염 선단으로부터 아래쪽의 공간 부분에 불활성 가스를 불어넣도록 구성할 수 있다. 구체적으로는, 냉각 가스 공급관(17)으로부터 질소 가스를 불어 넣음으로써, 가스류를 냉각할 수 있다. 불활성 가스를 불어 넣음으로써, 금속 분말(19)의 응집을 방지하면서 입경 제어를 행할 수 있다. 냉각 가스 공급관은, 1개소 또는 환원로(13)의 상하 방향에 위치를 변화시켜 다수 개소에 설치함으로써, 냉각 조건을 임의로 변경할 수 있어, 이에 의해 입경 제어를 보다 정밀도 높게 행할 수 있다.As a preferable example for performing cooling, it can be comprised so that an inert gas may be blown in the space part below from a flame front end. Specifically, the gas flow can be cooled by blowing nitrogen gas from the cooling gas supply pipe 17. By blowing inert gas, particle size control can be performed, preventing aggregation of the metal powder 19. FIG. The cooling gas supply pipe can be arbitrarily changed by changing a position in one place or in the up-down direction of the reduction furnace 13, and can change a cooling condition arbitrarily, and can control particle size more accurately.

이상의 공정을 거친 금속 분말(19)과 염산 가스 및 불활성 가스의 혼합 가스는 회수 공정에 이송되어, 거기서 혼합 가스로부터 금속 분말(19)이 분리 회수된다. 분리 회수에는, 예를 들면 버그 필터, 수중 포집 분리 수단, 유중 포집 분리 수단 및 자기 분리 수단의 1종 또는 2종 이상의 조합이 바람직하나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 버그 필터에 의해 금속 분말(19)을 포집하는 경우, 냉각 공정에서 생성한 금속 분말(19)과 염산 가스 및 불활성 가스의 혼합 가스를 버그 필터로 유도해, 금속 분말(19)만을 회수한 뒤, 세정 공정으로 보내도 된다. 유중 포집 분리를 사용하는 경우에는, 탄소수 10∼18의 노르말파라핀 또는 경유를 사용하는 것이 바람직하다. 수중 또는 유중 포집을 사용하는 경우에는, 포집액에 폴리옥시알킬렌글리콜, 폴리옥시프로필렌글리콜 또는 그들의 유도체(모노알킬에테르, 모노에스테르) 또는 소르비탄, 소르비탄모노에스테르 등의 계면 활성제, 벤조트리아졸 또는 그 유도체로 대표되는 금속 불활성제의 페놀계, 또는 아민계 등 공지의 산화 방지제, 이들의 1종 또는 2종 이상을 10ppm∼1000ppm 정도 첨가하면, 금속 분말 입자의 응집 방지나 녹 방지에 효과적이다.The mixed gas of the metal powder 19 and the hydrochloric acid gas and the inert gas which passed through the above process is sent to a collection | recovery process, and the metal powder 19 is separated and collect | recovered from the mixed gas there. In the separation and recovery, for example, one or two or more types of bug filters, underwater collection separation means, oil collection separation means, and magnetic separation means are preferable, but not limited thereto. For example, when the metal powder 19 is collected by the bug filter, the mixed gas of the metal powder 19 and hydrochloric acid gas and the inert gas generated in the cooling process is led to the bug filter, so that only the metal powder 19 You may send to a washing | cleaning process after collection | recovery. In the case of using oil-in-oil separation, it is preferable to use normal paraffin or light oil having 10 to 18 carbon atoms. In the case of using in-water or water-in-oil collection, the collection liquid contains polyoxyalkylene glycol, polyoxypropylene glycol or derivatives thereof (monoalkyl ether, monoester) or surfactants such as sorbitan and sorbitan monoester, and benzotriazole. Or 10 ppm-1000 ppm of well-known antioxidants, such as a phenol type or amine of a metal inert agent represented by the derivative, and these 1 type, or 2 or more types are added, and it is effective for preventing aggregation of a metal powder particle, and rust prevention. .

이상과 같이, 종래의 염화 환원법에 의한 금속 분말의 제조 방법 및 제조 장치에서는, 염화로 내에서의 원료 금속 충전층의 불균일 반응에 의한, 미반응 염소 가스의 환원로로의 유입이 발생했기 때문에, 생성하는 금속 분말의 입도가 안정되지 않고, 특히 조대 입자가 발생했다. 그러나, 본 발명의 제조 방법 및 제조 장치에서는, 염화로의 중량을 칭량함으로써 염화 반응의 반응 속도를 제어할 수 있어 안정되므로, 미반응 염소 가스의 환원로로의 유입을 방지할 수 있고, 결과적으로 입도가 안정된, 특히 조대 입자가 없는 금속 분말을 제조할 수 있다. 또한, 종래 방법 또는 종래 장치에서는 상기와 같이 염화 반응이 급격히 저하하는 등 불안정했기 때문에, 반응 속도를 올릴 수 없었으나, 본 발명에서는 반응 속도가 안정되었으므로, 반응 속도를 올리는 것이 가능해져, 결과적으로 금속 분말의 생산성을 향상시킬 수 있다.As mentioned above, in the manufacturing method and manufacturing apparatus of the conventional metal powder by the chlorination method, since inflow of unreacted chlorine gas into the reduction furnace by the heterogeneous reaction of the raw material metal filling layer in a chloride furnace occurred, The particle size of the metal powder to be produced was not stable, and coarse particles were generated in particular. However, in the production method and apparatus of the present invention, the reaction rate of the chlorination reaction can be controlled and stabilized by weighing the weight of the chlorine furnace, so that the inflow of unreacted chlorine gas into the reduction furnace can be prevented, and as a result, Metal powders having a stable particle size, particularly free of coarse particles, can be produced. In addition, in the conventional method or the conventional apparatus, the reaction rate could not be increased because of the unstable reaction such as a sharp drop in the chlorine reaction as described above. However, in the present invention, the reaction rate is stable, so that the reaction rate can be increased, resulting in metal The productivity of the powder can be improved.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.

(실시예)(Example)

도 1에 도시한 금속 분말의 제조 장치의 염화로(5)에, 원료 호퍼(1)로부터 평균 입경 5mm의 원료 니켈 15kg을 충전하고, 염화로 내 분위기 온도를 1100℃로 하여 4Nl/min의 유량으로 염소 가스를 도입하여, 염화 반응을 개시했다. 그 후 원료 호퍼(1)로부터 원료 니켈을 5분 간격으로 0.5kg/으로 단속적으로 원료 니켈을 염화로(5)에 공급했다. 이렇게 금속 니켈을 염화하여 염화 니켈 증기를 발생시켰다.In the chloride furnace 5 of the apparatus for producing a metal powder shown in FIG. 1, 15 kg of raw material nickel having an average particle diameter of 5 mm was filled from the raw material hopper 1, and the flow rate of 4Nl / min was set at an atmospheric temperature of 1100 ° C in the chloride furnace. Chlorine gas was introduced to initiate the chloride reaction. Thereafter, the raw material nickel was intermittently supplied from the raw material hopper 1 at 0.5 kg / at 5 minute intervals to the chloride furnace 5. Thus, metal nickel was chlorided to generate nickel chloride vapor.

이것에 염소 가스 공급량의 10%(몰비)의 질소 가스를 혼합하여, 이 염화 니켈 증기-질소 혼합 가스를 1000℃의 분위기 온도로 가열한 환원로(13)에, 노즐(14)로부터 유속 2.3m/초(1000℃ 환산)로 도입했다. 동시에 환원로(13)의 꼭대기부로부터 수소 가스를 유속 7Nl/min으로 공급하여, 염화 니켈 증기를 환원했다.Nitrogen gas of 10% (molar ratio) of the chlorine gas supply amount was mixed with this, and the flow rate 2.3m from the nozzle 14 to the reduction furnace 13 which heated this nickel chloride vapor-nitrogen mixed gas to the ambient temperature of 1000 degreeC. It was introduced in / second (1000 degreeC conversion). At the same time, hydrogen gas was supplied from the top of the reduction furnace 13 at a flow rate of 7 Nl / min to reduce nickel chloride vapor.

상기와 같이 염화 반응과 환원 반응을 동시 병행적으로 연속하여(30시간) 행하고, 그 때 원료 호퍼(1)와 염화로(5)의 중량을 각각 로드 셀(2 및 9)로 칭량하여, 그 중량 변화로부터 염화로 내에서의 염화 반응의 반응 속도를 연속적으로 검지했다. 제조 개시 후, 25시간째에 반응 속도 저하의 징후가 보였으므로, 원료 호퍼(1)로부터의 원료 니켈 공급량을 1회당 5kg으로 증량하여, 반응 속도를 안정시켜, 제조를 계속했다.As described above, the chlorination reaction and the reduction reaction are carried out simultaneously and in parallel (30 hours), at which time the weights of the raw material hopper 1 and the chloride furnace 5 are weighed with the load cells 2 and 9, respectively. The reaction rate of the chlorination reaction in a chlorination furnace was detected continuously from the weight change. Since the indication of reaction rate fall was seen after 25 hours after the start of manufacture, the supply amount of the raw material nickel from the raw material hopper 1 was increased to 5 kg per one time, the reaction rate was stabilized, and manufacture was continued.

