JPH10167731A - Method for producing composite iron oxide fine particles - Google Patents
Method for producing composite iron oxide fine particlesInfo
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- JPH10167731A JPH10167731A JP8324152A JP32415296A JPH10167731A JP H10167731 A JPH10167731 A JP H10167731A JP 8324152 A JP8324152 A JP 8324152A JP 32415296 A JP32415296 A JP 32415296A JP H10167731 A JPH10167731 A JP H10167731A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】複合酸化鉄微粒子の残留塩素を簡単に低減する
方法を提供する
【解決手段】少なくとも塩化鉄と塩化マンガンとを含有
する混合水溶液からなる原料液を噴霧する工程と、噴霧
された原料液滴に燃焼炎の熱を直接与えて酸化反応させ
るとともに気相成長により複合酸化鉄微粒子を生成させ
る工程と、生成した複合酸化鉄微粒子を含むガス流を、
マンガンの再塩化温度を越え600℃以下の温度で固気
分離器に通し、ガス流から複合酸化鉄微粒子を固気分離
する工程とを備えた複合酸化鉄微粒子の製造方法。
[PROBLEMS] To provide a method for easily reducing residual chlorine in composite iron oxide fine particles. [PROBLEMS] A step of spraying a raw material liquid comprising a mixed aqueous solution containing at least iron chloride and manganese chloride. A step of directly applying heat of a combustion flame to the sprayed raw material droplets to cause an oxidation reaction and generating composite iron oxide fine particles by vapor phase growth, and a gas flow containing the generated composite iron oxide fine particles,
Passing the mixture through a solid-gas separator at a temperature exceeding the rechlorination temperature of manganese and not more than 600 ° C. to separate the composite iron oxide fine particles from the gas stream in a solid-gas state.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はソフトフェライトの
原料として用いられる複合酸化鉄微粒子を製造する方法
に関する。The present invention relates to a method for producing composite iron oxide fine particles used as a raw material for soft ferrite.
【0002】[0002]
【従来の技術】塩化鉄水溶液と塩化マンガン水溶液の混
合液、またはこれに亜鉛、ニッケル、銅のうち一種また
は二種以上の金属塩化物水溶液を混合した原料液を噴霧
し、燃焼炎の熱により熱分解させる噴霧焙焼法、もしく
はそれを改善した気相成長法による複合酸化鉄微粒子の
製造に関して、これまでさまざまの研究開発が行われて
きた。これらの方法は、いずれも反応の終了した粉体を
ガスと同方向に並流的に輸送し、冷却後にガスと分離し
て複合酸化鉄を得る方法である。2. Description of the Related Art A mixed solution of an aqueous solution of iron chloride and an aqueous solution of manganese chloride, or a raw material solution obtained by mixing an aqueous solution of one or more of metal chlorides of zinc, nickel and copper with the mixture is sprayed, and the heat of the combustion flame is applied. Various researches and developments have been made on the production of composite iron oxide fine particles by a spray roasting method in which thermal decomposition is performed or a vapor phase growth method in which the method is improved. Each of these methods is a method in which the powder after the reaction is transported in the same direction as the gas in cocurrent, and after cooling, is separated from the gas to obtain a composite iron oxide.
【0003】これらの方法によれば原料に亜鉛塩化物の
ように揮発性が高く、酸化しにくい成分が混ざっていて
も一応目的の複合酸化物が得られる。しかし、その品質
を制御するのは困難であり、特に亜鉛の歩留まりが低い
などの組成の安定性に問題があった。これを解決するた
めに、特開平4−260601号公報では300〜45
0℃と低い温度とし、ガスとの分離回収を一個所だけで
行うことにより組成の安定性を向上することが開示され
ている。また特開平6−293521号公報には噴霧焙
焼による反応5秒以内に400℃以下に急冷することで
製品中の亜鉛塩化物を減少することが開示されている。According to these methods, a desired composite oxide can be obtained even if the raw material contains a component which is highly volatile and hardly oxidized like zinc chloride. However, it is difficult to control the quality, and there is a problem in the stability of the composition such as a low yield of zinc. To solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-260601 discloses 300-45.
It is disclosed that the stability of the composition is improved by setting the temperature as low as 0 ° C. and performing the separation and recovery from the gas at only one place. JP-A-6-293521 discloses that zinc chloride in a product is reduced by rapidly cooling to 400 ° C. or less within 5 seconds of reaction by spray roasting.
【0004】しかし、これらのケースではマンガンの塩
化物に起因する残留塩素については考慮していない。す
なわち、特開平6−293521号公報の例では、複合
酸化物に塩化マンガンが1.7重量%も残留していた。
一方、特開平6−144838号公報では塩素残留を
0.04重量%とかなり低くできた例が記載されている
が、そこに開示されている方法とは、通常の噴霧焙焼を
低温で行った後にそこで得られた中間生成物をロータリ
ーキルンに入れ、二段階の温度で40分づつ処理すると
いう複雑な工程であり、実用化するにはエンジニアリン
グやコストの面で困難を伴うことが予想される。However, in these cases, no consideration is given to residual chlorine due to manganese chloride. That is, in the example of JP-A-6-293521, 1.7% by weight of manganese chloride remained in the composite oxide.
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-144838 discloses an example in which the chlorine residue can be considerably reduced to 0.04% by weight. After that, it is a complicated process in which the intermediate product obtained there is put in a rotary kiln and treated at a two-stage temperature for 40 minutes, and it is expected that there will be difficulties in terms of engineering and cost for practical use. .
【0005】これらの従来技術は固気分離の温度を下げ
ることで、そこにかかる負担を低減しようという基本的
な考え方にそって研究されたものであるが、酸露点以下
の温度の部分が系内に露出していると塩酸の結露が発生
し重大な問題となるため、大変な苦労をしながら冷却を
しているのが実状である。[0005] These prior arts have been studied in accordance with the basic idea of reducing the burden on the solid-gas separation by lowering the solid-gas separation temperature. If it is exposed inside, condensation of hydrochloric acid occurs, which is a serious problem, and the fact is that cooling is performed with great effort.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは先に気相
成長法による複合酸化鉄微粒子の製迫方法を提案してい
る(特開平7−335023号)。この方法によれば亜
鉛の歩留まりの心配は全く無く、磁気特性が良好でしか
も粒度が大きくかつ均一な複合酸化鉄微粒子を製造する
ことができる。本発明は、特にこの方法を改良したもの
で、その目的とするところは得られた複合酸化鉄微粒子
の残留塩素を簡単に低減する方法を提供することにあ
る。The present inventors have previously proposed a method for producing composite iron oxide fine particles by vapor phase growth (Japanese Patent Laid-Open No. 7-335023). According to this method, there is no concern about the yield of zinc, and it is possible to produce uniform fine iron oxide particles having good magnetic properties and a large particle size. The present invention particularly improves this method, and an object of the present invention is to provide a method for easily reducing the residual chlorine in the obtained composite iron oxide fine particles.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明者は、まず、塩素の存在形態を調べた。すな
わち、製品の複合酸化鉄微粒子を化学分析して塩素濃度
を測定すれば、残留塩素の量を知ることができるが、気
相成長法の場合には急冷するなどの工夫を特にしなくて
ももともと残留塩素は1〜3重量%と少なめであり、X
線解析では塩素の存在形態を特定することができなかっ
た。そこで残留塩素が純水による洗浄で除去できること
を利用し、洗液の分析と水洗前後の複合酸化鉄微粒子の
組成変化を測定することで、塩素の存在形態がすべて塩
化マンガンであることをつきとめた。In order to achieve this object, the present inventor first examined the form of chlorine. In other words, by measuring the chlorine concentration by chemically analyzing the composite iron oxide fine particles of the product, the amount of residual chlorine can be known, but in the case of the vapor phase growth method, there is no need for special measures such as rapid cooling. Originally, residual chlorine is as small as 1 to 3% by weight.
Line analysis could not identify the form of chlorine. Using the fact that residual chlorine can be removed by washing with pure water, we analyzed the washing liquid and measured the change in the composition of the composite iron oxide fine particles before and after washing, and determined that the form of chlorine was all manganese chloride. .
【0008】またその塩化マンガンの存在位置である
が、水洗で容易に残留塩素を除去できることから、微粒
子内部に取り込まれたものではなく、微粒子表面に存在
していることが推測される。通常の噴霧焙焼では未反応
物は塩化亜鉛のような揮発性の成分を除いて粒子内部に
残されることが多いが、気相成長法ではその条件が整っ
ていれば粒子内部に未反応物が入り込むことはなく、冷
却過程で微粒子表面に結露沈着する。従って表面に存在
する塩化マンガンの由来は、未反応物なのかそれとも微
粒子の表面が反応で生成した塩酸ガスにより再塩化した
ものなのかがわからず、試行錯誤による対策しか立てら
れなかった。[0008] Regarding the location of the manganese chloride, the residual chlorine can be easily removed by washing with water. Therefore, it is presumed that the manganese chloride is not taken in the fine particles but exists on the surface of the fine particles. In normal spray roasting, unreacted substances are often left inside the particles except for volatile components such as zinc chloride, but in the vapor phase growth method, unreacted substances are left inside the particles if the conditions are met. Does not penetrate, and is condensed and deposited on the surface of the fine particles during the cooling process. Therefore, it is not known whether the manganese chloride existing on the surface is an unreacted substance or a substance obtained by rechlorinating the surface of the fine particles with hydrochloric acid gas generated by the reaction, so that only measures by trial and error can be taken.
【0009】次に、本発明者は、塩化マンガンの由来を
特定するために、マンガンの塩化物と酸化物の反応平衡
を調査した。 MnCl2 +H2 O+Fe2 O3 =MnFe2 O4 +2
HCl 上の反応式においてMnCl2 が気相の場合および固・
液相の場合の2通りについて200〜1000℃の範囲
を50℃刻みで各温度における反応による自由エネルギ
ー変化から平衡定数Kpを算出した。更にこの平衡定数
を使用して、実際の雰囲気で反応の進む方向を確認する
ための計算を同じく各温度で行った。あわせてその雰囲
気での塩化マンガン蒸気の露点を蒸気圧から逆算する計
算も行った。Next, the present inventors investigated the reaction equilibrium between manganese chloride and oxide to identify the origin of manganese chloride. MnCl 2 + H 2 O + Fe 2 O 3 = MnFe 2 O 4 +2
HCl MnCl 2 in the gas phase and solid
The equilibrium constant Kp was calculated from the change in free energy due to the reaction at each temperature in the range of 200 to 1000 ° C. in steps of 50 ° C. for the two cases of the liquid phase. Further, using this equilibrium constant, a calculation for confirming the direction in which the reaction proceeds in an actual atmosphere was similarly performed at each temperature. At the same time, a calculation was made to calculate the dew point of the manganese chloride vapor in that atmosphere back from the vapor pressure.
【0010】図1はこれらの計算結果を、横軸に温度、
縦軸に平衡水蒸気分圧をとってプロットしたものを示
す。また表1はこの計算の前提となる条件を示す。平衡
水蒸気分圧が実際の水蒸気分圧よりも小さければ反応は
酸化側へ進み、大きければ反応が塩化側へ進む。また、
その比が数倍程度ならば平衡がどこに落ち着くか、ある
いは実際の非平衡状態がどうなるか慣重な検討を要する
が、比が2桁以上であれば結果を予想することができ
る。すなわち、このグラフを実際の温度履歴にそって解
釈することによってマンガンの挙動をシミュレートする
ことができる。FIG. 1 shows the results of these calculations in which the horizontal axis represents temperature,
The vertical axis shows the equilibrium water vapor partial pressure plotted. Table 1 shows the preconditions for this calculation. If the equilibrium water vapor partial pressure is smaller than the actual water vapor partial pressure, the reaction proceeds to the oxidation side, and if it is higher, the reaction proceeds to the chloride side. Also,
If the ratio is about several times, it is necessary to consider where the equilibrium is settled or what the actual non-equilibrium state will be. However, if the ratio is two digits or more, the result can be expected. That is, the behavior of manganese can be simulated by interpreting this graph along the actual temperature history.
【0011】このグラフの中に水平点線で示す実際の水
蒸気分圧はこの条件では0.44気圧であるが、水溶液
を噴霧した結果であるから当然水蒸気がある程度存在す
るはずであり、またこのようなプロセスを高圧で操業す
ることは考えられないので、水蒸気分圧はおのずと狭い
範囲に入る。しかも縦軸は対数目盛となっているので、
条件を相当変化させてもこの水平点線の位置はほとんど
変化しない。In this graph, the actual partial pressure of water vapor indicated by the horizontal dotted line is 0.44 atm under this condition. However, since it is the result of spraying the aqueous solution, naturally there must be some water vapor. Since it is not conceivable to operate such processes at high pressure, the partial pressure of steam naturally falls within a narrow range. Moreover, since the vertical axis is a logarithmic scale,
Even if the conditions are considerably changed, the position of the horizontal dotted line hardly changes.
【0012】このグラフの中の垂直点線で示す塩化マン
ガンの露点は、この条件では744℃であり、これより
高い温度では塩化マンガンは完全に蒸発してガスになり
得る。塩化マンガンがガスの場合の平衡水蒸気分圧のカ
ーブは、744℃以上の温度においても実際の水蒸気分
圧よりも桁違いに小さく、気相成長法では容易にマンガ
ンが酸化することがわかる。従ってマンガンの未反応物
が存在するはずはなく、残留塩素は再塩化反応によるも
のと考えられる。The dew point of manganese chloride, indicated by the vertical dashed line in this graph, is 744 ° C. under these conditions, above which manganese chloride can completely evaporate to a gas. The curve of the equilibrium water vapor partial pressure when manganese chloride is a gas is orders of magnitude smaller than the actual water vapor partial pressure even at a temperature of 744 ° C. or higher, indicating that manganese is easily oxidized by the vapor phase growth method. Therefore, there should be no unreacted manganese, and the residual chlorine is considered to be due to the rechlorination reaction.
