JPH075289B2 - 低トリウム高純度シリカの製造方法 - Google Patents
低トリウム高純度シリカの製造方法Info
- Publication number
- JPH075289B2 JPH075289B2 JP63070374A JP7037488A JPH075289B2 JP H075289 B2 JPH075289 B2 JP H075289B2 JP 63070374 A JP63070374 A JP 63070374A JP 7037488 A JP7037488 A JP 7037488A JP H075289 B2 JPH075289 B2 JP H075289B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica
- acid
- thorium
- sulfuric acid
- aging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
- C01B33/187—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by acidic treatment of silicates
- C01B33/193—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by acidic treatment of silicates of aqueous solutions of silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は珪酸アルカリから造られる高純度シリカの製造
方法に関する。更に詳しくは、IC封止剤用樹脂の充填
材、基板、電子材料や半導体製造装置用高純度シリカガ
ラス及び石英ガラス、光学ガラスの原料用途などに適す
るトリウム含有量が極めて低位にある高純度シリカを製
造する方法に関する。
方法に関する。更に詳しくは、IC封止剤用樹脂の充填
材、基板、電子材料や半導体製造装置用高純度シリカガ
ラス及び石英ガラス、光学ガラスの原料用途などに適す
るトリウム含有量が極めて低位にある高純度シリカを製
造する方法に関する。
近年、電子産業の急速な発展につれて電子材料用や半導
体製造用などに高純度のシリカが使用されるようになっ
たが、製品の高度化につれてシリカに対する高純度化へ
の要望は一層強まっている。例えば、IC封止剤用樹脂の
充填剤としてのシリカ粉末は、ICの集積度の増大に伴っ
てソフトエラーのトラブル回避のためにますます高純度
化が要求されており、現在ではICの主流になりつつあ
る。１メガビット以上の高集積度を有するICの場合、そ
の封止剤用充填剤シリカについてはウラン（Ｕ）、トリ
ウム（Th）の含有量が0.1ppb以下の純度のものが求めら
れている。
体製造用などに高純度のシリカが使用されるようになっ
たが、製品の高度化につれてシリカに対する高純度化へ
の要望は一層強まっている。例えば、IC封止剤用樹脂の
充填剤としてのシリカ粉末は、ICの集積度の増大に伴っ
てソフトエラーのトラブル回避のためにますます高純度
化が要求されており、現在ではICの主流になりつつあ
る。１メガビット以上の高集積度を有するICの場合、そ
の封止剤用充填剤シリカについてはウラン（Ｕ）、トリ
ウム（Th）の含有量が0.1ppb以下の純度のものが求めら
れている。
このような高純度のシリカの製法としては、白珪石や水
晶の中でウラン、トリウムの少ないものを選別、精製し
た高純度原石を溶融粉砕する方法、四塩化珪素やテトラ
エチルシリケートなどのシリカ源を気相分解する方法あ
るいはこれらを加水分解して焼成する方法等が知られて
いる。ところが、前者の白珪石や水晶等の天然原料を使
用する方法では良質な純度の原料を入手することが年々
困難になりつつあり、一方、後者の方法で用いる四塩化
珪素やテトラエチルシリケート等の原料は腐食性や可燃
性があるために、取り扱いには特別な配慮を必要とし、
設備および操業の面で極めて高価になる欠点がある。
