JPS5957901A - 微細金属酸化物の製造方法 - Google Patents

微細金属酸化物の製造方法

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JPS5957901A
JPS5957901A JP16753882A JP16753882A JPS5957901A JP S5957901 A JPS5957901 A JP S5957901A JP 16753882 A JP16753882 A JP 16753882A JP 16753882 A JP16753882 A JP 16753882A JP S5957901 A JPS5957901 A JP S5957901A
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JP
Japan
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combustion
gas
burner
volatile
flame
Prior art date
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Pending
Application number
JP16753882A
Other languages
English (en)
Inventor
Takanori Tejima
手島 孝則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/14Methods for preparing oxides or hydroxides in general
    • C01B13/20Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation of elements in the gaseous state; by oxidation or hydrolysis of compounds in the gaseous state
    • C01B13/22Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation of elements in the gaseous state; by oxidation or hydrolysis of compounds in the gaseous state of halides or oxyhalides
    • C01B13/24Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation of elements in the gaseous state; by oxidation or hydrolysis of compounds in the gaseous state of halides or oxyhalides in the presence of hot combustion gases

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は揮発性金属ハ[1ゲン化物を燃焼分解しC相当
づる微細な金属酸化物を製造する方法に関づる。5丁シ
クは、揮発11ハDゲン化物を燃焼加水分解する場合に
燃力2用バーナーロの閉塞を防止しながら、均一な微細
粒子径をイj覆る金IFK酸化物の良好な製造方法に関
する。
従来から四塩化珪素、四塩化チタン等の揮発性金属ハ[
1ゲン化物を燃焼分解して二酸化TI素、二酸化チタン
等の微細な金属酸化物を製造する方法に関しては種々の
態様が公知である。
例えば特公昭3G−3359,47−40274号公報
には揮発性金属ハロゲン化物を可燃性ガスζ酸素または
酸素含有ガスと共にバーナーを経て連続的に焔に供給J
ることにより、極めて微細な金属酸化物を製造する方法
が開示されている。しかしながらこのにうに揮発性金属
ハロゲン化物を可燃性ガス(特に水素又は水素含有ガス
)と酸素または酸素含有ガスと共に混合ガスとして燃焼
加水分解に供Jる場合、該燃焼加水分解用のバーナー出
[1に生成Jる金属酸化物がイ」着、堆積して製品の劣
化を招き連続操作では該バーナー出口を閉塞覆る欠点が
ある。(のため上記特8′1公報にはバーナー出口のガ
ス流出速度を人さくりること、バーリー出[1に環状の
洗滌ガス(特に空気)を導入りる4fどし−C該バーナ
ー出口にJ3りる金属酸化物の/1成、何着を防1[づ
る方法が示唆されている。
J、た、特公昭50−28080号公報には、従来のバ
ーブ−出口における閉塞防止の方法ら未だ満足1べきで
イfいどしでバーナー出1]に−L下振動と回転運動が
可0しなフ[1−1〜を設りる方法が1!2案されてい
る。
他力、特公昭31−0307,0308号公報には揮発
性金属ハロゲン化物を可燃性ガスと別途に(予混合せず
に)反応室に供給し、該可燃性ガスの燃焼火焔ど接触さ
ヒ゛て燃焼分解反応りることににり該可燃性ガスの燃焼
バーナー[1が閉塞りることを回避して、微細な金属酸
化物を製造する1/J V)=が開示されている。1し
かしながらかかる揮発11金属ハ11ゲン化物を可燃性
ガスと予混合しない態様の製造方θ、では一般に粒子径
が微細で且つ均一な金属酸化物を得ることが1帖めで難
しい。例えば同心多重管バーナーの内外恰・にそれそ゛
れ別途揮発f生金属ハロゲン化物および可燃性ガスを導
入しC加水分解反応に供する場合にも所望の微細4r金
属酸化物を得ることが出来ず燃焼バーナーにお(Jる可
燃性ガスと揮発性金属化合物の供給[1がF#接してい
るためにバーノー(]の閉塞も十分に回避できない。
()lこが−)で本発明の目的は上記した問題に鑑み、
揮発性全屈ハロゲン化物と可燃性ガスと反応室に別途に
(予混合けずに)導入して燃焼加水分解反応に供し微細
な金1Ilj1酸イし物を製造する方d1において可燃
性ガスの燃焼バーナーロ1の閉塞を回避づるどJI、に
粒度の均一41微細金属酸化物を4りるための新規な製
法を捉供りることにある。
本発明の目的【、L反応室にJ3いて2 LJ、Iの独
1“ノ、シた司燃+!1ガスの燃焼バーナーノズルから
各燃焼焔を集合して1つの火焔を形成し該火焔に揮発性
金属ハロゲン化物を別途ノス゛ルからン9人Jることに
よって’rRIuされる。
一般に揮発性金属ハゲン化物の燃焼加水分解反応におい
て生成りる金属酸化物の粒′T−径に影響りる反応系イ
′1としては反応温度(焔温度)揮発性金属ハト1ゲン
化物の温石、流速(8tl留時間〉などが考慮される1
、特に均一な微細粒子状の金属酸化物を得るために火焔
(,1均一な温度として比較的短く維持−づることが望
まれる。例えば前記した特公昭3(i−3359号公報
に(,1分解生成物の滞留時間を特に知<するために如
露型バーナーを使用して比較的短い火焔を1りることが
示唆されでいる。また特公昭31−630り号公報には
可燃性ガスと揮発付全屈ハロゲン化1?+とを別々に導
入づる方法であるが、多重管バーナーに類づる種々の態
様が提案されている。
本発明も可燃性ガスと揮発性金属ハロゲン化物とを別々
に導入づる方法に関ザるが上記した多重管バーノ−−と
異なり独立した2以上の可燃性ガスの燃焼バーノーJ、
りそれそ゛れの燃焼火911をΦ合さμ′41つの焔を
形成覆るバーノー−システ11に最大の特徴を右Jる。
−叩ら本発明のバーナーシスjムににれば均一な分布の
火焔沿1度ど知い形状の火焔極めて容易に得ることがで
きる。したがってかかる燃焼火焔に揮発121金属ハ[
1グン化物を均一に導入することにJζって粒度のそろ
った良好な微細な金属酸化物を117ることができる。
本発明のバーナーシスjムは独立した2以上のバーナー
を相合U使II目ることが必須でありこれらにより良好
な1つの燃焼火焔を形成りるためにはできるだり多数の
バーノー−を用いる力が容易ひある。しかしながら、バ
ーナーの数が多づぎると煩filかつ不経済になるため
一般には3〜10、特に3〜5のバーナーを組合せ用い
る。バーノーシスjムの114或は各バーナーの燃焼火
焔を集合させて1つの燃焼火焔を形成づるように一般に
反応室の上辺部に個々のバーナーを等間隔に配置し、か
つ該バーナーノズルに1を反応室の中心部に向けて1・
方に所定の角度で設定づ−れぽJ、い。可燃111ガス
の流mおよび流速により上記バーノーノズルの角度は適
宜調節されるが一般に反応室に中心垂線に対して20〜
80度の範囲で選択される。バーナーノズルの形状とし
では1!■に制限され1甲音バーノー、二重管バーノー
ー1如露型バーナーなどが用いられる。。
本発明のlj法では、上記の如くして形成した均一り記
度分イ(iと短い形状の燃焼火焔中に揮発性金属ハ[]
ゲン化物を均一に導入りることにJ:つ゛(加水分解を
行い微+mな金属酸化物を得る。ff光性金屈ハロゲン
化物としては燃焼加水分解反応して対応りる金属酸化物
を/l成づるものCあれば特に制限されない。例えばケ
イ素、チタン、]ノノルミニラムのハロゲン化物であり
特にハ1」ゲン化りイ素として四塩化ケイ素、四弗化ク
ーr素、1〜リクロ]二1シラン、メチルトリク[10
シラン、ジク[] Clシラン、ジメチルクロ1コシラ
ンなどが石川である。またかかる揮発性金属ハロゲン化
物は単独または空気、不活性ガスなどに技1持さu′C
導入してもよくさらには導入1.t c、+においC燃
焼しない程麿で゛あれば少量の可燃性ガスと共に導入し
てしよい。揮発性金属ハロゲン化物のWト人方法は一般
に反応室の上部J、り燃焼火焔の中心部へ均一に供給す
る。したがって揮発性金属ハロゲン化物の導入[」の先
端にノズルには適当な分散機構を設りることがりYまし
い5.さらに揮発性全屈ハ[Jゲン化物を燃焼焔へ均一
に導入し良りrな微細金属酸化物をigるためには該揮
発性金属ハロゲン化物の導入速度を一般に燃焼ガス速度
より大きく1つその2()H以下にとどめることが望ま
しい。
i′il燃性ガスどしでは特に燃焼して水を生成づ−る
水素または水累含有万スあるいは天然ガス、石炭ガス、
石油精製ガスなどがDI’ 3iffに用いられる。反
応室にJ3いてかかる可燃1’lガスは単独に29人し
別途に導入した酸素雰囲気中で燃焼してしJ、くまた1
+J燃性ガスと酸素(または酸素含(jガス)とJ(に
導入し゛C燃焼し−Cもよい。なお、可燃性ガスの導入
呈は燃焼しつ必要な反応7?A麿(焔温度)に維持りる
ど」しに41:成りろ水が揮発性金属ハト1ゲン化物を
少なくどし加水分解重るに足る理論量が必要である。ま
た酸素(または酸素含有)ガスの導入mム少なくとし可
燃性ガスが燃焼して水を生成するに足る理論量が必要で
ある。したがって可燃1」ガス及び酸素(または酸素含
有ガス)σ) r=+F入串は一般に上記の理論量をわ
ずか過剰に用いられる。
なお、可燃性ガスの燃焼により生成りろ水が揮発性全屈
ハロゲン化物の加水分解反応に不足づる場合には別途に
水J、たは水素蒸気をン9入りることも推奨される。
そのほか本発明の力v1は揮発1イ1金屈ハ[Jグン化
物を燃焼加水分解反応して微細金属酸化物を1りる公知
の方法にお1)る条件にQ)じて実施eきる。例えば反
応温度(火1.8温度)は粒子径の小さい金属酸化物を
生成づるためには可及的に低いほど望ましい。またイ[
成りる金属酸化物の粒子径を小さくりるために導入Jる
揮発性全屈ハロゲン化物のm 度を燃焼ガスに対して可
及的に低くすることが推奨され、一般に2!ioOす/
 N m3以■ζてijうる。
本発明の方法にJ:れば上記した如き反応条1′1にJ
:り才1′1子径が小さく口つ特に粒度のそろった微細
な金属酸化物を得ることができる。また本発明においC
用いられるO1燃性ガスの燃焼バーナーには揮発性全屈
ハ[]ゲン化物を同伴しないために従来の多重管バーナ
ーまたは如露型バーナーに比べて該燃焼バーナーノズル
に生成物のイ」着が少なく閉塞もほとんどなく長期間の
連続運転が可能である。
以下、本発明に用いる代表的な反応装置の一例を図面に
示し説明づる。第1図は反応装置の概略の縦断面図Cあ
り、反応室不休(1)の上部において中心部に揮発11
1金属ハ1」ゲン化物の導入口(3)(の周囲にrり燃
性ガスの燃焼バーナー(2〉および酸素含有ガスの導入
口(4)を設りている。また第2図は可燃性ガスの燃焼
バーナー(2)おJ:び揮発性金属ハ[lゲン化物の4
1人口(3)のてれそれ先端ノズル(5)の位置を示す
正面図であり揮5e (!l金屈ハロゲン化物の導入1
t(3)を中心に均′8な位t7に1木の独立した燃焼
バーナー(2)のノズルを配置している。
これら4木の燃焼バーナー(2)の集合により湿度分1
1iが均一な可燃性ガスの燃焼火焔を形成J−るように
該燃焼バーナー(2)のそれぞれ先端ノズルの中心に対
Jる角度と該先端ノズル間の距1ilIlを任意に選択
づる。かかる燃焼バーナーシステムにおける先端ノズル
の角度および位置は該当燃焼バーナーの数とともに燃焼
させるガス組成a3 J:びガス流量に応じて適宜に決
定される。燃焼バーナー(2)に導入されるガス組成と
しては特に燃焼して水を形成りる可燃性ガスあるいは該
可燃性ガスと酸素含有ガスどの混合ガスが用いられる。
一方導入o(4)より酸素含有ガス、場合により不活性
ガス(例えば窒素、1ルゴン、燃焼量ガスなど)を供給
して燃焼火焔の温度および形状を=Jン1〜【」−ルす
ることもできる。
なお、導入D(4>よりの酸素含イ」ガスなどを安定(
、:供給層るために一般にメツシュ金網などの整流板(
G)を設()ることもりYましい。
次に揮発性金属ハロゲン化物の導入11(3)J、り該
揮発性金属ハ[1ゲン化物を単独また(ま不活性ガスあ
るい【、1、酸素含有ガスに担持させて供給層る。揮発
性金属ハロゲン化物の導入方法は図面から明らかな如く
一般に反応室の上部J、り燃焼用の中心部に均一に分散
し混合さける。
したがって揮発性金属ハ[]ゲン化物の導入においでは
導入口(3)の先端ノズルの形状および導入速度が必要
ぐ生成づる金属酸化物がイ」着しないようなノズル形状
おJ、び速度が選択される。
以下、本発明について実施例を示Jが本発明はこれによ
って何ら制限されるものではない。
実施例1 第1図に示す構造おJ:び第2図に承り配置ど同一の反
応装置に(1メいて最大径200mmの円筒状本体〈1
)に可燃性ガスの燃焼バーブ−(2)を4木の先端ノズ
ルが−でれぞれ中心線に対して45麻の角度に段首し、
また揮発f11金属ハロゲン化物の一1三下可動な導入
口(3)を設けた。
かかる反応装置を用いて燃焼バーJ−−(2)に可燃性
ガスどして水素ガス10m3/In・および空気25m
’/l+rを予混合しく19人して4木の先端ノズル(
5)におりる流出速度をそれぞれ30m /sec  
(常温)として燃焼火焔を形成しlこ 。
J、た導入にl (/I ) J、り燃ヅジに火焔の分
4iにり部用ガスどして窒素がスimi/++rを整流
板(50メツシユ)を介しC導入した。
ツノ、揮発1!I企属ハ[1ゲン化物の導入D(3>よ
り四塩化珪素2!iooOg/ IlrをNkg/cn
f’スチームで加温気化し、5m3/l+rのTic 
z、+、1,7世持さl! /、: iff、中心の加
;焼火t:B l[供給した。な、13、四1n化l」
素の導入n(3)にお(Jる先端ノズルの形状は如露型
としノズル先端にお(〕る流出)士度(常温)を50c
m/ seaどした。
1記条1′1壬にig!続運転を行った結果、20 I
+;1間を経過してし燃焼バーJ−(2)のイ;」着物
は極めて少なく更に運転り、 Y ’t>閉塞(31皆
無であった。;1]た回収した生成シリカの粉体(、t
 13 [E T比表面積198m2/′(1、平均単
粒子径1501μ(10万イf1の透過電T−顕微鏡で
観察)の均一な透明度の(らる15)末 て−cカ・)
jy 6
【図面の簡単な説明】
第1図1よ本発明における反応直重賀qr−1911を
れ+2 nJ] Jイ)lこめの概略のW ItJi面
図、第2図は導入11.1ノスルの^己回を示づ正面図
である。1は反応装置の本体、2(まIll 炊i (
!1. /Jスめ燃焼バーノー、3は揮発性金属/”t
clゲン)シ1勿の導入1]、4は酸素含有カス:I:
iこは不活性ガスの19人L1、E51.1 t< −
ナーノズル、Gは整流板を示づ。 特約出願人 徳山曹達株式会ン1 捕1 図 昔2図 ◎−5 手続和l正門(方式) %式% 1、事件の表示   特願昭57−167538号2、
発明の名称   微細金属酸化物の製造方法3、補正を
する者 事件との関係  特許出願人 住    所  山口県徳山市御影町1番1号4、補正
の対象 明細口の「発明の名称」の欄 5、補正の内容 (1)明細円第1、 発明の名称を「微細金属酸化物の製造方法」に補正する

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)反応室内において2以上の独立した可燃性ガスの
    燃焼用バーブ−ノズルにより1つの燃焼火焔を形成し、
    該火焔に揮発1!I金屈ハロゲン化物を別途ノズルから
    供給して分解づ゛ることを特徴とする微細粒子状金属酸
    化物の製造方法。
  2. (2)3・〜j】の独立しlc可燃性ガスの燃焼用バー
    ナーを用いる特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)揮発1!1金属ハ[Jグン化物が塩化珪素化合物
    である特gll請求の範囲第1 Jfi記載の方法。
JP16753882A 1982-09-28 1982-09-28 微細金属酸化物の製造方法 Pending JPS5957901A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0412006A (ja) * 1990-05-02 1992-01-16 Hideo Otani 酸化物粉体の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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