JP3462499B2 - 顆粒状アルカリ金属ホウ酸塩組成物の製造 - Google Patents
顆粒状アルカリ金属ホウ酸塩組成物の製造Info
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- C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
- C01B35/10—Compounds containing boron and oxygen
- C01B35/12—Borates
- C01B35/121—Borates of alkali metal
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は顆粒状ホウ酸塩組成物の製造方法と、顆粒化
中に形成されるある一定の顆粒状反応生成物とに関す
る。
中に形成されるある一定の顆粒状反応生成物とに関す
る。
例えば噴霧乾燥のような、顆粒状物質の製造方法は小
粒子の形状の生成物をしばしば生ずる。このような生成
物はしばしば取り扱いが困難であり、典型的に粉塵性
（dusty）であり、かつ低い嵩密度を有する。
粒子の形状の生成物をしばしば生ずる。このような生成
物はしばしば取り扱いが困難であり、典型的に粉塵性
（dusty）であり、かつ低い嵩密度を有する。
より大きい粒度の生成物を得るための小粒子の顆粒化
方法は周知である。顆粒化方法についての包括的な概観
は、キルクーオトマー（Kirk−Othmer）の“Encycloped
ia of Chemical Technology",第３版（21）,77〜105
頁に述べられている。
方法は周知である。顆粒化方法についての包括的な概観
は、キルクーオトマー（Kirk−Othmer）の“Encycloped
ia of Chemical Technology",第３版（21）,77〜105
頁に述べられている。
凝固方法は、個々の成分が可変な粒度を有し、貯蔵時
に急速に凝集し易い粉末洗剤組成物の製造にしばしば含
まれる。凝固は水又は凝固剤の添加によって達成される
が、製品はそれらのカートン中で貯蔵時に凝結する傾向
を有するので、例えば陰イオン界面活性剤及び凝結防止
剤のような添加剤の使用が提案されている、例えば米国
特許第4029608号明細書及びヨーロッパ特許公開第00605
87号明細書を参照のこと。
に急速に凝集し易い粉末洗剤組成物の製造にしばしば含
まれる。凝固は水又は凝固剤の添加によって達成される
が、製品はそれらのカートン中で貯蔵時に凝結する傾向
を有するので、例えば陰イオン界面活性剤及び凝結防止
剤のような添加剤の使用が提案されている、例えば米国
特許第4029608号明細書及びヨーロッパ特許公開第00605
87号明細書を参照のこと。
アルカリ金属ホウ酸塩の造粒は今までに述べられてい
る。米国特許第4256479号明細書は、撹拌した供給原料
上に例えば硫酸及び／又はリン酸のような、少量の酸溶
液流を導入することによって肥料バルクーブレンディン
グ（bulk−blending）操作に適した所定粒度範囲を形成
するための四ホウ酸ナトリウム五水和物の顆粒化方法を
開示する。
る。米国特許第4256479号明細書は、撹拌した供給原料
上に例えば硫酸及び／又はリン酸のような、少量の酸溶
液流を導入することによって肥料バルクーブレンディン
グ（bulk−blending）操作に適した所定粒度範囲を形成
するための四ホウ酸ナトリウム五水和物の顆粒化方法を
開示する。
4:1のモル比でホウ酸とホウ砂とを含む水溶液を噴霧
乾燥することによって製造した、噴霧乾燥された八ホウ
酸ナトリウム（近似式:Na2B8O13・4H2Oのホウ酸ナトリ
ウム組成物−八ホウ酸二ナトリウム四水和物としても知
られる。）は、0.075mm未満の粒度と0.32kg/lの典型的
な注入嵩密度（poured bulk density,顆粒を加圧・固化
しないで既知容積の容器に注入したときに得られる生成
物の重量）とを有する非晶質製品である。この製品は肥
料への植物生長のための必須元素であるホウ素の供給源
として、木材防腐剤として、また難燃剤として商業的に
用いられる。これらの用途の全てにおいて、この製品が
液体キャリヤー（通常は水）中に迅速に溶解することが
重要である。典型的に、噴霧乾燥された八ホウ酸ナトリ
ウム1kgは水20リットル中に20℃において５〜７分間で
溶解する。
乾燥することによって製造した、噴霧乾燥された八ホウ
酸ナトリウム（近似式:Na2B8O13・4H2Oのホウ酸ナトリ
ウム組成物−八ホウ酸二ナトリウム四水和物としても知
られる。）は、0.075mm未満の粒度と0.32kg/lの典型的
な注入嵩密度（poured bulk density,顆粒を加圧・固化
しないで既知容積の容器に注入したときに得られる生成
物の重量）とを有する非晶質製品である。この製品は肥
