JP6858042B2 - 球状大粒子二酸化チタンの製造方法 - Google Patents
球状大粒子二酸化チタンの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6858042B2 JP6858042B2 JP2017052798A JP2017052798A JP6858042B2 JP 6858042 B2 JP6858042 B2 JP 6858042B2 JP 2017052798 A JP2017052798 A JP 2017052798A JP 2017052798 A JP2017052798 A JP 2017052798A JP 6858042 B2 JP6858042 B2 JP 6858042B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium dioxide
- titanium
- particle size
- hydroxide
- average particle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 217
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 137
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 title claims description 105
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 22
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical compound O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 23
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 22
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 18
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 12
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 12
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 11
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L oxygen(2-);titanium(4+);sulfate Chemical compound [O-2].[Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 229910000348 titanium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 101
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 29
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 26
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 description 23
- 238000009283 thermal hydrolysis Methods 0.000 description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 13
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 9
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 7
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- -1 alkali metal hydroxide salt Chemical class 0.000 description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 2
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CZSABVBCTRZESY-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[Ti+4].OS(O)(=O)=O Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4].OS(O)(=O)=O CZSABVBCTRZESY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005185 salting out Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000012463 white pigment Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
しかし、従来の二酸化チタンでは粒子径が小さく、付着力が強いため、流動性が充分でなく、粉体との混合の面での課題がしばしば指摘されていた。また、樹脂等のバインダーに分散させて二酸化チタンを使用する場合、濡れ性が充分でなく、高濃度化や高分散化ができない場合があるという点でも改善の余地があった。これらの問題を解決するためにミクロンオーダーの球状二酸化チタン粒子の合成が試みられてきた。
特許文献1(特開平5−163022号公報)には、硫酸チタンを170℃以上の温度下、該温度の飽和蒸気圧以上の圧力下で加水分解して含水酸化チタンを得、次いで400〜900℃の温度で焼成する方法が記載されている。
特許文献2(特開昭61−17422号公報)には、顔料用のルチル型もしくはアナターゼ型二酸化チタンのサブミクロンの一次粒子を種結晶として、これを希薄な硫酸チタニル溶液中に懸濁させて硫酸チタニルの加水分解をおこない、平均粒子径が1〜20μmの二酸化チタン粒子を得る方法が記載されている。
また、特許文献3に記載の方法で得られる二酸化チタン微粒子の平均粒子径は1μm前後であった。
こうしたことから、上述した各特許文献に記載の方法により得られる球状二酸化チタン微粒子は、たとえば琺瑯の原料、ガラスへの添加剤、誘電体材料や電子材料用セラミックスなどの原料に適したものとはいえないという点においても改善の余地があった。
たとえば、本発明によれば、上述した本発明における二酸化チタンの製造方法により得られる球状大粒子二酸化チタンであって、平均粒子径がレーザー散乱式測定で2〜10μmであり、前記平均粒子径に対する標準偏差の比(標準偏差/平均粒子径)が0.3以下である球状大粒子二酸化チタンを得ることもできる。
また、本発明によれば、上述した本発明における球状大粒子二酸化チタンの製造方法により得られる球状二酸化チタンの、琺瑯の原料、ガラスへの添加剤、誘電体や圧電体などの電子セラミックス原料への使用が提供される。
(熱加水分解工程)TiO2換算濃度が30〜100g/Lであり、かつTiO2換算量に対する遊離H2SO4量の割合が、質量比で0.5〜3.0になるよう調製した硫酸チタニル水溶液に、アルカリ金属と塩素とからなる塩を、TiO2(換算)に対するモル比で0.5〜8.0の範囲で存在せしめ、70〜90℃の温度で30〜300分間、熱加水分解して含水酸化チタンを生成する工程、
(濾過・洗浄工程)含水酸化チタンを濾過し、洗浄する工程、および
(焼成工程)含水酸化チタンを濾過し、洗浄する工程の後、含水酸化チタンを500〜1000℃で焼成する工程。
また、本実施形態において、球状大粒子二酸化チタンの製造方法は、上記熱加水分解工程、濾過・洗浄工程および焼成工程以外の工程を含んでもよい。たとえば、球状大粒子二酸化チタンは、硫酸法酸化チタン製造における中間原料である硫酸チタニル水溶液の調製工程、上記熱加水分解工程、上記濾過・洗浄工程、乾燥[脱水]工程、上記焼成工程および粉砕工程をこの順に経て製造されてもよい。
以下、各工程について具体的に説明する。
球状大粒子二酸化チタンを得るための原料である硫酸チタニル水溶液は、たとえば、イルミナイトまたはチタンスラグを硫酸で蒸解した後、生成した硫酸チタニルを水に溶解し、溶解残渣や溶存している鉄分を除去して製造される。
得られた硫酸チタニル水溶液中に、チタン原料に由来する鉄が溶存する場合、その濃度は、後の球状大粒子二酸化チタンの製造工程への影響を低減する観点から、好ましくはFeO換算で30g/L以下である。
また、後述する熱加水分解工程において含水酸化チタン微粒子の結晶核生成の密度が過度に高くなること、および、これに伴う過剰な二次凝集を抑制して、含水酸化チタンの粒子径や形状の制御性を高める観点から、硫酸チタニル水溶液中のTi濃度は、TiO2換算濃度として、100g/L以下であり、好ましくは80g/L以下である。
また、後述する熱加水分解工程における含水酸化チタンの生成効率の低下を抑制する観点から、硫酸チタニル水溶液におけるTiO2換算量に対する遊離H2SO4量の割合は、3.0以下であり、好ましくは2.0以下である。
熱加水分解工程は、硫酸チタニル水溶液を熱加水分解して含水酸化チタン微粒子を生成する工程である。本実施形態において、さらに具体的には、熱加水分解工程において、アナターゼ型の含水酸化チタン微粒子を生成するとともに、生成した含水酸化チタン微粒子を均一かつ球状に集合させる。
アルカリ金属と塩素からなる塩の存在により、塩析の効果により含水酸化チタン微粒子の結晶核生成および集合をよりいっそう安定的に制御することが可能となる。さらに具体的には、塩の添加量を変化させることにより、球状含水酸化チタン粒子の粒子径を2〜10μmの範囲において任意に制御することが可能となる。
塩の添加方法として、具体的には、硫酸チタニル水溶液に塩の粉末を直接添加する方法、ならびに、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の水酸化アルカリ金属塩と塩酸とを硫酸チタニル水溶液に別々に添加し、硫酸チタニル水溶液中で塩を生成する方法が挙げられ、これらのいずれの方法でおこなってもかまわない。塩を添加する際の作業性がより簡便であるという観点から、塩の粉末を硫酸チタニル水溶液に直接添加する方法が好ましい。
また、アルカリ金属イオン、塩素イオンは酸性溶液中で含水酸化チタンにほとんど吸着および付着しないため、後の洗浄工程で容易に除去することが可能であり、不純物として悪影響を及ぼす可能性が極めて少ないという点においても、アルカリ金属と塩素からなる塩を用いることは好ましい。
また、2〜10μmの範囲で任意の粒子径の球状粒子を得る観点から、アルカリ金属と塩素とからなる塩の添加量は、TiO2(換算)に対するモル比で0.5〜8.0の範囲で任意に調整できる。
