JPS6265908A - マグネシウム過酸化物の製造方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分計 本発明は２価金属過酸化物の製造方法に関する。詳しく
は過酸化水素と２価金属酸化物あるいは水酸化物とを反
応させて２価金属過酸化物を製造する方法に於て、反応
時の反応混合体中に特定量の水分を存在させて反応を行
い、次いで乾燥を行う２価金属過酸化物の製造方法に関
する。

従来の技術 過酸化水素と２価金属酸化物あるいは水酸化物との反応
は、従来、多量の水分を介在させた水懸濁液として行わ
れ、生成した過酸化物はＰ別の後に一般的な方法で、あ
るいは懸濁液から直接に噴霧乾燥等の方法で乾燥されて
製造されている。

反応に多量の水分が介在することは、反応混合体を液体
状態として取扱うことができることによるさまざまな利
点を有する反面、生成する過酸化物が一般的に微粉末で
あり濾過が困難かつ得られる湿潤ケーキの含水率が大き
いことなどから反応工程に後続する一般的方法での濾過
、乾燥が必ずしも容易でないため、例えば特開昭５５−
１４９１０号あるいは特開昭５７−１７４０８号に於て
は多量の水分を介在させた反応方法と改良された乾燥方
法とを組合せた２価金属過酸化物の製法が提案されてい
る。

発明が解決しようとする問題点 過酸化水素と２価金属酸化物あるいは水酸化物との反応
の際に介在する水分量は、反応に後続する工程の形態や
それらを行う際の難易さを二大きく関連するばかりでな
く、反応それ自身についても実施し得る反応条件に大き
な関連をもつ。すなわち反応が大量の水分の介在したス
ラリー状態で行われる場合には、反応に際して生成する
反応熱や過酸化水素の分解熱によって反応の温度が限度
以上に上昇すると、過酸化水素及び過酸化物の分解が著
しく加速され、速かに水の沸騰と激しい分解ガスの発生
を伴った暴走現象を引き起す。このため金属過酸化物の
生成反応が過酸化水素の分解と同様に、より高温で加速
されるにもかかわらず、現実的には冷却による反応温度
制御の可能な温度を上限とした比較的低温度での長時間
反応で実施される。これらの制約は結果として、反応に
要する時間的効率や金属過酸化物の生成率そして過酸化
水素の有効利用率等を奢るしく損うと言った問題点を潜
在させることとなる。確かに、水分量な減少させて反応
以後の負担を低減しようとする試みもすでに存在し、例
えば特開昭５７−４７７０２号では水分量を反応に際し
て使用する過酸化水素溶液から導入される水分量に制限
する方法が提案されている。しかしながら、この方法に
於ても反応の畷の上記問題点を十分に解決することが出
来ない。

本発明の目的は、以上の反応およびそれに後続した工程
に於ける諸問題を改善し、より効率的に２価金属過酸化
物を製造するための新規な製造方法を提供することであ
る。

問題を解決するための手段 本発明者等は前記の問題点を解決し、より効率的な製造
方法を提供するために鋭意研究の結果、過酸化水素と２
価金属酸化物あるいは水酸化物とを反応させるに際し、
共存する水分量を反応混合物の可塑限界以下の５〜４５
重量％とじて反応させることによって、過酸化水素と酸
化物あるいは水酸化物との反応と反応混合体からの水分
蒸発が同時にかつ円滑に進行し、水分の蒸発潜熱によっ
て反応温度が危険なく広範囲を尺 に選択、制御できる事実を見い出し、本発明を完成させ
るに至った。

すなわち、本発明は過酸化水素と２価金属の酸化物ある
いは水酸化物とを反応させて２価金属の過酸化物を製造
する方法に於て、反応時の反応混合体中に共存する水分
量を５〜４５重量％とし、攪拌下に反応を行い、次いで
得られた含水過酸化物を乾燥することを特徴とする２価
金属過酸化物の製造方法である。

粉体に水分が存在する場合に、その混合体の状態は水分
の存在量が多くなるにつれ変化し、可塑限界を経てペー
スト状、さらに液化限界以上ではスラリー状態となる。

本発明の特徴は、反応混合体中こ共存する水分量を、多
い場合であっても可塑限界以下として反応を行うことで
あり、この状態を維持するため、本発明に於ては通常、
空気による反応混合体からの水分除去、および予め乾燥
された対応する過酸化物による反応混合体含水率の調整
が行われ、また過酸化水素と酸化物あるいは水酸化物と
の均一な分散、接触および反応混合体からの水分蒸発、
放熱を均一かつ十分に行うために反応混合体の機械攪拌
あるいは気流攪拌が行われる。