晶の中でウラン、トリウムの少ないものを選別、精製し
た高純度原石を溶融粉砕する方法、四塩化珪素やテトラ
エチルシリケートなどのシリカ源を気相分解する方法あ
るいはこれらを加水分解して焼成する方法等が知られて
いる。ところが、前者の白珪石や水晶等の天然原料を使
用する方法では良質な純度の原料を入手することが年々
困難になりつつあり、一方、後者の方法で用いる四塩化
珪素やテトラエチルシリケート等の原料は腐食性や可燃
性があるために、取り扱いには特別な配慮を必要とし、
設備および操業の面で極めて高価になる欠点がある。
これまでのところ、このような高純度シリカは珪酸アル
カリと酸との反応による湿式法では得られていない。ま
た、珪酸アルカリを出発原料とするシリカの製造方法に
関してシリカ中のトリウムについて言及した文献あるい
は特許も極く少ない。これはトリウムから放射されるα
線に起因するICの誤動作（ソフトエラー）が問題視され
たのが比較的最近であることと、シリカ中のトリウムの
極微量分析の困難なことが主な理由と考えられる。例え
ば放射化分析ではシリカ中のトリウムの定量下限は1ppb
程度と言われており、0.1ppb以下のトリウムの挙動につ
いては全く未知の分野であった。最近になり、ICP−MS
等を使用した分析技術の進歩につれて、0.1ppb以下のト
リウムの定量が可能になったが、珪酸アルカリを出発原
料にしたシリカ中のトリウムの除去方法については従来
全く開示されてはいなかった。
カリと酸との反応による湿式法では得られていない。ま
た、珪酸アルカリを出発原料とするシリカの製造方法に
関してシリカ中のトリウムについて言及した文献あるい
は特許も極く少ない。これはトリウムから放射されるα
線に起因するICの誤動作（ソフトエラー）が問題視され
たのが比較的最近であることと、シリカ中のトリウムの
極微量分析の困難なことが主な理由と考えられる。例え
ば放射化分析ではシリカ中のトリウムの定量下限は1ppb
程度と言われており、0.1ppb以下のトリウムの挙動につ
いては全く未知の分野であった。最近になり、ICP−MS
等を使用した分析技術の進歩につれて、0.1ppb以下のト
リウムの定量が可能になったが、珪酸アルカリを出発原
料にしたシリカ中のトリウムの除去方法については従来
全く開示されてはいなかった。
本発明は、珪酸アルカリと酸との湿式法により生成する
シリカであって、α線放射元素として有害なトリウム不
純物の含有量を0.05ppb以下にまで精製することができ
る高純度シリカの製造方法を提供するものである。な
お、本発明は出願人の先願に係る特開昭62−12608号発
明の改良発明に相当するものである。
シリカであって、α線放射元素として有害なトリウム不
純物の含有量を0.05ppb以下にまで精製することができ
る高純度シリカの製造方法を提供するものである。な
お、本発明は出願人の先願に係る特開昭62−12608号発
明の改良発明に相当するものである。
すなわち、本発明による低トリウム高純度シリカの製造
方法は、珪酸ナトリウムと鉱酸との反応により含水シリ
カ沈殿を生成させる方法において、キレート剤及び過酸
化水素が存在する酸濃度１規定以上の酸性領域中でシリ
カの沈殿を生成させ、次いで分離回収した含水シリカ沈
殿をキレート剤及び過酸化水素を存在させた３規定を超
える酸濃度の硫酸水溶液中で熟成してシリカの比表面積
を熟成前よりも低くすることを構成的特徴とする。
方法は、珪酸ナトリウムと鉱酸との反応により含水シリ
カ沈殿を生成させる方法において、キレート剤及び過酸
化水素が存在する酸濃度１規定以上の酸性領域中でシリ
カの沈殿を生成させ、次いで分離回収した含水シリカ沈
殿をキレート剤及び過酸化水素を存在させた３規定を超
える酸濃度の硫酸水溶液中で熟成してシリカの比表面積
を熟成前よりも低くすることを構成的特徴とする。
本発明の方法で使用する珪酸ナトリウムとしては、モル
比SiO2／Na2Oが１〜４の市販の珪酸ナトリウム溶液（水
ガラス）を使用することができるが、モル比の値が比較
的大きいものが反応に必要とする鉱酸の量が少なくてす