환원 반응에서 생성한 니켈 분말을 포함하는 생성 가스는, 냉각 공정에서 질소 가스를 혼합하여 냉각했다. 이어서, 질소 가스-염산 증기-니켈 분말로 이루어지는 혼합 가스를 순수중에 유도하여, 니켈 분말을 분리 회수했다. 이어서, 회수한 니켈 분말을 순수로 세정한 뒤, 건조하여 제품 니켈 분말을 얻었다. 얻어진 니켈 분말의 입도 분포를 도 2, 또 SEM 사진을 도 3(A)에 나타낸다. BET법에 의한 평균 입경은 0.40㎛이고, 유기 용매에 현탁시켰을 때의 평균 입경은 1.50㎛, 또 5㎛ 이상의 조대 분말은 0%였다. 여기서 유기 용매에 현탁시켰을 때의 평균 입경 및 입도 분포에 관해서는, 레이저광 산란 화절법 입도 측정기(Coulter LS230 : 콜터사제)를 사용하여, 적량의 금속 분말을 α-테르피네올에 현탁시킨 후 초음파를가해 3분간 분산시키고, 샘플 굴절률 1.8로 측정하여, 체적 통계치의 입도 분포를 구했다.The product gas containing the nickel powder produced | generated by the reduction reaction mixed and cooled nitrogen gas in the cooling process. Subsequently, a mixed gas composed of nitrogen gas-hydrochloric acid vapor-nickel powder was introduced into pure water to separate and recover the nickel powder. Subsequently, the recovered nickel powder was washed with pure water and then dried to obtain a product nickel powder. The particle size distribution of the obtained nickel powder is shown in FIG. 2, and a SEM photograph is shown in FIG. The average particle diameter by BET method was 0.40 micrometer, the average particle diameter when suspended in an organic solvent was 1.50 micrometer, and the coarse powder of 5 micrometers or more was 0%. Here, the average particle diameter and particle size distribution when suspended in an organic solvent, using a laser light scattering method method particle size analyzer (Coulter LS230: Coulter Co., Ltd.), the appropriate amount of metal powder suspended in α-terpineol and then ultrasonic The mixture was dispersed for 3 minutes, measured at a sample refractive index of 1.8, and the particle size distribution of the volume statistics was obtained.

(비교예)(Comparative Example)

원료 호퍼(1)와 염화로(5)의 중량을 칭량하지 않고, 염화로 내에서의 염화 반응의 반응 속도를 제어하지 않은 것 외에는 실시예 1과 동일하게 제조했다. 얻어진 니켈 분말의 입도 분포를 도 2, 또 SEM 사진을 도 3(B)에 나타낸다. BET법에 의한 평균 입경은 0.45㎛이고, 유기 용매에 현탁시켰을 때의 평균 입경은 1.45㎛, 또 5㎛ 이상의 조대 분말은 3.0%였다.The preparation was carried out in the same manner as in Example 1 except that the weight of the raw material hopper 1 and the chloride furnace 5 was not weighed and the reaction rate of the chloride reaction in the chloride furnace was not controlled. The particle size distribution of the obtained nickel powder is shown in FIG. 2, and a SEM photograph is shown in FIG. The average particle diameter by BET method was 0.45 micrometer, the average particle diameter when suspended in an organic solvent was 1.45 micrometer, and the coarse powder of 5 micrometers or more was 3.0%.