料への植物生長のための必須元素であるホウ素の供給源
として、木材防腐剤として、また難燃剤として商業的に
用いられる。これらの用途の全てにおいて、この製品が
液体キャリヤー（通常は水）中に迅速に溶解することが
重要である。典型的に、噴霧乾燥された八ホウ酸ナトリ
ウム1kgは水20リットル中に20℃において５〜７分間で
溶解する。
噴霧乾燥された八ホウ酸ナトリウムの顕微鏡検査によ
ると、破壊された微小球として表示される粒子形状であ
ることが分かる。この物質は、粒子形状と充填特性との
ために低い嵩密度を有し、不良な流動特性を有し、しか
も、多量のこの物質を溶解様タンク中に注入するとき粉
塵が発生する。
ると、破壊された微小球として表示される粒子形状であ
ることが分かる。この物質は、粒子形状と充填特性との
ために低い嵩密度を有し、不良な流動特性を有し、しか
も、多量のこの物質を溶解様タンク中に注入するとき粉
塵が発生する。
本発明の方法は、噴霧乾燥八ホウ酸ナトリウム等の、
水溶性ホウ酸塩のこのような固有の欠点に対処するもの
であり、改良された溶解速度、良好な流動特性及び実質
的に大きい嵩密度（これらの特性は全て取扱いと貯蔵と
を容易にする）を有する顆粒状製品を提供する。さら
に、本発明による顆粒状製品は例えば肥料ブレンドの製
造において他の物質及び組成物と混合するために適す
る。
水溶性ホウ酸塩のこのような固有の欠点に対処するもの
であり、改良された溶解速度、良好な流動特性及び実質
的に大きい嵩密度（これらの特性は全て取扱いと貯蔵と
を容易にする）を有する顆粒状製品を提供する。さら
に、本発明による顆粒状製品は例えば肥料ブレンドの製
造において他の物質及び組成物と混合するために適す
る。
本発明は、撹拌と顆粒化剤の添加とによる微粉状ホウ
酸塩供給原料の造粒方法を提供する。本発明はまた、無
粉塵性であり、供給原料に比べて水性媒質中により迅速
な溶解速度を有し、供給原料に比べて改良された流動可
能性を有する、高い嵩密度の顆粒状ホウ酸塩組成物を提
供する。
酸塩供給原料の造粒方法を提供する。本発明はまた、無
粉塵性であり、供給原料に比べて水性媒質中により迅速
な溶解速度を有し、供給原料に比べて改良された流動可
能性を有する、高い嵩密度の顆粒状ホウ酸塩組成物を提
供する。
本発明によると、
a.75μｍ未満の平均粒度を有し、水溶性アルカリ金属ホ
ウ酸塩と任意にホウ酸（H3BO3）とを含み、供給原料中
のアルカリ金属酸化物対酸化ホウ素（B2O3）のモル比が
約0.1〜0.5:1である微粉状供給原料を撹拌する工程と、 b.撹拌した供給原料粒子を少なくとも50℃の温度に任意
に加熱する工程と、 c.撹拌した供給原料粒子を顆粒化剤水溶液と接触させ
て、供給原料粒子を凝結させる工程と、 d.少なくとも250μｍの平均粒度を有する顆粒状ホウ酸
塩組成物を回収する工程と からなる顆粒状水溶性アルカリ金属ホウ酸塩組成物の製
造方法を提供する。
ウ酸塩と任意にホウ酸（H3BO3）とを含み、供給原料中
のアルカリ金属酸化物対酸化ホウ素（B2O3）のモル比が
約0.1〜0.5:1である微粉状供給原料を撹拌する工程と、 b.撹拌した供給原料粒子を少なくとも50℃の温度に任意
に加熱する工程と、 c.撹拌した供給原料粒子を顆粒化剤水溶液と接触させ
て、供給原料粒子を凝結させる工程と、 d.少なくとも250μｍの平均粒度を有する顆粒状ホウ酸
塩組成物を回収する工程と からなる顆粒状水溶性アルカリ金属ホウ酸塩組成物の製
造方法を提供する。
本発明の状況（context）では、微粉状供給原料は約7
5μｍ未満の平均粒度を有するが、約250μｍまでの粒度
を有する粒子量が存在することができ、他方では生成物
顆粒は少なくとも250μｍの平均粒度を有し、約1mmまで
の平均粒度を有することができる。好ましい生成物は、
特大粒子（ふるい上粒子、oversized granulates））
（例えば1mm又は500μｍより大きい粒度を有する粒子）
の割合が、小粒子（ふるい下粒子、undersized granula
tes）及び／又は未変化供給原料粒子と同様に、減少し
たような生成物である。従って、好ましい実施態様で
は、顆粒状ホウ酸塩組成物をふるい分けして、特大生成
物（ふるい上生成物、oversized product）（1mmより大
きい又は好ましくは500μｍより大きい粒度を有する）
及び／又は小生成物（ふるい下生成物、undersized pro
duct）（250μｍ未満の粒度を有する）を除去する。好
ましくは、このようにして得られた特大生成物は粉砕
し、ふるい分けして、所望の粒度の粒子を生成物に加
え、小粒子は供給原料として再循環させるか又は水に溶
解して顆粒化剤として用いるためのアルカリ金属ホウ酸
塩水溶液を形成する。
5μｍ未満の平均粒度を有するが、約250μｍまでの粒度
を有する粒子量が存在することができ、他方では生成物
顆粒は少なくとも250μｍの平均粒度を有し、約1mmまで
の平均粒度を有することができる。好ましい生成物は、
特大粒子（ふるい上粒子、oversized granulates））
（例えば1mm又は500μｍより大きい粒度を有する粒子）
の割合が、小粒子（ふるい下粒子、undersized granula
tes）及び／又は未変化供給原料粒子と同様に、減少し
たような生成物である。従って、好ましい実施態様で
は、顆粒状ホウ酸塩組成物をふるい分けして、特大生成
物（ふるい上生成物、oversized product）（1mmより大
きい又は好ましくは500μｍより大きい粒度を有する）
及び／又は小生成物（ふるい下生成物、undersized pro
duct）（250μｍ未満の粒度を有する）を除去する。好
ましくは、このようにして得られた特大生成物は粉砕
し、ふるい分けして、所望の粒度の粒子を生成物に加
え、小粒子は供給原料として再循環させるか又は水に溶
解して顆粒化剤として用いるためのアルカリ金属ホウ酸
塩水溶液を形成する。
本発明の方法は、乾燥顆粒状物質の混合に適し、撹拌
した供給原料粒子に流体顆粒化剤を噴霧又は他のやり方
で添加することができるために適した、任意の装置で実
施することができる。通常の顆粒化装置を用いることが
できる。連続式又はバッチ式操作のための混合装置を選
択することができる。
した供給原料粒子に流体顆粒化剤を噴霧又は他のやり方
で添加することができるために適した、任意の装置で実
施することができる。通常の顆粒化装置を用いることが
できる。連続式又はバッチ式操作のための混合装置を選
択することができる。
本発明はホウ酸塩又はホウ酸塩組成物の顆粒化方法を
提供し、顆粒が供給原料の溶解速度を凌駕して予想外に
改良された、水性媒質中の生成物溶解度を示すような、
所望の粒度範囲の顆粒を製造する。
提供し、顆粒が供給原料の溶解速度を凌駕して予想外に
改良された、水性媒質中の生成物溶解度を示すような、
所望の粒度範囲の顆粒を製造する。
噴霧乾燥によって製造した八ホウ酸ナトリウムの顆粒
化と、約1:4のモル比での微粉状完全混合物としてのホ
ウ砂五水和物（Na2B4O7・5H2O）とホウ酸との混合物の
顆粒化とに関して、本発明をさらに詳細に述べるが、本
発明が約0.1〜0.5:1のアルカリ金属酸化物（好ましくは
Na2O）対B2O3のモル比の範囲内の他の割合での他の出発
物質混合物にも本発明が等しく良好に適用可能であるこ
とは理解される。
化と、約1:4のモル比での微粉状完全混合物としてのホ
ウ砂五水和物（Na2B4O7・5H2O）とホウ酸との混合物の
顆粒化とに関して、本発明をさらに詳細に述べるが、本
発明が約0.1〜0.5:1のアルカリ金属酸化物（好ましくは
Na2O）対B2O3のモル比の範囲内の他の割合での他の出発
物質混合物にも本発明が等しく良好に適用可能であるこ
とは理解される。
噴霧乾燥八ホウ酸ナトリウム供給原料をミキサー中で
適当に撹拌し、例えば周囲温度において、供給原料の約
25重量％の流体顆粒化剤（好ましくは、液体水と任意に
水蒸気も）のスプレーと接触させる。
適当に撹拌し、例えば周囲温度において、供給原料の約
25重量％の流体顆粒化剤（好ましくは、液体水と任意に
水蒸気も）のスプレーと接触させる。
バッチ式プロセスとして実施する場合には、顆粒化が
完成するまで撹拌を続け、次に、顆粒状生成物を取り出
し、平衡化させてから、任意にふるい分けする。プロセ
スを連続的に実施する場合には、混合装置内の滞留時間
は供給原料粒子と顆粒化剤水溶液とを望ましく接触させ
るために充分に長いことのみが必要であるので、数秒間
程度の非常に短い時間であることもありうる。顆粒状生
成物を次に好ましくは乾燥機（好ましくは流動床乾燥
機）中に放出し、そこで水分を駆逐する。流動床乾燥機
を用いる場合には、適当な空気流入温度は少なくとも13
0℃、好ましくは150℃であり、乾燥機中の適当な滞留時
間は約10〜30分間である。乾燥機中の高温は最終顆粒状
ホウ酸塩組成物の強度に寄与することができる、すなわ
ち、乾燥機温度の上昇は顆粒を硬化させると考えられ
る。
完成するまで撹拌を続け、次に、顆粒状生成物を取り出
し、平衡化させてから、任意にふるい分けする。プロセ
スを連続的に実施する場合には、混合装置内の滞留時間
は供給原料粒子と顆粒化剤水溶液とを望ましく接触させ
るために充分に長いことのみが必要であるので、数秒間
程度の非常に短い時間であることもありうる。顆粒状生
成物を次に好ましくは乾燥機（好ましくは流動床乾燥
機）中に放出し、そこで水分を駆逐する。流動床乾燥機
を用いる場合には、適当な空気流入温度は少なくとも13
0℃、好ましくは150℃であり、乾燥機中の適当な滞留時
間は約10〜30分間である。乾燥機中の高温は最終顆粒状
ホウ酸塩組成物の強度に寄与することができる、すなわ
ち、乾燥機温度の上昇は顆粒を硬化させると考えられ
る。
例えば、顆粒化剤添加の速度と量、ミキサーの回転速
度、ミキサー内の生成物滞留時間及び顆粒化すべき供給
原料粒子と顆粒化剤とを最大に接触させるためのスプレ
ーの配置のようなプロセス変数を適当に調節することに
よって、所望の粒度の顆粒を高い割合で含む顆粒状生成
物をミキサーから取り出すことができる。顆粒状生成物
の狭い粒度範囲が望ましい場合には、例えばふるい分け
によって、小粒子及び／又は特大粒子を除去することが
できる。
度、ミキサー内の生成物滞留時間及び顆粒化すべき供給
原料粒子と顆粒化剤とを最大に接触させるためのスプレ
ーの配置のようなプロセス変数を適当に調節することに
よって、所望の粒度の顆粒を高い割合で含む顆粒状生成
物をミキサーから取り出すことができる。顆粒状生成物
の狭い粒度範囲が望ましい場合には、例えばふるい分け
によって、小粒子及び／又は特大粒子を除去することが
できる。
アルカリ金属ホウ酸塩（好ましくはホウ酸ナトリウ
ム）の水溶液を含む、他の顆粒化剤を使用してもよい
が、好ましい顆粒化剤は水と任意的に水蒸気である。本
発明の他の特徴では、顆粒化剤は先行の顆粒製造から再
循環される特大生成物の溶液である。さらに、顆粒化剤
はイオン性又は非イオン性界面活性剤を任意に含むこと
ができる。
ム）の水溶液を含む、他の顆粒化剤を使用してもよい
が、好ましい顆粒化剤は水と任意的に水蒸気である。本
発明の他の特徴では、顆粒化剤は先行の顆粒製造から再
循環される特大生成物の溶液である。さらに、顆粒化剤
はイオン性又は非イオン性界面活性剤を任意に含むこと
ができる。
必要な場合には、顆粒化剤及び／又は供給原料に酸を
加えて、顆粒状生成物の溶解時に得られる溶液のpHを減
ずることができる。本発明によると、本発明によって得
られる顆粒状生成物の溶液が例えば硫酸マンガンのよう
な、他の微量栄養素肥料と適合しなければならない場合
には、顆粒状生成物の溶液に約7.8以下のpHが必要であ
る。理論的には、このために例えばクエン酸のような、
任意の溶解性酸を用いることができる。
加えて、顆粒状生成物の溶解時に得られる溶液のpHを減
ずることができる。本発明によると、本発明によって得
られる顆粒状生成物の溶液が例えば硫酸マンガンのよう
な、他の微量栄養素肥料と適合しなければならない場合
には、顆粒状生成物の溶液に約7.8以下のpHが必要であ
る。理論的には、このために例えばクエン酸のような、
任意の溶解性酸を用いることができる。
八ホウ酸塩組成物を顆粒化する場合には、顆粒化工程
を周囲温度において適当に実施する。プロセス中に発熱
反応が生ずるので、ミキサー内の温度は約60℃に達する
ことがある。ホウ酸塩とホウ酸との混合に関しては、顆
粒化を実施する前に粒子の温度を約60℃に高めることが
必要である。
を周囲温度において適当に実施する。プロセス中に発熱
反応が生ずるので、ミキサー内の温度は約60℃に達する
ことがある。ホウ酸塩とホウ酸との混合に関しては、顆
粒化を実施する前に粒子の温度を約60℃に高めることが
必要である。
八ホウ酸ナトリウムに関しては、顆粒化粒状物質が通
常の噴霧乾燥物質を凌駕して溶解度の予想外の改良を示
す理論的根拠は、下記式による反応生成物の形成に少な
くとも部分的に帰せられると考えられる。
常の噴霧乾燥物質を凌駕して溶解度の予想外の改良を示
す理論的根拠は、下記式による反応生成物の形成に少な
くとも部分的に帰せられると考えられる。
Na2B8O13・4H2O＋6H2O→2/3Na2B10O16・10H2O＋
＋1/3Na2B4O7・10H2O
本発明の方法による生成物は、約90重量％までが500
μｍスクリーンを通過し、約0.5重量％未満が0.075mmス
クリーンを通過する白色自由流動性顆粒である。この生
成物のＸ線回析分析は、生成物が結晶質五ホウ酸ナトリ
ウムとホウ砂とから成ることを示すので、上述のような
反応を立証する。それ故、例えば八ホウ酸ナトリウム供
給原料を用いる、本発明による顆粒化方法が噴霧乾燥八
ホウ酸ナトリウムよりも迅速に水性媒質中に溶解する、
新規な組成物を生成することが、本発明の特徴の一つで
ある。
μｍスクリーンを通過し、約0.5重量％未満が0.075mmス
クリーンを通過する白色自由流動性顆粒である。この生
成物のＸ線回析分析は、生成物が結晶質五ホウ酸ナトリ
ウムとホウ砂とから成ることを示すので、上述のような
反応を立証する。それ故、例えば八ホウ酸ナトリウム供
給原料を用いる、本発明による顆粒化方法が噴霧乾燥八
ホウ酸ナトリウムよりも迅速に水性媒質中に溶解する、
新規な組成物を生成することが、本発明の特徴の一つで
ある。
撹拌機からの顆粒状生成物中の特大物質は粉砕してか
ら、ふるい分けして、適当な粒度の粒子は生成物に加
え、小粒子は新鮮な供給原料と共にミキサーに再循環さ
せる。或いは、特大物質は水に溶解して、約20重量％ま
での量で顆粒化剤水溶液の成分としてミキサーに再循環
させる。小物質は新鮮な供給原料と共に直接再循環させ
ることができる。
ら、ふるい分けして、適当な粒度の粒子は生成物に加
え、小粒子は新鮮な供給原料と共にミキサーに再循環さ
せる。或いは、特大物質は水に溶解して、約20重量％ま
での量で顆粒化剤水溶液の成分としてミキサーに再循環
させる。小物質は新鮮な供給原料と共に直接再循環させ
ることができる。
顆粒化剤は適当には供給原料の約25重量％までの量
で、好ましくは15〜25重量％の量で加えられるが；より
好ましくは、供給原料の約18〜22重量％が用いられる。
これより多い量は過度に大きい顆粒の形成と顆粒化中の
ミキサー壁への付着物の堆積とを生ずる可能性がある。
で、好ましくは15〜25重量％の量で加えられるが；より
好ましくは、供給原料の約18〜22重量％が用いられる。
これより多い量は過度に大きい顆粒の形成と顆粒化中の
ミキサー壁への付着物の堆積とを生ずる可能性がある。
全ての供給原料が確実に接触し、完全な混合と反応と
顆粒化とが行われるために確実に充分な時間があるよう
な速度で超音波によって及び空気圧によって操作される
ことができるノズルを通して、液体顆粒化剤を微細なミ
ストとして供給原料に加えることが好ましい。
顆粒化とが行われるために確実に充分な時間があるよう
な速度で超音波によって及び空気圧によって操作される
ことができるノズルを通して、液体顆粒化剤を微細なミ
ストとして供給原料に加えることが好ましい。
本発明の他の実施態様では、着色した外観を有する生
成物を形成し、さらにこれを通常の白色生成物と混合し
て、斑の外観の生成物を得るために顆粒化剤に例えばメ
チレンブルーのような染料を加えることができる。
成物を形成し、さらにこれを通常の白色生成物と混合し
て、斑の外観の生成物を得るために顆粒化剤に例えばメ
チレンブルーのような染料を加えることができる。
ホウ酸塩とホウ酸との商業的生産中に微粉状形のアル
カリ金属ホウ酸塩とホウ酸とが製造される。この微粉状
物質は本発明の方法における供給原料の重要な供給源で
ありうる。
カリ金属ホウ酸塩とホウ酸とが製造される。この微粉状
物質は本発明の方法における供給原料の重要な供給源で
ありうる。
アルカリ金属ホウ酸塩（例えば、ホウ砂五水和物）と
ホウ酸との混合物を含む供給原料を用いる場合には、所
望の顆粒化と反応とが確実に行われるように、顆粒化剤
の添加前にこの供給原料を約60℃に加熱することが好ま
しい。
ホウ酸との混合物を含む供給原料を用いる場合には、所
望の顆粒化と反応とが確実に行われるように、顆粒化剤
の添加前にこの供給原料を約60℃に加熱することが好ま
しい。
顆粒化剤の添加時に約1:4のモル比でのホウ砂五水和
物とホウ酸との混合物によって反応を実施することの理
論的根拠を下記に示す： Na2B4O7・5H2O＋4H3BO3→2/3Na2B10O16・10H2O＋ ＋1/3Na2B4O7・10H2O＋H2O この実施態様による本発明の生成物を加熱すると、遊
離水が駆逐されて、出発物質として八ホウ酸ナトリウム
のみを用いる場合に形成される生成物と同様な酸化ホウ
素含量と性質とを有する生成物が形成される。さらに生
成物を加熱すると、溶解速度に影響を与えずに、高いB2
O3含量を得ることができる。
物とホウ酸との混合物によって反応を実施することの理
論的根拠を下記に示す： Na2B4O7・5H2O＋4H3BO3→2/3Na2B10O16・10H2O＋ ＋1/3Na2B4O7・10H2O＋H2O この実施態様による本発明の生成物を加熱すると、遊
離水が駆逐されて、出発物質として八ホウ酸ナトリウム
のみを用いる場合に形成される生成物と同様な酸化ホウ
素含量と性質とを有する生成物が形成される。さらに生
成物を加熱すると、溶解速度に影響を与えずに、高いB2
O3含量を得ることができる。
下記実施例に関連して、本発明をさらに説明する。
実施例
実施例１〜３と６に対しては、用いた混合装置は1375
rpmで作動する撹拌機と、回転ドラムと、固定掻取り刄
（scraper blade）とを備え、最大バッチ容量10リット
ルを有するエイリッヒ（Eirich）強力ミキサーであっ
た。実施例４と５に対しては、ウィンクワース（Winkwo
rth）高速プラウミキサーを用いた。これは100リットル
の近似作業容量（working capacity）を有し、186rpmの
最大プラウシフト速度（plough shift）で作動した。実
施例７〜９に対しては、シュギ（Shugi）インライン連
続縦型顆粒化装置を用いた。
rpmで作動する撹拌機と、回転ドラムと、固定掻取り刄
（scraper blade）とを備え、最大バッチ容量10リット
ルを有するエイリッヒ（Eirich）強力ミキサーであっ
た。実施例４と５に対しては、ウィンクワース（Winkwo
rth）高速プラウミキサーを用いた。これは100リットル
の近似作業容量（working capacity）を有し、186rpmの
最大プラウシフト速度（plough shift）で作動した。実
施例７〜９に対しては、シュギ（Shugi）インライン連
続縦型顆粒化装置を用いた。
ユー．エス．ボラックス社（U.S.Borax Inc.）から登
録商標SOLUBORで入手可能な八ホウ酸ナトリウム供給原
料（典型的に、この92重量％は0.075mmスクリーン（USS
200メッシュ）を通過する）を実施例１〜５と比較溶解
度試験とに対して用いた。
録商標SOLUBORで入手可能な八ホウ酸ナトリウム供給原
料（典型的に、この92重量％は0.075mmスクリーン（USS
200メッシュ）を通過する）を実施例１〜５と比較溶解
度試験とに対して用いた。
実施例１
SOLUBOR粒子（2.5kg）をエイリッヒミキサーに装入
し、撹拌した。撹拌した粒子に超音波アトマイザーを通
して水（525g）を微細なミストとして2.5分間の期間に
わたって噴霧した。撹拌をさらに１分間続け、得られる
顆粒状物質をオープントレー（open tray）上に取り出
し、さらに25分間平衡化させた。
し、撹拌した。撹拌した粒子に超音波アトマイザーを通
して水（525g）を微細なミストとして2.5分間の期間に
わたって噴霧した。撹拌をさらに１分間続け、得られる
顆粒状物質をオープントレー（open tray）上に取り出
し、さらに25分間平衡化させた。
実施例２
SOLUBOR粒子（2.5kg）をエイリッヒミキサーに装入
し、撹拌した。撹拌した粒子に0.14MPa（20psi）のアト
マイジング圧力において水（500g）を微細なミストとし
て2.5分間の期間にわたって噴霧した。撹拌をさらに30
秒間続け、顆粒状生成物を平衡化のためにオープントレ
ー上に取り出した。
し、撹拌した。撹拌した粒子に0.14MPa（20psi）のアト
マイジング圧力において水（500g）を微細なミストとし
て2.5分間の期間にわたって噴霧した。撹拌をさらに30
秒間続け、顆粒状生成物を平衡化のためにオープントレ
ー上に取り出した。
実施例３
SOLUBOR粒子（1.5kg）をエイリッヒミキサーに装入
し、撹拌した。撹拌した粒子に15重量％五ホウ酸ナトリ
ウム溶液（500g）を超音波によって４分間の期間にわた
って噴霧した。顆粒状生成物を平衡化のためにオープン
トレー上に取り出した。
し、撹拌した。撹拌した粒子に15重量％五ホウ酸ナトリ
ウム溶液（500g）を超音波によって４分間の期間にわた
って噴霧した。顆粒状生成物を平衡化のためにオープン
トレー上に取り出した。
実施例４
SOLUBOR粒子（25kg）をエイリッヒミキサーに装入
し、撹拌した。撹拌した装入物に水（５リットル）を６
分20秒間の期間にわたって微細に噴霧した。撹拌をさら
に７分間続け、顆粒状生成物を取り出した。顆粒化中に
ミキサー内の温度は54℃に上昇した。
し、撹拌した。撹拌した装入物に水（５リットル）を６
分20秒間の期間にわたって微細に噴霧した。撹拌をさら
に７分間続け、顆粒状生成物を取り出した。顆粒化中に
ミキサー内の温度は54℃に上昇した。
実施例５
SOLUBOR粒子（25kg）をエイリッヒミキサーに装入
し、撹拌した。撹拌した装入物に水（5.5リットル）を
７分15秒間の期間にわたって微細に噴霧した。撹拌をさ
らに45秒間続け、顆粒状生成物を取り出した。顆粒化中
にミキサー内の温度は50℃に上昇した。
し、撹拌した。撹拌した装入物に水（5.5リットル）を
７分15秒間の期間にわたって微細に噴霧した。撹拌をさ
らに45秒間続け、顆粒状生成物を取り出した。顆粒化中
にミキサー内の温度は50℃に上昇した。
実施例６
エイリッヒミキサー内で微粒状ホウ酸（250μｍ以
下）（1kg）を微粒状ホウ砂五水和物（250μｍ以下）
（1.2kg）と完全に混合した。ミキサーのボウルを電気
加熱して、混合粒子を約50℃の温度に予熱した。混合物
を1375rpmにおいて撹拌し、撹拌した混合物上に水（100
g）を超音波アトマイザーによって１分間にわたって噴
霧した。
下）（1kg）を微粒状ホウ砂五水和物（250μｍ以下）
（1.2kg）と完全に混合した。ミキサーのボウルを電気
加熱して、混合粒子を約50℃の温度に予熱した。混合物
を1375rpmにおいて撹拌し、撹拌した混合物上に水（100
g）を超音波アトマイザーによって１分間にわたって噴
霧した。
顆粒状生成物を流動床乾燥機内で100℃の流入空気温
度において10分間乾燥させた。生成物の粒度は500μｍ
より大きかった。
度において10分間乾燥させた。生成物の粒度は500μｍ
より大きかった。
溶解速度
溶解速度に関する比較試験を下記操作に従って実施し
た。
た。
250mlビーカー中に入れた20℃の水（190g）中に試験
サンプル（10g）を注入した。混合物を500rpmにおいて
磁気的に撹拌し、透明な溶液を得るための時間を測定し
た。結果を次に示す： 実施例 時間（秒） １ 90 ２ 80 ３ 70 ４ 60 ５ 80 ６ 90 SOLUBOR 240 （比較用） 0.32kg/lの注入嵩密度を有するSOLUBORに比べて、本
発明によって製造した各生成物の注入嵩密度は0.6kg/l
のオーダーであった。
サンプル（10g）を注入した。混合物を500rpmにおいて
磁気的に撹拌し、透明な溶液を得るための時間を測定し
た。結果を次に示す： 実施例 時間（秒） １ 90 ２ 80 ３ 70 ４ 60 ５ 80 ６ 90 SOLUBOR 240 （比較用） 0.32kg/lの注入嵩密度を有するSOLUBORに比べて、本
発明によって製造した各生成物の注入嵩密度は0.6kg/l
のオーダーであった。
実施例７
微粉状ホウ酸（200kg）を微粉状ホウ砂五水和物（236
kg）と混合して、貯蔵サイロに搬送した。混合物を顆粒
化装置へのコンベヤーに560kg/時の速度で供給し、顆粒
化装置では2.8barの圧力下の水蒸気と熱水とをそれぞれ
22リットル／時と12リットル／時の速度で連続的に供給
した。混合物は顆粒化装置内に約２秒間滞留してから、
空気流入温度150℃を有する流動床乾燥機に達した。流
動床乾燥機内の物質の滞留時間は15〜30分間の範囲内で
あった。
kg）と混合して、貯蔵サイロに搬送した。混合物を顆粒
化装置へのコンベヤーに560kg/時の速度で供給し、顆粒
化装置では2.8barの圧力下の水蒸気と熱水とをそれぞれ
22リットル／時と12リットル／時の速度で連続的に供給
した。混合物は顆粒化装置内に約２秒間滞留してから、
空気流入温度150℃を有する流動床乾燥機に達した。流
動床乾燥機内の物質の滞留時間は15〜30分間の範囲内で
あった。
流動床乾燥機からの顆粒状生成物を1mmスクリーンに
搬送した。特大物質は破砕して、生成物に加えた。
搬送した。特大物質は破砕して、生成物に加えた。
生成物の平均粒度は500μｍであり、分析時に56重量
％のB2O3を含むことが判明した。
％のB2O3を含むことが判明した。
実施例８
微粉状ホウ酸（260kg）を微粉状ホウ砂五水和物（196
kg）と混合して、貯蔵サイロに搬送した。混合物を顆粒
化装置へのコンベヤーに580kg/時の速度で供給し、顆粒
化装置では4.2barの圧力下の水蒸気と熱水とをそれぞれ
32.5リットル／時と10リットル／時の速度で連続的に供
給した。混合物は顆粒化装置内に約２秒間滞留してか
ら、空気流入温度150℃を有する流動床乾燥機に達し
た。流動床乾燥機内の物質の滞留時間は15〜30分間の範
囲内であった。
kg）と混合して、貯蔵サイロに搬送した。混合物を顆粒
化装置へのコンベヤーに580kg/時の速度で供給し、顆粒
化装置では4.2barの圧力下の水蒸気と熱水とをそれぞれ
32.5リットル／時と10リットル／時の速度で連続的に供
給した。混合物は顆粒化装置内に約２秒間滞留してか
ら、空気流入温度150℃を有する流動床乾燥機に達し
た。流動床乾燥機内の物質の滞留時間は15〜30分間の範
囲内であった。
流動床乾燥機からの顆粒状生成物を1mmスクリーンに
搬送した。特大物質は破砕して、生成物に加えた。
搬送した。特大物質は破砕して、生成物に加えた。
生成物の平均粒度は500μｍであり、分析時に56重量
％のB2O3を含むことが判明した。
％のB2O3を含むことが判明した。
実施例９
SOLUBOR粒子（1.5kg）と、ホウ酸粒子（0.45kg）と、
クエン酸一水和物（0.15kg）とをエイリッヒミキサーに
装入し、撹拌した。撹拌した粒子上に水（0.3kg）を35
リットル／時の速度で超音波によって噴霧した。６分間
の期間後に、顆粒状物質を平衡化のためにオープントレ
ー上に取り出した。
クエン酸一水和物（0.15kg）とをエイリッヒミキサーに
装入し、撹拌した。撹拌した粒子上に水（0.3kg）を35
リットル／時の速度で超音波によって噴霧した。６分間
の期間後に、顆粒状物質を平衡化のためにオープントレ
ー上に取り出した。
溶解度試験
比較溶解度試験を実施例１〜６に関して上述したよう
に実施した。
に実施した。
実施例 時間（秒）
７ 90
８ 90
９＊ 90
SOLUBOR＊＊ 240
＊5.5％溶液のpH7.1。硫酸マンガン（3g）を加えた。
さらに90秒間後に、溶液は透明であった。さらに3gの硫
酸マンガンを加え、これらも溶解した。
さらに90秒間後に、溶液は透明であった。さらに3gの硫
酸マンガンを加え、これらも溶解した。
＊＊比較用
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 テイラー，ケネス，ダブリュ.
イギリス国ケイティー９ １エックスジ
ー サーレイ，エウェル，セント ジョ
ーンズ アベニュー 12
(72)発明者 サイモン，ジョン，エム.
イギリス国ケイティー９ １エックスジ
ー サーレイ，チェッシントン，フィン
レイズ クロース 16
(56)参考文献 特開 昭61−191503（ＪＰ，Ａ)
特公 昭56−13646（ＪＰ，Ｂ１)
米国特許4256479（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C01B 35/00
ＣＡ（ＳＴＮ)
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (6)
- 【請求項１】過半量のアルカリ金属五ホウ酸塩を含む顆
粒状水溶性アルカリ金属ホウ酸塩組成物の製造方法にお
いて、 （ａ）75μｍ未満の平均粒度を有し、八ホウ酸ナトリウ
ム又はホウ砂五水和物とホウ酸との混合物を含み、供給
原料中の［アルカリ金属酸化物］対［酸化ホウ素］のモ
ル比が0.1〜0.5:1である微粉状供給原料を撹拌する工程
と、 （ｃ）撹拌した供給原料粒子を水性顆粒化剤と接触させ
て、供給原料粒子を凝結させる工程と、 （ｄ）少なくとも250μｍの平均粒度を有する顆粒状の
アルカリ金属五ホウ酸塩組成物を回収する工程と を含む前記方法。 - 【請求項２】供給原料は、噴霧乾燥した八ホウ酸ナトリ
ウムを含み、かつ、得られる顆粒状五ホウ酸塩組成物
は、式2/3Na2B10O16・10H2O:1/3Na2B4O7・10H2Oを有す
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】供給原料がホウ砂五水和物とホウ酸との混
合物を含み、製造方法が撹拌した供給原料粒子を少なく
とも50℃の温度に加熱する工程を更に含む、請求項１記
載の方法。 - 【請求項４】混合物がホウ砂五水和物１モルにつきホウ
酸４モルを含み、式2/3Na2B10O16・10H2O:1/3Na2B4O7・
10H2Oの顆粒状五ホウ酸塩組成物を生成する、請求項３
記載の方法。 - 【請求項５】近似式2/3Na2B10O16・10H2O:1/3Na2B4O7・
10H2Oを有する、水溶性五ホウ酸ナトリウム含有組成物
であって、自由流動性顆粒の形態であり、該顆粒の90重
量％以下が500μｍスクリーンを通過し、0.5重量％未満
が75μｍスクリーンを通過する、上記組成物。 - 【請求項６】顆粒状水溶性五ホウ酸ナトリウム組成物の
製造方法において、 （ａ）75μｍ未満の平均粒度を有しホウ酸ナトリウムと
ホウ酸との混合物からなる、微細に分割された供給原料
を撹拌する工程であって、該供給原料中における［酸化
ナトリウム］：［酸化ホウ素］のモル比を0.1〜0.5:1に
する上記工程と、 （ｂ）前記撹拌済み供給原料の粒子を、水及び水蒸気を
含む水性顆粒化剤と接触させて、該供給原料粒子を凝結
させる工程と、 （ｃ）少なくとも130℃の空気入口温度を有する流動床
乾燥機まで、前記凝結済み粒子を送る工程と、 （ｄ）少なくとも250μｍの平均粒度を有する、顆粒状
五ホウ酸ナトリウム組成物を回収する工程と、 を含む、上記方法。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| GB929205459A GB9205459D0 (en) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | Preparation of granular compositions |
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| GB9301198.9 | 1993-01-22 | ||
| PCT/US1993/002028 WO1993017963A1 (en) | 1992-03-12 | 1993-03-09 | Preparation of granular alkali metal borate compositions |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07504643A JPH07504643A (ja) | 1995-05-25 |
| JP3462499B2 true JP3462499B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=26300514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51593093A Expired - Fee Related JP3462499B2 (ja) | 1992-03-12 | 1993-03-09 | 顆粒状アルカリ金属ホウ酸塩組成物の製造 |
Country Status (16)
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|---|---|
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| EP (1) | EP0630352B1 (ja) |
| JP (1) | JP3462499B2 (ja) |
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| AU (1) | AU661139B2 (ja) |
| CA (1) | CA2091474C (ja) |
| DE (1) | DE69328774T2 (ja) |
| DK (1) | DK0630352T3 (ja) |
| ES (1) | ES2148221T3 (ja) |
| GB (1) | GB2264941B (ja) |
| MX (1) | MX9301322A (ja) |
| MY (1) | MY108845A (ja) |
| NZ (1) | NZ251104A (ja) |
| PT (1) | PT630352E (ja) |
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| GB9722311D0 (en) * | 1997-10-22 | 1997-12-17 | United States Borax Inc | Aqueous borate-containing compositions and their preparation |
| GB9822797D0 (en) * | 1998-10-19 | 1998-12-16 | United States Borax Inc | Pourable aqueous boron-containing compositions and their preparation |
| US8067047B2 (en) * | 2006-06-27 | 2011-11-29 | James Fajt | Method and devices for forming articles |
| CN100434400C (zh) * | 2007-02-12 | 2008-11-19 | 吴礼树 | 一种硼肥及其制备方法 |
| US11059756B1 (en) | 2015-09-29 | 2021-07-13 | Intrepid Potash, Inc. | Pelletized fertilizer and methods of preparing pelletized fertilizer |
| CN111977661B (zh) * | 2020-08-26 | 2023-06-09 | 沈阳工业大学 | 一种基于循环节能的硼砂生产工艺及装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US2094881A (en) * | 1935-10-18 | 1937-10-05 | American Potash & Chem Corp | Method of preparing potassium pentaborate |
| ES389853A1 (es) * | 1970-04-30 | 1973-06-01 | Ferro Corp | Procedimiento para la produccion de pentaborato de sodio a partir de mineral ulexita. |
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| IT1197000B (it) * | 1986-07-25 | 1988-11-25 | Chimica Larderello Spa Soc | Procedimento per la produzione di tetraborato di sodio pentaidrato |
| DE3804509A1 (de) * | 1988-02-13 | 1989-08-24 | Degussa | Kontinuierliches verfahren zur herstellung von natriumperborat-granulaten |
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1993
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