むので経済的である。珪酸ナトリウム溶液は水または鉱
酸のナトリウム塩水溶液で適宜希釈して使用してもよ
い。使用濃度は、SiO2として20重量％以上、好ましくは
25重量％以上が好適である。
比SiO2／Na2Oが１〜４の市販の珪酸ナトリウム溶液（水
ガラス）を使用することができるが、モル比の値が比較
的大きいものが反応に必要とする鉱酸の量が少なくてす
むので経済的である。珪酸ナトリウム溶液は水または鉱
酸のナトリウム塩水溶液で適宜希釈して使用してもよ
い。使用濃度は、SiO2として20重量％以上、好ましくは
25重量％以上が好適である。
一方、本発明の方法で使用する鉱酸としては、塩酸、硝
酸、硫酸などがあげられる。鉱酸は単独または二種以上
の混酸として使用できる。更に、鉱酸は適宜希釈して使
用することができる。
酸、硫酸などがあげられる。鉱酸は単独または二種以上
の混酸として使用できる。更に、鉱酸は適宜希釈して使
用することができる。
本発明の方法では、前記の原料を用いて高純度シリカを
製造するに当たり、キレート剤及び過酸化水素を含有す
る酸濃度１規定以上の酸性領域中で珪酸ナトリウム水溶
液と鉱酸を反応させてシリカの沈殿を生成させることが
特徴の１つである。
製造するに当たり、キレート剤及び過酸化水素を含有す
る酸濃度１規定以上の酸性領域中で珪酸ナトリウム水溶
液と鉱酸を反応させてシリカの沈殿を生成させることが
特徴の１つである。
キレート剤としてはシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グ
ルタル酸、マレイン酸、フマル酸等のジカルボン酸；ト
リカルバリル酸、プロパン−1,2,3,−テトラカルボン
酸、ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸等のポリカル
ボン酸；グリコール酸、β−ヒドロキシプロピオン酸、
クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、ピルビン酸、ジグリコー
ル酸等のオキシカルボン酸；ニトリルトリ酢酸（NT
A）、ニトリロリプロピオン酸、エチレンジアミンテト
ラ酢酸等のアミノポリカルボン酸またはそれらの塩など
があげられる。キレート剤としては特にシュウ酸、クエ
ン酸、酒石酸またはそれらの可溶性塩等が好適である。
キレート剤及び過酸化水素の添加量はそれぞれ反応系内
のシリカ（SiO2）に対して0.1〜５重量％、好ましくは
0.1〜２重量％である。キレート剤の添加量が0.1重量％
未満では添加効果が充分でなく、また逆に２重量％を超
えると添加効果が飽和する傾向になる。このキレート剤
及び過酸化水素の存在により、特にジルコニウムやチタ
ニウムなど除去の困難な不純成分を選択的にシリカから
除去することができる。
ルタル酸、マレイン酸、フマル酸等のジカルボン酸；ト
リカルバリル酸、プロパン−1,2,3,−テトラカルボン
酸、ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸等のポリカル
ボン酸；グリコール酸、β−ヒドロキシプロピオン酸、
クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、ピルビン酸、ジグリコー
ル酸等のオキシカルボン酸；ニトリルトリ酢酸（NT
A）、ニトリロリプロピオン酸、エチレンジアミンテト
ラ酢酸等のアミノポリカルボン酸またはそれらの塩など
があげられる。キレート剤としては特にシュウ酸、クエ
ン酸、酒石酸またはそれらの可溶性塩等が好適である。
キレート剤及び過酸化水素の添加量はそれぞれ反応系内
のシリカ（SiO2）に対して0.1〜５重量％、好ましくは
0.1〜２重量％である。キレート剤の添加量が0.1重量％
未満では添加効果が充分でなく、また逆に２重量％を超
えると添加効果が飽和する傾向になる。このキレート剤
及び過酸化水素の存在により、特にジルコニウムやチタ
ニウムなど除去の困難な不純成分を選択的にシリカから
除去することができる。
かかる反応では珪酸ナトリウム水溶液を鉱酸中に添加す
