JPS60259627A - Production of potassium hexatitanate fiber or its composite fiber - Google Patents

Abstract

PURPOSE:Titanium slag which is formed in the production of pig iron from ilmenite is used to utilize an impurity included therein whereby the titled fiber with high heat resistance and chemical resistance is obtained. CONSTITUTION:Titanium slag and naturally occurring rutile or anatase sand are mixed in such a proportion as the former is less than 3/1 in weight. When the mixture is represented by formula I (M is metal included as an impurity), potassium oxide or a compound forming the same on heating, when needed, a mixture of both, is added to the mixture so that formula II (n is 1.5-2.5) is satisfied. They are melted to form a fibrous material of crystals having the same layer structure as that of potassium dititanate of formula II, the material is treated with water to form the same composition as that of formula IV, then heat- treated in a temperature range from 800 deg.C to the melting point to give potassium hexatitanate fiber with a tunnel structure.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は耐熱性、断熱性、耐化学性及び補強性の優れた
特性を有する六チタン酸カリウム繊維及びその複合繊維
の製造法に関する。更に詳しくはチタン原料として、天
然産ルチルサンドまたはアナターゼサンド鉱石とイルミ
ナイト鉱石から銑鉄を製造する際に生成するチタンスラ
グの混合物を使用して六チタン酸カリウム繊維またはそ
の複合繊維の製造法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a process for producing potassium hexatitanate fibers having excellent properties of heat resistance, heat insulation, chemical resistance and reinforcing properties, and composite fibers thereof. More specifically, the present invention relates to a method for producing potassium hexatitanate fibers or composite fibers thereof using a mixture of titanium slag produced when producing pig iron from naturally produced rutile sand or anatase sand ore and illuminite ore as a titanium raw material.

従来技術 従来の六チタン酸カリウム繊維の製造法としては、チタ
ン成分原料及び酸化カリウム原料を使用して、 リ　フラックスを用いて溶融液中で初生相として四チタ
ン酸カリウム繊維を育成し、カリウムの１部を除去する
脱カリウム処理と加熱処理を行って六チタン酸カリウム
繊維を製造する方法。Prior art The conventional method for producing potassium hexatitanate fibers uses titanium component raw materials and potassium oxide raw materials, and uses reflux to grow potassium tetratitanate fibers as a primary phase in a melt. A method for producing potassium hexatitanate fibers by performing a depotassium treatment to remove one part and a heat treatment.

２）フラックスを使用せず、四チタン酸カリウムの分解
溶融−会合反応を利用して初生相として四チタン酸カリ
ウムとニチタン酸カリウムの混合相繊維を作り、カリウ
ムの１部を除去する脱カリウム処理と加熱処理を行って
六チタン酸カリウム繊維を製造する方法。2) A depotassium treatment in which a mixed phase fiber of potassium tetratitanate and potassium nititanate is created as the primary phase by utilizing the decomposition-melting-association reaction of potassium tetratitanate without using flux, and a portion of the potassium is removed. A method for producing potassium hexatitanate fibers by heat treatment.

３）ニチタン酸カリウムの低融点調和溶融を利用してニ
チタン酸カリウム繊維を育成し、カリウムの１部を除去
する脱カリウム処理と加熱処理１１′　を行って六チタ
ン酸カリウム繊維を製造する方法が知られている。3) A method of producing potassium hexatitanate fibers by growing potassium nititanate fibers using the low melting point harmonic melting of potassium nititanate, and performing a depotassium treatment to remove part of the potassium and a heat treatment 11'. Are known.

しかしながら、これらのいずれの方法においても、原料
である二酸化チタンは、イルミナイト鉱石を硫酸法また
は塩素法で製造した９部チ以上の高純度のものを使用し
てお〕、そのため原料コストが高くなって製品が高価と
なる欠点があった０本発明者はさきにその問題点を解決
すべく、チタン成分原料として天然産のルチルサンド、
また社アナターゼサンドをそのまま使用して従来法の適
応性について検討した結果、 １）フラックス法及び徐冷焼成法においては、初生相で
ある四チタン酸カリウム繊維はいずれも生成するが、チ
タン原料中に含まれる不純物の影響で、るつほの底に稠
密な塊状物となシ、繊維の分離ができないことが分った
。However, in all of these methods, the raw material, titanium dioxide, is made from illuminite ore produced by the sulfuric acid method or the chlorine method and has a purity of 9 parts or more. Therefore, the raw material cost is high. In order to solve this problem, the inventors of the present invention used natural rutile sand as a raw material for the titanium component.
In addition, as a result of examining the applicability of conventional methods using the same anatase sand as is, we found that: 1) In both the flux method and the slow cooling and sintering method, potassium tetratitanate fibers, which are the primary phase, are produced; It was found that due to the impurities contained in the fibers, there were dense lumps at the bottom of the rutsuho, making it impossible to separate the fibers.

２）とれに対し、メルト法では、チタン原料中の不純物
の影響がなく、むしろ好影響を与え、短時間に溶融し、
容易に六チタン酸カリウム繊維が得られることが分った
。2) In contrast, in the melt method, there is no effect of impurities in the titanium raw material, and it has a positive effect, melting in a short time,
It was found that potassium hexatitanate fibers could be easily obtained.

この知見に基づいて、さきにチタン原料として） 天然産のルチルサンドまたはアナターゼサンドを　（そ
のまま使用してメルト法で六チタン酸カリウム繊維を製
造する方法、また六チタン酸カリウム複合繊維を製造す
る方法を開発した。Based on this knowledge, we will first use natural rutile sand or anatase sand (as a titanium raw material) to produce potassium hexatitanate fibers using the melt method, and to produce potassium hexatitanate composite fibers. developed.

すなわち、一般式（Ｔｉ、　Ｍ）Ｏ□（ただし、Ｍは含
有不純物金属を表わす）で示される天然産のルチルサン
ドまたはアナターゼサンドと、酸化カリウムまたは加熱
により酸化カリウムを生成するノノリウム化合物あるい
はこれらの混合物とを、一般式に、Ｏ’ｎ　（Ｔｉ、　
Ｍ）Ｏ□（ただし、ｎは１．５〜２，５、Ｍは前記と同
じものを表わす）で示す割合に混合し、該混合物を加熱
溶融して溶融体を生成し、該溶融体からニチタン酸カリ
ウム（Ｋ２Ｏ・２Ｔｉ０２）と同じ層状構造の結晶体か
らなる繊維物を形成させ、次いで水処理してに２　（Ｔ
ｌｌ　Ｍ）　６０＋ｓ　（ただし、Ｍ社前記と同じ）と
なし、これを８００℃以上溶融温度よシ低い温度に加熱
して大チタン酸カリウム繊維または六チタン酸カリウム
複合繊維を製造する方法を完成した。That is, naturally occurring rutile sand or anatase sand represented by the general formula (Ti, M)O The mixture is expressed as O'n (Ti,
M) O A fibrous material consisting of crystals with the same layered structure as potassium nititanate (K2O.2Ti02) is formed, and then treated with water to form 2 (T
ll M) 60+s (same as above for Company M), and completed a method for producing large potassium titanate fibers or potassium hexatitanate composite fibers by heating this to a temperature lower than the melting temperature of 800°C. .

発明の目的 本発明はチタン成分の原料としてイルミナイト鉱石から
１＆、丸鉄を製造する際に生成するチタン金属原料であ
るチタンスラグ及び天然産ルチルサンドまたはアナター
ゼサンドをチタン成分原料としてそのまま利用しその中
に含まれている不純物を有効成分として活用して優れた
特性を持つ六チタン酸カリウム繊維または六チタン酸カ
リウム複合繊維を低コストで製造する方法を提供せんと
するものである。Purpose of the Invention The present invention utilizes titanium slag, which is a titanium metal raw material produced when manufacturing round iron, and naturally produced rutile sand or anatase sand as raw materials for titanium components, and uses them as raw materials for titanium components. The object of the present invention is to provide a method for producing potassium hexatitanate fibers or potassium hexatitanate composite fibers having excellent properties at low cost by utilizing impurities contained therein as active ingredients.

発明の構成 本発明者は前記目的を達成すべく研究したところ、前記
チタンスラグの組成は約８５チ　（チは重量％を表わす
。以下同じ）がＴｌＯ２であり、不純物として、ＦｅＯ
、Ｆｅ２Ｏ，、Ａノ２０３　、　ａｒ２ｏ、　、　Ｓｉ
ｎ、　。Structure of the Invention The present inventor conducted research to achieve the above object, and found that the composition of the titanium slag is approximately 85% TlO2 (T represents weight %. The same applies hereinafter), and FeO2 as an impurity.
, Fe2O,, Aノ203, ar2o, , Si
n.

Ｎｂ２Ｏ５，ＺｒＯ２，Ｙ２Ｏ５などが含まれ、それら
の含有量は、例えばＦｅをＦｅ２Ｏ３とすれば約１０チ
と最も多く、その他は０．３〜０．７％　程度である。Nb2O5, ZrO2, Y2O5, etc. are included, and the content of these is, for example, about 10% if Fe is Fe2O3, and the content of the others is about 0.3 to 0.7%.

このように鉄の不純物が多く含まれているため、これを
単独でチタン原料として使用すると、六チタン酸カリウ
ム繊維が得難い。しかし、これを天然産ルチルサンドま
たはアナターゼサンドと或範囲内において混合し、とれ
をチタン原料として使用し、メルト法で製造すると、チ
タン原料中に含まれる不純物の影響がなく、むしろ好影
響を与え、短時間に溶融し、容易に六チタン酸カリウム
繊維または六チタン酸カリウム複合繊維が得られること
が分った。この知見に基づいて本発明を完成したもので
ある。Since it contains a large amount of iron impurities, it is difficult to obtain potassium hexatitanate fibers if it is used alone as a titanium raw material. However, if this is mixed with naturally produced rutile sand or anatase sand within a certain range, and the resulting material is used as a titanium raw material, and produced by the melt method, the impurities contained in the titanium raw material will not have an effect, and in fact, it will have a positive effect. It was found that potassium hexatitanate fibers or potassium hexatitanate composite fibers can be easily obtained by melting in a short time. The present invention was completed based on this knowledge.

本発明の要旨は、 イルミナイト鉱石から銑鉄を製造する際生成するチタン
スラグ対天然産ルチルサンドまたはアナターゼサンドを
重量比で３＝１　よシ少ない割合で混合した混合物を、
一般式（Ｔｉ、Ｍ）Ｏｚ　（ただし、Ｍは含有不純物金
属を表わす）で示すものとし、該混合物と酸化カリウム
また社加熱により酸化カリウムを生成するカリウム化合
物あるいはこれらの混合物とを、一般式に２０　・ｎ　
（Ｔｉ９Ｍ）　０２　（ただし、ｎｔｉｌ、５〜２．５
、Ｍは前記と同じ）で示す割合に混合した後、加熱して
溶融体を生成し、該溶融体からニチタン酸カリウム（Ｋ
２　Ｔｊ−２０ｓ　）と同じ層状構造の結晶体からなる
繊維状物を形成させ、次いで水処理してに２　（Ｔｉ２
Ｍ）　６０１３　（ただし、Ｍは前記と同じ）となし、
これを８００℃以上溶融温度より低い温度で加熱してト
ンネル構造とすることを特徴とする六チタ／酸カリウム
繊維または六チタン酸カリウム複合繊維の製造法にある
０本発明において使用するイルミナイト鉱石（Ｆｅ　’
Ｉ’ｉ０．　）から銑鉄を作る際に生成するチタンスラ
グ（以下単にチタンスラグと言う）の組成は前記し走通
シである また、天然産のルチルサンドは漂砂鉱床から砂状として
得られ、その組成は約９５％のＴｉＯ２を含み、不純物
として、Ｆｅ、０５．　Ａノ、Ｏ，、Ｃｊｒ、０５　。The gist of the present invention is to prepare a mixture of titanium slag produced during the production of pig iron from illuminite ore and naturally produced rutile sand or anatase sand in a weight ratio of 3=1 or less.
The mixture is expressed by the general formula (Ti, M)Oz (where M represents the impurity metal contained), and the mixture and potassium oxide, a potassium compound that produces potassium oxide by heating, or a mixture thereof are expressed in the general formula. 20 ・n
(Ti9M) 02 (However, ntil, 5 to 2.5
, M is the same as above), heated to form a melt, and potassium nititanate (K
2 (Ti2
M) 6013 (however, M is the same as above) and none,
Illuminite ore used in the present invention in a method for producing hexatita/potassium acid fiber or potassium hexatitanate composite fiber, which is characterized in that it is heated at a temperature of 800°C or higher and lower than its melting temperature to form a tunnel structure. (Fe'
I'i0. ) The composition of titanium slag (hereinafter simply referred to as titanium slag) produced when making pig iron is as described above.Naturally produced rutile sand is obtained in the form of sand from alluvial deposits, and its composition is approximately Contains 95% TiO2 and contains Fe, 0.5% as impurities. Ano, O,, Cjr, 05.

５ｉｎ２．　Ｎｂ２Ｏ５，ＺｒＯ２，Ｖ２Ｏ５などが含
まれ、その含有量は例え杜、Ｆｅ２Ｏ，ｏ、　６　％、
ＡＪ２０．０．４％、０ｒ２０．０．３％、５ｉＯ２０
，６％、Ｎｂ２Ｏ，０，３％、ＺｒＯ２０，７％、Ｖ２
Ｏ５０，７％　テある。天然産ノアナターゼサンドもほ
ぼ同様な組成である。しかし、資源的にルチルサンドが
豊富であるので、その使用が好ましい。そして粒度が小
さい程度応し易いので、粒度の小さいものが望ましい。5in2. Contains Nb2O5, ZrO2, V2O5, etc., and the content is, for example, Fe2O, 6%,
AJ20.0.4%, 0r20.0.3%, 5iO20
,6%, Nb2O,0.3%, ZrO20.7%, V2
O50.7% Yes. Naturally produced noanatase sand has almost the same composition. However, since rutile sand is an abundant resource, its use is preferred. The smaller the particle size, the easier it is to handle, so a smaller particle size is preferable.

　）′、チタンスラグと天然産ルチルサンドまたはアナ
ターゼサンドの混合割合は、重量比で３対１よシ少ない
割合であることが必要である。その割合が３対１を超え
ると不純物が多くなシすぎてニチメン酸カリウムと同じ
層状構造の結晶体からなる繊維状物が得難い。)', the mixing ratio of titanium slag and naturally produced rutile sand or anatase sand must be less than 3:1 by weight. If the ratio exceeds 3:1, there will be too many impurities and it will be difficult to obtain a fibrous material consisting of crystals with the same layered structure as potassium nithimenate.

該チタン原料混合物に混合するカリウム成分としては、
二酸化カリウムまたは加熱により二酸化カリウムを生成
する化合物例えばＫＯＨ、Ｋ２ＧＯ，。The potassium component to be mixed into the titanium raw material mixture is as follows:
Potassium dioxide or a compound that produces potassium dioxide upon heating, such as KOH, K2GO,.

ＫＨＣＯ３などが挙げられる。Examples include KHCO3.

チタン原料混合物とカリウム成分とは、Ｋ２Ｏ・ｎ　（
’ｒｉ、、　Ｍ）０２（ただし、ｎは１．５〜２．５、
Ｍは不純物金属を表わす）を生成する割合で混合する。The titanium raw material mixture and potassium component are K2O・n (
'ri,, M)02 (however, n is 1.5 to 2.5,
M represents an impurity metal).

この混合物は約１１００℃で溶融して溶融体を生成する
。溶融体を冷却固化すると、層状構造を有する結晶性繊
維状物が形成される。This mixture melts at about 1100°C to form a melt. When the melt is cooled and solidified, a crystalline fibrous material having a layered structure is formed.

しかし、前記混合物の混合割合がｎが１．５　よシ小さ
くなると層状構造のものが得られず、またｎが２．５を
超えると溶融点が高くなるばかシでなく、Ｋ２Ｔ１．０
９組成のチタン酸カリウムが生成し、繊維分離ができな
くなる。従って、ｎの範囲が１・５〜２．５の範囲、好
ましくはｎが２であることが必要である。However, if the mixing ratio of the mixture becomes smaller than n by 1.5, a layered structure cannot be obtained, and if n exceeds 2.5, the melting point becomes high;
Potassium titanate having a composition of 9 is generated, making it impossible to separate the fibers. Therefore, it is necessary that n be in the range of 1.5 to 2.5, preferably n be 2.

繊維形成方法としては、１）、溶融紡糸法、例えばガラ
ス繊維成形と同じ方法。２）、溶融体を別容器に流出さ
せる方法。３）、るつぼの底を急冷する方法。４）、蒸
気吹付法によシプツシングから流出する溶融体に高圧蒸
気を吹付ける方法が挙げられる０ 冷却固化により繊維状に形成すると、Ｋ２Ｏ・２　（Ｔ
ｉ、　Ｍ）　０２（ただし、Ｍは前記と同じ）のチタン
酸カリウムとなシ、結晶学的に層状構造を有する結晶質
のチタン酸カリウム繊維状となる。これを水で処理して
に２（Ｔｉ、　Ｍ）６０１ｓとする。すなわち、水での
処理によシ繊維中のに２０成分の一部を抽出して、不純
物（Ｍ）を含んだに２０・６　ＴｉＯ２の組成のものと
する。The fiber forming method is as follows: 1) Melt spinning method, for example, the same method as glass fiber molding. 2) A method of draining the melt into a separate container. 3) Method of rapidly cooling the bottom of the crucible. 4), a method of spraying high-pressure steam onto the molten material flowing out from the shipping using the steam blowing method.0 When formed into a fiber form by cooling and solidifying, K2O
i, M) 02 (where M is the same as above), it becomes a crystalline potassium titanate fiber having a crystallographic layered structure. This is treated with water to obtain 2(Ti, M)601s. That is, a part of the 20 components in the fiber is extracted by treatment with water to obtain a composition of 20.6 TiO2 containing impurities (M).

この水処理は水、温水、沸とう水で行う。一般に冷水で
処理すると六チタン酸カリウム単独相繊維、温水、沸と
う水で処理すると六チタン酸カリウム複合繊維が得られ
る。カリウム成分の一部を溶出した後、８００℃以上溶
融温度よシ低い温度で加熱すると層状構造からトンネル
構造に変換して六チタン酸カリウムの結晶性のよい繊維
となる。This water treatment is done with cold water, hot water, or boiling water. In general, treatment with cold water yields potassium hexatitanate single-phase fibers, and treatment with hot or boiling water yields potassium hexatitanate composite fibers. After a part of the potassium component is eluted, heating is performed at a temperature lower than the melting temperature of 800° C., and the layered structure is converted into a tunnel structure, resulting in fibers with good crystallinity of potassium hexatitanate.

加熱温度は溶融温度より低い温度であることが必要であ
シ、約１０００℃であることが好ましい。The heating temperature needs to be lower than the melting temperature, and is preferably about 1000°C.

出発原料組成でチタンスラグ対ルチルサンドの重量混合
比が１対１〜３対１とチタンスラグ量の割合が多くなる
に従い、鉄含量が多くなると、最終的な製品中にプリプ
ライト相（Ｋ２Ｍ２　Ｔｊ−６０，６）（ＭはＦｅを主
とする）が混合してくる。これは不純物の鉄含量が多く
なるとブリプライト相が生成し易いことを示している。In the starting material composition, the weight mixing ratio of titanium slag to rutile sand increases from 1:1 to 3:1, and as the proportion of titanium slag increases, and the iron content increases, a preprite phase (K2M2 Tj- 60,6) (M is mainly Fe) is mixed. This indicates that the higher the iron content of the impurity, the more likely the formation of briplite phase occurs.

プリプライト−六チタン酸カリウム複合繊維は熱伝導率
が特に小さく、耐熱性と断熱性が優れたものとなる。（
特願昭５８−１４２７８５号参照） また、その混合比が１対１よりチタンスラグが小さくな
ると、プリデシイト−六チタン酸カリウ′１　ムールチ
ルの複合繊維となる。この場合における加熱温度は１１
００℃であることが好ましい。The preplite-potassium hexatitanate composite fiber has particularly low thermal conductivity, and has excellent heat resistance and heat insulation properties. (
(See Japanese Patent Application No. 58-142785.) When the mixing ratio of titanium slag is less than 1:1, a composite fiber of predecite-potassium hexatitanate'1 murcyl is obtained. The heating temperature in this case is 11
The temperature is preferably 00°C.

実施例　１゜ イルミナイト鉱石（南アフリカ共和国産）から銑鉄を製
造した際、生成したチタンスラグ（組成：で１０２８５
％、主要不純物：　Ｆｅ、０．１０％　、５ｉｎ２２チ
、Ｍｎ０２１．５％、Ｎｂ２０５０．２％）、及びルチ
ルサンド（Ａｓ５ｏｃｉａｔｅｄ　Ｍｉｎｅｒａｌｓ　
Ｃｏｎ５ｏｌｉｄａｔ、ｅｄＬｉｍｉｔｅｄのＮＳ−ｇ
ｒａｄｅ　）　（組成、Ｔｉｅ２９５．６％、Ｆｅ２Ｏ
３０，６％、ＺｒＯ，、０，７％、５ｉｎ２０．６％、
０ｒ２０３０．３　％、Ｖ２Ｏ５６，７％、Ｎｂ２０５
０．３　％、Ａ）、Ｏ，０，４％）粒度１００〜６０μ
ｍ　のものを使用した。Example 1゜Titanium slag (composition: 10285
%, main impurities: Fe, 0.10%, 5in22, Mn021.5%, Nb2050.2%), and rutile sand (As5ociated Minerals)
Con5olidat, edLimited's NS-g
(composition, Tie295.6%, Fe2O
30.6%, ZrO, 0.7%, 5in20.6%,
0r2030.3%, V2O56.7%, Nb205
0.3%, A), O, 0.4%) particle size 100-60μ
m was used.

該チタンスラグとルチルサンドを重量比で１対１の割合
の混合物（この組成を（Ｔ、ｉ、　Ｍ）０２（ただし、
Ｍは不純金属を表わす）６．４ｆとに２Ｃｏ、粉末をモ
ル比で２対１（６，５ｒ対５．５　Ｆ　）の割合、すな
わち、（Ｔｉ、　Ｍ）０２：　Ｋ２Ｃｏ、　−＝　２　
：　１に混合した。仁の混合物約１１．９ｆを３０　ｍ
Ａの白金るつぼに入れ、１１００℃で３０分間加熱して
溶融物を作つ７°ｊＯＺＱ？Ｙｅ　１２０　ｃｏａｍ＊
ｙ　）−７’Ｌ／　−）１　。A mixture of the titanium slag and rutile sand in a weight ratio of 1:1 (this composition is (T, i, M)02 (however,
M represents an impure metal) 6.4f and 2Co, powder in a molar ratio of 2 to 1 (6.5r to 5.5F), i.e. (Ti, M)02: K2Co, -= 2
: Mixed with 1. Approximately 11.9f of kernel mixture for 30 m
Place it in the platinum crucible in A and heat it at 1100℃ for 30 minutes to make a melt.7°jOZQ? Ye 120 coam*
y)-7'L/-)1.

で放冷して固化させて繊維を形成させた。この繊　）維
はに２０・２（Ｔｉ、　Ｍ）０２　（ＭはＦｅを主とす
る不純物金属）の組成の結晶体であった。るつぼごと１
！冷水中に浸漬して繊維を分離し、該繊維を更にＩ　Ｊ
　Ｈ２０／１０りで、１２時間の処理を２回繰返して脱
カリウム処理を行った。次いで１２０℃で乾燥した後１
０００℃で１時間処理して繊維を作った。得られた繊維
は長さ２〜５際、直径０．０１〜０．２　ｍであった。The mixture was allowed to cool and solidify to form fibers. This fiber was a crystal with a composition of 20.2(Ti, M)02 (M is an impurity metal mainly composed of Fe). Crucible 1
! The fibers are separated by immersion in cold water and further subjected to I J
Depotassium treatment was carried out by repeating the 12-hour treatment twice with H20/10. After drying at 120°C,
Fibers were made by processing at 000°C for 1 hour. The fibers obtained had a length of 2 to 5 mm and a diameter of 0.01 to 0.2 m.

これをＸ線粉末回折法で同定した結果結晶のよい六チタ
ン酸カリウムであった。This was identified by X-ray powder diffraction and was found to be potassium hexatitanate with good crystals.

実施例　２゜ 実施例１と同じ原料を用い、チタンスラグ対ルチルサン
ドを重量比で１対３の割合で混合した混合物を使用した
。Example 2 Using the same raw materials as in Example 1, a mixture of titanium slag and rutile sand was used in a weight ratio of 1:3.

以下実施例１と同様にして繊維を作った。得られた繊維
は長さ２〜５鵡、直径０．０１〜０．２勢の束状物であ
った。これをＸ線粉末回折法で同定した結果、結晶性の
よい六チタン酸カリウムであったＯ 実施例　３゜ 実施例１と同じ原料な用い、チタンスラグとルチルサン
ドを重量比で３対１に混合した混合物を使用した。以下
実施例１と同様にして繊維を作つた。得られた繊維は長
さ１〜２鵡、直径０．０１〜０．１ｗｂの束状物であっ
た。これをＸ線粉末回折法で同定した結果、結晶性の良
い六チタン酸カリウムと若干のブリプライト（Ｋ２Ｍ２
Ｔｉ６０，６）の混合相複合繊維であった０これはチタ
ンスラグ量が多くなると、鉄含量も多くなり、ブリプラ
イト相が生成され易くなるとと忙よるものと推定される
。Thereafter, fibers were produced in the same manner as in Example 1. The obtained fibers were bundles with a length of 2 to 5 strands and a diameter of 0.01 to 0.2 strands. As a result of identifying this by X-ray powder diffraction method, it was found to be potassium hexatitanate with good crystallinity. A mixed mixture was used. Thereafter, fibers were produced in the same manner as in Example 1. The obtained fibers were bundles with a length of 1 to 2 mm and a diameter of 0.01 to 0.1 wb. As a result of identifying this by X-ray powder diffraction method, it was found that it was potassium hexatitanate with good crystallinity and some briplite (K2M2
It is presumed that as the amount of titanium slag increases, the iron content also increases, making it easier for the bripylite phase to be generated.

実施例　４゜ 実施例１と同様な原料を用い、チタンスラグとルチルサ
ンドを重量比で１対１に混合した混合物を使用した。実
施例１と同様にしてるつぼ中に入れ、Ｋ２Ｏ・２　（Ｔ
ｉ、　Ｍ）０２　の結晶体繊維を作った。Example 4 Using the same raw materials as in Example 1, a mixture of titanium slag and rutile sand was used in a 1:1 weight ratio. Place it in a crucible in the same manner as in Example 1, and add K2O.2 (T
i, M)02 crystalline fibers were made.

るつ汀を１ｊ！温水中に２時間浸漬して繊維を分離し、
該繊維を１ノの水で洗浄した。次いで１ノの沸とう水中
に１時間浸漬してカリウムの１部を除き、水洗して１２
０℃で乾燥させた。乾燥物を１１００℃で１時間加熱処
理した。得られた繊維は長さ２〜３ｍ、直径０．０１〜
０．２詳の束状物であった。1j of Rutsutei! The fibers were separated by soaking in warm water for 2 hours.
The fibers were washed with 1 g of water. Then, it was immersed in boiling water for 1 hour to remove part of the potassium, and washed with water for 1 hour.
It was dried at 0°C. The dried product was heat-treated at 1100°C for 1 hour. The obtained fibers have a length of 2 to 3 m and a diameter of 0.01 to
It was a bundle of 0.2 details.

これをＸ線粉末回折法で同定した結果、結晶性のよいブ
リプライト−六チタン酸カリウムの複合繊維で“あった
。この複合繊維は熱伝導率が特に小さく、優れた断熱特
性を有している。室温における複合相繊維を粉末にして
作成した焼結体の熱伝導率は０．０２５　（Ｗ−Ｃｍ　
”・Ｕ’　）であった。This was identified using X-ray powder diffraction and was found to be a composite fiber of briplite-potassium hexatitanate with good crystallinity.This composite fiber has particularly low thermal conductivity and excellent heat insulation properties. The thermal conductivity of a sintered body made from powdered composite phase fiber at room temperature is 0.025 (W-Cm
”・U').

この混合相の各相の割合は、チタンスラグとルチルサン
ドの混合比、及びそれらの含有不純物量。The proportion of each phase in this mixed phase is determined by the mixing ratio of titanium slag and rutile sand, and the amount of impurities contained therein.

さらに炭酸カリウムの量によって変化する。原料組成が
同じであれば脱カリウム処理を制御することにより一定
割合にすることができる。なお、天然産ルチルサンドに
代え、天然産アナターゼサンドを使用した場合も同様に
して複合繊維を製造することができる。Furthermore, it changes depending on the amount of potassium carbonate. If the raw material composition is the same, it is possible to maintain a constant ratio by controlling the depotassium treatment. Note that a composite fiber can be produced in the same manner when naturally produced anatase sand is used instead of naturally produced rutile sand.

実施例　５゜ 実施例１と同じ原料を用い、チタンスラグとルチルサン
ドを重量比で１対３０割合で混合した混合物を使用した
。以下実施例４と同様にして繊維を作った。得られた繊
維は、長さ２〜５　ｍ、、直径０．０１〜９．２　ｍ、
の束状物であった。これをＸ線粉末回折法で同定した結
果、結晶性の良いプリプライト−六チタン酸カリウムー
ルチルの複合繊維であった。Example 5 Using the same raw materials as in Example 1, a mixture of titanium slag and rutile sand was used in a weight ratio of 1:30. Thereafter, fibers were produced in the same manner as in Example 4. The obtained fibers have a length of 2 to 5 m, a diameter of 0.01 to 9.2 m,
It was a bundle of As a result of identifying this by X-ray powder diffraction method, it was found to be a composite fiber of preplite-potassium rutile hexatitanate with good crystallinity.

ルチル相の生成はチタンスラグの混合量が少ないため、
これに含有している鉄成分が少なり力垣その影響でプリ
プライト相の生成も少りくなシ、ルチル相が生成したも
のと推定される。ルチル相は耐熱性（融点１８４０℃）
が高いので、プリプライト−六チタンカリウムールチル
の複合繊維は優れた断熱特性を有する。室温における複
合繊維を粉末にし作成した焼結体の熱伝導率は帆０３５
（Ｗ　、　Ｃｍ　“Ｋ　）であった。The formation of rutile phase is due to the small amount of titanium slag mixed.
It is presumed that the iron component contained in this was small, and due to the influence of this, the formation of the preprite phase was also small, and the rutile phase was formed. Rutile phase is heat resistant (melting point 1840℃)
Due to the high . The thermal conductivity of a sintered body made from powdered composite fibers at room temperature is 035.
(W, Cm “K”).

実施例　６、 実施例１と同じ原料を用い、チタンスラグとルチルサン
ドを重量比で３対１の割合で混合した混合物を使用した
。Example 6 Using the same raw materials as in Example 1, a mixture of titanium slag and rutile sand was used in a weight ratio of 3:1.

以下、実施例４と同様にして繊維を作った。得られた繊
維は長さ１〜２略、直径ｏ、ｏｉ〜Ｑ、１ｍの束状物で
あった。これをＸ線粉末回折法で同定した結果、結晶性
の良いプリプライト−六チタン　１１酸カリウム複合繊
維であった。Thereafter, fibers were produced in the same manner as in Example 4. The obtained fibers were bundles with lengths of 1 to 2 approximately, diameters of o, oi to Q, and 1 m. As a result of identifying this by X-ray powder diffraction method, it was found to be a preplite-hexatitanium potassium 11ate composite fiber with good crystallinity.

発明の効果 本発明の方法によると、従来の六チタン酸カリウム繊維
を製造する場合におけるような高純度のチタン原料を使
用せず、イルミナイト鉱石から銑鉄を製造する際に生成
するチタンスラグを天然産ルチルサンドまたけ天然産ア
ナターゼサンドと共にチタン原料として使用するので、
原料コストは約１／１２ですむ。Effects of the Invention According to the method of the present invention, titanium slag produced when producing pig iron from illuminite ore is used as a natural titanium slag, without using high-purity titanium raw materials as in the case of producing conventional potassium hexatitanate fibers. Since it is used as a titanium raw material together with naturally produced rutile sand and naturally produced anatase sand,
The raw material cost is about 1/12th.

またチタン原料中に含まれる不純物を有効成分として活
用して耐熱性、断熱性をよシ優れた六チタン酸カリウム
複合繊維を形成し得られる優れた効果を奏し得られる。Further, by utilizing impurities contained in the titanium raw material as an active ingredient, potassium hexatitanate composite fibers having excellent heat resistance and heat insulation properties can be formed, and excellent effects can be obtained.

特許出願人　科学技術庁無機材質研究所長後　藤　優Patent applicant: Yu Fuji, director of the Institute for Inorganic Materials, Science and Technology Agency

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、　イルミナイト鉱石から銑鉄を製造する際生成する
チタンスラグ対天然産ルチルサンドまたはアナターゼサ
ンドを重量比で３：１より少ない割合で混合した混合物
を、一般式（Ｔｉ、　Ｍ）　０２　（ただし、Ｍは含有
不純物金属を表わす）で示すものとし、該混合物と酸化
カリウムまたは加熱により酸化カリウムを生成するカリ
ウム化合物あるいはこれらの混合物とを、一般式に２０
・ｎ　（Ｔｉｔ　Ｍ）　０２（ただし、ｎは１．５〜２
．５、Ｍは前記と同じ）で示す割合に混合した後、加熱
して溶融体を生成し、該溶融体からニチタン酸カリウム
（Ｋ２Ｔｉ２Ｏ５）と同じ層状構造の結晶体から力る繊
維状物を形成サセ、次イテ水処理シテに２（Ｔｉ２Ｍ）
６ｏ、６（ただし、Ｍけ前記と同じ）となし、これを８
００℃以上溶融温度よシ低い温度で加熱してトンネル構
造とすることを特徴とする六チタン酸カリウム繊維また
は六チタン酸カリウム複合繊維の製造法。 ２、　六チクン酸カリウム複合繊維が、六チタン酸カリ
ウムープリプライト複合繊維、またはプリプライト−六
チタン酸カリウムールチル複合繊維である特許請求の範
囲第１項記載の製造法。[Claims] 1. A mixture of titanium slag produced during the production of pig iron from illuminite ore and naturally produced rutile sand or anatase sand at a weight ratio of less than 3:1 is mixed with the general formula (Ti, M) 02 (where M represents a contained impurity metal), and the mixture and potassium oxide, a potassium compound that generates potassium oxide by heating, or a mixture thereof are expressed by the general formula 20
・n (Tit M) 02 (however, n is 1.5 to 2
．． 5, M is the same as above), then heated to produce a melt, and from the melt a fibrous material made of crystals with the same layered structure as potassium nititanate (K2Ti2O5). Sase, next step water treatment site 2 (Ti2M)
6o, 6 (however, M is the same as above), and this is 8
A method for producing potassium hexatitanate fibers or potassium hexatitanate composite fibers, which comprises heating at a temperature lower than the melting temperature of 00°C or higher to form a tunnel structure. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the potassium hexatinate conjugate fiber is a potassium hexatitanate-preplite conjugate fiber or a preplite-potassium hexatitanate rutile conjugate fiber.