WO2012144553A1 - 複合金属酸化物の製造方法、金属酸化物焼結体及びロータリーキルン - Google Patents

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直通 堀
中島　幹夫
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a composite metal oxide containing an alkali metal.
  • the present invention also relates to a novel metal oxide sintered body and a rotary kiln using the same.
  • Alkali metal-containing composite metal oxides such as lithium composite metal oxides are useful compounds as electrodes for lithium ion secondary batteries, and potassium composite metal oxides are useful compounds for friction materials.
  • the positive electrode active material of the lithium ion secondary battery include lithium cobalt composite oxide, lithium nickel composite oxide, lithium manganese composite oxide, lithium manganese cobalt composite oxide, and lithium nickel cobalt composite oxide.
  • the negative electrode active material lithium titanate composite oxide or the like is used.
  • K 2 O ⁇ 6 (TiO 2), K 2 O ⁇ 8 (TiO 2) or the like is used as the friction material.
  • alkali metal-containing composite metal oxides are prepared by putting the raw material powder for producing the alkali metal-containing composite metal oxide into a firing member such as a mortar or crucible (setter) and firing it. It is manufactured.
  • firing members such as alumina, magnesia, zirconia, mullite, cordierite, etc. are used as firing members, but alkali metals are highly erosive. It is necessary to select a low and highly durable one.
  • Patent Document 1 contains lithium and cobalt as refractories for firing, the lithium content is 2 to 5 mass%, and the cobalt content is 2 to 5 mass%. Refractories composed of alumina, mullite and cordierite are described.
  • Patent Document 2 describes a method for producing a composite oxide in which a sheet material made of a carbonizing material is interposed between a container and a calcined raw material powder and calcined. ing.
  • the members for firing such as alumina, magnesia, zirconia, mullite, cordierite, etc. are not sufficiently resistant to alkali metals, after firing the alkali metal-containing composite metal oxide, the alkali metal-containing composite metal from the member for firing The peelability of the oxide is poor, and the generated alkali metal-containing composite metal oxide adheres to the firing member.
  • the yield of the product is reduced. And, since the alkali metal-containing composite metal oxide easily adheres to the conventional firing member by repeated use, the yield of the product decreases as the number of repeated use of the firing member increases. there were.
  • the conventional firing member has low thermal shock resistance, and is damaged by repeated use. Therefore, durability due to repeated use is sometimes low.
  • the conventional method for producing an alkali metal-containing composite metal oxide has a problem that the production cost of the alkali metal-containing composite metal oxide increases.
  • the object of the present invention is to sinter the composite metal oxide containing alkali metal after firing, and the composite metal oxide containing alkali metal after firing hardly adheres to the firing member, and
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a composite metal oxide, which can reduce the production cost by increasing the durability of the firing member.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing a composite metal oxide having high production efficiency.
  • the present inventors have conducted intensive studies, and as a result, a metal in which the content of K atoms is in a specific range and the total content of Al atoms, Zr atoms, Mg atoms, and Ce atoms is in a specific range.
  • the oxide component the alkali metal-containing composite metal oxide produced during firing hardly adheres, and since the thermal shock resistance is high, it was found that the durability by repeated use was high, and the present invention was completed. .
  • the present invention when a composition containing an alkali metal is baked to obtain a composite metal oxide, the composition comes into contact with the composition and is formed with a metal oxide component.
  • the content of K atoms in the metal oxide component is calculated in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide component. 5 to 13 parts by weight, and the total content of Al, Zr, Mg and Ce atoms is 15 to 70 parts by weight in terms of oxide with respect to 100 parts by weight of the metal oxide component.
  • a feature of the present invention is to provide a method for producing a complex metal oxide.
  • the present invention (2) is obtained by sintering a raw material containing a potassium-containing composite metal oxide and one or more compounds selected from an aluminum compound, a zirconium compound, a magnesium compound and a cerium compound.
  • the metal oxide sintered body has a K atom content of 5 to 13 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide sintered body.
  • the total content of Al atom, Zr atom, Mg atom and Ce atom is 15 to 70 parts by weight in terms of oxide with respect to 100 parts by weight of the metal oxide sintered body, and the Vickers hardness is 260 or more.
  • a metal oxide sintered body characterized by the above is provided.
  • the present invention (3) provides a rotary kiln characterized in that the inner wall of the retort is the metal oxide sintered body of the present invention (2).
  • the composite metal oxide containing an alkali metal after firing is difficult to adhere to the mounting body, and the durability of the mounting body is increased, so that the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, according to the present invention, a method for producing a composite metal oxide with high production efficiency can be provided.
  • the composition comes into contact with the composition as a metal oxide component.
  • a method of producing a composite metal oxide which is calcined by placing the mounting body being formed, the content of K atoms of the metal oxide component is, relative to the metal oxide component 100 parts by weight, K 2 5 to 13 parts by weight in terms of O, and the total content of Al, Zr, Mg and Ce atoms is 15 to 70 parts by weight in terms of oxide with respect to 100 parts by weight of the metal oxide component.
  • This is a method for producing a composite metal oxide.
  • composite metal oxide A a composition containing an alkali metal
  • potassium-containing composite metal oxide which is a manufacturing raw material for manufacturing the metal oxide component in contact with the firing raw material
  • the portion that comes into contact with the composition containing the alkali metal that is a fired raw material when the composition containing an alkali metal that is a raw material of the composite metal oxide is fired, the portion that comes into contact with the composition containing the alkali metal that is a fired raw material,
  • the content of K atom in the metal oxide component is 5 to 13 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide component, and the total content of Al atom, Zr atom, Mg atom and Ce atom
  • the amount of the metal oxide component is 15 to 70 parts by weight in terms of oxide with respect to 100 parts by weight of the metal oxide component, and firing is performed.
  • the composition containing an alkali metal according to the method for producing a composite metal oxide of the present invention (hereinafter also referred to as a firing raw material) is a raw material for producing the composite metal oxide A and contains an alkali metal compound.
  • the alkali metal compound contained in the firing raw material is a raw material compound that becomes an alkali metal source of the composite metal oxide A, and is a compound having an alkali metal atom.
  • the alkali metal related to the firing raw material is lithium, sodium, potassium, rubidium or the like. Among these, lithium, sodium, and potassium are preferable, and lithium and potassium are particularly preferable.
  • alkali metal compound related to the firing raw material examples include alkali metal oxides, halides (chlorides, bromides, iodides), hydroxides, carbonates, nitrates, sulfates, oxalates, etc.
  • the composite metal oxide which has the alkali metal atom which concerns on a raw material for example, the transition metal oxide containing an alkali metal, etc. are mentioned.
  • the alkali metal compound relating to the firing raw material may be a single type or a combination of two or more types.
  • the calcined raw material may be a calcined product of a calcined raw material calcined at a temperature lower than the calcining temperature.
  • generated by baking is mentioned.
  • the composite metal oxide of the firing raw material having the same chemical composition as the composite metal oxide A produced by firing is also referred to as composite metal oxide C.
  • the purpose of using the composite metal oxide C having the same chemical composition as that of the composite metal oxide A produced by firing as a firing material is a composite that is a firing material by firing.
  • the composition containing an alkali metal according to the method for producing a composite metal oxide of the present invention includes a transition metal compound, a magnesium compound, an aluminum compound, and a silicon compound as appropriate depending on the type of the composite metal oxide A in addition to the alkali metal compound. Containing.
  • the transition metal compound contained in the composition containing an alkali metal is a raw material compound that becomes a transition metal source of the composite metal oxide A, a compound having a transition metal atom, and a composition containing an alkali metal.
  • the magnesium compound contained in the product is a raw material compound that becomes a magnesium source of the composite metal oxide A, is a compound having a magnesium atom
  • the aluminum compound contained in the composition containing an alkali metal is A silicon compound that is a raw material compound that is an aluminum source of the composite metal oxide A, is a compound having an aluminum atom, and is contained in a composition containing an alkali metal is a silicon source of the composite metal oxide A Is a compound having a silicon atom.
  • Transition metal atoms related to the composition containing an alkali metal are cobalt, iron, nickel, manganese, chromium, scandium, titanium, vanadium, yttrium, zirconium, niobium, etc.
  • Transition metal compounds, magnesium compounds, aluminum compounds and silicon compounds related to compositions containing alkali metals include transition metals, magnesium, aluminum, silicon oxides and halides (chlorides) related to compositions containing alkali metals , Bromide, iodide), hydroxide, carbonate, nitrate, sulfate, oxalate and the like.
  • the transition metal compound, the magnesium compound, the aluminum compound and the silicon compound according to the composition containing an alkali metal may be used alone or in combination of two or more.
  • the composition containing an alkali metal may contain another metal compound in addition to the alkali metal compound, the transition metal compound, the magnesium compound, the aluminum compound, and the silicon compound.
  • the combination of each raw material compound in the composition containing an alkali metal is appropriately selected depending on what composite metal oxide A is manufactured.
  • a raw material other than an alkali metal compound such as a transition metal compound, a magnesium compound, an aluminum compound, or a silicon compound depending on the type of the alkali metal compound and the composite metal oxide A.
  • a predetermined amount of the compound is weighed, and each of the weighed raw material compounds is mixed and further shaped as necessary to obtain a composition (calcined raw material) containing an alkali metal.
  • the obtained alkali metal-containing composition (fired raw material) is placed on the mounting body and fired at a predetermined atmosphere and a predetermined temperature for a predetermined time to obtain a composite metal oxide A.
  • the firing atmosphere when firing the composition containing the alkali metal is appropriately selected depending on the type of the composition containing the alkali metal.
  • an oxidizing atmosphere such as oxygen gas or air, nitrogen gas, argon gas, etc. Inert gas atmosphere.
  • the firing temperature when firing the composition containing the alkali metal is suitably selected within a temperature range of about 600 to 1500 ° C., for example, depending on the type of the composition containing the alkali metal or the composite metal oxide A.
  • other firing conditions are appropriately set according to the type of the alkali metal-containing composition or composite metal oxide A.
  • the heating rate is 4.5 ° C./min to 200 ° C./min
  • the firing time is It is appropriately selected within the range of 20 minutes to 5 hours.
  • the firing temperature of the composition containing the alkali metal is such that the composite metal oxide A is a lithium cobalt composite oxide (eg, LiCoO 2 , LiCo 1-xy Mg x Al y O 2 ), lithium nickel composite oxide. objects (e.g., LiNiO 2, LiNi 1-x Co x O 2, LiNi 1-x-y Co x Al y O 2, LiNi 1-x-y Co x Mn y O 2), lithium manganese composite oxides (e.g.
  • the firing temperature is 1000 ° C.
  • the firing temperature is 1000 ° C. or higher. Therefore, the firing temperature is preferably 600 ° C. or higher. However, it is not limited to this.
  • the composite metal oxide A produced by the method for producing a composite metal oxide of the present invention is a composite metal oxide containing an alkali metal.
  • a lithium cobalt composite oxide for example, LiCoO 2 , LiCo 1-xy Mg x Al y O 2
  • lithium nickel composite oxide for example, LiNiO 2 , LiNi 1-x Co x O 2 , LiNi 1-xy Co x Al y O 2) LiNi 1-xy Co x Mn y O 2
  • lithium manganese composite oxide for example, LiMn 2 O 4 , LiMn 2 ⁇ x Cr x O 4 , LiMn 2 ⁇ x Al x O 4 , LiMn 2 ⁇ x Ni x O 4
  • lithium-titanium composite oxides e.g., Li 4 Ti 5 O 12
  • lithium lanthanum zirconium composite oxide e.g., Li + x La 3 Zr 2 O 12+ (x / 2) (-5 ⁇ x
  • the mounting body according to the method for producing a composite metal oxide of the present invention includes a sintering jig or a firing furnace in contact with a composition containing an alkali metal that is a raw material of the composite metal oxide A during firing.
  • the parts include a crucible, a mortar, a setter, a reaction tube, a furnace inner wall, joint sand, and a jig for suspending a molded body of the composition.
  • the mounting body according to the method for producing a composite metal oxide of the present invention is a mounting body in which a portion in contact with a composition containing an alkali metal is formed of a metal oxide component having a specific composition.
  • part of the mounting body which is contacting with the baking raw material is also described as the metal oxide component which concerns on this invention.
  • the metal oxide component according to the present invention has a K atom content of 5 to 13 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide component, and Al atoms, Zr atoms, Mg atoms And the total content of Ce atoms is 15 to 70 parts by weight in terms of oxide with respect to 100 parts by weight of the metal oxide component.
  • the content of K atom in the metal oxide component according to the present invention is 5 to 13 parts by weight, preferably 7 to 13 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide component.
  • the content of potassium atoms in terms of K 2 O is the metal according to the present invention when it is assumed that all the potassium atoms in the metal oxide component according to the present invention are present in the state of K 2 O. It refers to the content of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the oxide component (the same applies to the metal oxide sintered body of the present invention described later).
  • the total content of Al atom, Zr atom, Mg atom and Ce atom in the metal oxide component according to the present invention is 15 to 70 parts by weight in terms of oxide with respect to 100 parts by weight of the metal oxide component according to the present invention.
  • the amount is preferably 25 to 48 parts by weight.