る方法、あるいは珪酸ナトリウム水溶液及び鉱酸を同時
に添加する方法が考えられるが、いずれの場合でも、反
応系内の酸濃度を常に１規定以上に維持することが重要
である。酸濃度１規定未満の領域では不純物を多量に且
つ強固に包含し、固液分離性の不良なシリカの沈殿が生
成し、ひきつづく酸による洗浄操作を行なっても不純物
を充分に除去することが困難である。
る方法、あるいは珪酸ナトリウム水溶液及び鉱酸を同時
に添加する方法が考えられるが、いずれの場合でも、反
応系内の酸濃度を常に１規定以上に維持することが重要
である。酸濃度１規定未満の領域では不純物を多量に且
つ強固に包含し、固液分離性の不良なシリカの沈殿が生
成し、ひきつづく酸による洗浄操作を行なっても不純物
を充分に除去することが困難である。
反応時の温度については常温〜50℃の範囲が良く、50℃
を超える場合は得られるシリカ沈殿の表面の硬化が速い
ために不純物の液相への拡散が十分行なわれない。反応
終了後は、そのままの温度あるいは昇温して暫時熟成撹
拌を続けることが望ましい。こうして得られたシリカの
沈殿は常法により分離する。
を超える場合は得られるシリカ沈殿の表面の硬化が速い
ために不純物の液相への拡散が十分行なわれない。反応
終了後は、そのままの温度あるいは昇温して暫時熟成撹
拌を続けることが望ましい。こうして得られたシリカの
沈殿は常法により分離する。
反応により分離回収したシリカ中には、珪酸ナトリウム
の覆歴や処理条件によって様々であるけれども、通常ウ
ランは0.5ppb以下の含有量であるのに対してトリウムは
1ppb前後と多く含まれている。このようなウランとトリ
ウムの不純物量の差については酸に対する溶解性の差が
その主な原因と考えられる。
の覆歴や処理条件によって様々であるけれども、通常ウ
ランは0.5ppb以下の含有量であるのに対してトリウムは
1ppb前後と多く含まれている。このようなウランとトリ
ウムの不純物量の差については酸に対する溶解性の差が
その主な原因と考えられる。
次に、本発明では、分離回収した含水シリカ沈殿を３規
定を超える酸濃度の硫酸水溶液中で熟成して、シリカの
比表面積を熟成前よりも低くすることが不可欠の工程と
なる。該工程ではシリカの比表面積が熟成前よりも10％
以上低くすることが好ましく、この操作によりシリカ中
のトリウムを0.05ppb以下にまで低減させることが可能
となる。
定を超える酸濃度の硫酸水溶液中で熟成して、シリカの
比表面積を熟成前よりも低くすることが不可欠の工程と
なる。該工程ではシリカの比表面積が熟成前よりも10％
以上低くすることが好ましく、この操作によりシリカ中
のトリウムを0.05ppb以下にまで低減させることが可能
となる。
熟成に使用する硫酸水溶液の濃度は、３規定を超える酸
濃度に設定することが必要である。３規定以下の場合は
熟成による効果が不十分となり、トリウムを0.05ppb以
下に低下することが困難となる。熟成時の温度について
は特に限定はないが、70〜100℃が好ましく、反応時の
温度と同じかそれ以上とするのが良い。熟成の前後では
シリカ沈殿の含水率、沈降体積などが比表面積と共に変
化し、その程度は反応終了時の酸濃度と熟成時の硫酸濃
度の差が大きいほど大きい傾向となる。
濃度に設定することが必要である。３規定以下の場合は
熟成による効果が不十分となり、トリウムを0.05ppb以
下に低下することが困難となる。熟成時の温度について
は特に限定はないが、70〜100℃が好ましく、反応時の
温度と同じかそれ以上とするのが良い。熟成の前後では
シリカ沈殿の含水率、沈降体積などが比表面積と共に変
化し、その程度は反応終了時の酸濃度と熟成時の硫酸濃
度の差が大きいほど大きい傾向となる。
かかる熟成によりシリカの比表面積が熟成前より10％以
上低下した場合は、シリカ中のトリウムが0.05ppb以下
になると同時に、他の金属イオンも実質的に除去され、
殆んど不純物金属を含まない高純度シリカとなる。な
お、硫酸による熟成に際してはキレート剤及び過酸化水
素を含有させることが必要で、この場合の種類や濃度は
