JP2602444B2

JP2602444B2 - 球状塩基性炭酸マグネシウムおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2602444B2
Application number: JP63049298A
Authority: JP
Inventors: 保之竹永; 聡佐野; 一博三原
Original assignee: 宇部化学工業株式会社
Priority date: 1988-03-02
Filing date: 1988-03-02
Publication date: 1997-04-23
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JPH01224218A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の分野］本発明は、球状塩基性炭酸マグネシウムに関するもの
である。さらに詳しくは、多孔質体であって、見掛比重
の小さな球状塩基性炭酸マグネシウムに関するものであ
る。

［発明の背景］塩基性炭酸マグネシウムが、正炭酸マグネシウムを脱
炭酸することにより製造できることは、公知である。

たとえば、特開昭52−149299号公報には、重炭酸マグ
ネシウムを含有する水溶液を温度40〜75℃の条件下に１
〜30分滞留させて、連続的に脱炭酸して正炭酸マグネシ
ウムを製造し、該正炭酸マグネシウムを水性懸濁液とし
て温度75〜85℃、熟成時間２〜６時間の反応条件下に塩
基性炭酸マグネシウムに転化させる方法が記載されてい
る。上記公報の記載によれば、上述の方法によって製造
される塩基性炭酸マグネシウムは、ゴム用充填材として
好適な物性を具えており、該塩基性炭酸マグネシウムを
天然ゴムに配合した場合には、得られる加硫ゴムに優れ
た透明性および補強効果を与えるとされている。

ところが、上述の方法で製造される塩基性炭酸マグネ
シウムは小板状の結晶であるために、粉体の流動性およ
び樹脂に対する分散性が低い。

そこで、上記の目的を解決するために、塩基性炭酸マ
グネシウム粒子を球状にする技術が検討されている。

例えば、特開昭60−54915号公報には、水溶性マグネ
シウム塩と炭酸ナトリウム水溶液とを反応させて球状塩
基性炭酸マグネシウムを製造する方法が開示されてい
る。上記公報に開示された球状塩基性炭酸マグネシウム
の製造方法は、反応系の温度を40〜80℃に保持し、撹拌
下、水溶性マグネシウム塩と炭酸ナトリウム塩とのいず
れかを他方の水溶液に添加速度Ｓ（／分）が反応容積
Ｖに対してS/V≧0.1となる条件下で添加混合し、さらに
母液中で２時間以上静置熟成することを特徴とする。上
述の方法によって製造される球状塩基性炭酸マグネシウ
ムは、小板状の微細な結晶（一次粒子）が球状に凝集し
て二次粒子を形成しており、その嵩密度は0.4〜0.7g/ml
の範囲にあるとされている。上記の嵩密度は、見掛比
重、特にかため見掛比重とほぼ同義に使用される用語で
あって厳密な区別は無いが、個々の粒子については嵩密
度を、粒子の集合体としての粉体については見掛比重が
用いられることが多い。

また、上記公報の記載によれば、上記球状塩基性炭酸
マグネシウムは、流動性および分散性に富み、合成樹脂
への充填材、化粧品、農医薬品等の担体として有用であ
るとされている。

しかしながら、本発明者の検討によれば、球状塩基性
炭酸マグネシウムを農医薬品または触媒の担体、あるい
は化粧品として使用する場合には、さらに軽質であるこ
とが好ましく、見掛比重の小さい球状塩基性炭酸マグネ
シウムの開発が望まれる。

［発明の目的］本発明の目的は、農医薬品または触媒の担体、あるい
は化粧品としての使用に適した、多孔質体であって、見
掛比重の小さな球状塩基性炭酸マグネシウムおよびその
製造方法を提供することにある。

［発明の要旨］本発明者は塩基性炭酸マグネシウムの製造方法につい
て鋭意研究を行ない、重炭酸マグネシウムを含む水溶液を特定の温度範囲に
保持された反応槽に、撹拌下、特定時間滞留させて脱炭
酸し、正炭酸マグネシウムを経て塩基性炭酸マグネシウ
ムを製造する方法において、上記脱炭酸を反応槽に気泡を流通しながら行なうこと
により、多孔質体であって、見掛比重の小さな球状塩基
性炭酸マグネシウムが得られることを見出し、本発明を
完成させた。