  • the total content of oxide-converted Al atom, Zr atom, Mg atom and Ce atom means that all of Al atom, Zr atom, Mg atom and Ce atom in the metal oxide component according to the present invention are Al.
  • the metal oxide component 100 according to the present invention when it is assumed that the atoms are Al 2 O 3 , the Zr atoms are ZrO 2 , the Mg atoms are MgO, and the Ce atoms are CeO 2. It refers to the total content of Al 2 O 3 , ZrO 2 , MgO and CeO 2 with respect to parts by weight (the same applies to the metal oxide sintered body of the present invention described later).
  • the metal oxide component according to the present invention is selected from potassium-containing composite metal oxide B and one or more oxides selected from Al, Zr, Mg and Ce, or Al, Zr, Mg and Ce.
  • the composite metal oxide A generated during firing adheres to the mounting body (metal oxide component). Can be prevented, the number of repeated use of the mounting body can be increased, the durability of the mounting body can be increased, and the wear resistance and strength of the mounting body can be increased.
  • the metal oxide component according to the present invention preferably has a Vickers hardness of 260 or more.
  • the Vickers hardness of the metal oxide component according to the present invention is in the above range, it is possible to prevent the alkali metal-containing composite metal oxide A generated during firing from adhering to the mounting body (metal oxide component).
  • the number of repeated use of the mounting body can be increased, and the strength and wear resistance of the mounting body can be increased.
  • the blast wear amount of the metal oxide component according to the present invention is preferably 18% or less. When the Vickers hardness and blast wear amount of the metal oxide component according to the present invention are in the above ranges, the alkali metal-containing composite metal oxide A generated during firing adheres to the mounting body (metal oxide component).
  • the blast wear amount of the metal oxide component according to the present invention is the weight reduction rate due to the impact of this spraying by spraying 0.3 mm alumina particles on the surface of the metal oxide component at a pressure of 0.5 MPa for 1 minute. is there. Therefore, the blast wear amount of the metal oxide component according to the present invention is ( ⁇ W / Wa) where Wa (g) is the weight before blasting and ⁇ W is the wear amount after blasting (weight reduction amount) (g). X100 (%).
  • a metal oxide component (metal oxide component according to the present invention) that is in contact with a composition containing an alkali metal is formed by sintering a plurality of metal oxides. It is preferable that the sintered body is a metal oxide sintered body.
  • the metal oxide sintered body suitably used as the metal oxide component according to the present invention include the following metal oxide sintered bodies of the present invention.
  • the metal oxide sintered body of the present invention comprises a raw material (hereinafter referred to as “calcined”) containing potassium-containing composite metal oxide B and one or more compounds selected from an aluminum compound, a zirconium compound, a magnesium compound and a cerium compound. This is a metal oxide sintered body obtained by sintering.
  • the potassium-containing composite metal oxide B contained in the sintered body raw material is not particularly limited as long as it is a composite metal oxide having a potassium atom.
  • K 2 O ⁇ n (TiO 2 ) (n is 4 To 8), and more specifically, K 2 O.4 (TiO 2 ), K 2 O.6 (TiO 2 ), K 2 O.8 (TiO 2 ), and the like.
  • examples of the potassium-containing composite metal oxide B include K 0.8 Ti 1.6 Mg 0.4 O 4 , K 0.8 Ti 1.6 Ni 0.4 O 4 , K 0.8 Ti. Examples include 1.2 Fe 0.8 O 4 and K 0.8 Ti 1.2 Mn 0.8 O 4 .
  • the purity of the potassium-containing composite metal oxide B is preferably 98% by mass or more.
  • generated by baking the composition containing an alkali metal is a potassium metal containing composite metal oxide
  • the potassium containing composite metal oxide B contained in a sintered compact raw material Is preferably the same type of potassium-containing composite metal oxide as the composite metal oxide A containing potassium metal produced by firing the firing raw material.
  • the same kind of potassium-containing composite metal oxide means that the metal species of the metal oxide constituting the potassium composite metal oxide are the same, and the composition may be the same or the composition may be different. Also good.
  • the average particle size (D 50 ) of the potassium-containing composite metal oxide B relating to the sintered compact raw material is preferably 2 to 10 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the potassium-containing composite metal oxide B related to the sintered body raw material is in the above range, the strength of the metal oxide sintered body of the present invention can be increased, and the composite formed during firing The effect of preventing the metal oxide A from adhering to the metal oxide sintered body of the present invention can be enhanced.
  • the average particle size is determined by adding 5 g of a sample to 200 g of water at a concentration of 2.4% by mass, and then dispersing the dispersion for 5 minutes with an ultrasonic dispersing device. This is the value of D 50 measured with a distribution measuring device (LA-910, manufactured by Horiba, Ltd., laser diffraction method).
  • Examples of the aluminum compound related to the sintered body raw material include aluminum hydroxide such as ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, kibsite, bayerite, boehmite, and the like
  • examples of the zirconium compound include zirconium oxide (ZrO 2 ), water Zirconium oxide, zirconium carbonate, zirconium oxychloride, zirconium oxynitrate, partially stabilized zirconia, stabilized zirconia, etc.
  • magnesium compounds include magnesium oxide (MgO), magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium chloride
  • Examples of the cerium compound include cerium oxide (CeO 2 ) and cerium carbonate.
  • ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, zirconium oxide, magnesium oxide, and cerium oxide are preferred in that deformation of the metal oxide sintered body of the present invention during sintering is reduced.
  • the average particle diameter (D 50 ) of the aluminum compound, zirconium compound and magnesium compound relating to the sintered compact raw material is preferably 1 to 10 ⁇ m.
  • the average particle diameter (D 50 ) of the cerium compound relating to the sintered compact raw material is preferably 5 ⁇ m or less, particularly preferably 0.2 to 5 ⁇ m.
  • the sintered compact raw material may contain an organic binder as necessary.
  • an organic binder relating to the sintered body raw material a solid organic binder that is thermally decomposed at 250 to 950 ° C., such as polypropylene, polyester, polyethylene, polyacrylonitrile, polyvinyl polymer, polyimide, nylon polymer, polyurethane, A cellulose etc. are mentioned.
  • the organic binder related to the sintered compact raw material may be a liquid organic binder.
  • the content of the organic binder in the sintered body raw material is solid content with respect to a total of 100 parts by weight of the potassium-containing composite metal oxide B, aluminum compound, zirconium compound, magnesium compound and cerium compound, preferably 0.5.
  • the strength of the metal oxide sintered body of the present invention can be increased, and the composite metal oxide A produced during firing is reduced.
  • the effect which prevents adhering to the metal oxide sintered compact of this invention can be made high.
  • the sintered compact raw material can contain a molding aid, a dispersing agent and the like as required.
  • the molding aid is used to improve the molding density at the time of molding and to improve the mold releasability from the mold.
  • the dispersant is used for the purpose of improving the dispersibility of the raw material compound of the sintered body raw material, improving the handleability of the granules at the time of a spray dryer, which will be described later, and the drying efficiency.
  • the dispersant include a polycarboxylic acid ammonium salt-based dispersant.
  • the content of K atoms in the metal oxide sintered body of the present invention obtained by sintering the sintered body raw material is 5 to 13 in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide sintered body.
  • the total content of Al, Zr, Mg, and Ce atoms is 15 to 70 parts by weight in terms of oxide with respect to 100 parts by weight of the metal oxide sintered body.
  • the content of K atoms in the metal oxide sintered body of the present invention is preferably 7 to 13 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide sintered body.
  • the total content of Al atoms, Zr atoms, Mg atoms, and Ce atoms in the metal oxide sintered body according to the present invention is preferably an oxide equivalent with respect to 100 parts by weight of the metal oxide sintered body of the present invention. 25 to 48 parts by weight.
  • the Vickers hardness of the metal oxide sintered body of the present invention is preferably 260 or more. Further, the blast wear amount of the metal oxide sintered body of the present invention is preferably 18% or less.
  • the content of K atoms and the total content of Al atoms, Zr atoms, Mg atoms, and Ce atoms are in a specific range.
  • the metal oxide sintered body of the present invention is selected from a potassium-containing composite metal oxide and one or more oxides selected from Al, Zr, Mg and Ce or Al, Zr, Mg and Ce.
  • a composite metal oxide composed of two or more of the above is a sintered body sintered at a specific content.
  • the amount of the oxide B and one or more compounds selected from aluminum compounds, zirconium compounds, magnesium compounds and cerium compounds is adjusted.
  • a production raw material for producing the metal oxide component according to the present invention (hereinafter also simply referred to as a production raw material), that is, a potassium-containing composite metal oxide B, an aluminum compound, a zirconium compound, a magnesium compound, and And at least one selected from cerium compounds.
  • potassium-containing composite metal oxide B as a raw material for production at least one selected from aluminum compounds, zirconium compounds, magnesium compounds and cerium compounds, and organic binders, molding aids, dispersants and the like used as necessary are pulverized and mixed by a known means such as a mixer or a ball mill to obtain a sintered compact raw material.
  • the pulverization and mixing may be either wet or dry.
  • a solvent such as water or alcohol can be used, and pulverized and mixed until a uniform slurry is obtained.
  • the slurry obtained by wet pulverization and mixing is dried.
  • the slurry is dried using a spray dryer. Drying using a spray dryer is a drying method in which a slurry is sprayed into hot air to obtain a dry powder.
  • a spraying method there are a rotating disk method, a pressure nozzle method, a two-fluid nozzle method, and the like.
  • the slurry is blown into hot air having a temperature of 200 to 250 ° C. to obtain particles having an average particle diameter of 10 to 500 ⁇ m.
  • particles having an average particle diameter of 20 to 200 ⁇ m are preferably obtained.
  • the sintered compact raw material obtained by pulverizing and mixing the production raw material is put into a mold and compressed using a uniaxial press machine, CIP (cold isostatic press machine), etc. A molded body is obtained.
  • the production raw material is wet pulverized and mixed
  • the slurry obtained by pulverization and mixing is formed into a sheet having a thickness of 0.1 to 200 mm by casting molding, extrusion, and doctor blade molding, and then dried.
  • a slurry can be apply
  • the metal oxide component according to the present invention is obtained by heating the compact of the sintered body raw material to sinter the metal oxide. obtain. Further, when the raw material compound in the sintered body raw material is not a metal oxide, each raw material compound in the sintered body raw material is oxidized to change into a metal oxide, and further, the generated metal oxide is sintered. Thus, the metal oxide component according to the present invention is obtained.
  • the sintering temperature when heating and sintering the sintered body raw material is higher than the firing temperature when firing the fired raw material, and is appropriately selected.
  • the sintering temperature is preferably 50 ° C.
  • the sintering temperature is 1300 ° C. or higher, preferably 1320 ° C. or higher. It is preferable in that it can increase the performance of hardness, wear resistance, and thermal shock resistance. Further, from the viewpoint of economy and heating method, the sintering temperature of the sintered compact raw material is preferably 1550 ° C. or less.
  • the atmosphere when sintering the production raw material is an oxidizing atmosphere such as oxygen gas, air, etc.
  • the raw material compounds in the sintered body raw material may be an oxidizing atmosphere such as oxygen gas or air, or an inert atmosphere such as nitrogen gas or argon gas.
  • the heating rate, the sintering time, and the cooling rate when heating the sintered body raw material are such that the deformation rate does not cause deformation according to the shape and size of the metal oxide sintered body according to the present invention.
  • Select the sintering time and temperature drop rate are such that the temperature is raised at a rate of 20 to 100 ° C./hour, held at 400 to 500 ° C.
  • the temperature of 50 ° C. lower than the melting point of the potassium-containing composite metal oxide B refers to a temperature of 1300 ° C. or higher.
  • the metal oxide component which concerns on this invention is arrange
  • the composition (calcining raw material) containing an alkali metal which is disposed on the mounting body in which the portion that comes into contact with the calcining raw material is formed of the metal oxide component according to the present invention, is particularly limited.
  • Examples of the form of the method (iii) include, for example, a method of firing a firing raw material in a rotary kiln in which an inner wall made of a metal oxide component according to the present invention is disposed in a retort.
  • the rotary kiln of the present invention is a rotary kiln characterized in that the inner wall of the retort is the metal oxide sintered body of the present invention.
  • the heat-resistant metal related to the cylindrical retort made of heat-resistant metal of the externally heated rotary kiln depends on the firing temperature, but at a firing temperature of 1000 ° C. or higher, a Cr—Al—Fe alloy (eg, Cr22 (at%) — Al5. 8 (at%) to 4.3 (at%)-Fe (remainder)), nickel-chromium alloy (for example, Cr20 (at%)-Ni (at%), Cr15 (at%)-Ni60 (at%)) -Fe25 (at%)) and the like.
  • the method for producing a composite metal oxide of the present invention when the composition containing an alkali metal is baked, the portion of the mounting body that comes into contact with the composition containing the alkali metal is replaced with the metal oxide component according to the present invention.
  • the adhesion of the generated complex oxide A to the metal oxide component according to the present invention can be reduced.
  • the composite metal oxide A can be obtained with a good yield.
  • the manufacturing method of the composite metal oxide of this invention since the metal oxide component according to the present invention having high thermal shock resistance is used, even after repeated firing, for example, repeated firing about 20 times, Cracks do not occur in the metal oxide component of the present invention. From these things, according to the manufacturing method of the composite metal oxide of this invention, the manufacturing cost of the composite metal oxide A can be made low.
  • the fired raw material is continuously formed by disposing the metal oxide sintered body of the present invention as the inner wall of a cylindrical heat-resistant metal retort of the externally heated rotary kiln. Therefore, according to the method for producing a composite metal oxide of the present invention, the production efficiency of the composite metal oxide A can be increased.
  • the density of the sintered body was measured by the Archimedes method.
  • Contents of K atom, Al atom, Zr atom, Mg atom and Ce atom The contents of K atom, Al atom, Zr atom, Mg atom and Ce atom in the metal oxide sintered body were measured by ICP method. From the obtained content, the K atom content is converted to K 2 O, the Al atom content is converted to Al 2 O 3 , the Zr atom content is converted to ZrO 2, and the Mg atom content is converted to MgO Then, the Ce atom content was converted to CeO 2 .
  • Example 1 ⁇ Manufacture of metal oxide sintered body a1> K 2 O.6 (TiO 2 ) powder (TOFIX-SN manufactured by Toho Material Co., Ltd.) (average particle size: 6.5 ⁇ m) 52.5 kg, aluminum oxide (Al 2 O 3 , manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. A-21) 21 kg, 735 g of a polycarboxylic acid ammonium salt dispersant (KE-511 manufactured by Kyoyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 37 liters of water were mixed for 15 minutes. This mixed powder was sprayed and granulated with a spray dryer (model FOC20 manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.) to obtain granulated powder d1.
  • a spray dryer model FOC20 manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.
  • the conditions were a hot air temperature of 250 ° C., an exhaust air temperature of 100 ° C., and an atomizer speed of 12000 rpm.
  • 200 g of the obtained granulated powder (d1) was molded into a size of 100 mm square at a surface pressure of 1000 kg / cm 2 .
  • the obtained molded body was heated in air at 50 ° C./hour, sintered at 1350 ° C. for 2 hours, then cooled at 50 ° C./hour, and a metal oxide sintered body a1.
  • the content of K atoms is 11 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide sintered body (a1), and the content of Al atoms is metal to oxide sintered body (a1) 100 parts by weight, was 31 parts by weight in terms of Al 2 O 3.
  • the metal oxide sintered body a1 had a Vickers hardness Hv of 310 and a blast wear amount of 10%.
  • Example 2 291.25 g of 99.9% pure titanium oxide powder (manufactured by Toho Titanium Co., Ltd., 90% rutile ratio) and 108.75 g of lithium carbonate powder of 99.0% pure (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
  • a raw material having a Li / Ti ratio of 0.80 was collected in a glove box in an atmosphere. The average particle size of both the collected powders was 0.1 to 10 ⁇ m.
  • the collected titanium oxide powder and lithium carbonate powder were filled in a rocking mixer and mixed for 2 hours to obtain a fired raw material powder b1.
  • the obtained fired raw material powder b1 was separated and filled in a titanium mold having a diameter of 50 mm, and a plurality of fired raw material compacts b1 were produced at a pressure of 0.5 ton / cm 2 .
  • the fired raw material compact b1 is placed on the metal oxide sintered body a1, and these are inserted into a heating furnace, and the temperature is increased to 700 ° C. at an average of 4 ° C./min. Holding for 4.5 hours, the sintered body b1 of each firing raw material was calcined. During the calcination, oxygen was continuously supplied to the heating furnace at a flow rate of 0.08 to 0.1 Nl / min.
  • each calcined raw material compact b1 after being calcined is taken out of the heating furnace and pulverized to a particle size of 4 to 12 ⁇ m using an agate mortar in an air atmosphere glove box, and the calcined calcined material is pulverized.
  • Powder b2 was obtained. 100 g of the calcined powder b2 of the calcined raw material was filled in a titanium mold having a diameter of 50 mm and molded at a pressure of 0.5 ton / cm 2 to prepare a calcined product b2 of the calcined raw material.
  • the calcined material molded body b2 of the firing material is placed on the metal oxide sintered body a1, and these are inserted into a heating furnace, and firing is performed at a temperature of 800 ° C. for 4.5 hours. It was. During firing, oxygen was continuously supplied to the heating furnace at a flow rate of 0.08 to 0.1 Nl / min.
  • the calcined product b2 of the calcined raw material after being baked was pulverized using an agate mortar in a glove box in an air atmosphere to obtain a calcined powder. When the powder of the obtained fired product was confirmed by X-ray powder diffraction, it was almost single-phase Li 4 Ti 5 O 12 . When the appearance of the sintered metal oxide sintered body a1 was observed, no deposits adhered to the metal oxide sintered body a1, and no cracks occurred in the metal oxide sintered body a1.
  • Example 3 Firing of the alkali metal-containing composite metal oxide of Example 2 was repeated 20 times. When the appearance of the metal oxide sintered body a1 after the 20th firing was observed, there was no deposit on the metal oxide sintered body a1, and no cracks occurred in the metal oxide sintered body a1. It was.
  • Example 4 Aggregate with an average particle diameter of 0.8 mm 8.7 kg of titanium oxide, 2.7 kg of powdered potassium carbonate, 447 g of titanium powder and 897 g of wood chips, 19 mm in diameter, 640 mm in length, 1420 g / rod, cylindrical rod media made of SS Filled in a vibration mill (Chuo Kako Co., Ltd., trade name FV20) filled with 303 kg, added with 65 g of methanol, pulverized for 15 minutes at an amplitude of 8 mm, a frequency of 1000 times / minute, and an internal temperature of 80 ° C., A calcined raw material c1 was obtained.
  • the fired raw material c1 100 g was placed on the metal oxide sintered body a1 and placed in an electric furnace. The temperature was raised from room temperature to 1250 ° C. over 12 hours, and then 5 to 5 in the range of 1200 to 1300 ° C. Baked for 5 hours. After firing, the product was cooled to room temperature over 13 hours, and the fired product was taken out. When the obtained baked product was confirmed by X-ray powder diffraction, it was almost single-phase K 2 O ⁇ 6TiO 2 . When the appearance of the sintered metal oxide sintered body a1 was observed, no deposits adhered to the metal oxide sintered body a1, and no cracks occurred in the metal oxide sintered body a1.
  • Example 5 Firing of the alkali metal-containing composite metal oxide of Example 4 was repeated 20 times. When the appearance of the metal oxide sintered body a1 after the 20th firing was observed, there was no deposit on the metal oxide sintered body a1, and no cracks occurred in the metal oxide sintered body a1. It was.
  • Example 6 Manufacture of metal oxide sintered body a2>
  • the granulated powder d1 obtained by the same method as in Example 1 was molded into a cylindrical shape having an outer diameter of 250 mm, an inner diameter of 230 mm, and a length of 500 mm at a surface pressure of 1000 kg / cm 2 . Subsequently, the obtained molded body was heated to 1350 ° C. at 50 ° C./hour in air, further sintered at 1350 ° C. for 2 hours, and then cooled at 50 ° C./hour to obtain metal oxide. A sintered product a2 was obtained.
  • the content of K atoms is 11 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide sintered body (a2), and the content of Al atoms is metal to oxide sintered body (a2) 100 parts by weight, was 31 parts by weight in terms of Al 2 O 3.
  • the metal oxide sintered body a2 had a Vickers hardness Hv of 350 and a blast wear amount of 8%.
  • the outer periphery of the obtained metal oxide sintered body a2 is ground to adjust the outer diameter to 195 mm, and 6 sets are fixed inside the Cr—Al—Fe alloy having an inner diameter of 210 mm and a length of 3 m, and the retort of the external heating type rotary kiln. Was made.
  • Example 7 The firing raw material c1 obtained by the same method as in Example 4 was used in an external heating rotary kiln in which the retort of the external heating rotary kiln prepared in Example 6 was installed, with a residence time of 1.0 to 1.5 hours. Firing was performed at a firing temperature of 1050 to 1150 ° C. When the powder of the fired product was confirmed by X-ray powder diffraction, it was almost single-phase K 2 O ⁇ 6TiO 2 .
  • the content of K atoms is 3 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide sintered body (a3), and the content of Al atoms is metal The amount was 74 parts by weight in terms of Al 2 O 3 with respect to 100 parts by weight of the oxide sintered body (a3).
  • the metal oxide sintered body a3 had a Vickers hardness Hv of 250 and a blast wear amount of 20%.
  • Example 8 ⁇ Manufacture of metal oxide sintered body a4> K 2 O ⁇ 6TiO 2 powder (Toho Materials Co., Ltd. TOFIX-SN) (average particle size: 6.5 [mu] m) instead of 52.5kg, K 2 O ⁇ 6TiO 2 powder (Toho Materials Co., Ltd. TOFIX-SN) (Average particle size: 6.5 ⁇ m) 35 kg and aluminum oxide (Al 2 O 3 , Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • a metal oxide sintered body a4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was 38.5 kg.
  • the content of K atoms is 8 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide sintered body (a4)
  • the content of Al atoms is metal to oxide sintered body (a4) 100 parts by weight, was 46 parts by weight in terms of Al 2 O 3.
  • the metal oxide sintered body a4 had a Vickers hardness Hv of 280 and a blast wear amount of 15%.
  • Example 9 The alkali metal-containing composite metal oxide was repeatedly fired in the same manner as in Example 2 except that the metal oxide sintered body a4 was used instead of the metal oxide sintered body a1. When the appearance of the metal oxide sintered body a4 after the 20th firing was observed, there was no deposit on the metal oxide sintered body a4, and no cracks occurred in the metal oxide sintered body a4. It was.
  • Example 10 The alkali metal-containing composite metal oxide was repeatedly fired in the same manner as in Example 4 except that the metal oxide sintered body a4 was used instead of the metal oxide sintered body a1. When the appearance of the metal oxide sintered body a4 after the 20th firing was observed, there was no deposit on the metal oxide sintered body a4, and no cracks occurred in the metal oxide sintered body a4. It was.
  • metal oxide sintered body a5 the content of K atoms is 14 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of metal oxide sintered body (a5), and the content of Al atoms is metal to oxide sintered body (a5) 100 parts by weight, was 6 parts by weight in terms of Al 2 O 3.
  • the metal oxide sintered body a5 had a Vickers hardness Hv of 370 and a blast wear amount of 5%.
  • Example 11 Manufacture of metal oxide sintered body a6> It replaced with sintering at 1350 degreeC for 2 hours, and performed by the method similar to Example 1 except sintering for 2 hours at 1200 degreeC, and obtained metal oxide sintered compact a6.
  • the content of K atoms is 11 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of metal oxide sintered body (a6)
  • the content of Al atoms is metal to oxide sintered body (a6) 100 parts by weight, was 29 parts by weight in terms of Al 2 O 3.
  • the metal oxide sintered body a6 had a Vickers hardness Hv of 260 and a blast wear amount of 17%.
  • Example 12 The alkali metal-containing composite metal oxide was repeatedly fired in the same manner as in Example 2 except that the metal oxide sintered body a6 was used instead of the metal oxide sintered body a1.
  • the metal oxide sintered body a6 was used instead of the metal oxide sintered body a1.
  • the appearance of the metal oxide sintered body a6 after the tenth firing was observed, there was no adhesion to the metal oxide sintered body a6, and no cracks occurred in the metal oxide sintered body a6.
  • the appearance of the metal oxide sintered body a6 after the 20th firing was observed, there was no deposit on the metal oxide sintered body a6, but the metal oxide sintered body a6 was cracked. Had occurred.
  • Example 13 The alkali metal-containing composite metal oxide was repeatedly fired in the same manner as in Example 4 except that the metal oxide sintered body a6 was used instead of the metal oxide sintered body a1.
  • the metal oxide sintered body a6 was used instead of the metal oxide sintered body a1.
  • the appearance of the metal oxide sintered body a6 after the tenth firing was observed, there was no adhesion to the metal oxide sintered body a6, and no cracks occurred in the metal oxide sintered body a6.
  • the appearance of the metal oxide sintered body a6 after the 20th firing was observed, there was no deposit on the metal oxide sintered body a6, but the metal oxide sintered body a6 was cracked. Had occurred.
  • the metal oxide sintered body (a7) 100 parts by weight of, was 100 parts by weight in terms of Al 2 O 3.
  • the metal oxide sintered body a7 had a Vickers hardness Hv of 220 and a blast wear amount of 25%.
  • Example 6 The alkali metal-containing composite metal oxide was repeatedly fired in the same manner as in Example 4 except that the metal oxide sintered body a7 was used instead of the metal oxide sintered body a1. Deposits were observed on the metal oxide sintered body a7 after the first firing, and cracks were also observed on the metal oxide sintered body a7.
  • Example 14 ⁇ Manufacture of metal oxide sintered body a8> Example 1 except that 21 kg of zirconium oxide (ZrO 2 , TMZ manufactured by Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd.) is used instead of 21 kg of aluminum oxide (Al 2 O 3 , A-21 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) It carried out by the same method and obtained metal oxide sintered compact a8.
  • ZrO 2 zirconium oxide
  • Al 2 O 3 Al 2 O 3 , A-21 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • the content of K atoms is 11 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide sintered body (a8), and the content of Zr atoms is metal The amount was 31 parts by weight in terms of ZrO 2 with respect to 100 parts by weight of the oxide sintered body (a8).
  • the metal oxide sintered body a8 had a Vickers hardness Hv of 400 and a blast wear amount of 3%.
  • Example 15 The alkali metal-containing composite metal oxide was repeatedly fired in the same manner as in Example 4 except that the metal oxide sintered body a8 was used instead of the metal oxide sintered body a1. When the appearance of the metal oxide sintered body a8 after the 20th firing was observed, there was no deposit on the metal oxide sintered body a8, and no cracks occurred in the metal oxide sintered body a8. It was.
  • Example 16 ⁇ Manufacture of metal oxide sintered body a9> Instead of 21 kg of aluminum oxide (Al 2 O 3 , A-21 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), cerium oxide (CeO 2 , TREIBACHER A metal oxide sintered body a9 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 21 kg of INDUSTRIE AG (Tribach Industry AG) CeO 2 -PZ250) was used.
  • INDUSTRIE AG Tribach Industry AG
  • the content of K atoms is 11 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide sintered body (a9), and the content of Ce atoms is metal The amount was 31 parts by weight in terms of CeO 2 with respect to 100 parts by weight of the oxide sintered body (a9).
  • the metal oxide sintered body a9 had a Vickers hardness Hv of 320 and a blast wear amount of 10%.
  • Example 18 The alkali metal-containing composite metal oxide was repeatedly fired in the same manner as in Example 4 except that the metal oxide sintered body a9 was used instead of the metal oxide sintered body a1. When the appearance of the metal oxide sintered body a9 after the 20th firing was observed, there was no deposit on the metal oxide sintered body a9, and no cracks occurred in the metal oxide sintered body a9. It was.
  • Example 19 ⁇ Manufacture of metal oxide sintered body a10> Example 1 except that aluminum oxide (Al 2 O 3 , Sumitomo Chemical Co., Ltd. A-21) 21 kg is replaced by 21 kg of magnesium oxide (MgO, Tateho Chemical Industries, Ltd. Pure Mag FNM-G).
  • Al 2 O 3 Sumitomo Chemical Co., Ltd. A-21
  • MgO magnesium oxide
  • a metal oxide sintered body a10 was obtained.
  • the content of K atoms is 11 parts by weight in terms of K 2 O with respect to 100 parts by weight of the metal oxide sintered body (a10)
  • the content of Mg atoms is metal It was 31 weight part in conversion of MgO with respect to 100 weight part of oxide sintered compact (a10).
  • the metal oxide sintered body a10 had a Vickers hardness Hv of 310 and a blast wear amount of 12%.
  • Example 20 The alkali metal-containing composite metal oxide was repeatedly fired in the same manner as in Example 4 except that the metal oxide sintered body a10 was used instead of the metal oxide sintered body a1. When the appearance of the metal oxide sintered body a10 after the 20th firing was observed, there was no deposit on the metal oxide sintered body a10, and no cracks occurred in the metal oxide sintered body a10. It was.
  • Example 21 In the rotary kiln of Example 7, the rotary kiln inlet temperature was 800 ° C., the maximum temperature (rotary kiln center) was 1200 ° C., the total residence time was 50 minutes, and the residence time in the maximum temperature range was 5 minutes.
  • the firing raw material c1 obtained by the method was fired. When the powder of the fired product was confirmed by X-ray powder diffraction, it was almost single-phase K 2 O ⁇ 6TiO 2 .
  • the production cost of a composite metal oxide containing an alkali metal can be reduced, and further, a composite metal oxide containing an alkali metal can be produced with high production efficiency.
  • a composite metal oxide containing can be provided.

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Abstract

　アルカリ金属を含有する組成物を焼成し、複合金属酸化物を得る際に、該組成物を、該組成物と接触する部位が金属酸化物成分で形成されている載置体に配置して焼成する複合金属酸化物の製造方法であり、該金属酸化物成分のＫ原子の含有量が、該金属酸化物成分１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で５～１３重量部であり、Ａｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量が、該金属酸化物成分１００重量部に対し、酸化物換算で１５～７０重量部であること、を特徴とする複合金属酸化物の製造方法。　本発明によれば、製造コストを低くすることができるアルカリ金属を含有する複合金属酸化物の製造方法を提供することができる。

Description

複合金属酸化物の製造方法、金属酸化物焼結体及びロータリーキルン
　本発明はアルカリ金属を含有する複合金属酸化物の製造方法に関するものである。また、本発明は、新規な金属酸化物焼結体及びそれを用いるロータリーキルンに関する。
　アルカリ金属含有複合金属酸化物、例えば、リチウム複合金属酸化物は、リチウムイオン二次電池用の電極として、カリウム複合金属酸化物は、摩擦材料用として有用な化合物である。リチウムイオン二次電池の正極活物質としては、例えば、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物等が用いられており、また、負極活物質としては、チタン酸リチウム複合酸化物等が用いられている。また、摩擦材料用として、Ｋ２Ｏ・６（ＴｉＯ２）、Ｋ２Ｏ・８（ＴｉＯ２）等が用いられている。
　これらのアルカリ金属含有複合金属酸化物は、アルカリ金属含有複合金属酸化物を製造するための製造原料の粉末を、匣鉢、坩堝(セッター)等の焼成用の部材に入れて、焼成することによって製造されている。通常、焼成用の部材には、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、ムライト、コージェライト等の焼成用の部材が使用されているが、アルカリ金属は侵食性が高いため、焼成用の部材として、反応性が低く、耐久性が高いものを選択する必要がある。例えば、特開２００４－６３２６１号公報（特許文献１）には、焼成用の耐火物として、リチウム及びコバルトを含有し、リチウム含有率が２～５質量％、コバルト含有率が２～５質量％であるアルミナ、ムライト、コージェライトからなる耐火物が記載されている。
　また、特開２００３－１４６６５８号公報（特許文献２）には、容器と焼成原料粉末との間に、炭化する材料からなるシート材を介在させ、焼成を行う複合酸化物の製造方法が記載されている。
特開２００４－６３２６１号公報（特許請求の範囲） 特開２００３－１４６６５８号公報（特許請求の範囲）
　アルミナ、マグネシア、ジルコニア、ムライト、コージェライト等の焼成用の部材は、アルカリ金属に対する耐食性が十分でないため、アルカリ金属含有複合金属酸化物を焼成した後、焼成用の部材からのアルカリ金属含有複合金属酸化物の剥離性が悪く、生成したアルカリ金属含有複合金属酸化物が焼成用の部材に付着してしまう。
　焼成用の部材に付着したアルカリ金属含有複合金属酸化物を、製品として使用することはできないため、製品の歩留まりが低下する。そして、従来の焼成用の部材には、繰り返し使用により、アルカリ金属含有複合金属酸化物が付着し易くなるので、焼成用の部材の繰り返し使用回数が増えるほど、製品の歩留まりが低下するということがあった。
　また、従来の焼成用の部材は、耐熱衝撃性が低いため、繰り返し使用により破損するため、繰り返し使用による耐久性が低いということがあった。
　これらのことから、従来のアルカリ金属含有複合金属酸化物の製造方法には、アルカリ金属含有複合金属酸化物の製造コストが高くなってしまうという問題があった。
　また、焼成用の部材へのアルカリ金属含有複合金属酸化物の付着を防ぐために、アルカリ金属含有複合金属酸化物の焼成原料と耐火物との間に、焼成時に炭化するシート材を介在させる場合は、製造原料を連続的に焼成すること、例えば、ロータリーキルン炉中で焼成することができず、製造効率を向上させることはできないという問題もあった。
　従って、本発明の目的は、アルカリ金属を含有する複合金属酸化物の焼成原料組成物を焼成するにあたって、焼成後のアルカリ金属を含有する複合金属酸化物が焼成用の部材に付着し難く、且つ、焼成用の部材の耐久性を高くすることにより、製造コストを低くすることができる複合金属酸化物の製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、更に、製造効率が高い複合金属酸化物の製造方法を提供することにある。
　かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、Ｋ原子の含有量が特定の範囲であり且つＡｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量が特定の範囲である金属酸化物成分は、焼成時に生成したアルカリ金属含有複合金属酸化物が付着し難く、且つ、耐熱衝撃性が高いため、繰り返し使用による耐久性が高いということを見出し、本発明を完成させるに至った。
　すなわち、本発明（１）は、アルカリ金属を含有する組成物を焼成し、複合金属酸化物を得る際に、該組成物を、該組成物と接触する部位が金属酸化物成分で形成されている載置体に配置して焼成する複合金属酸化物の製造方法であり、該金属酸化物成分中のＫ原子の含有量が、該金属酸化物成分１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で５～１３重量部であり、Ａｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量が、該金属酸化物成分１００重量部に対し、酸化物換算で１５～７０重量部であること、を特徴とする複合金属酸化物の製造方法を提供するものである。
　また、本発明（２）は、カリウム含有複合金属酸化物と、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、マグネシウム化合物及びセリウム化合物から選択される１種以上の化合物と、を含有する原料を焼結させて得られる金属酸化物焼結体であり、該金属酸化物焼結体中のＫ原子の含有量が、該金属酸化物焼結体１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で５～１３重量部であり、Ａｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量が、該金属酸化物焼結体１００重量部に対し、酸化物換算で１５～７０重量部であり、ビッカース硬度が２６０以上であることを特徴とする金属酸化物焼結体を提供するものである。
　また、本発明（３）は、レトルトの内壁が、本発明（２）の金属酸化物焼結体であることを特徴とするロータリーキルンを提供するものである。
　本発明によれば、焼成後のアルカリ金属を含有する複合金属酸化物が載置体に付着し難く、且つ、載置体の耐久性が高くなるので、製造コストを低くすることができる。更に、本発明によれば、製造効率が高い複合金属酸化物の製造方法を提供することができる。
　本発明の複合金属酸化物の製造方法は、アルカリ金属を含有する組成物を焼成し、複合金属酸化物を得る際に、該組成物を、該組成物と接触する部位が金属酸化物成分で形成されている載置体に配置して焼成する複合金属酸化物の製造方法であり、該金属酸化物成分中のＫ原子の含有量が、該金属酸化物成分１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で５～１３重量部であり、Ａｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量が、該金属酸化物成分１００重量部に対し、酸化物換算で１５～７０重量部であること、を特徴とする複合金属酸化物の製造方法である。
　なお、以下、本発明の複合金属酸化物の製造方法により得られる複合金属酸化物を、「複合金属酸化物Ａ」とも記載し、また、アルカリ金属を含有する組成物（複合金属酸化物Ａの焼成原料）と接触する金属酸化物成分を製造するための製造原料であるカリウム含有複合金属酸化物を、「カリウム含有複合金属酸化物Ｂ」とも記載する。
　本発明の複合金属酸化物の製造方法では、複合金属酸化物の原料であるアルカリ金属を含有する組成物を焼成するときに、焼成原料であるアルカリ金属を含有する組成物と接触する部位に、金属酸化物成分中のＫ原子の含有量が、金属酸化物成分１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で５～１３重量部であり、Ａｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量が、金属酸化物成分１００重量部に対し、酸化物換算で１５～７０重量部である金属酸化物成分を配置させて焼成する。
　本発明の複合金属酸化物の製造方法に係るアルカリ金属を含有する組成物（以下、焼成原料とも記載する。）は、複合金属酸化物Ａを製造するための原料であり、アルカリ金属化合物を含有する。焼成原料に含有されるアルカリ金属化合物は、複合金属酸化物Ａのアルカリ金属源となる原料化合物であり、アルカリ金属原子を有する化合物である。焼成原料に係るアルカリ金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム等であり、これらのうち、リチウム、ナトリウム、カリウムが好ましく、リチウム、カリウムが特に好ましい。焼成原料に係るアルカリ金属化合物としては、焼成原料に係るアルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物（塩化物、臭化物、沃化物）、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、蓚酸塩等や、焼成原料に係るアルカリ金属原子を有する複合金属酸化物、例えば、アルカリ金属を含有する遷移金属酸化物等が挙げられる。焼成原料に係るアルカリ金属化合物は、１種単独であっても２種以上の組み合わせであってもよい。
　また、焼成原料は、焼成温度よりも低い温度で仮焼成された焼成原料の仮焼物であってもよい。
　また、焼成原料としては、焼成により生成させる複合金属酸化物Ａと化学組成が同じ複合金属酸化物が挙げられる。なお、以下、焼成により生成させる複合金属酸化物Ａと化学組成が同じである焼成原料の複合金属酸化物を、複合金属酸化物Ｃとも記載する。本発明の複合金属酸化物の製造方法において、焼成原料として、焼成により生成させる複合金属酸化物Ａと化学組成が同じである複合金属酸化物Ｃを用いる目的は、焼成により、焼成原料である複合金属酸化物Ｃの結晶性、耐蝕性、耐摩耗性、耐火度、耐熱性等の物理的性質を変化させ、複合金属酸化物Ｃとは物理的性質が異なる複合金属酸化物Ａを製造するためである。例えば、本発明の複合金属酸化物の製造方法において、焼成原料として、化学組成がＫ２Ｏ・６（ＴｉＯ２）（複合金属酸化物Ｃ）を用いて、焼成を行うことにより、焼成前のＫ２Ｏ・６（ＴｉＯ２）（複合金属酸化物Ｃ）よりは結晶性が高いＫ２Ｏ・６（ＴｉＯ２）（複合金属酸化物Ａ）へと、物理的性質を変化させることができる。
　本発明の複合金属酸化物の製造方法に係るアルカリ金属を含有する組成物は、アルカリ金属化合物以外に、複合金属酸化物Ａの種類により、適宜、遷移金属化合物、マグネシム化合物、アルミニウム化合物、珪素化合物を含有する。アルカリ金属を含有する組成物に含有されている遷移金属化合物は、複合金属酸化物Ａの遷移金属源となる原料化合物であり、遷移金属原子を有する化合物であり、また、アルカリ金属を含有する組成物に含有されているマグネシウム化合物は、複合金属酸化物Ａのマグネシウム源となる原料化合物であり、マグネシウム原子を有する化合物であり、また、アルカリ金属を含有する組成物に含有されているアルミニウム化合物は、複合金属酸化物Ａのアルミニウム源となる原料化合物であり、アルミニウム原子を有する化合物であり、また、アルカリ金属を含有する組成物に含有されている珪素化合物は、複合金属酸化物Ａの珪素源となる原料化合物であり、珪素原子を有する化合物である。アルカリ金属を含有する組成物に係る遷移金属原子は、コバルト、鉄、ニッケル、マンガン、クロム、スカンジウム、チタン、バナジウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ等であり、これらのうち、コバルト、鉄、ニッケル、マンガン、チタンが好ましく、チタンが特に好ましい。アルカリ金属を含有する組成物に係る遷移金属化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物、珪素化合物としては、アルカリ金属を含有する組成物に係る遷移金属、マグネシウム、アルミニウム、珪素の酸化物、ハロゲン化物（塩化物、臭化物、沃化物）、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、蓚酸塩等が挙げられる。アルカリ金属を含有する組成物に係る遷移金属化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物、珪素化合物は、１種単独であっても２種以上の組み合わせであってもよい。また、アルカリ金属を含有する組成物は、アルカリ金属化合物、遷移金属化合物、マグネシム化合物、アルミニウム化合物及び珪素化合物以外にも、他の金属化合物を含有していてもよい。なお、アルカリ金属を含有する組成物中の各原料化合物の組み合わせは、どのような複合金属酸化物Ａを製造するかによって、適宜選択される。
　本発明の複合金属酸化物の製造方法では、先ず、アルカリ金属化合物と、複合金属酸化物Ａの種類に応じて、遷移金属化合物、マグネシム化合物、アルミニウム化合物、珪素化合物等のアルカリ金属化合物以外の原料化合物と、を所定量秤量し、秤量された各原料化合物を混合し、必要に応じて更に成形して、アルカリ金属を含有する組成物（焼成原料）を得る。次いで、得られたアルカリ金属を含有する組成物（焼成原料）を、載置体に配置し、所定雰囲気、所定温度にて、所定時間焼成し、複合金属酸化物Ａを得る。アルカリ金属を含有する組成物を焼成するときの焼成雰囲気は、アルカリ金属を含有する組成物の種類により適宜選択されるが、例えば、酸素ガス、空気等の酸化性雰囲気、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気である。また、アルカリ金属を含有する組成物を焼成するときの焼成温度は、アルカリ金属を含有する組成物又は複合金属酸化物Ａの種類により、例えば、６００～１５００℃程度の温度範囲で、適宜選択される。また、その他の焼成条件も、アルカリ金属を含有する組成物又は複合金属酸化物Ａの種類により適宜設定され、例えば、昇温速度は、４．５℃／分～２００℃／分、焼成時間は２０分～５時間の範囲で、適宜選択される。
　例えば、アルカリ金属を含有する組成物の焼成温度は、複合金属酸化物Ａが、リチウムコバルト複合酸化物（例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＣｏ１－ｘ－ｙＭｇｘＡｌｙＯ２）、リチウムニッケル複合酸化物（例えば、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉ１－ｘＣｏｘＯ２、ＬｉＮｉ１－ｘ－ｙＣｏｘＡｌｙＯ２、ＬｉＮｉ１－ｘ－ｙＣｏｘＭｎｙＯ２）、リチウムマンガン複合酸化物（例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＭｎ２－ｘＣｒｘＯ４、ＬｉＭｎ２－ｘＡｌｘＯ４、ＬｉＭｎ２－ｘＮｉｘＯ４）、リチウムチタン複合酸化物（例えば、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）の場合は、焼成温度は６００℃以上であり、また、リチウムランタンジルコニウム複合酸化物（例えば、Ｌｉ７＋ｘＬａ３Ｚｒ２Ｏ１２＋（ｘ／２）（－５＜ｘ＜３））、リチウムランタンチタン複合酸化物（例えば、ＬｉｘＬａ（２－ｘ）／３ＴｉＯ３（ｘ＝０．１～０．５））の場合は、焼成温度は１０００℃以上であり、また、Ｋ２Ｏ・ｎ（ＴｉＯ２）（ｎ＝４～８）（例えば、Ｋ２Ｏ・４（ＴｉＯ２）、Ｋ２Ｏ・６（ＴｉＯ２）、Ｋ２Ｏ・８（ＴｉＯ２））の場合は、焼成温度は１０００℃以上である。このようなことから、焼成温度は６００℃以上が好ましい。ただし、これに制限されるものではない。
　本発明の複合金属酸化物の製造方法により製造される複合金属酸化物Ａは、アルカリ金属を含有する複合金属酸化物であり、複合金属酸化物Ａとしては、例えば、リチウムコバルト複合酸化物（例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＣｏ１－ｘ－ｙＭｇｘＡｌｙＯ２）；リチウムニッケル複合酸化物（例えば、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉ１－ｘＣｏｘＯ２、ＬｉＮｉ１－ｘ－ｙＣｏｘＡｌｙＯ２、ＬｉＮｉ１－ｘ－ｙＣｏｘＭｎｙＯ２）；リチウムマンガン複合酸化物（例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＭｎ２－ｘＣｒｘＯ４、ＬｉＭｎ２－ｘＡｌｘＯ４、ＬｉＭｎ２－ｘＮｉｘＯ４）；リチウムチタン複合酸化物（例えば、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）；リチウムランタンジルコニウム複合酸化物（例えば、Ｌｉ７+ｘＬａ３Ｚｒ２Ｏ１２+(ｘ/２）（－５＜ｘ＜３））；リチウムランタンチタン複合酸化物（例えば、ＬｉｘＬａ（２－ｘ）／３ＴｉＯ３（０．１≦ｘ≦０．５））；Ｋ２Ｏ・ｎ（ＴｉＯ２）（４≦ｎ≦８）（例えば、Ｋ２Ｏ・４（ＴｉＯ２）、Ｋ２Ｏ・６（ＴｉＯ２）、Ｋ２Ｏ・８（ＴｉＯ２））；リチウムランタンハフニウム複合酸化物（例えば、Ｌｉ７Ｌａ３Ｈｆ２Ｏ１２）；リチウムリン複合酸化物（例えば、ＬｉｘＭＰＯ４（Ｍ
はＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素）、ＬｉｘＶＰＯ４Ｆ（０≦ｘ≦１））；Ｌｉ１＋ｘＭｘＴｉ２－ｘ（ＰＯ４）３（ＭはＡｌ、Ｙ、Ｇａ、Ｉｎ及びＬａよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素、０≦ｘ≦０．６））；ＮＡＳＩＣＯＮ型複合酸化物（例えば、ＬｉＴｉ２（ＰＯ４）３、ＬｉＺｒ２（ＰＯ４）３、ＬｉＧｅ２（ＰＯ４）３）、β－Ｆｅ２（ＳＯ４）型Ｌｉ３Ｍ２（ＰＯ４）３（ＭはＩｎ、Ｓｃ等の異種元素））；リチウムランタンチタンリン複合酸化物等が挙げられる。
　本発明の複合金属酸化物の製造方法に係る載置体は、焼成の際に、複合金属酸化物Ａの原料であるアルカリ金属を含有する組成物と接触する焼結用治具や焼成炉の部品であり、例えば、坩堝、匣鉢、セッター、反応管、炉内壁、目砂、組成物の成形体を吊り下げる治具等が挙げられる。
　本発明の複合金属酸化物の製造方法に係る載置体は、アルカリ金属を含有する組成物と接触する部分が、特定の組成の金属酸化物成分で形成されている載置体である。以下、焼成原料と接触している載置体の部位を形成している金属酸化物成分を、本発明に係る金属酸化物成分とも記載する。
　本発明に係る金属酸化物成分は、Ｋ原子の含有量が、金属酸化物成分１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で５～１３重量部であり、且つ、Ａｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量が、金属酸化物成分１００重量部に対し、酸化物換算で１５～７０重量部である金属酸化物成分である。
　本発明に係る金属酸化物成分中のＫ原子の含有量は、金属酸化物成分１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で５～１３重量部、好ましくは７～１３重量部である。本発明に係る金属酸化物成分中のＫ原子の含有量が上記範囲にあることにより、焼成時に生成する複合金属酸化物Ａが載置体（金属酸化物成分）に付着するのを防ぐことができ、載置体の繰り返し使用回数を高くすることができ、また、載置体（金属酸化物成分）の強度と耐摩耗性を高くすることができる。なお、Ｋ２Ｏ換算のカリウム原子の含有量とは、本発明に係る金属酸化物成分中のカリウム原子が全てＫ２Ｏの状態で存在していると仮定したときの、本発明に係る金属酸化物成分１００重量部に対するＫ２Ｏの含有量を指す（後述する本発明の金属酸化物焼結体についても同様である。）。
　本発明に係る金属酸化物成分中のＡｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量は、本発明に係る金属酸化物成分１００重量部に対し、酸化物換算で１５～７０重量部、好ましくは２５～４８重量部である。本発明に係る金属酸化物成分中のＡｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量が上記範囲にあることにより、焼成時に生成する複合金属酸化物Ａが載置体（金属酸化物成分）に付着するのを防ぐことができ、載置体の繰り返し使用回数を高くすることができ、また、載置体の強度と耐摩耗性を高くすることができる。なお、酸化物換算のＡｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量とは、本発明に係る金属酸化物成分中のＡｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の全てが、Ａｌ原子についてはＡｌ２Ｏ３で、Ｚｒ原子についてはＺｒＯ２で、Ｍｇ原子についてはＭｇＯで、Ｃｅ原子についてはＣｅＯ２で存在していると仮定したときの、本発明に係る金属酸化物成分１００重量部に対するＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＯ及びＣｅＯ２の合計含有量を指す（後述する本発明の金属酸化物焼結体についても同様である。）。
　そして、本発明に係る金属酸化物成分は、カリウム含有複合金属酸化物Ｂと、Ａｌ、Ｚｒ、Ｍｇ及Ｃｅから選択される１種以上の酸化物又はＡｌ、Ｚｒ、Ｍｇ及Ｃｅから選択される２種以上からなる複合金属酸化物と、を、酸化物換算で、上記含有量で含有することにより、焼成時に生成する複合金属酸化物Ａが載置体（金属酸化物成分）に付着するのを防ぐことができ、載置体の繰り返し使用回数を高くすること、載置体の耐久性を高くすること、及び載置体の耐摩耗性と強度を高くすることができる。
　また、本発明に係る金属酸化物成分は、ビッカース硬度が２６０以上であることが好ましい。本発明に係る金属酸化物成分のビッカース硬度が上記範囲にあることにより、焼成時に生成するアルカリ金属含有複合金属酸化物Ａが載置体（金属酸化物成分）に付着するのを防ぐことができ、載置体の繰り返し使用回数を高くすることができ、また、載置体の強度と耐摩耗性を高くすることができる。更に、本発明に係る金属酸化物成分のブラスト磨耗量が１８％以下であることが好ましい。本発明に係る金属酸化物成分のビッカース硬度及びブラスト磨耗量が上記範囲にあることにより、焼成時に生成するアルカリ金属含有複合金属酸化物Ａが載置体（金属酸化物成分）に付着するのを防ぐことができ、載置体の繰り返し使用回数を高くすることができ、また、載置体の強度と耐摩耗性を高くすることができる。なお、本発明に係る金属酸化物成分のブラスト磨耗量とは、アルミナ０．３ｍｍ粒を圧力０．５ＭＰａにて金属酸化物成分表面に１分間吹きつけ、この吹付けの衝撃による重量減少率である。従って、本発明に係る金属酸化物成分のブラスト磨耗量は、ブラスト前の重量をＷａ（ｇ）、ブラスト後の磨耗量（重量減少量）（ｇ）をΔＷとしたとき、（ΔＷ／Ｗａ）×１００（％）で表される。
　本発明の複合金属酸化物の製造方法において、アルカリ金属を含有する組成物と接触する金属酸化物成分（本発明に係る金属酸化物成分）は、複数の金属酸化物が焼結することにより形成されている金属酸化物の焼結体であることが好ましい。本発明に係る金属酸化物成分として好適に用いられる金属酸化物の焼結体としては、以下の本発明の金属酸化物焼結体が挙げられる。
　本発明の金属酸化物焼結体は、カリウム含有複合金属酸化物Ｂと、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、マグネシウム化合物及びセリウム化合物から選択される１種以上の化合物と、を含有する原料（以下、焼結体原料とも記載する。）を焼結させて得られる金属酸化物焼結体である。
　焼結体原料に含有されるカリウム含有複合金属酸化物Ｂとしては、カリウム原子を有する複合金属酸化物であれば、特に制限されず、例えば、Ｋ２Ｏ・ｎ（ＴｉＯ２）（ｎは４～８）等が挙げられ、更に具体的には、Ｋ２Ｏ・４（ＴｉＯ２）、Ｋ２Ｏ・６（ＴｉＯ２）、Ｋ２Ｏ・８（ＴｉＯ２）等が挙げられる。また、カリウム含有複合金属酸化物Ｂとしては、他に、Ｋ０．８Ｔｉ１．６Ｍｇ０．４Ｏ４、Ｋ０．８Ｔｉ１．６Ｎｉ０．４Ｏ４、Ｋ０．８Ｔｉ１．２Ｆｅ０．８Ｏ４、Ｋ０．８Ｔｉ１．２Ｍｎ０．８Ｏ４等が挙げられる。カリウム含有複合金属酸化物Ｂの純度は、９８質量％以上が好ましい。また、アルカリ金属を含有する組成物を焼成することにより生成する複合金属酸化物Ａが、カリウム金属含有複合金属酸化物である場合は、焼結体原料に含有されるカリウム含有複合金属酸化物Ｂとしては、焼成原料を焼成することにより生成するカリウム金属を含有する複合金属酸化物Ａと同種のカリウム含有複合金属酸化物であることが好ましい。なお、同種のカリウム含有複合金属酸化物とは、カリウム複合金属酸化物を構成する金属酸化物の金属種が同じであることを指し、組成まで同一であってもよいし、組成が異なっていてもよい。
　焼結体原料に係るカリウム含有複合金属酸化物Ｂの平均粒径（Ｄ５０）は、好ましくは２～１０μｍである。焼結体原料に係るカリウム含有複合金属酸化物Ｂの平均粒径が上記範囲にあることにより、本発明の金属酸化物焼結体の強度を高くすることができ、また、焼成時に生成する複合金属酸化物Ａが本発明の金属酸化物焼結体に付着するのを防ぐ効果を高くすることができる。なお、本発明において、平均粒径は、試料５ｇを水２００ｇに２．４質量％の濃度で加えた後、超音波分散装置にて５分間分散させ、分散液をレーザー回折／散乱式の粒度分布測定装置（ＬＡ－９１０、株式会社堀場製作所製、レーザー回折法）にて測定されるＤ５０の値である。
　焼結体原料に係るアルミニウム化合物としては、α－アルミナ、γ－アルミナ、キブサイト、バイヤライト、ベーマイト等の水酸化アルミニウムなどが挙げられ、また、ジルコニウム化合物としては、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、水酸化ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニウム、部分安定化ジルコニア、安定化ジルコニア等が挙げられ、また、マグネシウム化合物としては、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム等が挙げられ、また、セリウム化合物としては、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、炭酸セリウム等が挙げられる。これらのうち、α－アルミナ、γ－アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化セリウムが、焼結時の本発明の金属酸化物焼結体の変形が小さくなる点で好ましい。
　焼結体原料に係るアルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、及びマグネシウム化合物の平均粒径は（Ｄ５０）は、好ましくは１～１０μｍである。また、焼結体原料に係るセリウム化合物の平均粒径（Ｄ５０）は、好ましくは５μｍ以下、特に好ましくは０．２～５μｍである。焼結体原料に係るアルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、マグネシウム化合物及びセリウム化合物の平均粒径が上記範囲にあることにより、本発明の金属酸化物焼結体の強度を高くすることができ、また、焼成時に生成する複合金属酸化物Ａが本発明の金属酸化物焼結体に付着するのを防ぐ効果を高くすることができる。
　焼結体原料は、必要に応じて、有機物系バインダーを含有することができる。焼結体原料に係る有機系バインダーとしては、２５０～９５０℃で熱分解する固体の有機物系バインダー、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニール系ポリマー、ポリイミド、ナイロン系ポリマー、ポリウレタン、セルロース等が挙げられる。また、焼結体原料に係る有機系バインダーは、液体の有機系バインダーであってもよい。焼結体原料中の有機物系バインダーの含有量は、カリウム含有複合金属酸化物Ｂ、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、マグネシウム化合物及びセリウム化合物の合計１００重量部に対し、固形分で、好ましくは０．５～４重量部、特に好ましくは１～３重量部である。焼結体原料中の有機物系バインダーの含有量が上記範囲にあることにより、本発明の金属酸化物焼結体の強度を高くすることができ、また、焼成時に生成する複合金属酸化物Ａが本発明の金属酸化物焼結体に付着するのを防ぐ効果を高くすることができる。
　焼結体原料は、必要に応じて、成形助剤、分散剤等を含有することができる。例えば、成形助剤は、成形時の成形密度の向上や、型からの離型性を高めるために用いられる。分散剤は、焼結体原料の原料化合物の分散性の向上と、後述するスプレードライヤー時の顆粒の取扱い性、乾燥効率の向上等の目的で用いられる。分散剤としては、例えば、ポリカルボン酸アンモニウム塩系の分散剤等が挙げられる。
　焼結体原料を焼結させることにより得られる本発明の金属酸化物焼結体中のＫ原子の含有量は、金属酸化物焼結体１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で５～１３重量部であり、且つ、Ａｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量が、金属酸化物焼結体１００重量部に対し、酸化物換算で１５～７０重量部である。本発明の金属酸化物焼結体中のＫ原子の含有量は、好ましくは、金属酸化物焼結体１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で７～１３重量部である。本発明に係る金属酸化物焼結体中のＡｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量は、好ましくは、本発明の金属酸化物焼結体１００重量部に対し、酸化物換算で２５～４８重量部である。
　また、本発明の金属酸化物焼結体のビッカース硬度が２６０以上であることが好ましい。更に、本発明の金属酸化物焼結体のブラスト磨耗量が１８％以下であることが好ましい。
　本発明の金属酸化物焼結体では、Ｋ原子の含有量と、Ａｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量とが、特定の範囲にある。言い換えると、本発明の金属酸化物焼結体は、カリウム含有複合金属酸化物と、Ａｌ、Ｚｒ、Ｍｇ及Ｃｅから選択される１種以上の酸化物又はＡｌ、Ｚｒ、Ｍｇ及Ｃｅから選択される２種以上からなる複合金属酸化物と、が、特定の含有量で焼結している焼結体である。
　なお、本発明の金属酸化物焼結体中のＫ原子、Ａｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の含有量が、上記範囲となるように、焼結体原料に含有させるカリウム含有複合金属酸化物Ｂと、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、マグネシウム化合物及びセリウム化合物から選択される１種以上の化合物の量を調節する。
　本発明に係る金属酸化物成分の製造方法の一例を以下に示す。なお、以下に示す本発明の金属酸化物成分の製造方法は、一例であって、本発明に係る金属酸化物成分は、以下の製造方法に従って製造されたものに限定されるものではない。
　先ず、本発明に係る金属酸化物成分を製造するための製造原料（以下、単に、製造原料とも記載する。）、すなわち、カリウム含有複合金属酸化物Ｂと、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、マグネシウム化合物及びセリウム化合物から選ばれる少なくとも１種と、を用意する。
　次いで、製造原料のカリウム含有複合金属酸化物Ｂと、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、マグネシウム化合物及びセリウム化合物から選ばれる少なくとも１種と、必要に応じて用いられる有機物系バインダー、成形助剤、分散剤等と、を、ミキサー、ボールミル等の公知の手段で、粉砕及び混合して、焼結体原料を得る。粉砕及び混合は、湿式又は乾式のいずれでもよい。
　製造原料を湿式で粉砕及び混合する場合、水、アルコール等の溶媒を用いることができ、均一なスラリー状態となるまで粉砕及び混合を行う。次いで、湿式での粉砕及び混合により得られたスラリーを乾燥するが、通常、スプレードライヤーを用いて、スラリーの乾燥を行う。スプレードライヤーを用いる乾燥とは、スラリーを熱風中に噴霧して、乾燥粉を得る乾燥方法である。噴霧方法としては、回転円板方式、加圧ノズル方式、２流体ノズル方式等がある。通常、スプレードライヤーを用いるスラリーの乾燥では、２００～２５０℃の温度の熱風の中に、スラリーを吹き込み、平均粒径が１０～５００μｍの粒子を得る。そして、成形時の充填性を高くするために、好ましくは、平均粒径が２０～２００μｍの粒子を得る。
　次いで、製造原料を粉砕及び混合して得た焼結体原料を、型に入れ、一軸プレス機、ＣＩＰ（冷間静水等方圧プレス機）等を用いて圧縮して、焼結体原料の成形体を得る。
　また、製造原料を湿式で粉砕及び混合する場合、粉砕及び混合して得られたスラリーを、キャスティング成形、押し出し、ドクターブレード成形にて、厚さ０．１～２００ｍｍのシート状に成形した後乾燥することにより、焼結体原料の成形体を得ることもできる。また、スラリーを公知の方法で耐熱性の基材上に塗布し、基材上に焼結体原料の成形体を得ることもできる。
　次いで、焼結体原料中の原料化合物が全て金属酸化物の場合は、焼結体原料の成形体を加熱して、金属酸化物を焼結させることにより、本発明に係る金属酸化物成分を得る。また、焼結体原料中の原料化合物が金属酸化物ではない場合は、焼結体原料中の各原料化合物を酸化させて金属酸化物に変化させ、更に、生成した金属酸化物を焼結させることにより、本発明に係る金属酸化物成分を得る。焼結体原料を加熱して焼結させるときの焼結温度は、焼成原料を焼成するときの焼成温度より高い温度であり、適宜選択される。焼結温度は、カリウム含有複合金属酸化物Ｂの融点より５０℃低い温度以上の温度が好ましく、カリウム含有複合金属酸化物Ｂの融点より３０℃低い温度以上の温度が特に好ましい。例えば、カリウム含有複合金属酸化物ＢがＫ２Ｏ・ｎ（ＴｉＯ２）（ｎ＝６）の場合、焼結温度は、１３００℃以上、好ましくは１３２０℃以上であることが、金属酸化物成分の硬度、磨耗性、熱衝撃性の性能を高くすることができる点で好ましい。また、経済性、加熱方式の観点からは、焼結体原料の成形体の焼結温度は、１５５０℃以下が好ましい。製造原料を焼結するときの雰囲気は、焼結体原料中の原料化合物のうちに１つでも、金属酸化物ではないものがある場合は、酸素ガス、空気等の酸化性雰囲気であり、また、焼結体原料の原料化合物の全てが、金属酸化物である場合は、酸素ガス、空気等の酸化性雰囲気であっても、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性雰囲気であってもよい。焼結体原料を加熱するときの昇温速度、焼結時間、降温速度としては、本発明に係る金属酸化物焼結体の形状、大きさに応じて、変形をおこさないような昇温速度、焼結時間、降温速度を選択する。通常、２０～１００℃／時間の速度で昇温して、４００～５００℃にて１～５時間保持し、次いで、焼結温度（例えば、１１００～１５５０℃）まで、２０～１００℃／時間の速度で昇温して、焼結温度にて２～６時間保持し、次いで、１０～２００℃／時間の速度で降温する。なお、カリウム含有複合金属酸化物Ｂの融点より５０℃低い温度以上の温度について説明すると、例えば、カリウム含有複合金属酸化物Ｂの融点が１３５０℃である場合、カリウム含有複合金属酸化物Ｂの融点より５０℃低い温度は１３００℃であるので、カリウム含有複合金属酸化物Ｂの融点より５０℃低い温度以上の温度とは、１３００℃以上の温度を指す。
　そして、本発明の複合金属酸化物の製造方法では、アルカリ金属を含有する組成物と接触する載置体の部位に、本発明に係る金属酸化物成分を配置させて、アルカリ金属を含有する組成物を焼成する。つまり、本発明の複合金属酸化物の製造方法では、アルカリ金属を含有する組成物を、アルカリ金属を含有する組成物と接触する部位が本発明に係る金属酸化物成分で形成されている載置体に配置して、焼成する。
　アルカリ金属を含有する組成物（焼成原料）を、焼成原料と接触する部位が、本発明に係る金属酸化物成分で形成されている載置体に配置して、焼成する方法としては、特に制限されず、例えば、
（ｉ）本発明に係る金属酸化物成分からなる坩堝、匣鉢、セッター、反応管等の中で、焼成原料を焼成する方法、
（ｉｉ）本発明に係る金属酸化物成分によりコーティングされた坩堝、匣鉢、セッター、反応管等の中で、焼成原料を焼成する方法、
（ｉｉｉ）焼成原料と接触する部位に、本発明に係る金属酸化物成分からなる内壁を配置した反応炉内で、焼成原料を焼成する方法、
（ｉｖ）目砂を敷いた本発明に係る金属酸化物成分からなるセッター上に、焼成原料を載置して焼成する方法、
（ｖ）本発明に係る金属酸化物成分からなる目砂を敷いたセッター上に、焼成原料を載置して焼成する方法、
（ｖｉ）本発明に係る金属酸化物成分からなる治具（例えばピン）に吊り下げ、焼成原料の成形体を焼成する方法、
等が挙げられる。上記（ｉｉｉ）の方法の形態例としては、例えば、レトルト内に本発明に係る金属酸化物成分からなる内壁を配置したロータリーキルン中で、焼成原料を焼成する方法が挙げられる。
　本発明のロータリーキルンは、レトルトの内壁が、本発明の金属酸化物焼結体であることを特徴とするロータリーキルンである。なお、外熱式ロータリーキルンの耐熱金属製の円筒状のレトルトに係る耐熱金属としては、焼成温度によるが、焼成温度１０００℃以上ではＣｒ－Ａl－Ｆｅ合金（例えば、Ｃｒ２２（ａｔ％）－Ａｌ５．８（ａｔ％）～４．３（ａｔ％）－Ｆｅ（残部））、ニッケル－クロム合金（例えば、Ｃｒ２０（ａｔ％）－Ｎｉ（ａｔ％）、Ｃｒ１５（ａｔ％）－Ｎｉ６０（ａｔ％）－Ｆｅ２５（ａｔ％））等が挙げられる。
　本発明の複合金属酸化物の製造方法では、アルカリ金属を含有する組成物を焼成するときに、アルカリ金属を含有する組成物と接触する載置体の部位を、本発明に係る金属酸化物成分とすることにより、本発明に係る金属酸化物成分と焼成物との反応を少なくすること、本発明に係る金属酸化物成分への生成した複合酸化物Ａの付着を少なくすることができるので、複合金属酸化物Ａを歩留まり良く得ることができる。また、本発明の複合金属酸化物の製造方法では、耐熱衝撃性が高い本発明に係る金属酸化物成分を用いているので、繰り返し焼成、例えば、２０回程度繰り返し焼成を行っても、焼成後に本発明の金属酸化物成分にクラックは発生しない。これらのことから、本発明の複合金属酸化物の製造方法によれば、複合金属酸化物Ａの製造コストを低くすることができる。
　更に、本発明の複合金属酸化物の製造方法では、外熱式ロータリーキルンの耐熱金属製の円筒状のレトルトの内壁として、本発明の金属酸化物焼結体を配置することにより、焼成原料を連続的に焼成できるので、本発明の複合金属酸化物の製造方法によれば、複合金属酸化物Ａの製造効率を高くすることができる。
　以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
（平均粒径の測定方法）
　試料５ｇを水２００ｇに２．４質量％の濃度で加えた後、超音波分散装置にて５分間分散させ、分散液をレーザー回折／散乱式の粒度分布測定装置（ＬＡ－９１０、株式会社堀場製作所製、レーザー回折法）にて測定し、平均粒径を測定した。
（Ｘ線粉末回折）
　下記の装置を用い、以下の条件にて、試料の結晶型を特定した。
　　　Ｘ線回折装置：ＲＩＮＴ／Ｕｌｔｉｍａ+（株式会社リガク製）
　　　Ｘ線管球：Ｃｕ
　　　管電圧及び管電流：４０ｋＶ、２０ｍＡ
　　　スリット：ＤＳ-ＳＳが１度、ＲＳが０．３ｍｍ
　　　スキャンスピード：５°／分
　　　測定範囲：２０°～４０°
　　　モノクロメータ：グラファイト
　　　測定間隔：０．０２度
　　　計数方法：定時計数法
（焼結体の密度の測定方法）
　アルキメデス法にて焼結体の密度を測定した。
（Ｋ原子、Ａｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の含有量）
　ＩＣＰ法により、金属酸化物焼結体中のＫ原子、Ａｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の含有量を測定した。求めた含有量より、Ｋ原子の含有量をＫ２Ｏ換算し、Ａｌ原子の含有量をＡｌ２Ｏ３換算し、Ｚｒ原子の含有量をＺｒＯ２換算し、Ｍｇ原子の含有量をＭｇＯ換算し、Ｃｅ原子の含有量をＣｅＯ２換算した。
（ビッカース硬度Ｈｖ）
　各金属酸化物焼結体より試験片を採取し、ビッカース硬度計（株式会社アカシＡＶＫ-Ａ）を用いて測定した。
（ブラスト磨耗量）
　アルミナ０．３ｍｍ粒を圧力０．５ＭＰａにて、各金属酸化物焼結体より採取した試験片表面全体に１分間吹きつけ、この吹付けの衝撃による重量減少率を測定した。ブラスト磨耗量を、ブラスト前の重量をＷａ（ｇ）、ブラスト後の磨耗量（重量減少量）をΔＷ（ｇ）としたとき、（ΔＷ／Ｗａ）×１００（％）の計算式で算出した。
（実施例１）
＜金属酸化物焼結体ａ１の製造＞
　Ｋ２Ｏ・６（ＴｉＯ２）粉末（東邦マテリアル株式会社製　ＴＯＦＩＸ－ＳＮ）（平均粒径：６．５μｍ）５２．５ｋｇ、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、住友化学株式会社製　Ａ－２１）２１ｋｇ、ポリカルボン酸アンモニウム塩系分散剤（互応化学工業株式会社製　ＫＥ－５１１）７３５ｇ、及び水３７リットルを１５分間混合した。この混合粉末を、スプレードライヤー（大川原化工機株式会社製　型式ＦＯＣ２０）にて、噴霧造粒を行い、造粒粉末ｄ１を得た。条件は、熱風温度２５０℃、排風温度１００℃、アトマイザー回転数１２０００ｒｐｍであった。
　得られた造粒粉末（ｄ１）２００ｇを、面圧１０００ｋｇ／ｃｍ２にて１００ｍｍ角の大きさに成形した。次いで、得られた成形体を、空気中にて、５０℃／時間で昇温し、１３５０℃にて２時間焼結した後、５０℃／時間にて降温し、金属酸化物焼結体ａ１を得た。金属酸化物焼結体ａ１中、Ｋ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ１）１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で１１重量部であり、Ａｌ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ１）１００重量部に対し、Ａｌ２Ｏ３換算で３１重量部であった。また、金属酸化物焼結体ａ１のビッカース硬度Ｈｖは３１０、ブラスト磨耗量は１０％であった。
（実施例２）
　純度９９．９％の酸化チタン粉末（東邦チタニウム株式会社製、ルチル化率９０％）２９１．２５ｇと、純度９９．０％の炭酸リチウム粉末（和光純薬工業株式会社製）１０８．７５ｇを大気雰囲気のグローブボックス中で秤量し、Ｌｉ／Ｔｉ比が０．８０の原料を採取した。採取した両粉末の平均粒径は、いずれも０．１～１０μｍであった。次いで、採取した酸化チタン粉末と炭酸リチウム粉末とをロッキングミキサーに充填し、２時間かけて混合し、焼成原料粉末ｂ１を得た。得られた焼成原料粉末ｂ１から１００ｇ取り分けて直径５０ｍｍのチタン製金型に充填し、０．５トン／ｃｍ２の圧力で複数個の焼成原料の成形体ｂ１を作製した。次いで、焼成原料の成形体ｂ１を金属酸化物焼結体ａ１の上に載置し、これらを加熱炉に挿入して、平均４℃／分で７００℃まで昇温し、更に、７００℃で４．５時間保持して、各焼成原料の成形体ｂ１の仮焼を行った。仮焼の際、加熱炉に０．０８～０．１Ｎｌ／分の流量で酸素を供給し続けた。
　次いで、仮焼された後の各焼成原料の成形体ｂ１を加熱炉から取り出し、大気雰囲気のグローブボックス内で、めのう乳鉢を用いて粒径４～１２μｍに粉砕し、焼成原料の仮焼物の粉砕粉ｂ２を得た。
　１００ｇの焼成原料の仮焼物の粉砕粉ｂ２を、直径５０ｍｍのチタン製金型に充填し、０．５トン／ｃｍ２の圧力で成形し、焼成原料の仮焼物の成形体ｂ２を作製した。次に、焼成原料の仮焼物の成形体ｂ２を金属酸化物焼結体ａ１の上に載置し、これらを加熱炉に挿入して、８００℃の温度で４．５時間保持する焼成を行った。焼成の際、加熱炉に０．０８～０．１Ｎｌ／分の流量で酸素を供給し続けた。
　焼成された後の焼成原料の仮焼物の成形体ｂ２を大気雰囲気のグローブボックス内で、めのう乳鉢を用いて粉砕し、焼成物の粉末を得た。得られた焼成物の粉末をＸ線粉末回折により確認したところ、ほぼ単相のＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２であった。
　焼成後の金属酸化物焼結体ａ１の外観を観察したところ、金属酸化物焼結体ａ１への付着物の付着はなく、金属酸化物焼結体ａ１に割れは発生していなかった。
（実施例３）
　実施例２のアルカリ金属含有複合金属酸化物の焼成を、２０回繰り返し行った。２０回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ１の外観を観察したところ、金属酸化物焼結体ａ１への付着物の付着はなく、金属酸化物焼結体ａ１に割れは発生していなかった。
（実施例４）
　平均粒径０．８ｍｍの凝集体の酸化チタン８．７ｋｇ、粉末状炭酸カリウム２．７ｋｇ、チタン粉末４４７ｇ及び木屑８９７ｇを、直径１９ｍｍ、長さ６４０ｍｍ、１４２０ｇ／ロッド、ＳＳ製の円柱状ロッドメディア３０３ｋｇを充填した振動ミル（中央化工機株式会社製、商品名ＦＶ２０）に充填し、さらにメタノール６５ｇ添加して、振幅８ｍｍ、振動数１０００回／分、内温８０℃で１５分粉砕処理し、焼成原料ｃ１を得た。１００ｇの焼成原料ｃ１を、金属酸化物焼結体ａ１の上に載置し、これらを電気炉に入れ、１２時間かけて室温から１２５０℃まで昇温し、その後１２００～１３００℃の範囲で５．５時間焼成した。焼成後、１３時間かけて室温まで冷却し、焼成物を取り出した。得られた焼成物をＸ線粉末回折により確認したところ、ほぼ単相のＫ２Ｏ・６ＴｉＯ２であった。
　焼成後の金属酸化物焼結体ａ１の外観を観察したところ、金属酸化物焼結体ａ１への付着物の付着はなく、金属酸化物焼結体ａ１に割れは発生していなかった。
（実施例５）
　実施例４のアルカリ金属含有複合金属酸化物の焼成を、２０回繰り返し行った。２０回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ１の外観を観察したところ、金属酸化物焼結体ａ１への付着物の付着はなく、金属酸化物焼結体ａ１に割れは発生していなかった。
（実施例６）
＜金属酸化物焼結体ａ２の製造＞
　実施例１と同様の方法で得た造粒粉末ｄ１を、面圧１０００ｋｇ／ｃｍ２にて、外径２５０ｍｍ、内径２３０ｍｍ、長さ５００ｍｍの大きさの円筒形に成形した。次いで、得られた成形体を、空気中にて、５０℃／時間で１３５０℃まで昇温し、更に、１３５０℃にて２時間焼結した後、５０℃／時間で降温して、金属酸化物焼結体ａ２を得た。金属酸化物焼結体ａ２中、Ｋ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ２）１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で１１重量部であり、Ａｌ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ２）１００重量部に対し、Ａｌ２Ｏ３換算で３１重量部であった。また、金属酸化物焼結体ａ２のビッカース硬度Ｈｖは３５０、ブラスト磨耗量は８％であった。
　得られた金属酸化物焼結体ａ２の外周を研削して外径を１９５ｍｍに整え、内径２１０ｍｍ、長さ３ｍのＣｒ－Ａl－Ｆｅ合金の内側に６セット固定し、外熱式ロータリーキルンのレトルトを作製した。
（実施例７）
　実施例４と同様の方法で得た焼成原料ｃ１を、実施例６で作製した外熱式ロータリーキルンのレトルトが設置された外熱式ロータリーキルンにて、滞留時間１．０～１．５時間で、焼成温度１０５０～１１５０℃で焼成した。焼成物の粉末をＸ線粉末回折により確認したところ、ほぼ単相のＫ２Ｏ・６ＴｉＯ２であった。
　次いで、１０００時間連続して、焼成原料ｃ１の焼成を行った後、外熱式ロータリーキルンのレトルトの内側を確認したころ、金属酸化物焼結体ａ２への付着物の付着はなく、金属酸化物焼結体ａ２に割れは発生していなかった。
（比較例１）
＜金属酸化物焼結体ａ３の製造＞
　Ｋ２Ｏ・６ＴｉＯ２粉末（東邦マテリアル株式会社製　ＴＯＦＩＸ－ＳＮ）（平均粒径：６．５μｍ）５２．５ｋｇに代えて、Ｋ２Ｏ・６ＴｉＯ２粉末（東邦マテリアル株式会社製　ＴＯＦＩＸ－ＳＮ）（平均粒径：６．５μｍ）２０ｋｇとすること、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、住友化学株式会社製　Ａ－２１）２１ｋｇに代えて、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、住友化学株式会社製　Ａ－２１）５３．５ｋｇとすること以外は、実施例１と同様の方法で行い、金属酸化物焼結体ａ３を得た。金属酸化物焼結体ａ３中、Ｋ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ３）１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で３重量部であり、Ａｌ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ３）１００重量部に対し、Ａｌ２Ｏ３換算で７４重量部であった。また、金属酸化物焼結体ａ３のビッカース硬度Ｈｖは２５０、ブラスト磨耗量は２０％であった。
（比較例２）
　金属酸化物焼結体ａ１に代えて、金属酸化物焼結体ａ３とすること以外は、実施例４と同様のアルカリ金属含有複合金属酸化物の焼成を、繰り返し行ったところ、１回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ３に付着物が観察され、また、３回目の焼成後に金属酸化物焼結体ａ３に割れが観察された。
（実施例８）
＜金属酸化物焼結体ａ４の製造＞