反応のときと同様である。このような作用機構について
は詳細には明らかではないが、反応段階で除去しきれな
かったトリウムはシリカ表面に付着又は吸着しているの
ではなく、沈殿内部に吸蔵されているものと思われ、こ
れら沈殿内部のトリウムを除去するためには、３規定を
超える濃度の硫酸による加熱熟成により沈殿内部の結合
の再配列による不純物の除去が唯一の方法であり、熟成
によりシリカ沈殿の含水率の減少、沈降体積の減少、比
表面積の減少などの変化が現われる。硫酸以外の酸によ
る熟成の場合はトリウムの除去効果が少なく、トリウム
を0.05ppb以下に低減できない。
上低下した場合は、シリカ中のトリウムが0.05ppb以下
になると同時に、他の金属イオンも実質的に除去され、
殆んど不純物金属を含まない高純度シリカとなる。な
お、硫酸による熟成に際してはキレート剤及び過酸化水
素を含有させることが必要で、この場合の種類や濃度は
反応のときと同様である。このような作用機構について
は詳細には明らかではないが、反応段階で除去しきれな
かったトリウムはシリカ表面に付着又は吸着しているの
ではなく、沈殿内部に吸蔵されているものと思われ、こ
れら沈殿内部のトリウムを除去するためには、３規定を
超える濃度の硫酸による加熱熟成により沈殿内部の結合
の再配列による不純物の除去が唯一の方法であり、熟成
によりシリカ沈殿の含水率の減少、沈降体積の減少、比
表面積の減少などの変化が現われる。硫酸以外の酸によ
る熟成の場合はトリウムの除去効果が少なく、トリウム
を0.05ppb以下に低減できない。
また、言うまでもないが、この硫酸による熟成は１回に
限らず必要に応じてその性質上２回以上行なっても差し
支えない。
限らず必要に応じてその性質上２回以上行なっても差し
支えない。
このようにして熟成を終了したシリカは固液分離され、
含水シリカケーキを水洗浄後、乾燥して回収するか、更
に必要に応じて次いで焼成又は／及び溶融して高純度シ
リカとして回収する。なお、熟成処理後、固液分離によ
って回収された硫酸は次の反応に循環使用して硫酸の有
効利用を図ることができる。
含水シリカケーキを水洗浄後、乾燥して回収するか、更
に必要に応じて次いで焼成又は／及び溶融して高純度シ
リカとして回収する。なお、熟成処理後、固液分離によ
って回収された硫酸は次の反応に循環使用して硫酸の有
効利用を図ることができる。
本発明の方法によれば、まずキレート剤及び過酸化水素
を含有する酸濃度１規定以上の酸性領域中で珪酸ナトリ
ウム水溶液と鉱酸を反応させる工程によって、洗浄処理
により不純物の除去が容易な固液分離性の良い沈殿シリ
カを生成することができる。しかし、この反応を介して
分離回収したシリカ中には、原料となる珪酸ナトリウム
の履歴や処理条件により相違はあるものの、通常、ウラ
ンが0.5ppb以下の含有量に低減しているのに対しトリウ
ムの含有量は1ppb前後と多く残留している。このウラン
とトリウムの含有量差が生じる理由は、両物質の酸に対
する溶解度の差に起因するものと考えられる。
を含有する酸濃度１規定以上の酸性領域中で珪酸ナトリ
ウム水溶液と鉱酸を反応させる工程によって、洗浄処理
により不純物の除去が容易な固液分離性の良い沈殿シリ
カを生成することができる。しかし、この反応を介して
分離回収したシリカ中には、原料となる珪酸ナトリウム
の履歴や処理条件により相違はあるものの、通常、ウラ
ンが0.5ppb以下の含有量に低減しているのに対しトリウ
ムの含有量は1ppb前後と多く残留している。このウラン
とトリウムの含有量差が生じる理由は、両物質の酸に対
する溶解度の差に起因するものと考えられる。
上記の反応工程で残留したトリウムは、次の硫酸水溶液
による熟成処理を通じてシリカの比表面積を熟成前より
低下させることで効果的に除去され、シリカ比表面積の
低下率を10％以上にすることによりトリウム含有量を0.
05ppb以下にまで除去できる。
による熟成処理を通じてシリカの比表面積を熟成前より
低下させることで効果的に除去され、シリカ比表面積の
低下率を10％以上にすることによりトリウム含有量を0.
05ppb以下にまで除去できる。
この作用機構については詳しく解明するに至っていない
が、反応段階で除去しきれなかったトリウムはシリカの
表面に付着もしくは吸着しているのではなく沈殿内部に
吸蔵されており、この状態にあるトリウムの除去は、一
定濃度の硫酸水溶液による加熱熟成を介して沈殿内部の
結合を再配列し、シリカ沈殿の含水率、沈降体積、比表
面積などの減少化を通して極めて効果的におこなわれる
ものと考えられる。したがって、硫酸以外の酸による熟
成処理では、トリウムを0.05ppb以下まで選択的、効果
的に除去することは不可能である。
が、反応段階で除去しきれなかったトリウムはシリカの
表面に付着もしくは吸着しているのではなく沈殿内部に
吸蔵されており、この状態にあるトリウムの除去は、一
定濃度の硫酸水溶液による加熱熟成を介して沈殿内部の
結合を再配列し、シリカ沈殿の含水率、沈降体積、比表
面積などの減少化を通して極めて効果的におこなわれる
ものと考えられる。したがって、硫酸以外の酸による熟
成処理では、トリウムを0.05ppb以下まで選択的、効果
的に除去することは不可能である。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例１ 撹拌機付き反応槽（5l）に水2125gと98％硫酸875gをと
り、更に蓚酸（二水塩：市販品）5gと35％過酸化水素
（市販品）15mlを加えて溶解し、液温を25℃に保った。
この硫酸水溶液を撹拌しながら、ここへJIS3号珪酸ナト
リウム（Na2O9.2wt％、SiO228.5wt％）1750gを約45分間
を要して添加しシリカの沈殿を生成させた。添加終了時
の液温は33℃まで上昇した。添加終了後、そのままの温
度で30分間撹拌を継続したのち80℃まで昇温し、更に80
℃で２時間撹拌して反応を終了した。反応終了時のスラ
リーの硫酸濃度は、約3.2Nであった。この反応終了スラ
リーからのシリカ沈殿を過洗浄をくり返した後、分離
回収した。分離回収したシリカを撹拌機付き熟成槽に入
れ、更に水と98％硫酸600mlを加えて全量4800mlとし、
更に蓚酸5gと35％過酸化水素水15mlを加えて撹拌下85℃
で２時間熟成した。熟成終了後スラリーを静置してサイ
ホンにより硫酸を回収した。含水シリカケーキに水を加
えてリパルプ洗浄したのち固液分離し、更に乾燥して高
純度シリカを回収した。得られたシリカの分析値を表１
に示す。
り、更に蓚酸（二水塩：市販品）5gと35％過酸化水素
（市販品）15mlを加えて溶解し、液温を25℃に保った。
この硫酸水溶液を撹拌しながら、ここへJIS3号珪酸ナト
リウム（Na2O9.2wt％、SiO228.5wt％）1750gを約45分間
を要して添加しシリカの沈殿を生成させた。添加終了時
の液温は33℃まで上昇した。添加終了後、そのままの温
度で30分間撹拌を継続したのち80℃まで昇温し、更に80
℃で２時間撹拌して反応を終了した。反応終了時のスラ
リーの硫酸濃度は、約3.2Nであった。この反応終了スラ
リーからのシリカ沈殿を過洗浄をくり返した後、分離
回収した。分離回収したシリカを撹拌機付き熟成槽に入
れ、更に水と98％硫酸600mlを加えて全量4800mlとし、
更に蓚酸5gと35％過酸化水素水15mlを加えて撹拌下85℃
で２時間熟成した。熟成終了後スラリーを静置してサイ
ホンにより硫酸を回収した。含水シリカケーキに水を加
えてリパルプ洗浄したのち固液分離し、更に乾燥して高
純度シリカを回収した。得られたシリカの分析値を表１
に示す。
硫酸による熟成によりシリカの比表面積が13％減少し、
トリウムが0.05ppb以下に低下していることが判る。
トリウムが0.05ppb以下に低下していることが判る。
実施例2,3、比較例 実施例１と同様の配合及び条件で反応を終了させ、シリ
カを分離回収した。このシリカを硫酸水溶液濃度を変え
て熟成することとし、硫酸濃度１規定（比較例）、５規
定（実施例２）でそれぞれ85℃で２時間熟成を行なっ
た。なお熟成スラリー中には実施例１と同様に蓚酸、過
酸化水素水をそれぞれSiO2に対して1wt％添加した。熟
成終了後、実施例１と同様にして高純度シリカを回収し
た。得られたシリカの分析値を表２に示す。
カを分離回収した。このシリカを硫酸水溶液濃度を変え
て熟成することとし、硫酸濃度１規定（比較例）、５規
定（実施例２）でそれぞれ85℃で２時間熟成を行なっ
た。なお熟成スラリー中には実施例１と同様に蓚酸、過
酸化水素水をそれぞれSiO2に対して1wt％添加した。熟
成終了後、実施例１と同様にして高純度シリカを回収し
た。得られたシリカの分析値を表２に示す。
熟成時の硫酸濃度が３規定を超える場合は熟成前に比べ
て比表面積が10％以上低くなっており、トリウム含有量
が0.05ppb以下に低減するが、硫酸濃度１規定の場合は
比表面積の低下が少なくトリウム含有量も0.05ppbを上
廻った。
て比表面積が10％以上低くなっており、トリウム含有量
が0.05ppb以下に低減するが、硫酸濃度１規定の場合は
比表面積の低下が少なくトリウム含有量も0.05ppbを上
廻った。
実施例４ 実施例１で硫酸熟成終了スリラーから回収した硫酸水溶
液（H2SO422.9wt％）3000gに98wt％硫酸231gを加え、更
に過酸化水素水10mlを加えて液温を25℃に保った。これ
に実施例１と同様にJIS3号珪酸ナトリウムNa2O9.2wt
％、SiO228.5wt％）1750gを約45分間を要して添加し、
以下実施例１と同様の操作により反応及び硫酸による熟
成を経て高純度シリカを回収した。得られたシリカの分
析値を表３に示す。
液（H2SO422.9wt％）3000gに98wt％硫酸231gを加え、更
に過酸化水素水10mlを加えて液温を25℃に保った。これ
に実施例１と同様にJIS3号珪酸ナトリウムNa2O9.2wt
％、SiO228.5wt％）1750gを約45分間を要して添加し、
以下実施例１と同様の操作により反応及び硫酸による熟
成を経て高純度シリカを回収した。得られたシリカの分
析値を表３に示す。
熟成終了スラリーより回収した硫酸を使って反応を行な
った場合も問題はなく、硫酸の有効利用ができることが
明らかである。
った場合も問題はなく、硫酸の有効利用ができることが
明らかである。
なお、各実施例および比較例において、ウランは蛍光光
度法、トリウムは濃度−ICP分析法で分析し、比表面積
はBET法により求めた。
度法、トリウムは濃度−ICP分析法で分析し、比表面積
はBET法により求めた。
本発明に係る高純度シリカの製造方法によれば、安価な
珪酸ナトリウムを原料として、α線放射元素であるウラ
ンおよびトリウムの含有量を0.05ppb以下に低減した高
純度シリカを再現性よく工業的に有利に製造することが
できる。
珪酸ナトリウムを原料として、α線放射元素であるウラ
ンおよびトリウムの含有量を0.05ppb以下に低減した高
純度シリカを再現性よく工業的に有利に製造することが
できる。
そして得られる高純度シリカは、従来電子材料用や高純
度シリカガラス用の原料として使用されていた良質の天
然珪砂や水晶の純度を上廻るものであるため、それらに
代わって使用可能であるばかりでなく、より高純度を必
要とする高集積度IC用の封止剤、充填剤などの高性能電
子材料用に、あるいは石英ガラス、光学ガラス用として
も安定供給が可能となる点で良質のシリカ資源に恵まれ
ぬ我国にとって画期的な意義を有するものである。
度シリカガラス用の原料として使用されていた良質の天
然珪砂や水晶の純度を上廻るものであるため、それらに
代わって使用可能であるばかりでなく、より高純度を必
要とする高集積度IC用の封止剤、充填剤などの高性能電
子材料用に、あるいは石英ガラス、光学ガラス用として
も安定供給が可能となる点で良質のシリカ資源に恵まれ
ぬ我国にとって画期的な意義を有するものである。
Claims (2)
- 【請求項１】珪酸ナトリウム水溶液と鉱酸との反応によ
り含水シリカ沈殿を生成させる方法において、キレート
剤及び過酸化水素が存在する酸濃度１規定以上の酸性領
域中でシリカの沈殿を生成させ、次いで分離回収した含
水シリカ沈殿をキレート剤及び過酸化水素を存在させた
３規定を超える酸濃度の硫酸水溶液中で熟成してシリカ
の比表面積を熟成前よりも低くすることを特徴とする低
トリウム高純度シリカの製造方法。 - 【請求項２】熟成を終了したスラリーから分離回収した
硫酸を反応に再使用する請求項１記載の低トリウム高純
度シリカの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63070374A JPH075289B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 低トリウム高純度シリカの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63070374A JPH075289B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 低トリウム高純度シリカの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01242412A JPH01242412A (ja) | 1989-09-27 |
| JPH075289B2 true JPH075289B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=13429603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63070374A Expired - Fee Related JPH075289B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 低トリウム高純度シリカの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075289B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5689038B2 (ja) * | 2011-07-27 | 2015-03-25 | 太平洋セメント株式会社 | 高純度シリカの製造方法 |
| JP5818628B2 (ja) * | 2011-10-24 | 2015-11-18 | 太平洋セメント株式会社 | 非液体物質の製造方法、及び非液体物質の製造装置 |
| JP6999487B2 (ja) * | 2018-05-01 | 2022-01-18 | 信越化学工業株式会社 | 石英ガラス繊維含有基板 |
| CN114455596B (zh) * | 2022-01-22 | 2024-02-20 | 江西双龙硅材料科技有限公司 | 一种硅橡胶领域用白炭黑及其生产工艺 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6212608A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-21 | Nippon Chem Ind Co Ltd:The | 高純度シリカ及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-03-24 JP JP63070374A patent/JPH075289B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01242412A (ja) | 1989-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4973462A (en) | Process for producing high purity silica | |
| CN1052645A (zh) | 碱金属硅酸盐的制备方法 | |
| EP0218004B1 (en) | A purification process of silica | |
| JPS6212608A (ja) | 高純度シリカ及びその製造方法 | |
| JP2542797B2 (ja) | 高純度シリカの製造方法 | |
| JPH0796447B2 (ja) | 高純度シリカの製造方法 | |
| JPH05506420A (ja) | 高純度溶融シリカの製造方法 | |
| JP4222582B2 (ja) | 高純度シリカゾルの製造方法 | |
| TW200930663A (en) | Method of recycling fluoride from a waste solution including hydrofluoric acid to produce fluosilicate | |
| JPH01242412A (ja) | 低トリウム高純度シリカの製造方法 | |
| JP4517512B2 (ja) | 高純度シリカの製造方法 | |
| US4693878A (en) | Process for the production of soluble alkali silicates | |
| JPH01230422A (ja) | 高純度シリカ及びその製造方法 | |
| KR102742479B1 (ko) | 고순도 알루미늄 일수화물 및 알파 알루미나의 제조 방법 | |
| JPH055766B2 (ja) | ||
| JPH0124728B2 (ja) | ||
| JPH0323488B2 (ja) | ||
| JP4022640B2 (ja) | 塊状高純度シリカ及びその製造方法 | |
| JP5689038B2 (ja) | 高純度シリカの製造方法 | |
| JP2769113B2 (ja) | 高純度シリカの製造方法 | |
| JPH0121093B2 (ja) | ||
| JPH0118006B2 (ja) | ||
| JP2001233628A (ja) | 合成石英ガラス粉末の製造方法 | |
| JP2000178663A (ja) | アルミニウムドロスの処理方法 | |
| JP4337267B2 (ja) | 高白色水酸化アルミニウムの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |