JPH1171382A - 銅含有固体中の残留塩素濃度を減少する方法 - Google Patents
銅含有固体中の残留塩素濃度を減少する方法Info
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- JPH1171382A JPH1171382A JP10145227A JP14522798A JPH1171382A JP H1171382 A JPH1171382 A JP H1171382A JP 10145227 A JP10145227 A JP 10145227A JP 14522798 A JP14522798 A JP 14522798A JP H1171382 A JPH1171382 A JP H1171382A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/12—Organo silicon halides
- C07F7/16—Preparation thereof from silicon and halogenated hydrocarbons direct synthesis
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 メチルクロロシラン類の製造中に発生される
副生物から塩素含有量を減少する新規な方法。 【解決手段】 本発明の方法は、(a)前記副生物を随
意に界面活性剤を含む水性媒体と少なくとも約7のpH
および約0℃より高い温度で組み合わせることにより前
記副生物を加水分解して本質的に固体を含む第一の相と
水性相を含む第二の相を生成し、(b)前記第一および
第二の相を分離し、そして(c)前記第一の相からの固
体を少なくとも約300℃の温度で約24時間までの間
酸化して塩素約1重量%未満を含む残渣を生成すること
からなる。前記第一の相からの固体は別の態様では水素
流の下で少なくとも約400℃の温度で約24時間まで
の間還元してもよい。
副生物から塩素含有量を減少する新規な方法。 【解決手段】 本発明の方法は、(a)前記副生物を随
意に界面活性剤を含む水性媒体と少なくとも約7のpH
および約0℃より高い温度で組み合わせることにより前
記副生物を加水分解して本質的に固体を含む第一の相と
水性相を含む第二の相を生成し、(b)前記第一および
第二の相を分離し、そして(c)前記第一の相からの固
体を少なくとも約300℃の温度で約24時間までの間
酸化して塩素約1重量%未満を含む残渣を生成すること
からなる。前記第一の相からの固体は別の態様では水素
流の下で少なくとも約400℃の温度で約24時間まで
の間還元してもよい。
Description
【0001】発明の分野 本発明はメチルクロロシラン類の製造から生ずる選択さ
れた副生物から塩素含有量を減少する新規な方法に係わ
る。発明の背景 本発明はメチルクロロシラン類の製造中に発生される副
生物の処理に係わる。このようなシラン化合物の製造に
対する基本的な方法は周知であり米国特許2,380,995 に
記載されている。このようなプロセスは副生物を発生す
るが、こうした副生物は現在のところ殆どあるいは全く
商業的価値を持たない。これらの副生物はその安全で環
境的に受容できる究極の処分において問題を提起しう
る。直ぐに関心の持たれる副生物流は高沸点液体(>7
5℃);懸濁された珪素粉末;高いレベルの銅、亜鉛お
よびスズ;並びに各種の他の金属類からなるものであ
る。制御されることなく湿気や空気に曝されると、これ
らの物質は容易に着火されたりおよび/または強酸のミ
ストや液体流を形成したりする可能性がある。
れた副生物から塩素含有量を減少する新規な方法に係わ
る。発明の背景 本発明はメチルクロロシラン類の製造中に発生される副
生物の処理に係わる。このようなシラン化合物の製造に
対する基本的な方法は周知であり米国特許2,380,995 に
記載されている。このようなプロセスは副生物を発生す
るが、こうした副生物は現在のところ殆どあるいは全く
商業的価値を持たない。これらの副生物はその安全で環
境的に受容できる究極の処分において問題を提起しう
る。直ぐに関心の持たれる副生物流は高沸点液体(>7
5℃);懸濁された珪素粉末;高いレベルの銅、亜鉛お
よびスズ;並びに各種の他の金属類からなるものであ
る。制御されることなく湿気や空気に曝されると、これ
らの物質は容易に着火されたりおよび/または強酸のミ
ストや液体流を形成したりする可能性がある。
【0002】こうした副生物およびこれに類似したもの
の処分に対する手順は米国特許4,221,691;4,408,030;4,
758,352;4,960,523並びにドイツ特許DE3523541A1に報告
されている。米国特許4,221,691 に開示された多官能性
クロロ珪素組成物の加水分解法は濃縮されたHClおよ
び/またはCaCl2 を含有する水性媒体中で加水分解
する前にクロロ珪素組成物に炭化水素油を添加すること
に係わる。メチルクロロシランプロセスからの匹敵する
流れに対する加水分解も米国特許4,408,030 に開示され
ている。このプロセスでは珪素塩化物を含有する廃棄流
を加水分解するのに濃縮HClを利用している。上記の
他の特許文献も同様なプロセスを開示しているが、当初
の副生物流中に存在する塩素含有量の減少あるいは銅の
処分には対処していない。
の処分に対する手順は米国特許4,221,691;4,408,030;4,
758,352;4,960,523並びにドイツ特許DE3523541A1に報告
されている。米国特許4,221,691 に開示された多官能性
クロロ珪素組成物の加水分解法は濃縮されたHClおよ
び/またはCaCl2 を含有する水性媒体中で加水分解
する前にクロロ珪素組成物に炭化水素油を添加すること
に係わる。メチルクロロシランプロセスからの匹敵する
流れに対する加水分解も米国特許4,408,030 に開示され
ている。このプロセスでは珪素塩化物を含有する廃棄流
を加水分解するのに濃縮HClを利用している。上記の
他の特許文献も同様なプロセスを開示しているが、当初
の副生物流中に存在する塩素含有量の減少あるいは銅の
処分には対処していない。
【0003】それ故に、この加水分解された副生物から
塩素含有量を減少して銅およびその他の金属類を含有す
る固体物質を生成することのできるより優れたプロセス
を開発する必要がある。そのとりわけ有利な点は、この
ような生成物が銅源として回収する価値を有する点であ
る。有効なプロセスは高い引火点を持ち、殆どあるいは
全くガスを発生せず、粘着せず、自由流動性であり、そ
して塵埃を発生せずに容易に取り扱えそして輸送でき
る、最終的な不動態化された固体を生成すべきである。
塩素含有量を減少して銅およびその他の金属類を含有す
る固体物質を生成することのできるより優れたプロセス
を開発する必要がある。そのとりわけ有利な点は、この
ような生成物が銅源として回収する価値を有する点であ
る。有効なプロセスは高い引火点を持ち、殆どあるいは
全くガスを発生せず、粘着せず、自由流動性であり、そ
して塵埃を発生せずに容易に取り扱えそして輸送でき
る、最終的な不動態化された固体を生成すべきである。
【0004】発明の要約 本発明は、メチルクロロシラン類の製造中に発生される
副生物から塩素含有量を減少する方法において、(a)
前記副生物を随意に界面活性剤を含む水性媒体と少なく
とも約7のpHおよび約0℃より高い温度で組み合わせ
ることにより前記副生物を加水分解して本質的に固体を
含む第一の相と水性相を含む第二の相を生成し、(b)
前記第一および第二の相を分離し、そして(c)前記第
一の相からの固体を少なくとも約300℃の温度で約2
4時間までの間酸化して塩素約1重量%まで含む残渣を
生成することからなる方法を提供する。前記第一の相か
らの固体は別の態様では水素の流れの下で少なくとも約
400℃の温度で約12時間までの間還元することもで
きる。
副生物から塩素含有量を減少する方法において、(a)
前記副生物を随意に界面活性剤を含む水性媒体と少なく
とも約7のpHおよび約0℃より高い温度で組み合わせ
ることにより前記副生物を加水分解して本質的に固体を
含む第一の相と水性相を含む第二の相を生成し、(b)
前記第一および第二の相を分離し、そして(c)前記第
一の相からの固体を少なくとも約300℃の温度で約2
4時間までの間酸化して塩素約1重量%まで含む残渣を
生成することからなる方法を提供する。前記第一の相か
らの固体は別の態様では水素の流れの下で少なくとも約
400℃の温度で約12時間までの間還元することもで
きる。
【0005】発明の詳細な記述 本発明は、メチルクロロシラン類の製造中に発生される
副生物から塩素含有量を減少する方法において、(a)
前記副生物を随意に界面活性剤を含む水性媒体と少なく
とも約7のpHおよび約0℃より高い温度で組み合わせ
ることにより前記副生物を加水分解して本質的に固体を
含む第一の相と水性相を含む第二の相を生成し、(b)
前記第一および第二の相を分離し、そして(c)前記第
一の相からの固体を少なくとも約300℃の温度で約2
4時間までの間酸化して塩素約1重量%まで含む残渣を
生成することからなる方法を提供する。
副生物から塩素含有量を減少する方法において、(a)
前記副生物を随意に界面活性剤を含む水性媒体と少なく
とも約7のpHおよび約0℃より高い温度で組み合わせ
ることにより前記副生物を加水分解して本質的に固体を
含む第一の相と水性相を含む第二の相を生成し、(b)
前記第一および第二の相を分離し、そして(c)前記第
一の相からの固体を少なくとも約300℃の温度で約2
4時間までの間酸化して塩素約1重量%まで含む残渣を
生成することからなる方法を提供する。
【0006】好適な実施の態様において提供される方法
では、前記固体は少なくとも約300℃、好ましくは約
400℃の温度で少なくとも約18時間空気で酸化され
る。この実施の態様の更に好適な方法では、固体は少な
くとも約500℃の温度で少なくとも約8時間加熱され
る。特に好ましい方法では、固体は約600℃の温度で
少なくとも2時間加熱される。
では、前記固体は少なくとも約300℃、好ましくは約
400℃の温度で少なくとも約18時間空気で酸化され
る。この実施の態様の更に好適な方法では、固体は少な
くとも約500℃の温度で少なくとも約8時間加熱され
る。特に好ましい方法では、固体は約600℃の温度で
少なくとも2時間加熱される。
【0007】別の好ましい実施の態様で提供される方法
では、固体は約20標準立方フィート/時(Standard C
ubic Feet per Hour:SCFH)の空気の流速で、少な
くとも約600℃の温度で、約1時間好ましくは2時間
加熱される。本発明はまた、メチルクロロシラン類の製
造中に発生される副生物の塩素含有量を減少する方法に
おいて、(a)前記副生物を随意に界面活性剤を含む水
性媒体と少なくとも約7のpHおよび約0℃より高い温
度で組み合わせることにより前記副生物を加水分解して
本質的に固体を含む第一の相と水性相を含む第二の相を
生成し、(b)前記第一および第二の相を分離し、そし
て(c)前記固体を約25SCFHまでの水素流の下
に、少なくとも約400℃の温度で約24時間までの間
還元することからなる方法を提供する。
では、固体は約20標準立方フィート/時(Standard C
ubic Feet per Hour:SCFH)の空気の流速で、少な
くとも約600℃の温度で、約1時間好ましくは2時間
加熱される。本発明はまた、メチルクロロシラン類の製
造中に発生される副生物の塩素含有量を減少する方法に
おいて、(a)前記副生物を随意に界面活性剤を含む水
性媒体と少なくとも約7のpHおよび約0℃より高い温
度で組み合わせることにより前記副生物を加水分解して
本質的に固体を含む第一の相と水性相を含む第二の相を
生成し、(b)前記第一および第二の相を分離し、そし
て(c)前記固体を約25SCFHまでの水素流の下
に、少なくとも約400℃の温度で約24時間までの間
還元することからなる方法を提供する。
【0008】この方法の好適な実施の態様では、水素流
は約2SCFH乃至約8SCFHの流速に維持される。
更に好適な実施の態様では、温度は約550℃乃至約6
50℃であり加熱時間は約12時間までである。特に好
ましい実施の態様では、固体は約600℃乃至約650
℃の温度で約2時間までの間加熱される。本発明の酸化
または還元法はオーブンまたは炉あるいは当業者に知ら
れた他の任意の適当な加熱装置内で行うことができる。
本発明の実施例で使用されている加熱装置にはマッフル
炉または管状炉が含まれる。酸化法は比較的に低い酸化
温度を維持するのに容易な減圧下で行うことができるの
が典型的である。酸化法は典型的には空気流の下で行わ
れる(空気酸化)。当業者に知られた他の酸化剤および
酸化技術も使用することができる。
は約2SCFH乃至約8SCFHの流速に維持される。
更に好適な実施の態様では、温度は約550℃乃至約6
50℃であり加熱時間は約12時間までである。特に好
ましい実施の態様では、固体は約600℃乃至約650
℃の温度で約2時間までの間加熱される。本発明の酸化
または還元法はオーブンまたは炉あるいは当業者に知ら
れた他の任意の適当な加熱装置内で行うことができる。
本発明の実施例で使用されている加熱装置にはマッフル
炉または管状炉が含まれる。酸化法は比較的に低い酸化
温度を維持するのに容易な減圧下で行うことができるの
が典型的である。酸化法は典型的には空気流の下で行わ
れる(空気酸化)。当業者に知られた他の酸化剤および
酸化技術も使用することができる。
【0009】固体の還元は典型的には水素の流れの下に
行うことができる。実施例で使用される装置は管状炉で
あった。約25SCFHまでの流速は形成された如何な
る副生物の急速な除去を可能にした。当業者が承知して
いるように、安全を確保するためには、適当な水素の流
れおよび適当な温度を維持すべきである。ここでの加水
分解は水酸化カルシウム、酸化カルシウム、酸化ナトリ
ウム、水酸化ナトリウム、酸化カリウム、水酸化カリウ
ム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カル
シウム、重炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナ
トリウム、炭酸マグネシウムおよび重炭酸マグネシウム
から選択された塩基を含む塩基性の水性媒体中で行うこ
とができる。同じく本発明によって提供される方法では
塩基性水性媒体はアルキルオキシ(ポリエチレンオキシ
プロピレンオキシ)イソプロパノール(Union Carbide
Corporationによって製造販売されているTergitol (登
録商標)として市販されている)、ポリオキシエチレン
(4)ラウリルエーテル(ICIによりBrij 30(登録商
標)として市販されている)、ポリオキシエチレンアル
キルアルコール(ICI によりRenex KB(登録商標)とし
て市販されている)およびこれらの化学的等価物のよう
な陰イオンまたは非イオン性の界面活性剤を含んでい
る。非イオン性界面活性剤が好ましい。
行うことができる。実施例で使用される装置は管状炉で
あった。約25SCFHまでの流速は形成された如何な
る副生物の急速な除去を可能にした。当業者が承知して
いるように、安全を確保するためには、適当な水素の流
れおよび適当な温度を維持すべきである。ここでの加水
分解は水酸化カルシウム、酸化カルシウム、酸化ナトリ
ウム、水酸化ナトリウム、酸化カリウム、水酸化カリウ
ム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カル
シウム、重炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナ
トリウム、炭酸マグネシウムおよび重炭酸マグネシウム
から選択された塩基を含む塩基性の水性媒体中で行うこ
とができる。同じく本発明によって提供される方法では
塩基性水性媒体はアルキルオキシ(ポリエチレンオキシ
プロピレンオキシ)イソプロパノール(Union Carbide
Corporationによって製造販売されているTergitol (登
録商標)として市販されている)、ポリオキシエチレン
(4)ラウリルエーテル(ICIによりBrij 30(登録商
標)として市販されている)、ポリオキシエチレンアル
キルアルコール(ICI によりRenex KB(登録商標)とし
て市販されている)およびこれらの化学的等価物のよう
な陰イオンまたは非イオン性の界面活性剤を含んでい
る。非イオン性界面活性剤が好ましい。
【0010】本発明の加水分解法は約7−12、好まし
くは9−11の範囲のpHで実施することができる。本
発明によって提供される方法は約0℃から少なくともほ
ぼ水性媒体の沸点までの範囲の温度で行うことができる
が、25−95℃の温度範囲が本発明によって提供され
る方法に対する典型的な範囲である。本発明の方法にと
って好ましい温度範囲は約35℃乃至約95℃である。
くは9−11の範囲のpHで実施することができる。本
発明によって提供される方法は約0℃から少なくともほ
ぼ水性媒体の沸点までの範囲の温度で行うことができる
が、25−95℃の温度範囲が本発明によって提供され
る方法に対する典型的な範囲である。本発明の方法にと
って好ましい温度範囲は約35℃乃至約95℃である。
【0011】更に好適な実施の態様では、水性媒体は、
少なくとも部分的には、フィルタ洗浄液および/または
濾液、水酸化カルシウムのような塩基、アルキルオキシ
(ポリエチレンオキシプロピレンオキシ)イソプロパノ
ール(Union Carbide Corporationによって製造販売さ
れているTergitol (登録商標)として市販されてい
る)、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル(IC
IによりBrij 30(登録商標)として市販されている)、
ポリオキシエチレンアルキルアルコール(ICI によりRe
nex KB(登録商標)として市販されている)およびこれ
らの化学的等価物のような陰イオンまたは非イオン性の
界面活性剤から選ばれた界面活性剤を含む。界面活性剤
は非イオン性の界面活性剤が好ましい。
少なくとも部分的には、フィルタ洗浄液および/または
濾液、水酸化カルシウムのような塩基、アルキルオキシ
(ポリエチレンオキシプロピレンオキシ)イソプロパノ
ール(Union Carbide Corporationによって製造販売さ
れているTergitol (登録商標)として市販されてい
る)、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル(IC
IによりBrij 30(登録商標)として市販されている)、
ポリオキシエチレンアルキルアルコール(ICI によりRe
nex KB(登録商標)として市販されている)およびこれ
らの化学的等価物のような陰イオンまたは非イオン性の
界面活性剤から選ばれた界面活性剤を含む。界面活性剤
は非イオン性の界面活性剤が好ましい。
【0012】使用される副生物であるところの、メチル
クロロシラン類の製造中に発生される種々の副生物試料
の組成を以下の表1に要約する。これらの組成は副生物
流にとって代表的なものと考えられるが、バッチ毎にか
なりの変動が存在しうる。例えば、固体の濃度は約60
%まで変動する可能性があり、銅の濃度は約15%まで
変動する可能性がある。試料の液体部分には多くの高沸
点の多官能性のアルキルクロロシラン類、アルキルクロ
ロカルボシラン類、アルキルクロロシロキサン類および
アルキルクロロオリゴシラン類が含まれている可能性が
あり、ここにアルキル置換基は主にメチルであるが、エ
チル、プロピルのような他の基も存在しうる。炭化水素
類およびその他の種も、種々の濃度、通常は低い水準の
濃度で存在しうる。これらの副生物もまた除去する必要
のある金属類を含んでいる。
クロロシラン類の製造中に発生される種々の副生物試料
の組成を以下の表1に要約する。これらの組成は副生物
流にとって代表的なものと考えられるが、バッチ毎にか
なりの変動が存在しうる。例えば、固体の濃度は約60
%まで変動する可能性があり、銅の濃度は約15%まで
変動する可能性がある。試料の液体部分には多くの高沸
点の多官能性のアルキルクロロシラン類、アルキルクロ
ロカルボシラン類、アルキルクロロシロキサン類および
アルキルクロロオリゴシラン類が含まれている可能性が
あり、ここにアルキル置換基は主にメチルであるが、エ
チル、プロピルのような他の基も存在しうる。炭化水素
類およびその他の種も、種々の濃度、通常は低い水準の
濃度で存在しうる。これらの副生物もまた除去する必要
のある金属類を含んでいる。
【0013】 表1:試料分析 試料A 試料B 試料C 試料D 固形分 39% 40% 40% 60% Al 1.8% 0.98% 1.6% 1.5% Fe 1.6% 1.3% ND 1.4% Zn 1.3% 0.75% 1.1% 1.2% Cu 10.0% 8.3% 7.7% 9.4% Cl 26% 25% 32% 26% 脚註:ND=測定せず 副生物試料の液体部分中には多くの化合物がGC/MS
によって同定されたが、主な種は、一般に3つまたはそ
れ以上の塩素原子を含んでおり、従って高度に架橋され
た加水分解構造物となりうる、オリゴシラン類、シロキ
サン類およびカルボシラン類であった。
によって同定されたが、主な種は、一般に3つまたはそ
れ以上の塩素原子を含んでおり、従って高度に架橋され
た加水分解構造物となりうる、オリゴシラン類、シロキ
サン類およびカルボシラン類であった。
【0014】本発明の新規な方法は種々の温度で行われ
る。温度は加熱、冷却、試料の添加速度あるいは当業者
に知られたその他の技術によって制御できる。本発明の
新規な方法では反応混合物は種々の速度で撹拌され、そ
して本発明の方法は約1:1乃至約1:20の試料:水
の比を使用する。反応の或るものは発生した水素の容積
の測定を可能にする閉鎖系内で行われる。
る。温度は加熱、冷却、試料の添加速度あるいは当業者
に知られたその他の技術によって制御できる。本発明の
新規な方法では反応混合物は種々の速度で撹拌され、そ
して本発明の方法は約1:1乃至約1:20の試料:水
の比を使用する。反応の或るものは発生した水素の容積
の測定を可能にする閉鎖系内で行われる。
【0015】実施例1−5の統合された結果を表2に示
す。固体生成物の銅の濃度はHF/HNO3 中でマイク
ロ波温浸の後に誘導結合高周波プラズマによって測定し
た。濾液中の銅(Cu)および亜鉛(Zn)の量は誘導
結合高周波プラズマによって測定した。固体中の塩素
(Cl)はNaOH中でマイクロ波温浸の後に細管電気
泳動によるかあるいはまた炭酸ナトリウム/炭酸カリウ
ム混合物と融解の後に滴定するかして測定した。「不動
態化」の程度は実験の箇所に記載されるようにして容積
置換実験によって測定した。
す。固体生成物の銅の濃度はHF/HNO3 中でマイク
ロ波温浸の後に誘導結合高周波プラズマによって測定し
た。濾液中の銅(Cu)および亜鉛(Zn)の量は誘導
結合高周波プラズマによって測定した。固体中の塩素
(Cl)はNaOH中でマイクロ波温浸の後に細管電気
泳動によるかあるいはまた炭酸ナトリウム/炭酸カリウ
ム混合物と融解の後に滴定するかして測定した。「不動
態化」の程度は実験の箇所に記載されるようにして容積
置換実験によって測定した。
【0016】本発明を例示するため以下に実施例を掲げ
る。実験の詳細 容積置換実験手順 恒温浴中に浸漬することにより、磁気撹拌棒の付いた2
50mlの丸底フラスコ中にて、Tergitol(登録商標)
界面活性剤の2.4%水溶液165mlを約90℃に予
め加熱した。新しく加水分解された固体5.0gを乳鉢
と乳棒で粉砕してからこのフラスコ中に投入し、そして
直ぐさま磨りガラスの出口を装着してこれを水の充填さ
れた倒立された100mlのビュレットに通じたTygon
(登録商標)管に接続した。発生した気体の速度および
合計容積を測定した。「不動態化」の結果は45分後に
おいて乾燥試料1gあたりに発生された気体のmlで表
した。<6ml/gはかなり良く「不動態化」されてい
ると考えられる。発生された気体の組成はGC/MSに
より主に水素(H2 )であり、20%未満がメタンであ
ると測定された。pH>7の試料に対しては<1%のメ
タンが観察された。
る。実験の詳細 容積置換実験手順 恒温浴中に浸漬することにより、磁気撹拌棒の付いた2
50mlの丸底フラスコ中にて、Tergitol(登録商標)
界面活性剤の2.4%水溶液165mlを約90℃に予
め加熱した。新しく加水分解された固体5.0gを乳鉢
と乳棒で粉砕してからこのフラスコ中に投入し、そして
直ぐさま磨りガラスの出口を装着してこれを水の充填さ
れた倒立された100mlのビュレットに通じたTygon
(登録商標)管に接続した。発生した気体の速度および
合計容積を測定した。「不動態化」の結果は45分後に
おいて乾燥試料1gあたりに発生された気体のmlで表
した。<6ml/gはかなり良く「不動態化」されてい
ると考えられる。発生された気体の組成はGC/MSに
より主に水素(H2 )であり、20%未満がメタンであ
ると測定された。pH>7の試料に対しては<1%のメ
タンが観察された。
【0017】実施例 実施例1 約22℃の6リットルの水および420gのCaOを含
有する、攪拌器ブレードの装着されたガラス製の25リ
ットルの反応フラスコに試料Aの1.91kgを2時間
にわたり分けて加えた。添加すると、発熱反応のために
温度は約60+/−5℃に上昇した。撹拌速度は350
rpmを使用した。スラリー添加後約3時間してから、
試料を中級濾紙を通して真空濾過し、それから水(2×
5kg)で洗浄した。この試料を大気に約2日間露出し
て乾燥した。この試料は顆粒状の固体で乾燥後完全に
「不動態化」されていた。
有する、攪拌器ブレードの装着されたガラス製の25リ
ットルの反応フラスコに試料Aの1.91kgを2時間
にわたり分けて加えた。添加すると、発熱反応のために
温度は約60+/−5℃に上昇した。撹拌速度は350
rpmを使用した。スラリー添加後約3時間してから、
試料を中級濾紙を通して真空濾過し、それから水(2×
5kg)で洗浄した。この試料を大気に約2日間露出し
て乾燥した。この試料は顆粒状の固体で乾燥後完全に
「不動態化」されていた。
【0018】実施例2 約22℃の6リットルの水および446gのCaOを含
有する、攪拌器ブレードの装着されたガラス製の25リ
ットルのケトルに試料Aの2.01kgを分けて加え
た。添加すると、発熱反応のために温度は約60+/−
5℃に上昇し、次いで油浴を使用してこの温度に維持し
た。撹拌速度は350rpmを使用した。約2時間後、
試料を中級濾紙を通して真空濾過し、それから2リット
ル分の水で4回洗浄した。この試料を大気に約2日間露
出して乾燥した。
有する、攪拌器ブレードの装着されたガラス製の25リ
ットルのケトルに試料Aの2.01kgを分けて加え
た。添加すると、発熱反応のために温度は約60+/−
5℃に上昇し、次いで油浴を使用してこの温度に維持し
た。撹拌速度は350rpmを使用した。約2時間後、
試料を中級濾紙を通して真空濾過し、それから2リット
ル分の水で4回洗浄した。この試料を大気に約2日間露
出して乾燥した。
【0019】実施例3 高トルクミキサの装備されたガラスジャーに試料Bの1
04.4gを加え、これに添加漏斗を介して約265m
lの水を加えた。温度は発熱反応のために85+/−5
℃に上昇し、次いで反応の経過中温度を約25℃まで冷
却させた。約20分後、試料を漏斗上の中級濾紙を通し
て真空濾過し、それから100ml分の水で3回洗浄し
た。得られた顆粒状の固体を次いで30トルの真空オー
ブン中で約105℃において一晩乾燥した。
04.4gを加え、これに添加漏斗を介して約265m
lの水を加えた。温度は発熱反応のために85+/−5
℃に上昇し、次いで反応の経過中温度を約25℃まで冷
却させた。約20分後、試料を漏斗上の中級濾紙を通し
て真空濾過し、それから100ml分の水で3回洗浄し
た。得られた顆粒状の固体を次いで30トルの真空オー
ブン中で約105℃において一晩乾燥した。
【0020】実施例4 NaOH16.3g(これは塩素含有量に基づく化学量
論量の113%に相当する)および少量のTergitol
(登録商標)界面活性剤を含有する水溶液300gに試
料A48.5gを加えた。温度は約80−90℃に維持
し、撹拌速度は1100rpmにした。約2時間後、反
応混合物を中級濾紙を通して真空濾過し、それから10
0g分の水で2回洗浄した。フィルタケーキを完全な真
空下で約105℃において約15時間乾燥した。
論量の113%に相当する)および少量のTergitol
(登録商標)界面活性剤を含有する水溶液300gに試
料A48.5gを加えた。温度は約80−90℃に維持
し、撹拌速度は1100rpmにした。約2時間後、反
応混合物を中級濾紙を通して真空濾過し、それから10
0g分の水で2回洗浄した。フィルタケーキを完全な真
空下で約105℃において約15時間乾燥した。
【0021】実施例5 NaOH14.4g(これは塩素含有量に基づく化学量
論量の99%に相当する)および少量のTergitol (登
録商標)界面活性剤を含有する水溶液150gに試料A
49.3gを加えた。温度は約80−90℃に維持し、
撹拌速度は約1100rpmにした。約2時間後、反応
混合物を中級濾紙を通して真空濾過し、そして回収した
固体を約105℃において約15時間乾燥した。
論量の99%に相当する)および少量のTergitol (登
録商標)界面活性剤を含有する水溶液150gに試料A
49.3gを加えた。温度は約80−90℃に維持し、
撹拌速度は約1100rpmにした。約2時間後、反応
混合物を中級濾紙を通して真空濾過し、そして回収した
固体を約105℃において約15時間乾燥した。
【0022】 表2:結果と分析 実施例 塩素に対 濾液 固体中 固体中 濾液中 濾液中 H2 乾燥固体* する塩基 pH のCu の塩素 のCu のZn ml/g 収率 の量 % % ppm ppm % (化学量論 量に対す る%) 1 103 6.0 11.9 2.18 ND ND ND 90 2 108 ND 10.2 2.18 3 2 0 86 3 0 <1 8.9 3.4 345 4176 ND ND 4 113 9.8 ND 1.9 <1 <1 4.6 ND 5 100 4.4 ND 2.7 38 3200 5.2 ND 脚註:ND=測定せず *乾燥固体収率=(固体重量/当初重量)×100実施例6 1リットルの樹脂製ケトルにCa(OH)2 を16.5
g加え、次いで水約150mlを加えた。この混合物を
高速撹拌(この実験を通して約1100rpmに維持し
た)の下に油浴中で約55℃に加熱した。約10分後、
この混合物の50gを注射器で3分にわたって加えた。
約55−60℃で約2時間の後、熱い混合物をBuchner
漏斗上で濾過した。次いで固体を熱い水(約95℃;2
×250ml)で洗浄した。固体を真空オーブン中で約
85℃において14時間乾燥した。それから固体の塩素
含有量を分析した。
g加え、次いで水約150mlを加えた。この混合物を
高速撹拌(この実験を通して約1100rpmに維持し
た)の下に油浴中で約55℃に加熱した。約10分後、
この混合物の50gを注射器で3分にわたって加えた。
約55−60℃で約2時間の後、熱い混合物をBuchner
漏斗上で濾過した。次いで固体を熱い水(約95℃;2
×250ml)で洗浄した。固体を真空オーブン中で約
85℃において14時間乾燥した。それから固体の塩素
含有量を分析した。
【0023】実施例7 反応をTergitol (登録商標)界面活性剤(4.8重量
%)の水溶液中で行いそして反応温度を約65℃に維持
した以外は反応条件は実施例5と本質的に同じであっ
た。実施例8 (a)Ca(OH)2 を13.8g加え、(b)反応温
度を約92℃に維持し、そして(c)反応時間を約4時
間に延長した以外は反応条件は実施例6とほぼ同じであ
った。
%)の水溶液中で行いそして反応温度を約65℃に維持
した以外は反応条件は実施例5と本質的に同じであっ
た。実施例8 (a)Ca(OH)2 を13.8g加え、(b)反応温
度を約92℃に維持し、そして(c)反応時間を約4時
間に延長した以外は反応条件は実施例6とほぼ同じであ
った。
【0024】実施例9 反応をBrij (登録商標)30 界面活性剤(3重量%)の
水溶液中で行った以外は反応条件は実施例8とほぼ同じ
であった。実施例10 反応をRenex(登録商標)KB 界面活性剤(3重量%)の
水溶液中で行った以外は反応条件は実施例8とほぼ同じ
であった。
水溶液中で行った以外は反応条件は実施例8とほぼ同じ
であった。実施例10 反応をRenex(登録商標)KB 界面活性剤(3重量%)の
水溶液中で行った以外は反応条件は実施例8とほぼ同じ
であった。
【0025】 表3:界面活性剤添加の塩素含有量に与える影響 実施例 添加した界面活性剤 加水分解された固体中のCl% 6 なし 2.5 7 Tergitol 1.03 8 なし 1.5 9 Brij 30 1.1 10 Renex KB 0.85 上記表中の結果は加水分解された混合物中の塩素の量に
対する界面活性剤の影響を例示している。すなわち、何
らの界面活性剤を使用していない実施例6および8は加
水分解後それぞれ2.5%および1.5%の塩素含有量
が残留されている。これに対して実施例7、9および1
0は界面活性剤を含んでおり、界面活性剤の効果は加水
分解後の塩素の量が0.85%乃至1.1%に減少され
ていることにより見られる。
対する界面活性剤の影響を例示している。すなわち、何
らの界面活性剤を使用していない実施例6および8は加
水分解後それぞれ2.5%および1.5%の塩素含有量
が残留されている。これに対して実施例7、9および1
0は界面活性剤を含んでおり、界面活性剤の効果は加水
分解後の塩素の量が0.85%乃至1.1%に減少され
ていることにより見られる。
【0026】ここに使用されている「金属」には亜鉛、
アルミニウム、銅、スズ、鉄およびチタンが含まれる。
ここに使用されている用語「本質的に含まない」は存在
する金属の量が約550ppm未満であることを示して
いる。また、用語「固体」は、容積置換実験に論じられ
ているように、塩基による加水分解で生成された固体の
グラムあたり6ml未満の水素を発生する生成固体を意
味する。この生成固体は不動態化された固体と呼ぶこと
もできる。
アルミニウム、銅、スズ、鉄およびチタンが含まれる。
ここに使用されている用語「本質的に含まない」は存在
する金属の量が約550ppm未満であることを示して
いる。また、用語「固体」は、容積置換実験に論じられ
ているように、塩基による加水分解で生成された固体の
グラムあたり6ml未満の水素を発生する生成固体を意
味する。この生成固体は不動態化された固体と呼ぶこと
もできる。
【0027】界面活性剤の不在下においては典型的には
2.2乃至3.5%の塩素含有量を有している、上記実
施例全てからの加水分解された固体は以下に概述される
手順によって酸化または還元することができる。本発明
の酸化/還元法を実証するために実施例1からの固体を
使用した。こうして得られた固体残渣は完全に不動態化
されていた。水素の雰囲気中で行われたこの還元法は水
素の燃焼の結果による火災は生じなかった。水素の雰囲
気中でそして高温で還元が行われると火災や爆発の危険
を引き起こすことは勿論当業界で知られている。この酸
化および還元法を減圧下で従って比較的低い温度で行う
ことは可能である。
2.2乃至3.5%の塩素含有量を有している、上記実
施例全てからの加水分解された固体は以下に概述される
手順によって酸化または還元することができる。本発明
の酸化/還元法を実証するために実施例1からの固体を
使用した。こうして得られた固体残渣は完全に不動態化
されていた。水素の雰囲気中で行われたこの還元法は水
素の燃焼の結果による火災は生じなかった。水素の雰囲
気中でそして高温で還元が行われると火災や爆発の危険
を引き起こすことは勿論当業界で知られている。この酸
化および還元法を減圧下で従って比較的低い温度で行う
ことは可能である。
【0028】加水分解されたスラリー状固体の酸化およ
び還元 実施例11−12 実施例1からの加水分解されたスラリー状固体を真空オ
ーブン中110℃で約3時間乾燥した。この乾燥固体を
坩堝中に秤量しそれからマッフル炉中に約600℃で約
16時間置いた。次いでこの坩堝を取り出して、室温に
冷却し、そして観察の後試料の塩素含有量を測定した。
この酸化の後、塩素含有量は明らかに顕著に減少されて
いた。この結果を表4に要約する。
び還元 実施例11−12 実施例1からの加水分解されたスラリー状固体を真空オ
ーブン中110℃で約3時間乾燥した。この乾燥固体を
坩堝中に秤量しそれからマッフル炉中に約600℃で約
16時間置いた。次いでこの坩堝を取り出して、室温に
冷却し、そして観察の後試料の塩素含有量を測定した。
この酸化の後、塩素含有量は明らかに顕著に減少されて
いた。この結果を表4に要約する。
【0029】 表4 実施例 使用したMCS 酸化前の 酸化後の 重量損 固体 Cl% Cl% % 11 実施例1 2.18 0.21 12.7 12 実施例1 塵埃に粉砕 2.18 0.31 13.7 表4中の結果から理解できるように、加水分解された固
体の塩素含有量は約2.18%の塩素含有量から約0.
4%より低いレベルまで明瞭に減少されている。こうし
て使用された酸化法は従って残渣がその金属含有分とし
てリサイクルできるレベルまで塩素含有量を減少するの
に有効であった。
体の塩素含有量は約2.18%の塩素含有量から約0.
4%より低いレベルまで明瞭に減少されている。こうし
て使用された酸化法は従って残渣がその金属含有分とし
てリサイクルできるレベルまで塩素含有量を減少するの
に有効であった。
【0030】実施例13−17 実施例1からの加水分解されたMCSスラリー固体の略
5gを坩堝に秤量した。次いでこの坩堝を300−60
0℃の範囲の温度に予め設定されたマッフル炉内に置い
た。この加熱を1乃至18時間継続した後、坩堝を取り
出して室温に冷却した。坩堝を再度秤量して、各実施例
に対して重量変化を観察した。この詳細を表5に表記す
る。
5gを坩堝に秤量した。次いでこの坩堝を300−60
0℃の範囲の温度に予め設定されたマッフル炉内に置い
た。この加熱を1乃至18時間継続した後、坩堝を取り
出して室温に冷却した。坩堝を再度秤量して、各実施例
に対して重量変化を観察した。この詳細を表5に表記す
る。
【0031】 表5 実施例 温度 時間 酸化前 酸化後 重量損 Cl (℃) (時) 重量 重量 % % 13 600 1 5.022 3.962 21.1 0.3 14 600 2 4.931 3.853 21.9 0.29 15 600 5 4.980 3.891 21.9 0.21 16 600 10 5.090 4.060 20.2 0.25 17 300 18 4.927 4.088 17.0 0.93実施例18−20 実施例1からの加水分解されたスラリー固体の略5gを
風袋を計ったセラミックボートに加えて管状炉に入れ
た。この試料を空気の流れ(20SCFH)の下に約600
℃に加熱した。この設定温度において或る時間の経過の
後、試料を炉から取り出して、秤量し、そして塩素を分
析した。いずれの実験でも試料あるいは試料の上の気体
の燃焼は観察されなかった。以下の表6にこれらの結果
を掲げる。
風袋を計ったセラミックボートに加えて管状炉に入れ
た。この試料を空気の流れ(20SCFH)の下に約600
℃に加熱した。この設定温度において或る時間の経過の
後、試料を炉から取り出して、秤量し、そして塩素を分
析した。いずれの実験でも試料あるいは試料の上の気体
の燃焼は観察されなかった。以下の表6にこれらの結果
を掲げる。
【0032】 表6 実施例 温度 時間 重量損 Cl (℃) (時) (%) (%) 18 600 1 22.2 0.60 19 600 2 21.4 0.48 20 600 17 21.0 0.43実施例21 実施例1からの加水分解されたMCSスラリー固体はま
た管状炉中で純粋な水素ガスの雰囲気中にて還元した。
水素ガスの流れを約2標準立方フィート/時(SCF
H)に維持し、反応を600℃で17時間行った。この
還元の間に固体はその重量の34.8%を失った。塩素
を分析したところ、当初の塩素濃度が2.18%である
の対して、塩素の濃度が0.57%になっていることを
明らかにした。同じ条件で、2時間加熱すると33.3
%の重量が失われ、0.79%の塩素含有量が残留し
た。
た管状炉中で純粋な水素ガスの雰囲気中にて還元した。
水素ガスの流れを約2標準立方フィート/時(SCF
H)に維持し、反応を600℃で17時間行った。この
還元の間に固体はその重量の34.8%を失った。塩素
を分析したところ、当初の塩素濃度が2.18%である
の対して、塩素の濃度が0.57%になっていることを
明らかにした。同じ条件で、2時間加熱すると33.3
%の重量が失われ、0.79%の塩素含有量が残留し
た。
フロントページの続き (72)発明者 マシュー・デイヴィッド・バッツ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、ホーランデイル・アパート メンツ、41ビー (72)発明者 デイヴィッド・シェニー・ドゥムルピイェ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、コモンズ・ブールヴァー ド、35番
Claims (8)
- 【請求項1】 メチルクロロシラン類の製造中に発生さ
れる副生物から塩素含有量を減少する方法において、
(a)前記副生物を随意に界面活性剤を含む水性媒体と
少なくとも約7のpHおよび約0℃より高い温度で組み
合わせることにより前記副生物を加水分解して本質的に
固体を含む第一の相と水性相を含む第二の相を生成し、
(b)前記第一および第二の相を分離し、そして(c)
前記第一の相からの固体を少なくとも約300℃の温度
で約24時間までの間酸化して塩素約1重量%未満を含
む残渣を生成する、方法。 - 【請求項2】 固体を少なくとも約500℃の温度で少
なくとも約8時間加熱する請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 固体を約20標準立方フィート/時(S
CFH)の空気の流速において、少なくとも約600℃
の温度で少なくとも2時間加熱する請求項2記載の方
法。 - 【請求項4】 メチルクロロシラン類の製造中に発生さ
れる副生物から塩素含有量を減少する方法において、
(a)前記副生物を随意に界面活性剤を含む水性媒体と
少なくとも約7のpHおよび約0℃より高い温度で組み
合わせることにより前記副生物を加水分解して本質的に
固体を含む第一の相と水性相を含む第二の相を生成し、
(b)前記第一および第二の相を分離し、そして(c)
前記固体を約25標準立方フィート/時(SCFH)ま
での水素流の下に、少なくとも約400℃の温度で約2
4時間までの間還元する、方法。 - 【請求項5】 水素流が約2標準立方フィート/時(S
CFH)乃至約8SCFHの流速に維持される請求項4
記載の方法。 - 【請求項6】 温度が約550℃乃至約650℃である
請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 固体が約12時間まで加熱される請求項
6記載の方法。 - 【請求項8】 固体が約600℃乃至約650℃の温度
で約2時間までの間加熱される請求項7記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/868326 | 1997-06-03 | ||
| US08/868,326 US5905183A (en) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | Process for reducing the residual chloride concentration in copper containing solids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1171382A true JPH1171382A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=25351452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10145227A Withdrawn JPH1171382A (ja) | 1997-06-03 | 1998-05-27 | 銅含有固体中の残留塩素濃度を減少する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5905183A (ja) |
| EP (1) | EP0882729A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1171382A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7183453B2 (en) * | 2002-07-23 | 2007-02-27 | Waste Reduction By Waste Reduction, Inc. | Method for treating infectious waste matter |
| US6299780B1 (en) * | 1999-12-20 | 2001-10-09 | General Electric Company | Method for treatment of silicone emulsion waste by chemical addition |
| DE10056722A1 (de) * | 2000-11-15 | 2002-06-06 | Solarworld Ag | Verfahren zur Inertisierung von staubförmigen siliziummetallhaltigen Rückständen der Trichlorsilansynthese im Wirbelbett |
| US6651517B1 (en) | 2001-08-07 | 2003-11-25 | Paul D. Olivier | Fuel dispensing system |
| KR20040083216A (ko) * | 2003-03-21 | 2004-10-01 | 주식회사 금강고려화학 | 메틸클로로실란 합성시 생성되는 반응성 미분의 처리방법 |
| US20160167988A1 (en) * | 2014-12-10 | 2016-06-16 | Momentive Performance Materials Inc. | Process for reducing the level of chloride in chlorosilane direct process hydrolyzed substrate using mechanochemical treatment |
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|---|---|---|---|---|
| DE289418C (ja) * | 1900-01-01 | |||
| US2380995A (en) * | 1941-09-26 | 1945-08-07 | Gen Electric | Preparation of organosilicon halides |
| US4221691A (en) * | 1979-02-16 | 1980-09-09 | Dow Corning Corporation | Method of hydrolyzing chlorosilanes |
| US4408030A (en) * | 1982-03-22 | 1983-10-04 | Dow Corning Corporation | Waste chlorosilane treatment |
| US4393229A (en) * | 1982-04-28 | 1983-07-12 | General Electric Company | Redistribution of polysilanes in high boiling residues |
| DE3523541A1 (de) * | 1985-07-02 | 1987-01-15 | Bayer Ag | Verfahren zur aufarbeitung von bei der organochlorsilan-herstellung anfallenden hydrolysierten rueckstaenden |
| DE3523543A1 (de) * | 1985-07-02 | 1987-01-15 | Bayer Ag | Verfahren zur aufarbeitung von hydrolyserueckstaenden aus der methylchlorsilansynthese |
| US4690810A (en) * | 1986-03-26 | 1987-09-01 | Union Carbide Corporation | Disposal process for contaminated chlorosilanes |
| DE3642285C1 (de) * | 1986-12-11 | 1988-06-01 | Huels Troisdorf | Verfahren zur Aufarbeitung von Rueckstaenden einer Chlorsilan-Destillation |
| DE3712125A1 (de) * | 1987-04-10 | 1988-10-20 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zur aufarbeitung von chlorsilanhaltigen rueckstaenden durch verbrennung unter rueckgewinnung hochdisperser kieselsaeure und gasfoermiger hcl aus den rauchgasen |
| DE3742614A1 (de) * | 1987-12-16 | 1989-06-29 | Huels Chemische Werke Ag | Verfahren zur aufarbeitung von rueckstaenden der destillation von chlorsilanen |
| US5182095A (en) * | 1987-12-16 | 1993-01-26 | Huls Troisdorf Aktiengesellschaft | Method for processing residues from the distillation of chlorosilanes |
| DE3829582A1 (de) * | 1988-09-01 | 1990-03-08 | Bayer Ag | Verfahren zur aufarbeitung von hydrolyserueckstaenden aus der organochlorsilansynthese |
| DE4126670A1 (de) * | 1991-08-13 | 1993-02-18 | Huels Chemische Werke Ag | Verfahren zur abwasserfreien aufarbeitung von rueckstaenden einer chlorsilandestillation mit salzsaeure |
| TW223109B (ja) * | 1991-09-17 | 1994-05-01 | Huels Chemische Werke Ag | |
| US5175329A (en) * | 1992-04-03 | 1992-12-29 | Dow Corning Corporation | Production of organosilanes from polysilanes |
| DE4220151A1 (de) * | 1992-06-19 | 1993-12-23 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zur Gewinnung von Methylchlorsilanen aus hochsiedenden Rückständen der Methylchlorsilansynthese |
| US5374310A (en) * | 1992-09-29 | 1994-12-20 | Dow Corning Corporation | Hydrolyzed chlorosilicon by-product addition to cement |
| US5292909A (en) * | 1993-07-14 | 1994-03-08 | Dow Corning Corporation | Catalytic conversion of direct process high-boiling component to chlorosilane monomers in the presence of hydrogen chloride and hydrogen |
| US5326896A (en) * | 1993-07-14 | 1994-07-05 | Dow Corning Corporation | Conversion of direct process high-boiling component to silane monomers in the presence of hydrogen gas |
| US5342430A (en) * | 1993-07-28 | 1994-08-30 | Grocela Kathe Teresa A | Passivation of methylchlorosilane fines |
-
1997
- 1997-06-03 US US08/868,326 patent/US5905183A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-05-18 EP EP98303933A patent/EP0882729A3/en not_active Withdrawn
- 1998-05-27 JP JP10145227A patent/JPH1171382A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0882729A3 (en) | 2000-07-19 |
| US5905183A (en) | 1999-05-18 |
| EP0882729A2 (en) | 1998-12-09 |
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| JPS62918B2 (ja) | ||
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