　Ｋ２Ｏ・６ＴｉＯ２粉末（東邦マテリアル株式会社製　ＴＯＦＩＸ－ＳＮ）（平均粒径：６．５μｍ）５２．５ｋｇに代えて、Ｋ２Ｏ・６ＴｉＯ２粉末（東邦マテリアル株式会社製　ＴＯＦＩＸ－ＳＮ）（平均粒径：６．５μｍ）３５ｋｇとすること、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、住友化学株式会社製　Ａ－２１）２１ｋｇに代えて、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、住友化学株式会社製　Ａ－２１）３８．５ｋｇとすること以外は、実施例１と同様の方法で行い、金属酸化物焼結体ａ４を得た。金属酸化物焼結体ａ４中、Ｋ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ４）１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で８重量部であり、Ａｌ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ４）１００重量部に対し、Ａｌ２Ｏ３換算で４６重量部であった。また、金属酸化物焼結体ａ４のビッカース硬度Ｈｖは２８０、ブラスト磨耗量は１５％であった。
（実施例９）
　金属酸化物焼結体ａ１に代えて、金属酸化物焼結体ａ４とすること以外は、実施例２と同様のアルカリ金属含有複合金属酸化物の焼成を、繰り返し行った。
　２０回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ４の外観を観察したところ、金属酸化物焼結体ａ４への付着物の付着はなく、金属酸化物焼結体ａ４に割れは発生していなかった。
（実施例１０）
　金属酸化物焼結体ａ１に代えて、金属酸化物焼結体ａ４とすること以外は、実施例４と同様のアルカリ金属含有複合金属酸化物の焼成を、繰り返し行った。
　２０回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ４の外観を観察したところ、金属酸化物焼結体ａ４への付着物の付着はなく、金属酸化物焼結体ａ４に割れは発生していなかった。
（比較例３）
＜金属酸化物焼結体ａ５の製造＞
　Ｋ２Ｏ・６ＴｉＯ２粉末（東邦マテリアル株式会社製　ＴＯＦＩＸ－ＳＮ）（平均粒径：６．５μｍ）５２．５ｋｇに代えて、Ｋ２Ｏ・６ＴｉＯ２粉末（東邦マテリアル株式会社製　ＴＯＦＩＸ－ＳＮ）（平均粒径：６．５μｍ）６８．５ｋｇとすること、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、住友化学株式会社製　Ａ－２１）２１ｋｇに代えて、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、住友化学株式会社製　Ａ－２１）５ｋｇとすること以外は、実施例１と同様の方法で行い、金属酸化物焼結体ａ５を得た。金属酸化物焼結体ａ５中、Ｋ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ５）１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で１４重量部であり、Ａｌ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ５）１００重量部に対し、Ａｌ２Ｏ３換算で６重量部であった。また、金属酸化物焼結体ａ５のビッカース硬度Ｈｖは３７０、ブラスト磨耗量は５％であった。
（比較例４）
　金属酸化物焼結体ａ１に代えて、金属酸化物焼結体ａ５とすること以外は、実施例４と同様のアルカリ金属含有複合金属酸化物の焼成を、繰り返し行ったところ、１回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ５に付着物が観察され、また、１０回目の焼成後に金属酸化物焼結体ａ５に割れが観察された。
（実施例１１）
＜金属酸化物焼結体ａ６の製造＞
　１３５０℃にて２時間焼結することに代えて、１２００℃にて２時間焼結すること以外は、実施例１と同様の方法で行い、金属酸化物焼結体ａ６を得た。金属酸化物焼結体ａ６中、Ｋ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ６）１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で１１重量部であり、Ａｌ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ６）１００重量部に対し、Ａｌ２Ｏ３換算で２９重量部であった。また、金属酸化物焼結体ａ６のビッカース硬度Ｈｖは２６０、ブラスト磨耗量は１７％であった。
（実施例１２）
　金属酸化物焼結体ａ１に代えて、金属酸化物焼結体ａ６とすること以外は、実施例２と同様のアルカリ金属含有複合金属酸化物の焼成を、繰り返し行った。
　１０回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ６の外観を観察したところ、金属酸化物焼結体ａ６への付着物の付着はなく、金属酸化物焼結体ａ６に割れは発生していなかったが、２０回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ６の外観を観察したところ、金属酸化物焼結体ａ６への付着物の付着はなかったものの、金属酸化物焼結体ａ６に割れが発生していた。
（実施例１３）
　金属酸化物焼結体ａ１に代えて、金属酸化物焼結体ａ６とすること以外は、実施例４と同様のアルカリ金属含有複合金属酸化物の焼成を、繰り返し行った。
　１０回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ６の外観を観察したところ、金属酸化物焼結体ａ６への付着物の付着はなく、金属酸化物焼結体ａ６に割れは発生していなかったが、２０回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ６の外観を観察したところ、金属酸化物焼結体ａ６への付着物の付着はなかったものの、金属酸化物焼結体ａ６に割れが発生していた。
（比較例５）
＜金属酸化物焼結体ａ７の製造＞
　Ｋ２Ｏ・６ＴｉＯ２粉末（東邦マテリアル株式会社製　ＴＯＦＩＸ－ＳＮ）（平均粒径：６．５μｍ）５２．５ｋｇ及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、住友化学株式会社製　Ａ－２１）２１ｋｇに代えて、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、住友化学株式会社製　Ａ－２１）７３．５ｋｇとすること（すなわち、Ｋ２Ｏ・６ＴｉＯ２粉末を使用せず、酸化アルミニウムの使用量を７３．５ｋｇとすること）以外は、実施例１と同様の方法で行い、金属酸化物焼結体ａ７を得た。
　金属酸化物焼結体ａ７中、Ａｌ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ７）１００重量部に対し、Ａｌ２Ｏ３換算で１００重量部であった。また、金属酸化物焼結体ａ７のビッカース硬度Ｈｖは２２０、ブラスト磨耗量は２５％であった。
（比較例６）
　金属酸化物焼結体ａ１に代えて、金属酸化物焼結体ａ７とすること以外は、実施例４と同様のアルカリ金属含有複合金属酸化物の焼成を、繰り返し行った。
　１回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ７に付着物が観察され、また、金属酸化物焼結体ａ７に割れも観察された。
（実施例１４）
＜金属酸化物焼結体ａ８の製造＞
　酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、住友化学株式会社製　Ａ－２１）２１ｋｇに代えて、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２、第一稀元素化学工業株式会社製ＴＭＺ）２１ｋｇとすること以外は、実施例１と同様の方法で行い、金属酸化物焼結体ａ８を得た。金属酸化物焼結体ａ８中、Ｋ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ８）１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で１１重量部であり、Ｚｒ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ８）１００重量部に対し、ＺｒＯ２換算で３１重量部であった。また、金属酸化物焼結体ａ８のビッカース硬度Ｈｖは４００、ブラスト磨耗量は３％であった。
（実施例１５）
　金属酸化物焼結体ａ１に代えて、金属酸化物焼結体ａ８とすること以外は、実施例４と同様のアルカリ金属含有複合金属酸化物の焼成を、繰り返し行った。
　２０回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ８の外観を観察したところ、金属酸化物焼結体ａ８への付着物の付着はなく、金属酸化物焼結体ａ８に割れは発生していなかった。
（実施例１６）
＜金属酸化物焼結体ａ９の製造＞
　酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、住友化学株式会社製　Ａ－２１）２１ｋｇに代えて、酸化セリウム（ＣｅＯ２、ＴＲＥＩＢＡＣＨＥＲ
ＩＮＤＵＳＴＲＩＥ ＡＧ　(トライバッハ インダストリ エージー）社製　ＣｅＯ２-ＰＺ２５０）２１ｋｇとすること以外は、実施例１と同様の方法で行い、金属酸化物焼結体ａ９を得た。金属酸化物焼結体ａ９中、Ｋ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ９）１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で１１重量部であり、Ｃｅ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ９）１００重量部に対し、ＣｅＯ２換算で３１重量部であった。また、金属酸化物焼結体ａ９のビッカース硬度Ｈｖは３２０、ブラスト磨耗量は１０％であった。
（実施例１８）
　金属酸化物焼結体ａ１に代えて、金属酸化物焼結体ａ９とすること以外は、実施例４と同様のアルカリ金属含有複合金属酸化物の焼成を、繰り返し行った。
　２０回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ９の外観を観察したところ、金属酸化物焼結体ａ９への付着物の付着はなく、金属酸化物焼結体ａ９に割れは発生していなかった。
（実施例１９）
＜金属酸化物焼結体ａ１０の製造＞
　酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、住友化学株式会社株式会社製　Ａ－２１）２１ｋｇに代えて、酸化マグネシウム（ＭｇＯ、タテホ化学工業株式会社製　ピュアマグＦＮＭ－Ｇ）２１ｋｇとすること以外は、実施例１と同様の方法で行い、金属酸化物焼結体ａ１０を得た。金属酸化物焼結体ａ１０中、Ｋ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ１０）１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で１１重量部であり、Ｍｇ原子の含有量は、金属酸化物焼結体（ａ１０）１００重量部に対し、ＭｇＯ換算で３１重量部であった。また、金属酸化物焼結体ａ１０のビッカース硬度Ｈｖは３１０、ブラスト磨耗量は１２％であった。
（実施例２０）
　金属酸化物焼結体ａ１に代えて、金属酸化物焼結体ａ１０とすること以外は、実施例４と同様のアルカリ金属含有複合金属酸化物の焼成を、繰り返し行った。
　２０回目の焼成後の金属酸化物焼結体ａ１０の外観を観察したところ、金属酸化物焼結体ａ１０への付着物の付着はなく、金属酸化物焼結体ａ１０に割れは発生していなかった。
（実施例２１）
　実施例７のロータリーキルンにて、ロータリーキルン入口温度を８００℃、最高温度（ロータリーキルン中央部）を１２００℃とし、全滞留時間を５０分間、最高温度域の滞留時間を５分間として、実施例４と同様の方法で得た焼成原料ｃ１を焼成した。焼成物の粉末をＸ線粉末回折により確認したところ、ほぼ単相のＫ２Ｏ・６ＴｉＯ２であった。
　次いで、１０００時間連続して、焼成原料ｃ１の焼成を行った後、外熱式ロータリーキルンのレトルトの内側を確認したころ、金属酸化物焼結体ａ２への付着物の付着はなく、金属酸化物焼結体ａ２に割れは発生していなかった。
　本発明によれば、アルカリ金属を含有する複合金属酸化物の製造コストを低くすること、更には、製造効率良くアルカリ金属を含有する複合金属酸化物を製造することができるので、安価にアルカリ金属を含有する複合金属酸化物を提供できる。

Claims (8)

  1. 　アルカリ金属を含有する組成物を焼成し、複合金属酸化物を得る際に、該組成物を、該組成物と接触する部位が金属酸化物成分で形成されている載置体に配置して焼成する複合金属酸化物の製造方法であり、
    　該金属酸化物成分のＫ原子の含有量が、該金属酸化物成分１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で５～１３重量部であり、Ａｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量が、該金属酸化物成分１００重量部に対し、酸化物換算で１５～７０重量部であること、を特徴とする複合金属酸化物の製造方法。
  2. 　前記金属酸化物成分のビッカース硬度が２６０以上であることを特徴とする請求項１に記載の複合金属酸化物の製造方法。
  3. 　前記金属酸化物成分のブラスト磨耗量が１８％以下であることを特徴とする請求項２に記載の複合金属酸化物の製造方法。
  4. 　前記金属酸化物成分が、カリウム含有複合金属酸化物と、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、マグネシウム化合物及びセリウム化合物から選択される１種以上の化合物と、を含有する焼結体原料を焼結させて得られる金属酸化物焼結体であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の複合金属酸化物の製造方法。
  5. 　前記カリウム含有複合金属酸化物が、Ｋ２Ｏ・ｎＴｉＯ２（ｎは４～８）であることを特徴とする請求項４に記載の複合金属酸化物の製造方法。
  6. 　カリウム含有複合金属酸化物と、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、マグネシウム化合物及びセリウム化合物から選択される１種以上の化合物と、を含有する焼結体原料を焼結させて得られる金属酸化物焼結体であり、該金属酸化物焼結体のＫ原子の含有量が、該金属酸化物焼結体１００重量部に対し、Ｋ２Ｏ換算で５～１３重量部であり、Ａｌ原子、Ｚｒ原子、Ｍｇ原子及びＣｅ原子の合計含有量が、該金属酸化物焼結体１００重量部に対し、酸化物換算で１５～７０重量部であり、ビッカース硬度が２６０以上であることを特徴とする金属酸化物焼結体。
  7. 　ブラスト磨耗量が１８％以下であることを特徴とする請求項６に記載の金属酸化物焼結体。
  8. 　レトルトの内壁が、請求項６又は請求項７のいずれかに記載の金属酸化物焼結体であることを特徴とするロータリーキルン。
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