本発明を実施するための具体的な方法とじては、例えば
円筒状反応容器底部中心からの垂直軸に水平回転する１
〜数枚の攪拌翼を備え、側部に開閉する湿製品の排出口
、上部に原料供給−口と空気導入及び水凝縮防止加熱器
と飛散粉末補集器とを付けた排気口を備えた反応装置中
で反応混合体を容器壁にそって流動させながら反応を行
う。反応に供される原料酸化物あるいは水酸化物の粒度
は特に限定されるものではないが、通常、平均粒径１０
０μ以下の粒度を有するものについて好適に実施され、
必要以上に粒度の大きな場合には、過酸化物純度の低下
する場合がある。これらの原料は固体粉末状あるいは水
性懸濁液として反応容器に供給されるが、反応時の水分
負担を低減させるため、特に望まない限りに於て固体状
で供給するのが好ましい。

供給される過酸化水素溶液についても同様の理由から５
０〜８０ｉ量％の高濃度として使用するが、望む場合に
はこれらの濃度域にこだわることな〈実施することがで
きる。過酸化水素の酸化物あるいは水酸化物に対する添
加モル比は０．５〜２．５、好ましくは０．８〜２．０
とし【実施される。この場合、過酸化水素のモル比が少
なすぎる場合には生成する過酸化物の純度が低すぎ、ま
た多すぎる場合には過酸化水素の有効利用率が低下する
ため、工業的には共に有利ではない。過酸化水素溶液等
水分を伴った原料の供給は、反応混合体からの水分除去
速度に対応して、反応混合体が互いに粘り合って大きな
塊を形成したりしない速度で反応系へ導入される。

反応混合体の可塑限界水分共存量は、使用される酸化物
や水酸化物の金属種あるいは粒度や表面状態、そして反
応の進行に伴った反応混合体中の組成変化などによって
変化し、特に限定して考えることはできないが、本発明
に於ては反応混合体の含水率として３５〜４５ｆｆｉｆ
ｔ％程度をこ存在する。攪拌下に於ける反応混合体の流
動性あるいは反応容器壁面への付着は水分含有率の減少
に伴つ【改善されるが、極端に減少した場合には攪拌あ
るいは空気導入による微粉末の飛散が生ずるため、反応
開始直後のような過渡的な段階を除き反応混合体の含水
率は少くとも５　！１ｆｉｔ％以上とし、水分の蒸発性
、流動性等の諸物性を好ましく維持するために４５ｒＩ
Ｌ量％以下、好ましくは３５３１量％以下とした範囲で
実施される。反応混合体の水分調整を主目的として添加
されろ予め乾燥された金属過酸化物の反応部への循環混
合の割合は、使用される過酸化水素の濃度やモル比そし
て供給速度さらには反応温度や空気導入量等の水分収支
に関連した諸要因により変化し、例えば過酸化水素溶液
の供給量や速度が大きくなるに従って循環すべき割合も
増加する。循環量の増加は製造効率上、部分的な不利益
をもたらすが、適量の循環は反応に要する時間の大巾な
短縮を可能にするため総金的をこは効率的にも有利なも
のとすることができる。本発明番こ於ける、予め乾燥さ
れた金属過酸化物の循環割合は、原料酸化物あるいは水
酸化物の１００重量部に対し無水過酸化物重量と　−し
て５〜２００ｉ量部、好ましくは１０〜１００重量部と
して実施される。反応部への加熱は本発明に於て特に行
う必要はなく、反応温度は、反応に伴って生成する反応
熱や分解熱等による発熱と、主として水の蒸発による放
熱との相殺関係、例えば反応混合体へ持ち込まれる水分
を蒸発させながら含水率を一定範囲に維持して反応を行
う場合では、主に、反応に供される過酸化水素溶液の濃
度や酸化物あるいは水酸化物に対するモル比、反応混合
体量に対する原料供給の割合、維持する反応混合体の含
水率等との関係に於て調節する。しかし、特に望む場合
に於ては、反応容器への加熱空気を導入する等の手段に
よって部分的な温度の調節を行うことも可能である。本
発明に於て反応の温度は、３０〜１２０℃、好ましくは
４０〜９０℃の範囲で実施され、温度が低すぎる場合に
は反応に長時間を要し、高すぎる場合には過酸化水素の
有効利用率が低下する。反応混合体が反応容器内に滞留
する時間は０．５〜６０分、好ましくは５〜３０分であ
り、滞留時間の限度以上の短縮は反応の均一化を妨げ、
過酸化水素の無効な分解や反応容器外での不必要な発熱
を招く。

本発明に於て、反応を行うために使用する装置には、上
記のような機械攪拌による流動化をの装置の他、同種の
各種混合機や造粒機あるいはリボン型、パドル型等の一
般的な混合機を改造して、あるいはまた容器底部の多孔
板からの噴出空気により流動化を行う方式の各種乾燥機
や造粒機をそのまま、もしくは改造して反応装置として
利用することが可能である。しかしながら反応時に含水
反応混合体を機械あるいは気流攪拌する本発明の反応形
態に於ては、多くの場合、反応と同時瘉こ少くとも部分
的な造粒現象が伴われ、得られる湿製品の粒度は原料酸
化物あるいは水酸化物のそれよりも粗大化する傾向を有
するため、反応装置の形状は反応の条件とともに目的と
する製品の形状に合わせて選択されるべきである。反応
容器内での必要な滞留時間の後、容器から回分的あるい
は連続的に取り出された湿製品は、残存する水分を必要
な程度に除去するため、さらに乾燥される。本方法に於
ける反応後の湿製品含水率は、従来法に於ける反応極濾
過を行って得られる湿製品に比してはるかに低水分であ
り、また得られる湿製品の粒度も粒粉状として広く変化
させることができるため湿製品を乾燥するための方法も
噴霧乾燥等の液状物の乾燥を行う方式を除き、気流乾燥
、回転乾燥、通気乾燥その他一般的乾燥方式を広範囲に
選択することができる。これら乾燥方式の選択を二つい
ても乾燥の効率と同時に目的とする製品の形状を考慮す
ることが望ましく、例えば粉末状の形状を望む場合には
気流乾燥等の方法で行うのが有利であり、粒状、あるい
は湿製品を必要に応じて希釈剤を加えて造粒し顆粒状と
したもの等の乾燥には流動層乾燥その他の方法を選択す
るのが工業的に有利である。これらの乾燥により２価金
属過酸化物は含水率５重量反応時に介在する水分量を減
少させることによって反応混合体の力学的挙動は大きく
変化し、多量の水分の介在する懸濁液では液体と見做し
得る挙動を示すに対し、本発明に於ける反応混合体は固
体粉粒のそれに近似したものとなる。

このため反応系に持ち込まれる水分あるいは反応に伴っ
て生成する水分やガスは、反応時の局部的な高温状況下
にあっても水蒸気や分解ガスの急激な発生による沸騰に
近い現象を伴うことなく、極めて大きな状態として存在
する固型物表面から、反応熱や分解熱等を除去しつつ十
分な速度で蒸発または揮散することが可能となる。

一方、水の多量に介在する懸濁状態での過酸化水素と酸
化物あるいは水酸化物の反応は、反応系での過酸化水素
濃度が高くまた反応温度が高温である程遠やかに進行す
ることから推定した場合、本発明での反応形態、すなわ
ち反応時の反応混合体含水率が制限され、また水分の部
分的除去が行われるような形態での反応は、固体上の微
視的な反応雰囲気に於て、懸濁状態でのそれをはるかに
上回る苛酷な状態を形成しながらも水の蒸発潜熱等によ
って過度の温度上昇が防止される結果、反応が迅速かつ
効率的に進行すると言う、反応上極めて有利な状況を呈
する瘉こ至るものと推定される。

発明の効果 本発明によれば、反応時の反応混合体中に共存する水分
を制限することによって、従来実施することが困難であ
った高温での反応を危険な〈実施することができ、これ
によって反応が短時間内に完結することに伴い、反応時
の過酸化水素あるいは生成した過酸化物の不必要な分解
が抑制されるなど、極めて効果的な反応を行うことがで
きるという反応上の利点を有するため、より高純度の過
酸化物を上り高収率で得ることができるばかりでなく、
反応によって得られる湿製品が低含水率の固型物として
得られるため反応後の濾過操作は不要となるとともに、
製品の目的によっては反応と同時に湿製品の粒度を選択
変化させることができることから、一般的な乾燥方法を
広範囲に利用でき、また乾燥に要するエネルギーについ
ても、水分の多くが反応の際の発生熱を利用することで
予め除去される理由からエネルギーの大巾な節約を行う
ことがｔＩ できるなど、反応に後続した工程の４略化や負担の軽減
をも可能ならしめる点でその工業的な意義は非常に大き
なものである。

実施例 以下に本発明を実施例をもって説明するが、本発明はこ
れらに制限されることな（実施することができる。

実施例　１ 内容積１３０）を有する堅渋円筒状容器の底部中心から
の垂直軸に水平回転する攪拌翼３枚を備えた混合造粒機
に原料供給口、空気導入口、水凝縮防止加熱器と飛散粉
末用フィルターとを付けた吸引排気口を設けた上蓋を設
置し、これに水酸化マグネシウム１０Ｋｇと有効酸素１
３．９重量％、水分４．１重量％を有する予め乾燥され
た過酸化マグネシウム１０Ｋｇとを入れ、攪拌により粉
末を容器壁面にそって流動させながら６０重盆形過酸化
水素１１．６１を１８分間に亘り断読的に添加した。反
応開始２分後から、温度２７℃の空気を毎分３．５Ｍ３
の速度で容器内に吸引導入し、反応温度５０〜８０℃、
反応混合体含水率を２０〜３２重量％に維持しながら２
０分間の反応を行った。得られた湿製品は、さらに１２
０℃で乾燥を行い、有効酸素１４．７重量％、水分４．
１重量％、平均粒径１６８ミクロンの値を有する過酸化
マグネシウム１９．４Ｋｇを得た。

実施例　２ 実施例１と同一の反応装置を使用し、これに水酸化マグ
ネシウム１４Ｋｇと有効酸素１２．２重量％、水分３．
５１１Ｌ量％を有する予め乾燥された過酸化マグネシウ
ム６Ｋｇとを入れ、攪拌下に６０ｉ量％過酸化水素溶液
１０．９７を１３分間に亘り添加し、反応開始２分後か
ら２７〜３０℃の空気を毎分３Ｍ３の速度で容器内をこ
導入して反応混合体含水率２０〜３０ｉ量％、反応温度
５０〜８０℃として１５分間の反応を行い、得られた湿
製品を直ちに入口熱風温度２２０℃の気流乾燥装置に間
欠的に投入して乾燥を行う方法で５回の反応を行った結
果、平均値として有効酸素１２．５％、水分４．６９１
；、平均粒子径３４ミクロンを有する過酸化マグネシウ
ム９３Ｋｇを得た。

実施例　３ 容器底部に湿製品取出し口とコーン状の多孔板、側部に
エゼクタ一式原料供給口、上部にバクフィルターを有す
る内容積１５０！の流動造粒機に有効酸素１４．１重世
％、水分０．２　ｆｆｌｆｆｉ％の過酸化カルシウム１
０Ｋｇを入れ、多孔板から毎分４Ｍ３の空気を送気して
粉末を流動させつつ容器内部のノズルから６０重量％過
酸化水素溶液を毎分０．１４７の速度で連続的に噴霧し
、これと同時にエゼクタ−から水酸化カルシウムと上記
過酸化カルシウムと同一組成の過酸化カルシウムとを毎
分それぞれ０．２　Ｋｇと０．１　Ｋｇの速度で連続的
に供給し、滞留時間が３０分となるように湿製品を抜出
しながら、反応温度３０〜５０℃、反応混合体含水率２
０〜２７重量％とじて３時間の連続反応を行った。３時
間後に取り出した湿製品は有効酸素１１．７重ｆｉｔ％
、水分２１重量％を有していた。

実施例　４ 内容積２０！の双腕型ニーダ−に過酸化水素溶液供給口
、空気導入口、飛散粉末用フィルターとを設けた上蓋を
設置し、これに水酸化亜鉛５Ｋｇと有効酸素１０．８重
量％、水分１．６重量％を有する予め乾燥された過酸化
亜鉛２Ｋｇを入れ、攪拌下に６０重量％過酸化水素溶液
３．４１を１５分間に亘り添加した。反応開始２分後か
ら温度２９℃の空気を毎分１．５Ｍ”＋７）速度で容器
内に供給し、反応温度５０〜８０℃、反応混合体含水率
２０〜２８重量％に維持しながら、２０分間の反応を行
った。得られた湿製品はさらに１００℃で乾燥を行い、
有効酸素１０．６重量％、水分２．０重量％の過酸化亜
鉛６．７　Ｋｇを得た。

日本パーオキサイド株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　過酸化水素と２価金属の酸化物あるいは水酸化物と
   を反応させて２価金属の過酸化物を製造する方法に於て
   、反応時の反応混合体中に共存する水分量を反応混合体
   の可塑限界以下の５〜４５重量％とし、攪拌下に反応を
   行い、次いで、得られた含水過酸化物を乾燥することを
   特徴とする２価金属過酸化物の製造方法。 ２　２価金属が、マグネシウム、カルシウム、亜鉛であ
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３　反応時に使用される過酸化水素の、酸化物あるいは
   水酸化物に対するモル比が０．５〜２である特許請求の
   範囲第１〜２項記載の方法。 ４　反応温度が３０〜１２０℃である特許請求の範囲第
   １〜３項記載の方法。 ５　反応に於ける滞留時間が、０．５〜６０分である特
   許請求の範囲第１〜４項記載の方法。 ６　反応に際し、反応容器内に空気を供給し、水分およ
   び反応に伴い生成する熱を部分的に除去する特許請求の
   範囲第１〜５項記載の方法。 ７　反応の際に、予め乾燥された対応する２価金属過酸
   化物を循環添加し、反応混合物の含水率を調整する特許
   請求の範囲第１〜６項記載の方法。 ８　反応時の攪拌方法が機械攪拌又は／および気流攪拌
   である特許請求の範囲第１〜７項記載の方法。 ９　反応が、回分式あるいは連続式に行われる特許請求
   の範囲第１〜８項記載の方法。