濾過・洗浄工程において、熱加水分解反応によって生成した含水酸化チタンを反応液から濾過して分離するとともに、分離した含水酸化チタン中に挟雑する鉄イオン、塩素イオン、硫酸イオン、ナトリウムイオンなどを洗浄除去する。
乾燥[脱水]工程は、具体的には、濾過・洗浄工程で得られた含水酸化チタンに付着する水分を除去するとともに二酸化チタンに配位する水酸基から脱水する工程である。
脱水における温度は、通常、105℃程度の温度条件で十分であるが、前記水酸基からの脱水は350℃以上で生じるため、付着水分の除去も含めて、350〜500℃の温度で脱水をおこなうことが好ましい。また、急激な脱水によって粒子形状が損なわれることを抑制する観点からも、500℃以下の温度で処理することが好ましい。
焼成工程は、濾過・洗浄工程で得られた含水酸化チタンを熱処理し、二酸化チタンとする工程である。好ましくは、焼成工程は、乾燥[脱水]工程で乾燥・脱水した含水酸化チタンを、さらに高い温度で熱処理する工程である。
500〜800℃程度、好ましくは600〜750℃の温度での焼成により、残留硫酸根の少ない、アナターゼ型二酸化チタンが得られる。
また、800〜1000℃程度ないしはそれ以上の温度、好ましくは850〜950℃の温度での焼成により、ルチル型二酸化チタンが得られる。
粉砕工程は、焼成後得られた焼成物を粉砕する工程である。たとえばアトマイザーなどの乾式粉砕機で焼成物を粉砕する。
本実施形態の製造方法により、球状大粒子二酸化チタンとして、具体的には、粒子形状が球状であり、その平均粒子径がレーザー散乱式測定法にて2〜10μmであり、かつ平均粒子径に対する標準偏差の比(標準偏差/平均粒子径)が0.3以下である二酸化チタン粒子を得ることができる。
球状大粒子二酸化チタンの平均粒子径は、使用目的に応じて、たとえば2〜10μmの範囲において任意に制御することが可能である。
また、球状大粒子二酸化チタンにおいて、(標準偏差/平均粒子径)は0以上であるが、たとえば0.1以上であってもよい。
このような構成の球状大粒子二酸化チタンは、たとえば、琺瑯の原料、ガラスへの添加剤、誘電体や圧電体などの電子セラミックス原料に適した平均粒子径を有し、かつシャープな粒度分布を併せ持つとともに、製造方法が簡便なため低コストで製造可能である。
また、本実施形態により、従来の技術で製造することが困難であった球状大粒子二酸化チタンとして、たとえば、平均粒子径がレーザー散乱式測定で2〜10μm、かつ(標準偏差/平均粒子径)が0.3以下のシャープな粒度分布を有し、しかも球状大粒子二酸化チタンを短時間かつ簡便な方法で高収率に得ることができるため、低コストでの製造が実現できる。
また、本実施形態により、たとえば、琺瑯用、ガラスの添加剤、誘電体や圧電体などの電子セラミックス原料に適した、安価かつ取り扱いが容易な球状大粒子二酸化チタンを工業的かつ安価な方法で製造することも可能となる。
液組成が、TiO2換算濃度で50g/L、遊離H2SO4濃度で65g/L、FeO換算濃度で15g/Lの硫酸チタニル水溶液3リットルと塩化ナトリウム800gを5リットルのビーカーに入れ、撹拌しながら溶解し、液温が80℃になるまで加熱し、その温度を180分間維持しながら加水分解をおこなった。本例において、TiO2換算量に対する遊離H2SO4量の割合は、質量比で1.3である。また、本例において、塩化ナトリウムの添加量は、TiO2(換算)に対するモル比で7.3である。得られた含水酸化チタンはデカンテーションにより、FeO換算量がTiO2換算量に対し0.01%以下になるまで洗浄をおこなった。次に10%のアンモニア水でpHを7に調整し、上澄み液の比抵抗が2000Ω・cm以上になるまで洗浄した後、吸引濾過し、500℃で1時間乾燥・脱水した後、950℃で1時間焼成した。焼成物はアトマイザー(スクリーン2mmφ)で粉砕し、二酸化チタン粉末132gを得た。
図1は、得られた二酸化チタンの粒子形状を示す図である。具体的には、図1は、得られた二酸化チタンの走査電子顕微鏡観察像(倍率1500倍)である。また、得られた二酸化チタンのレーザー散乱式測定法による粒度分布の測定結果を表1に示す。これらの結果から、本例において、平均粒子径が2.2μm、その(標準偏差/平均粒子径)が0.25と粒度分布のシャープな球状大粒子二酸化チタンが得られたことがわかった。なお、X線回折の結果、本例で得られた二酸化チタンは、ルチル型二酸化チタンであった。
実施例1において、添加する塩化ナトリウムの量を500gとしたこと以外は実施例1に準じた操作をおこない、132gの酸化チタン粉末を得た。本例において、塩化ナトリウムの添加量は、TiO2(換算)に対するモル比で4.6である。
図2は、得られた二酸化チタンの粒子形状を示す図である。具体的には、図2は、得られた酸化チタンの走査電子顕微鏡観察像(倍率1500倍)である。また、得られた二酸化チタンのレーザー散乱式測定法による粒度分布の測定結果を表1に示す。これらの結果から、本例において、平均粒子径が4.4μm、その(標準偏差/平均粒子径)が0.24と粒度分布のシャープな球状大粒子二酸化チタンが得られたことがわかった。なお、X線回折から、本例で得られた二酸化チタンは、ルチル型二酸化チタンであった。
実施例1において、添加する塩化ナトリウムの量を200gとしたこと以外は実施例1に準じた操作をおこない、129gの二酸化チタン粉末を得た。本例において、塩化ナトリウムの添加量は、TiO2(換算)に対するモル比で1.8である。