【0013】つぎに冷却過程における再塩化反応の速度
について検討した。酸化して塩化マンガンの蒸気が存在
しなくなれば、塩化マンガンの露点は当然低下してゆく
が、再塩化反応を考える場含に沸点よりもはるかに低い
この温度では、塩化した瞬間に生成するのは固・液相で
ある。塩化マンガンが固・液相の場合の平衡水蒸気分圧
のカーブは温度の低下とともに急激に上昇し、460℃
で実際の水蒸気分圧となる。そして温度が460℃より
も低くなると、平衡水蒸気分圧はすぐに桁違いに大きく
なってしまって、再塩化反応が急激に進むことが理解で
きる。Next, the rate of the rechlorination reaction in the cooling process was examined. If the manganese chloride vapor disappears due to oxidation, the dew point of the manganese chloride naturally declines, but at this temperature much lower than the boiling point, considering the re-chlorination reaction, it is formed at the moment of salification. Is a solid-liquid phase. When manganese chloride is in the solid / liquid phase, the curve of equilibrium water vapor partial pressure rises sharply with decreasing temperature and rises to 460 ° C.
At the actual water vapor partial pressure. When the temperature becomes lower than 460 ° C., the equilibrium water vapor partial pressure immediately increases by an order of magnitude, and it can be understood that the rechlorination reaction proceeds rapidly.
【0014】本発明は、このシミユレーション結果をも
とに完成されたもので、気相成長法により生成した複合
酸化鉄微粒子をガス流から分離する部分の雰囲気温度を
マンガンフェライト中のマンガンの平衡が塩化側へ進ま
ない温度に保つという方法である。この方法により残留
塩素の少ない良質の複合酸化鉄微粒子を得ることが可能
となった。The present invention has been completed on the basis of the result of the simulation, and the atmosphere temperature of the portion where the composite iron oxide fine particles generated by the vapor phase growth method are separated from the gas stream is adjusted to the manganese content in the manganese ferrite. This is a method of keeping the temperature at which the equilibrium does not proceed to the chloride side. According to this method, it has become possible to obtain high-quality composite iron oxide fine particles having little residual chlorine.
【0015】また、固気分離器としてセラミックフィル
ターを使用する場合には、逆洗用パルスエアーが系内に
入りしかも捕集された微粒子に瞬時に直接触れるもので
あるから、当然この温度も管理する必要があり、少なく
とも酸露点以上、可能ならば固気分離器と同じ温度まで
予熱して使用することにより、この方法を確実に適用す
ることが可能である。When a ceramic filter is used as the solid-gas separator, the backwashing pulse air enters the system and directly contacts the collected fine particles, so that the temperature is naturally controlled. This method can be reliably applied by preheating to at least the acid dew point or more, and if possible, to the same temperature as that of the solid-gas separator.
【0016】すなわち、本発明は、少なくとも塩化鉄と
塩化マンガンとを含有する混合水溶液からなる原料液を
噴霧する工程と、噴霧された原料液滴に燃焼炎の熱を直
接与えて酸化反応させるとともに気相成長により複合酸
化鉄微粒子を生成させる工程と、生成した複合酸化鉄微
粒子を含むガス流を、マンガンの再塩化温度を越え60
0℃以下の温度で固気分離器に通し、ガス流から複合酸
化鉄微粒子を固気分離する工程とを備えた複合酸化鉄微
粒子の製造方法であり、混合水溶液は、さらに亜鉛塩化
物、ニッケル塩化物、及び銅塩化物の群から選択された
一種または二種以上を含有することができ、さらに、固
気分離器にセラミックフィルターを使用した場合、固気
分離器の逆洗用パルスエアーを酸露点以上200℃以下
に予熱するのが望ましい。That is, the present invention provides a step of spraying a raw material solution comprising a mixed aqueous solution containing at least iron chloride and manganese chloride, and directly applying heat of a combustion flame to the sprayed raw material droplets to cause an oxidation reaction. A step of generating composite iron oxide fine particles by vapor phase growth, and a step of forming a gas stream containing the generated composite iron oxide fine particles at a temperature exceeding the re-chlorination temperature of manganese,
Passing the mixture through a solid-gas separator at a temperature of 0 ° C. or less to separate the composite iron oxide fine particles from the gas stream in a solid-gas state. Chloride, and can contain one or more selected from the group of copper chloride, furthermore, when a ceramic filter is used for the solid-gas separator, the pulse air for backwashing of the solid-gas separator is used. It is desirable to preheat to an acid dew point or higher and 200 ° C. or lower.
【0017】[0017]
【表1】 [Table 1]
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】図2は本発明の適用される気相成
長法による複合酸化鉄製造プロセスのフロー図である。
以下、図2にしたがってプロセスの説明をする。燃料ガ
スと燃焼用空気はバーナー1へ供給され、反応炉2内で
燃焼し燃焼炎を形成している。この燃焼炎の内側から塩
化鉄、塩化マンガンの金属塩化物、さらに、亜鉛塩化
物、ニッケル塩化物、銅塩化物金属塩化物を含む水溶液
に塩酸を混合した原料液を噴霧する。このことにより、
塩化水素の存在する還元性雰囲気中で水分が蒸発し、塩
化物の結晶水が遊離し、無水塩化物結晶となるが、この
塩化物は酸化することがないことがない。そして、無水
塩化物結晶は燃焼炎の内側で順次昇華していく。この時
の炉内温度は、塩化マンガンが全量確実に蒸発するため
に、約800℃以上の領域が存在することが必要であ
る。FIG. 2 is a flow chart of a composite iron oxide production process by a vapor phase growth method to which the present invention is applied.
Hereinafter, the process will be described with reference to FIG. Fuel gas and combustion air are supplied to the burner 1 and burn in the reaction furnace 2 to form a combustion flame. A raw material liquid obtained by mixing hydrochloric acid with an aqueous solution containing metal chlorides of iron chloride and manganese chloride, zinc chloride, nickel chloride, and copper chloride is sprayed from inside the combustion flame. This allows
Water evaporates in a reducing atmosphere in the presence of hydrogen chloride, and water of crystallization of chloride is released to form anhydrous chloride crystals, which are not oxidized. Then, the anhydrous chloride crystal sublimates sequentially inside the combustion flame. At this time, the furnace temperature needs to have a region of about 800 ° C. or more in order to completely evaporate manganese chloride.
【0019】無水塩化物は、外側の酸化性雰囲気の部分
に出ると、酸素と水蒸気により酸化反応し、気相成長し
て、複合酸化鉄微粒子を生成する。複合酸化鉄微粒子を
含む燃焼ガス、反応生成ガスからなる流れに希釈冷却用
空気を吹き込み、セラミックフィルター3に導く。セラ
ミックフィルター3には、パルスエアー予熱器4からパ
ルスエアーが吹き込まれ、固気分離される。複合酸化鉄
微粒子はダブルダンパー5で回収され、塩酸は塩酸回収
塔6で回収される。When the anhydrous chloride enters the outer oxidizing atmosphere, it undergoes an oxidation reaction with oxygen and water vapor and grows in a vapor phase to produce composite iron oxide fine particles. Dilution cooling air is blown into a flow composed of the combustion gas containing the composite iron oxide fine particles and the reaction product gas, and is led to the ceramic filter 3. Pulse air is blown into the ceramic filter 3 from the pulse air preheater 4 to be separated into solid and gas. The composite iron oxide fine particles are recovered by the double damper 5, and the hydrochloric acid is recovered by the hydrochloric acid recovery tower 6.
【0020】この場合、複合酸化鉄微粒子を混合ガス流
に搬送させて固気分離器へ流入させる間に、強制的な冷
却は一切せずに自然放冷に任せておけば、固気分離気内
の温度は600℃以下まで下がる。保温などを施すこと
により、更に高い温度で固気分離器を操業することも可
能だが、装置材料に特殊なものが必要になり、設備費が
高くなること、および固気分離の方式によっては圧力損
失が大きくなり、ブロアーの負荷が増加するので、上限
温度は600℃が望ましい。一方、下限温度は、残留塩
素の少ない良質の微粒子を得るためにマンガンが再塩化
する温度を越える温度、温度管理上望ましくは500℃
とする。In this case, if the composite iron oxide fine particles are conveyed to the mixed gas flow and flow into the solid-gas separator, they are left to cool naturally without any forced cooling, so that the solid-gas separated gas Temperature drops to below 600 ° C. It is possible to operate the gas-solid separator at a higher temperature by keeping the temperature, etc., but special equipment is required for the equipment, which leads to higher equipment costs and pressure depending on the method of solid-gas separation. Since the loss increases and the load on the blower increases, the upper limit temperature is desirably 600 ° C. On the other hand, the lower limit temperature is a temperature exceeding a temperature at which manganese is rechlorinated in order to obtain good fine particles having a small amount of residual chlorine.
And
【0021】固気分離器は一般に使用されるものの中で
電気集塵機、サイクロン、セラミックフィルターなど、
高温に耐えるものであれば使用可能である。ここではセ
ラミックフィルターを使用し、逆洗用パルスエアーはフ
ィルターハウジング内で塩酸の結露を発生させないよう
に、酸露点以上に予熱されて使用されるのが望ましい。
ただし上限は実用上200℃とする。理論上はもっと高
温まで予熱するのが望ましいが、200℃を越えると、
パルスエアー用の弁が非常に高価なものとなるためであ
る。パルスエアーの配管をフィルターハウジング内で長
めにすることで、実際に捕集された微粒子に触れる際の
温度を雰囲気温度に近付けるなどの工夫することが好ま
しい。逆洗により払い落とされた複合酸化鉄微粒子はフ
ィルターハウジング下部からダブルダンパーを介して系
外に排出され、塩酸蒸気に曝される環境から脱すること
になる。一方フィルターを通過した廃ガスは塩酸回収装
置を経て大気に放散される。Solid-gas separators are generally used, such as electric dust collectors, cyclones and ceramic filters.
Any material that can withstand high temperatures can be used. Here, a ceramic filter is used, and the backwash pulse air is desirably used after being preheated to an acid dew point or higher so as not to cause condensation of hydrochloric acid in the filter housing.
However, the upper limit is practically 200 ° C. In theory it is desirable to preheat to higher temperatures, but above 200 ° C,
This is because the pulse air valve becomes very expensive. It is preferable to make the pulse air piping longer in the filter housing so that the temperature at which the particles actually come into contact with the particles is brought close to the ambient temperature. The composite iron oxide fine particles removed by the backwash are discharged from the lower part of the filter housing through the double damper to the outside of the system, and escape from the environment exposed to the hydrochloric acid vapor. On the other hand, the waste gas that has passed through the filter is released to the atmosphere via a hydrochloric acid recovery device.
【0022】図3は、このブロセスで反応条件をほぼ一
定にしながら、固気分離器の温度を広く変化させて捕集
した複合酸化鉄微粒子の残留塩素を縦軸に、圃気分離器
内の雰囲気温度を横軸にとってブロットしたものを示
す。固気分離器内での平均暴露時間の違いや、冷却方法
の違いなどにより多少のばらつきがあるものの、450
℃以上ではすべて0.4重量%以下の塩素残留量となっ
ていて、それより低い温度のものとは太きく異なる結果
となっている。すなわち平衡水蒸気分圧を頼りに行った
シミユレーションの精度が高かったことを示している。FIG. 3 shows the residual chlorine of the composite iron oxide fine particles collected by widely changing the temperature of the solid-gas separator while keeping the reaction conditions almost constant in this process, with the vertical axis representing the residual chlorine. Blotted values are plotted with the ambient temperature on the horizontal axis. Although there is some variation due to differences in the average exposure time in the gas-solid
At temperatures above ℃, the amount of residual chlorine is 0.4% by weight or less in all cases, and the results are significantly different from those at lower temperatures. That is, it indicates that the accuracy of the simulation performed based on the equilibrium water vapor partial pressure was high.
【0023】以上のように、本発明によれば、残留塩素
を0.4重量%と従来に比べて著しく軽減したので、残
留塩素の除去処理工程での負荷が著しく軽減される。そ
して、以上のようなプロセスを採用することにより、所
望の粒度をおよびほぼ理論どおりの組成を有する均一な
複合酸化鉄微粒子が得られる。As described above, according to the present invention, the residual chlorine is remarkably reduced to 0.4% by weight as compared with the prior art, so that the load in the residual chlorine removing process is remarkably reduced. Then, by employing the above-described process, uniform composite iron oxide fine particles having a desired particle size and a composition almost as expected can be obtained.
【0024】[0024]
【実施例】表2は本発明の実施例および比較例を整理し
たまとめを示す。また、ここで挙げた例の反応部での条
件は表1に示される計算の前提条件と同等である。な
お、下記実施例、比較例において、マンガンの再塩化温
度は460℃である。EXAMPLES Table 2 shows a summary of Examples and Comparative Examples of the present invention. Further, the conditions in the reaction section of the example given here are the same as the preconditions for the calculation shown in Table 1. In the following Examples and Comparative Examples, the rechlorination temperature of manganese is 460 ° C.
【0025】[0025]
【表2】 (実施例1)この実施例は、反応部からセラミックフィ
ルターまでの煙道を自然放冷に任せ、微粒子がフィルタ
ーに捕捉されてから払い落とされるまでの平均暴露時間
を22秒とした例である。この例ではパルスエアーの予
熱温度は170℃、捕集部の雰囲気温度は490℃であ
った。このとき得られた複合酸化鉄微粒子の分析結呆は
残留塩素濃度0.22重量%であり、この反応条件での
一連の結果の中で最低値であった。 (実施例2)実施例1と同様であるが、平均暴露時間を
1分40秒とした例である。この例ではパルスエアーの
予熱温度は190℃、捕集部の雰囲気温度は541℃で
あった。暴露時間を長くしても温度が十分に高いため再
塩化反応は進まず、このとき得られた複合酸化鉄微粒子
の分析結果は残留塩素濃度0.25重量%であった。 (比較例1)この比較例では、反応部からセラミックフ
ィルターまでの煙道外面を空気により強制冷却し、平均
暴露時間は22秒とした例である。この例ではパルスエ
アーの予熱温度は170℃、捕集部の雰囲気温度は41
8℃であった。この温度は反応平衡が塩化側へ進む温度
であり、このとき得られた複合酸化鉄微粒子の分析結果
は残留塩素濃度1.13重量%であった。 (比較例2)比較例1と同様であるが、平均暴露時間を
1分40秒とした例である。この例ではパルスエアーの
予熱温度は170℃、捕集部の界囲気温度は432℃で
あった。比較例1よりも雰囲気温度が多少高いものの、
暴露時間が長いために再塩化がより多く進み、このとき
得られた複合酸化鉄微粒子の分析桔果は残留塩素濃度
1.87重量%であった。 (比較例3)実施例1と同様であり、平均暴露時間も2
2秒だが、パルスエアーを予熱せずに常温のまま使用し
た例である。この例では冷たいバルスエアーが頻繁に入
るため、捕集部の雰囲気温度が下がり気味で、458℃
であった。温度が低くなってしまったせいもあると推測
されるが、このとき得られた複合酸化鉄微粒子の分析結
果は残留塩素濃度0.57重量%でパルスエアーを予熱
した例の2倍以上も再塩化反応が進んでいた。[Table 2] (Example 1) In this example, the flue from the reaction section to the ceramic filter was left to cool naturally, and the average exposure time from when the fine particles were captured by the filter to when it was removed was 22 seconds. . In this example, the preheating temperature of the pulse air was 170 ° C., and the ambient temperature of the collecting section was 490 ° C. Analysis of the composite iron oxide fine particles obtained at this time showed a residual chlorine concentration of 0.22% by weight, which was the lowest among a series of results under the reaction conditions. Example 2 Example 2 is the same as Example 1, except that the average exposure time is 1 minute and 40 seconds. In this example, the preheating temperature of the pulsed air was 190 ° C., and the ambient temperature of the collecting section was 541 ° C. Even if the exposure time was prolonged, the rechlorination reaction did not proceed because the temperature was sufficiently high, and the analysis result of the composite iron oxide fine particles obtained at this time was a residual chlorine concentration of 0.25% by weight. Comparative Example 1 In this comparative example, the flue outer surface from the reaction section to the ceramic filter was forcibly cooled with air, and the average exposure time was 22 seconds. In this example, the preheating temperature of the pulse air is 170 ° C., and the ambient temperature of the collecting section is 41 ° C.
8 ° C. This temperature is a temperature at which the reaction equilibrium proceeds to the chloride side, and the analysis result of the composite iron oxide fine particles obtained at this time was a residual chlorine concentration of 1.13% by weight. (Comparative Example 2) This is an example similar to Comparative Example 1, except that the average exposure time is 1 minute and 40 seconds. In this example, the preheating temperature of the pulse air was 170 ° C., and the ambient temperature of the trapping section was 432 ° C. Although the ambient temperature is slightly higher than Comparative Example 1,
Due to the long exposure time, re-chlorination proceeded more. The analysis result of the composite iron oxide fine particles obtained at this time was a residual chlorine concentration of 1.87% by weight. (Comparative Example 3) Same as Example 1, with an average exposure time of 2
This is an example of using pulse air at room temperature without preheating for 2 seconds. In this example, since cold bals air frequently enters, the ambient temperature of the collecting section is likely to decrease, and the temperature is 458 ° C.
Met. It is speculated that the temperature may have dropped, but the results of analysis of the composite iron oxide fine particles obtained at this time were twice as high as those in the case where pulse air was preheated at a residual chlorine concentration of 0.57% by weight. The salification reaction was in progress.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明の方法により、気相成長法で生成
したマンガンを含む複合酸化鉄微粒子をガス流から分離
すると、マンガン酸化物の再塩化を最低限に抑えること
ができる。また本発明の方法を実施するには、多くの場
合これまで行っていた煙道での強制的冷却をやめてしま
うだけでよく、大幅に設備費を増加させることなく、ブ
ロセスを簡単にする方向で製品の品質を格段に向上させ
ることができる。According to the method of the present invention, when the composite iron oxide fine particles containing manganese produced by the vapor phase growth method are separated from the gas stream, rechlorination of the manganese oxide can be minimized. In addition, in order to carry out the method of the present invention, in many cases, only forced cooling in the flue, which has been performed so far, needs to be stopped, and the process can be simplified without significantly increasing equipment costs. Product quality can be significantly improved.
【図1】塩化マンガンが固・液相の平衡水蒸気分圧及び
塩化マンガンが気相の平衡水蒸気分圧を、実際の水蒸気
分圧と塩化マンガン蒸気の露点と共に記載した図。FIG. 1 is a diagram showing the equilibrium steam partial pressure of a solid / liquid phase of manganese chloride and the equilibrium steam partial pressure of a gas phase of manganese chloride, together with the actual steam partial pressure and the dew point of manganese chloride vapor.
【図2】本発明に適用される気相成長法による複合酸化
鉄製造プロセスのフロー図。FIG. 2 is a flowchart of a composite iron oxide production process by a vapor phase growth method applied to the present invention.
【図3】固気分離器の温度を変化させて捕集した複合酸
化鉄微粒子の残留塩素を縦軸に、固気分離器内の雰囲気
温度を横軸にとってブロットしたグラフ。FIG. 3 is a graph in which the vertical axis indicates the residual chlorine of the composite iron oxide fine particles collected by changing the temperature of the solid-gas separator, and the horizontal axis indicates the ambient temperature in the solid-gas separator.
1…バーナー、 2…反応炉、 3…セラミックフィルター、 4…パルスエアー予熱器、 5…ダブルダンパー、 6…塩素回収塔 1 burner, 2 reactor, 3 ceramic filter, 4 pulse air preheater, 5 double damper, 6 chlorine recovery tower
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋谷 佳樹 東京都千代田区丸の内二丁目3番2号 鋼 管鉱業株式会社内 (72)発明者 井上 辰雄 神奈川県川崎市中原区下小田中1−26 (72)発明者 坂口 央 埼玉県浦和市駒場1−1−7 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshiki Shibuya 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Steel Pipe Mining Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuo Inoue 1-26 Shimoodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi 72) Inventor Hiroshi Sakaguchi 1-1-7 Komaba, Urawa City, Saitama Prefecture
Claims (3)
有する混合水溶液からなる原料液を噴霧する工程と、噴
霧された原料液滴に燃焼炎の熱を直接与えて酸化反応さ
せるとともに気相成長により複合酸化鉄微粒子を生成さ
せる工程と、生成した複合酸化鉄微粒子を含むガス流
を、マンガンの再塩化温度を越え600℃以下の温度で
固気分離器に通し、ガス流から複合酸化鉄微粒子を固気
分離する工程とを備えた複合酸化鉄微粒子の製造方法。1. A step of spraying a raw material liquid comprising a mixed aqueous solution containing at least iron chloride and manganese chloride, and directly applying heat of a combustion flame to the sprayed raw material droplets to cause an oxidation reaction and vapor phase growth. A step of generating composite iron oxide fine particles, and passing a gas stream containing the generated composite iron oxide fine particles through a solid-gas separator at a temperature exceeding the re-chlorination temperature of manganese and not more than 600 ° C. to remove the composite iron oxide fine particles from the gas stream A method for producing composite iron oxide fine particles, comprising a step of solid-gas separation.
ケル塩化物、及び銅塩化物の群から選択された一種また
は二種以上を含有している請求項1に記載の複合酸化鉄
微粒子の製造方法。2. The production of composite iron oxide fine particles according to claim 1, wherein the mixed aqueous solution further contains one or more selected from the group consisting of zinc chloride, nickel chloride and copper chloride. Method.
え、固気分離器の逆洗用パルスエアーは酸露点以上20
0℃以下に予熱される複合酸化鉄微粒子の製造方法。3. The solid-gas separator is provided with a ceramic filter, and the backwash pulse air of the solid-gas separator has an acid dew point of 20 or more.
A method for producing composite iron oxide fine particles preheated to 0 ° C. or lower.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8324152A JPH10167731A (en) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | Method for producing composite iron oxide fine particles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8324152A JPH10167731A (en) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | Method for producing composite iron oxide fine particles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10167731A true JPH10167731A (en) | 1998-06-23 |
Family
ID=18162716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8324152A Pending JPH10167731A (en) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | Method for producing composite iron oxide fine particles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10167731A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1284485A1 (en) * | 2001-08-16 | 2003-02-19 | Degussa AG | Superparamagnetic oxidic particles,their preparation process and application |
-
1996
- 1996-12-04 JP JP8324152A patent/JPH10167731A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1284485A1 (en) * | 2001-08-16 | 2003-02-19 | Degussa AG | Superparamagnetic oxidic particles,their preparation process and application |
| US6746767B2 (en) | 2001-08-16 | 2004-06-08 | Degussa Ag | Superparamagnetic oxidic particles, processes for their production and their use |
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