본 발명의 방법인 실시예로 제조한 니켈 분말의 입도 분포는, 도 2로부터, 비교예에서 제조한 니켈 분말에 비해, 특히 조대 분말이 대단히 적고, 또 도 3의 SEM 사진으로부터, 비교예에서 제조한 니켈 분말은 1㎛ 이상의 조대 분말이 많이 보이는데, 이에 비해 실시예에서 제조한 니켈 분말은 1㎛ 이상의 조대 분말이 대단히 적은 것이 분명하다.The particle size distribution of the nickel powder prepared in the example of the method of the present invention is very small in coarse powder, compared to the nickel powder prepared in Comparative Example from FIG. 2, and is produced in Comparative Example from the SEM photograph of FIG. 3. One nickel powder shows a lot of coarse powder of 1 μm or more, whereas the nickel powder prepared in Examples is very small in coarse powder of 1 μm or more.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 금속 분말의 제조 방법 및 제조 장치에 의하면, 적층 세라믹 컨덴서의 내부 전극 등의 1㎛ 이하의 미세한 입경이 요구되는 니켈 분말 등의 금속 분말을 효율적으로 제조할 수 있고, 또한 염화 반응의 반응 속도를 제어할 수 있어 결과적으로 입도가 균일한 조대 분말이 없는 금속 분말을 제조할 수 있다는 효과를 발휘한다.As explained above, according to the manufacturing method and manufacturing apparatus of the metal powder of this invention, metal powder, such as nickel powder, which requires a fine particle diameter of 1 micrometer or less, such as an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor, can be manufactured efficiently, and The reaction rate of the chlorination reaction can be controlled, resulting in the effect of producing a metal powder without coarse powder with a uniform particle size.

Claims (17)

원료 금속을 염화로 내에 단속적 또는 연속적으로 공급하여, 상기 원료 금속과 염소 가스를 상기 염화로 내에서 반응시켜 금속 염화물 증기를 연속적으로 생성하고, 상기 금속 염화물 증기와 수소 가스를 환원로 내에서 반응시켜 연속적으로 금속 분말을 얻는 금속 분말의 제조 방법에 있어서, 염화 반응중인 상기 염화로의 중량을 칭량하여, 이 칭량 결과에 기초하여 상기 원료 금속의 상기 염화로로의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 방법.The raw metal is intermittently or continuously supplied into the chlorine furnace, the raw metal and chlorine gas are reacted in the chlorine furnace to continuously generate metal chloride vapor, and the metal chloride vapor and hydrogen gas are reacted in a reduction furnace. A method of producing a metal powder in which a metal powder is continuously obtained, wherein the weight of the chloride furnace in the chlorination reaction is weighed, and the supply of the raw metal to the chloride furnace is controlled based on the weighing result. Method of making the powder. 제1항에 있어서, 상기 염화로의 중량의 변화 속도를 감시하여, 이 변화 속도에 기초하여 상기 원료 금속의 상기 염화로로의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 방법.The method for producing a metal powder according to claim 1, wherein the rate of change of the weight of the chloride furnace is monitored and the supply of the raw metal to the chloride furnace is controlled based on the rate of change. 제2항에 있어서, 상기 변화 속도가 급락하는 징후가 인정되었을 때, 상기 원료 금속의 공급량을 일시적으로 급증시키는 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 방법.The method for producing a metal powder according to claim 2, wherein the supply amount of the raw metal is temporarily increased when the indication that the change rate falls sharply is recognized. 제2항에 있어서, 상기 속도 변화를 검지하여, 이것에 연동하여, 자동적으로 상기 염화로로의 상기 원료 금속의 공급량을 제어하여, 상기 염화로 내에서의 상기 원료 금속과 상기 염소 가스와의 염화 반응 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는금속 분말의 제조 방법.3. The method according to claim 2, wherein the speed change is detected and, in conjunction with this, the amount of supply of the raw metal to the chloride furnace is automatically controlled so that the chloride of the raw metal and the chlorine gas in the chloride furnace is controlled. A method for producing a metal powder, characterized in that the reaction rate is controlled. 제1항에 있어서, 상기 염화로의 중량의 칭량을 로드 셀에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 방법.The method for producing a metal powder according to claim 1, wherein the weight of the chloride furnace is measured by a load cell. 제1항에 있어서, 상기 원료 금속을 상기 염화로 내에 공급하는 원료 호퍼 전체의 중량을 칭량하는 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 방법.The method for producing a metal powder according to claim 1, wherein the weight of the entire raw material hopper for supplying the raw metal to the chloride furnace is weighed. 제1항에 있어서, 상기 금속이 니켈인 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 방법.The method for producing a metal powder according to claim 1, wherein the metal is nickel. 제7항에 있어서, 상기 금속 분말이 평균 입경 0.01∼1㎛의 니켈 분말인 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 방법.The method for producing a metal powder according to claim 7, wherein the metal powder is a nickel powder having an average particle diameter of 0.01 to 1 µm. 제8항에 있어서, 상기 금속 분말은 도전 페이스트용인 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 방법.The method for producing a metal powder according to claim 8, wherein the metal powder is for a conductive paste. 제8항에 있어서, 상기 금속 분말은, 적층 세라믹 컨덴서용인 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 방법.The method for producing a metal powder according to claim 8, wherein the metal powder is for a laminated ceramic capacitor. 원료 금속을 공급하기 위한 원료 호퍼와, 이 원료 호퍼로부터 공급되는 원료 금속을 염화하는 염화로와, 이 염화로에서 발생한 금속 염화물 증기를 환원하는 환원로를 구비하고,A raw material hopper for supplying a raw metal, a chloride furnace for chlorideing the raw metal supplied from the raw material hopper, and a reduction furnace for reducing metal chloride vapor generated in the chloride furnace, 상기 원료 호퍼와 상기 염화로는, 원료 금속을 공급하여 공급량을 제어하기위한 밸브를 통해 원료 공급관으로 연통되고,The raw material hopper and the chloride furnace communicate with the raw material supply pipe through a valve for supplying the raw metal and controlling the supply amount, 상기 염화로와 상기 환원로는, 염화로에서 발생한 금속 염화물 증기를 환원로에 이송하는 이송관으로 연통되고,The chloride furnace and the reduction furnace are in communication with the transfer pipe for transferring the metal chloride vapor generated in the chloride furnace to the reduction furnace, 상기 염화로는, 내부에 염소 가스를 공급하기 위한 염소 가스 공급관을 구비하고,The chloride furnace is provided with a chlorine gas supply pipe for supplying chlorine gas therein, 상기 환원로는, 상기 금속 염화물 증기를 내부에 분출하는 노즐과, 수소 가스를 내부에 공급하기 위한 수소 가스 공급관과, 환원된 금속 분말을 냉각하는 불활성 가스를 내부에 공급하기 위한 냉각 가스 공급관을 구비하고,The reduction furnace includes a nozzle for ejecting the metal chloride vapor therein, a hydrogen gas supply pipe for supplying hydrogen gas therein, and a cooling gas supply pipe for supplying an inert gas for cooling the reduced metal powder therein. and, 상기 염화로 전체의 중량을 칭량하는 칭량 수단과, 이 칭량 수단의 칭량 결과에 기초하여 상기 원료 금속의 상기 염화로로의 공급량을 제어하는 제어 수단을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 장치.Weighing means for weighing the entire weight of the chloride furnace, and control means for controlling the supply amount of the raw metal to the chloride furnace on the basis of the weighing result of the weighing means, the production of metal powder Device. 제11항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 염화로의 중량의 변화 속도를 감시하여, 이 변화 속도에 기초하여 상기 원료 금속의 상기 염화로로의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 장치.12. The production of metal powder according to claim 11, wherein the control means monitors the rate of change of the weight of the chloride furnace and controls the supply of the raw metal to the chloride furnace based on the rate of change. Device. 제12항에 있어서, 상기 제어 수단은, 변화 속도가 급락하는 징후가 인정되었을 때, 상기 원료 금속의 공급량을 일시적으로 급증시키는 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 장치.13. The apparatus for producing a metal powder according to claim 12, wherein the control means temporarily increases the supply amount of the raw metal when a change in the rate of change is recognized. 제12항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 변화 속도를 검지했을 때, 이것에 연동하여 자동적으로 상기 염화로 내로의 상기 원료 금속의 공급량을 제어하여, 상기 염화로 내에서의 상기 원료 금속과 상기 염소 가스와의 염화 반응 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 장치.13. The control apparatus according to claim 12, wherein, when detecting the change rate, the control means automatically controls the amount of supply of the raw metal to the chloride furnace in conjunction with the change rate so that the raw metal and the raw material in the chloride furnace are controlled. An apparatus for producing a metal powder, wherein the rate of chlorine reaction with chlorine gas is controlled. 제11항에 있어서, 상기 원료 호퍼 전체의 중량을 칭량하는 칭량 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 장치.12. The apparatus for producing a metal powder according to claim 11, further comprising weighing means for weighing the entire weight of the raw material hopper. 제11항에 있어서, 상기 칭량 수단이 로드 셀인 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 장치.12. An apparatus for producing a metal powder according to claim 11, wherein said weighing means is a load cell. 제11항에 있어서, 상기 금속이 니켈인 것을 특징으로 하는 금속 분말의 제조 장치.The apparatus for producing a metal powder according to claim 11, wherein the metal is nickel.
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