図3は、得られた二酸化チタンの粒子形状を示す図である。具体的には、図3は、得られた二酸化チタンの走査電子顕微鏡観察像(倍率1500倍)である。また、得られた二酸化チタンのレーザー散乱式測定法による粒度分布の測定結果を表1に示す。これらの結果から、本例において、平均粒子径が6.2μmで、その(標準偏差/平均粒子径)が0.21と粒度分布のシャープな球状大粒子二酸化チタンが得られたことがわかった。なお、X線回折から、本例で得られた酸化チタンは、ルチル型二酸化チタンであった。
液組成が、TiO2換算濃度で50g/L、遊離H2SO4濃度で65g/L、FeO換算濃度で15g/Lの硫酸チタニル水溶液8リットルと塩化ナトリウム585gを10リットルのビーカーに入れ、撹拌しながら溶解し、その内の3リットルを別の10リットルのビーカーに移し、撹拌しながら液温が80℃になるまで加熱し、その温度を120分間維持した後、残りの5リットルを1時間かけて添加し、さらにその温度を120分間維持して加水分解をおこなった。本例において、TiO2換算量に対する遊離H2SO4量の割合は、質量比で1.3である。また、本例において、塩化ナトリウムの添加量は、TiO2(換算)に対するモル比で2.0である。その他は実施例1に準じた操作をおこない、335gの二酸化チタン粉末を得た。
図4は、得られた二酸化チタンの粒子形状を示す図である。具体的には、図4は、得られた二酸化チタンの走査電子顕微鏡観察像(倍率1500倍)である。また、得られた二酸化チタンのレーザー散乱式測定法による粒度分布の測定結果を表1に示す。これらの結果から、平均粒子径が10.2μmで、その(標準偏差/平均粒子径)が0.20と粒度分布のシャープな球状大粒子二酸化チタンが得られたことがわかった。なお、X線回折から、本例で得られた二酸化チタンは、ルチル型二酸化チタンであった。
実施例1において、塩を添加しなかった以外は実施例1に準じた操作をおこない、72gの二酸化チタン粉末を得た。
図5は、得られた二酸化チタンの粒子形状を示す図である。具体的には、図5は、得られた二酸化チタンの走査電子顕微鏡観察像(倍率1500倍)である。また、得られた二酸化チタンのレーザー散乱式測定法による粒度分布の測定結果を表1に示す。これらの結果から、得られた酸化チタンの平均粒子径は4.8μmであり、その(標準偏差/平均粒子径)が0.77と粒度分布が広かった。また、粒子表面には凹凸がみられ、球状大粒子二酸化チタンは得られなかった。なお、X線回折から、本例で得られた二酸化チタンは、アナターゼ型とルチル型の二酸化チタンの混合物であった。
実施例1において、塩化ナトリウムのかわりに硫酸ナトリウムを140g添加する以外は実施例1に準じた操作をおこない、102gの二酸化チタン粉末を得た。
図6は、得られた二酸化チタンの粒子形状を示す図である。具体的には、図6は、得られた二酸化チタンの走査電子顕微鏡観察像(倍率1500倍)である。また、得られた二酸化チタンのレーザー散乱式測定法による粒度分布の測定結果を表1に示す。これらの測定結果から、得られた二酸化チタンの平均粒子径は7.6μmであり、その(標準偏差/平均粒子径)が0.25と粒度分布はシャープであったが、粒子表面には凹凸がみられ、球状大粒子二酸化チタンは得られなかった。
実施例1において、添加する塩化ナトリウムの量を200gとし、加水分解反応温度を100℃に変更した以外は実施例1に準じた操作をおこない、130gの二酸化チタン粉末を得た。本例において、塩化ナトリウムの添加量は、TiO2(換算)に対するモル比で1.33である。
図7は、得られた二酸化チタンの粒子形状を示す図である。具体的には、図7は、得られた二酸化チタンの走査電子顕微鏡観察像(倍率1500倍)である。また、得られた二酸化チタンのレーザー散乱式測定法による粒度分布の測定結果を表1に示す。これらの結果から、得られた酸化チタンの平均粒子径は10.2μmであり、その(標準偏差/平均粒子径)が0.22と粒度分布も比較的シャープであったが、粒子表面には凹凸がみられ、球状大粒子二酸化チタンは得られなかった。
実施例1〜4で得られた球状大粒子二酸化チタンは、たとえば、琺瑯の原料、ガラスの添加剤、誘電体や圧電体などの電子セラミックス原料として好適に用いることができる。
Claims (2)
- TiO2換算濃度が30〜100g/Lであり、かつTiO2換算量に対する遊離H2SO4量の割合が、質量比で0.5〜3.0になるよう調製した硫酸チタニル水溶液に、アルカリ金属と塩素とからなる塩を、TiO2(換算)に対するモル比で0.5〜8.0の範囲で存在せしめ、70〜90℃の温度で30〜300分間、熱加水分解して含水酸化チタンを生成する工程と、
前記含水酸化チタンを濾過し、洗浄する工程と、
含水酸化チタンを濾過し、洗浄する前記工程の後、前記含水酸化チタンを500〜1000℃で焼成する工程と、
を含む、球状大粒子二酸化チタンの製造方法。 - 球状二酸化チタンであって、レーザー散乱式測定法による平均粒子径が2〜10μmであり、かつ前記平均粒子径に対する標準偏差の比(標準偏差/平均粒子径)が0.3以下である前記球状大粒子二酸化チタンを製造する方法である、請求項1に記載の球状大粒子二酸化チタンの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017052798A JP6858042B2 (ja) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | 球状大粒子二酸化チタンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017052798A JP6858042B2 (ja) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | 球状大粒子二酸化チタンの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018154527A JP2018154527A (ja) | 2018-10-04 |