すなわち本発明は、一次粒子が凝集してなる多孔質の
粒子であって、ゆるみ見掛比重が0.05〜0.30g/ml、かた
め見掛比重が0.10〜0.35g/ml、BET比表面積が５〜70m²/
gの範囲にあることを特徴とする球状塩基性炭酸マグネ
シウムにある。

なお本発明において、ゆるみ見掛比重は、ホソカワミ
クロン（株）製パウダーテスターを用い、目開き710μ
の篩を振動させてサンプルを内容積100ccの容器中に落
下させ、測定したものである。また、かため見掛比重
は、ホソカワミクロン（株）製パウダーテスターを用
い、内容積100ccの容器にサンプルを入れ、180回タッピ
ングを行なってその衝撃で固めたのち、測定したもので
ある。

上記球状塩基性炭酸マグネシウムは、水性媒体中にお
ける正炭酸マグネシムからの脱炭酸により塩基性炭酸マ
グネシウムを製造するに際して、上記脱炭酸を水性媒体
中に気泡を流通させながら行なうことにより有利に製造
することができる。

本発明の好ましい態様は、以下の通りである。

（１）本発明の球状塩基性炭酸マグネシウムにおいて、
平均粒子径が10〜50μｍの範囲にあること。

（２）本発明の球状塩基性炭酸マグネシウムにおいて、
JIS−Ｋ−6220に規定された方法による吸油量が250〜40
0ml/100gの範囲にあること。

（３）本発明の球状塩基性炭酸マグネシウムの製造方法
において、上記脱炭酸を、60〜90℃の温度範囲にて行な
うこと。

（４）本発明の球状塩基性炭酸マグネシウムの製造方法
において、上記脱炭酸を、正炭酸マグネシウムを反応槽
に５〜50分間滞留させて行なうこと。

（５）本発明の球状塩基性炭酸マグネシウムの製造方法
において、上記脱炭酸を、気液分離型反応槽を用いて行
なうこと。

（６）本発明の球状塩基性炭酸マグネシウムの製造方法
において、流通する気泡の95％以上が直径1mm以下の気
泡であること。

［発明の詳細な記述］本発明の球状塩基性炭酸マグシネシウムは、一次粒子
が凝集してなる多孔質の粒子であって、ゆるみ見掛比重
が0.05〜0.30g/ml 、かため見掛比重が0.10〜0.35g/m
l、BET比表面積が５〜70m²/gの範囲にあることを特徴と
する。さらに本発明の球状塩基性炭酸マグネシウムは、
その平均粒子径が10〜50μｍの範囲にあることが好まし
く、その多孔質の指標として、JIS−Ｋ−6220に規定さ
れた方法による吸油量が、250〜400ml/100gの範囲にあ
ることが好ましい。

上記球状塩基性炭酸マグネシウムは、水性媒体中にお
ける正炭酸マグネシウムからの脱炭酸により塩基性炭酸
マグネシウムを製造するに際して、上記脱炭酸を水性媒
体中に気泡を流通させながら行なうことにより有利に製
造することができる。

上記正炭酸マグネシウムは、スラリー（水性懸濁液）
の状態にあることが好ましい。上記正炭酸マグネシウム
スラリーは、従来公知の方法によって得られたものであ
ればよく、たとえば、重炭酸マグネシウムスラリーの分
解反応、または、水溶性マグネシウム塩と水溶性炭酸塩
との反応などにより得ることができるが、高純度の製品
が得られることから前者の方法が好ましい。

さらに本発明の方法においては、上記炭酸マグネシウ
ムが、重炭酸マグネシウムを熱分解して塩基性炭酸マグ
ネシウムを転化させる過程において中間的に生成したも
のであることが好ましい。

上記重炭酸マグネシウムスラリーの調製方法について
は、特開昭52−149299号公報に詳しく記載されている
が、例えば、二酸化炭素分圧を５気圧とした反応槽中、
20℃以下に保持した水酸化マグネシウム水性懸濁液に、
当量以上の二酸化炭素を微細な気泡となして導入分散さ
せることにより、高濃度の重炭酸マグネシウム水溶液を
より効果的、経済的に得ることができる。

上記重炭酸マグネシウム水溶液の濃度は、MgO換算で
５〜30g/、さらに10〜25g/の範囲にあることが好ま
しい。上記濃度が30g/を超えるときにはマグネシウム
成分の一部が未溶解のまま炭酸マグネシウムの粒子とし
て存在する傾向があり、5g/未満の場合には反応槽の
規模に対して処理量が著しく増大し経済的でない。

上記重炭酸マグネシウム水溶液は、必要ならば一旦濾
過してもよい。濾過することにより、不純物が取り除か
れ、高純度の製品を得ることができるので好都合であ
る。

本発明の方法においては、上述のようにして調製され
た重炭酸マグネシウム水溶液を、60〜90℃、好ましくは
70〜85℃の範囲に保持された反応槽に連続的に供給し、
気泡流通下に撹拌しながら、該反応槽中に５〜50分間、
好ましくは５〜20分間滞留させることにより、重炭酸マ
グネシウムを脱炭酸し、正炭酸マグネシウムを経て塩基
性炭酸マグネシウムに転化させるとともに、生成した塩
基性炭酸マグネシウムの小板状結晶（一次粒子）を球状
に凝集した状態で析出させる。

上記反応槽は、加熱によって所定の温度範囲に維持調
節されていて、且つ、気泡流通下に撹拌状態にある反応
槽であって、重炭酸マグネシウム水溶液を連続的に供給
して脱炭酸反応を行なわせ、所定の滞留時間後、析出し
た球状塩基性炭酸マグネシウム粒子を含むスラリーを連
続的に流出させ回収する装置であることが好ましい。

前記脱炭酸反応において、反応槽の温度が、60℃未満
のときには、得られる塩基性炭酸マグネシウム結晶は球
状にならずに柱状の二次粒子となる傾向があり、90℃以
上の場合には、多量の熱エネルギーを必要とし経済的で
ない。

前記脱炭酸反応において、反応槽に流通する気泡は、
反応槽の底部から微細な気泡として反応液中に分散させ
ることが望ましい。微細気泡を流通させることにより、
脱炭酸化が促進され、多孔質で見掛比重の小さい球状塩
基性炭酸マグネシウムを得ることができる。上記気泡
は、実質的に反応に関与しない不活性な気体の気泡であ
り、その95％以上の直径が1mm以下であることが好まし
い。上記不活性気体として、窒素、ヘリウム、アルゴン
などを挙げることができるが、空気であってもよい。

前記脱炭酸反応において、反応槽の撹拌は、生成した
塩基性炭酸マグネシウム粒子に衝撃を与えない程度に緩
やかに、かつ、前記気泡が中に充分分散するように行な
うことが好ましい。前記の条件の気泡を流通させなが
ら、上記のように撹拌を行なう反応槽としては、ガス分
離型反応槽が好ましく、特に三菱重工業（株）製ロータ
リーアトマイザーが好ましい。上記ロータリーアトマイ
ザーを用いて撹拌を行なう場合には、そのロータリーカ
ップの周速を10〜15m/秒、さらに10〜13m/秒とすること
が好ましい。ロータリーカップの周速が10m/秒未満のと
きには気泡の分散性が低下して脱炭酸化が不充分となる
傾向があり、また周速が15m/秒を超えると経済的に不利
になる。

前記脱炭酸反応において、前記重炭酸マグネシウム水
溶液が反応槽中に滞留する時間が、５分未満の場合には
重炭酸マグネシウムの分解および脱炭酸化が不充分な状
態であるため、反応槽外に取り出された塩基性炭酸マグ
ネシウムスラリー中には溶存マグネシウムが多量に残留
しており、塩基性炭酸マグネシウムの収率が低下する。
また、50分を超える場合には、生成する塩基性炭酸マグ
ネシウムの粒子は、球状粒子や球状粒子の破壊片、これ
らの粒子同士が接合した不定型粒子などの混合物となる
傾向がある。

上述の操作ののち、反応槽から溢流した、析出した球
状塩基性炭酸マグネシウムを含むスラリーを、濾過、脱
水、乾燥することにより、球状塩基性炭酸マグネシウム
を回収する。

［発明の効果］本発明の製造方法により、多孔質体であって、見掛比
重の小さい球状塩基性炭酸マグネシウムを工業的に有利
に製造することができる。さらに、本発明の製造方法に
より、その純度がMgO換算で99.9％以上と極めて高い純
度を有する塩基性炭酸マグネシウムが得られる。

本発明の球状塩基性炭酸マグネシウムは、球状である
ので取扱い性に優れ、ゴム、合成樹脂の充填剤に好適で
あることは勿論、多孔質体であり見掛比重が小さいこと
から、医薬品または触媒の担体、および化粧品などの用
途に好適に用いることができる。

また、本発明の塩基性炭酸マグネシウムを仮焼するこ
とにより、高度に活性化された酸化マグネシウムを製造
することもできる。

次に本発明の実施例を示す。

［実施例１］炭酸ガス分圧を５気圧に調整した反応槽中で、MgO換
算濃度が23g/の水酸化マグネシウム水性懸濁液の液温
を20℃以下に保持した条件下にて、該水溶液に炭酸ガス
を吹き込み、MgO換算濃度が22g/以上の重炭酸マグネ
シウム水溶液を得た。

次いで、上記重炭酸マグネシウム水溶液を濾過して不
溶性不純物質を分離したのち、清澄液（瀘液）を、三菱
重工業（株）製ロータリーアトマイザーを用いた反応槽
に、平均滞留時間が10分間となるように一定流速で連続
供給して、重炭酸マグネシウムを脱炭酸し、正炭酸マグ
ネシウムを経て球状塩基性炭酸マグネシウムを析出させ
た。上記反応は、加熱により反応槽の温度を80℃に保持
し、反応槽底部から空気を、その95％以上の直径が1mm
以下であるような微細な気泡となして反応液中に流通し
ながら、ロータリーカップの周速13m/秒にて撹拌して、
行なった。

上述の操作ののち、反応槽から溢流した、析出した球
状塩基性炭酸マグネシウムを含むスラリーを、濾過、脱
水したのち、150℃で24時間乾燥して、球状塩基性炭酸
マグネシウムを回収した。なお、上述の反応によって副
生した二酸化炭素は、反応槽上部から回収し、再利用し
た。

上述の方法によって得られた塩基性炭酸マグネシウム
の化学組成を第１表に、その粉体物性を第２表に示す。

［実施例２］水酸化マグネシウムスラリーの濃度をMgO換算で12g/
とし、炭酸ガス分圧を２気圧にした以外は、実施例１
と同様にして、球状塩基性炭酸マグネシウムの製造を行
なった。

上述の方法によって得られた塩基性炭酸マグネシウム
の粉体物性を第２表に示す。

［実施例３］重炭酸マグネシウム水溶液の反応槽内滞留時間を20分
間にした以外は実施例２と同様にして、球状塩基性炭酸
マグネシウムの製造を行なった。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一次粒子が凝集してなる多孔質の粒子であ
って、ゆるみ見掛比重が0.05〜0.30g/ml、かため見掛比
重が0.10〜0.35g/ml、BET比表面積が５〜70m²/gの範囲
にあることを特徴とする球状塩基性炭酸マグネシウム。
【請求項２】水性媒体中における正炭酸マグネシウムか
らの脱炭酸により塩基性炭酸マグネシウムを製造するに
際して、上記脱炭酸を水性媒体中に気泡を流通させなが
ら行なうことを特徴とする球状塩基性炭酸マグネシウム
の製造方法。