JP6858042B2 true JP6858042B2 (ja) | 2021-04-14 |
Family
ID=63716248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017052798A Active JP6858042B2 (ja) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | 球状大粒子二酸化チタンの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6858042B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114477279B (zh) * | 2022-01-19 | 2024-06-04 | 陕西瑞科新材料股份有限公司 | 一种纳米二氧化钛的绿色制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008088312A2 (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Processes for the hydrothermal production of titanium dioxide |
-
2017
- 2017-03-17 JP JP2017052798A patent/JP6858042B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018154527A (ja) | 2018-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101233703B1 (ko) | 산화 티타늄 졸, 그 제조 방법, 초미립자상 산화 티타늄, 그 제조 방법 및 용도 | |
WO2015165369A1 (zh) | 制备纳米二氧化钛的方法 | |
DE3633309C2 (de) | Zusammensetzung auf der Basis von Zirkoniumdioxid und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
CN105753023B (zh) | 一种硅溶胶包覆制备超细低钠α相氧化铝的方法 | |
JPS62207718A (ja) | 結晶質酸化チタンゾルの製造方法 | |
CN104894636A (zh) | 八钛酸钾晶须的制备方法 | |
WO2014140840A2 (en) | Rutile titanium dioxide microspheres and ordered botryoidal shapes of same | |
JP6858042B2 (ja) | 球状大粒子二酸化チタンの製造方法 | |
JPS6328845B2 (ja) | ||
JP2022502340A (ja) | 活性高純度酸化マグネシウム及びその製造方法 | |
JP5588815B2 (ja) | 酸化ガリウム粉末 | |
CN105734670A (zh) | 一种六钛酸钾柱晶的合成方法 | |
CN1259240C (zh) | 用直接液相沉淀法制备纳米金属氧化物的方法 | |
JP2010514657A (ja) | 二酸化チタンのフラックスか焼製造方法 | |
JP2014224032A (ja) | 異方形状ニオブ酸カリウム粒子の製造方法 | |
KR100420275B1 (ko) | 무기산을 이용한 사염화티타늄 수용액으로부터 TiO2 초미립 분말의 제조방법 | |
CN103274460A (zh) | 一种选择性解胶制备金红石相二氧化钛亚微米球的方法 | |
JP2528462B2 (ja) | 六チタン酸ナトリウム微細粒子粉末の製造法 | |
JP5895557B2 (ja) | 粒子状組成物、粒子状組成物の製造方法、及び、粒子状組成物分散体 | |
CN114671460A (zh) | 硫酸法钛白短流程工艺中工业偏钛酸除杂的方法 | |
TW201520172A (zh) | 鈦酸鋇製備方法以及藉由使用該方法製備之鈦酸鋇 | |
JPH04280815A (ja) | 微粒子チタン酸アルカリ及びその製造法 | |
CN106006701A (zh) | 一种微米-亚微米级稀土氧化物粉体的制备方法 | |
JPH07242422A (ja) | 微粒子針状酸化チタンおよびその製造方法 | |
KR20210039660A (ko) | 이산화티탄 분말의 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20200205 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210129 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210302 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210323 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6858042 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |