JP2981553B1 - スピネルの製造方法 - Google Patents
スピネルの製造方法Info
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Abstract
【要約】
【課題】 従来技術であるＡｌ2Ｏ3とＭｇＯの固相反応
または共沈殿物を加熱分解することによるスピネル製造
よりも低い温度でスピネルを得る方法及びそのためのス
ピネル製造用前駆体を提供する。 【解決手段】 下記構造式（１） 【化１】 （式中、Ａは３５０〜５００℃の焼成に際して化合物か
ら脱離されうる無機陰イオンを示し、ｘは１／５〜１／
３の数を示し、ａは陰イオンＡの価数がｎのときａ＝ｘ
／ｎの数を示し、ｂは不定の数を示す）で表されるハイ
ドロタルサイト様化合物からなるスピネル製造用前駆体
を３５０〜５００℃の温度で加熱分解して酸化物にした
のち、水又は前記構造式中の陰イオンＡに相当する無機
陰イオンを含有する水溶液に浸し、ハイドロタルサイト
様化合物構造に再生させ、再び３５０〜５００℃の温度
で焼成するが、この時点でスピネルが生成していないと
きは、前記ハイドロタルサイト様化合物の再生とその３
５０〜５００℃の焼成をスピネルが生成するまで繰り返
し行った後、副生する酸化マグネシウムを酸性水溶液を
用いて溶出除去することを特徴とするスピネルの製造方
法。
または共沈殿物を加熱分解することによるスピネル製造
よりも低い温度でスピネルを得る方法及びそのためのス
ピネル製造用前駆体を提供する。 【解決手段】 下記構造式（１） 【化１】 （式中、Ａは３５０〜５００℃の焼成に際して化合物か
ら脱離されうる無機陰イオンを示し、ｘは１／５〜１／
３の数を示し、ａは陰イオンＡの価数がｎのときａ＝ｘ
／ｎの数を示し、ｂは不定の数を示す）で表されるハイ
ドロタルサイト様化合物からなるスピネル製造用前駆体
を３５０〜５００℃の温度で加熱分解して酸化物にした
のち、水又は前記構造式中の陰イオンＡに相当する無機
陰イオンを含有する水溶液に浸し、ハイドロタルサイト
様化合物構造に再生させ、再び３５０〜５００℃の温度
で焼成するが、この時点でスピネルが生成していないと
きは、前記ハイドロタルサイト様化合物の再生とその３
５０〜５００℃の焼成をスピネルが生成するまで繰り返
し行った後、副生する酸化マグネシウムを酸性水溶液を
用いて溶出除去することを特徴とするスピネルの製造方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピネルの製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スピネルは融点が２１３５℃と高く、化
学的にも安定で透光性を有するため、高温用構造材料と
して利用されている他に、高温用透光性セラミックスと
して利用が期待されている。スピネルはＭｇＯ−Ａｌ2
Ｏ3の２成分系化合物で、アルミナとマグネシアが反応
してスピネルになるとき約８％の体積膨張を伴う。この
体積膨張による焼成時のき裂発生を防止するため、一般
には、あらかじめ原料配合物を仮焼し、スピネル化した
ものを焼結用の原料として使用している。現在、焼結用
スピネル粉体は工業的にはＡｌ2Ｏ3とＭｇＯの固相反応
で製造しており、１４００〜１６００℃の加熱を要す
る。
学的にも安定で透光性を有するため、高温用構造材料と
して利用されている他に、高温用透光性セラミックスと
して利用が期待されている。スピネルはＭｇＯ−Ａｌ2
Ｏ3の２成分系化合物で、アルミナとマグネシアが反応
してスピネルになるとき約８％の体積膨張を伴う。この
体積膨張による焼成時のき裂発生を防止するため、一般
には、あらかじめ原料配合物を仮焼し、スピネル化した
ものを焼結用の原料として使用している。現在、焼結用
スピネル粉体は工業的にはＡｌ2Ｏ3とＭｇＯの固相反応
で製造しており、１４００〜１６００℃の加熱を要す
る。
【０００３】これに対してマグネシウム塩とアルミニウ
ム塩の混合水溶液にアルカリを加えることによって、Ｍ
ｇ／Ａｌ原子比がスピネルと同じ１／２の組成を持つ共
沈殿物を作り、これを加熱分解することによってスピネ
ル原料を得る共沈殿法、または均一沈殿法と呼ばれる方
法がある。この方法では８００〜１１００℃の仮焼でス
ピネル粉体を得ることができる。R.J.Bratton(1969年、
American Ceramic Society Bulletin、第48巻、759-762
頁および1969年、American Ceramic Society Bulleti
n、第48巻、1069-1075頁）は、常にｐＨが９．５から１
０に保たれるように、塩化マグネシウムと塩化アルミニ
ウムの水溶液をアンモニア水に制御しながら加えること
によって、Ｍｇ／Ａl原子比が１／２の共沈殿物を作製
した。この共沈殿物は加熱分解によって、４００℃から
スピネルが生成し始めるが、４００〜６００℃では結晶
性が悪く、８６０〜１１００℃の仮焼によって焼結性が
良好なスピネル粉体となることが報告されている。ま
た、藤田ら（1978年、窯業協会誌、第86巻、433-434
頁）および外薗らは（1991年、日本化学会誌、275-280
頁）、マグネシウムとアルミニウムの硝酸塩あるいは硫
酸塩水溶液に尿素を加えた水溶液を硝酸または硫酸によ
ってｐＨを２に調整したのち、９０℃に加熱して尿素を
加熱分解させることによってｐＨを上昇させて共沈殿物
を作製し、この共沈殿物の８００℃以上の加熱からスピ
ネル粉体を得ている。
ム塩の混合水溶液にアルカリを加えることによって、Ｍ
ｇ／Ａｌ原子比がスピネルと同じ１／２の組成を持つ共
沈殿物を作り、これを加熱分解することによってスピネ
ル原料を得る共沈殿法、または均一沈殿法と呼ばれる方
法がある。この方法では８００〜１１００℃の仮焼でス
ピネル粉体を得ることができる。R.J.Bratton(1969年、
American Ceramic Society Bulletin、第48巻、759-762
頁および1969年、American Ceramic Society Bulleti
n、第48巻、1069-1075頁）は、常にｐＨが９．５から１
０に保たれるように、塩化マグネシウムと塩化アルミニ
ウムの水溶液をアンモニア水に制御しながら加えること
によって、Ｍｇ／Ａl原子比が１／２の共沈殿物を作製
した。この共沈殿物は加熱分解によって、４００℃から
スピネルが生成し始めるが、４００〜６００℃では結晶
性が悪く、８６０〜１１００℃の仮焼によって焼結性が
良好なスピネル粉体となることが報告されている。ま
た、藤田ら（1978年、窯業協会誌、第86巻、433-434
頁）および外薗らは（1991年、日本化学会誌、275-280
頁）、マグネシウムとアルミニウムの硝酸塩あるいは硫
酸塩水溶液に尿素を加えた水溶液を硝酸または硫酸によ
ってｐＨを２に調整したのち、９０℃に加熱して尿素を
加熱分解させることによってｐＨを上昇させて共沈殿物
を作製し、この共沈殿物の８００℃以上の加熱からスピ
ネル粉体を得ている。
【０００４】Ａｌ2Ｏ3とＭｇＯの固相反応に比較して、
これらの共沈殿法または均一沈殿法は、仮焼温度を１４
００〜１６００℃から８００〜１１００℃に低く抑える
ことができるが、スピネルが生成しさえすれば仮焼温度
は低いほど望ましく、一層の仮焼温度低下の技術が要望
される。
これらの共沈殿法または均一沈殿法は、仮焼温度を１４
００〜１６００℃から８００〜１１００℃に低く抑える
ことができるが、スピネルが生成しさえすれば仮焼温度
は低いほど望ましく、一層の仮焼温度低下の技術が要望
される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術で
あるＡｌ２Ｏ３とＭｇＯの固相反応または共沈殿物を加
熱分解することによるスピネル製造よりも低い温度でス
ピネルを得る方法を提供することをその課題とする。
あるＡｌ２Ｏ３とＭｇＯの固相反応または共沈殿物を加
熱分解することによるスピネル製造よりも低い温度でス
ピネルを得る方法を提供することをその課題とする。
【０００６】本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意
研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。即ち、
本発明によれば、下記構造式（１）
研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。即ち、
本発明によれば、下記構造式（１）
【化２】
（式中、Ａは３５０〜５００℃の焼成に際して化合物か
ら脱離されうる無機陰イオンを示し、ｘは１／５〜１／
３の数を示し、ａは陰イオンＡの価数がｎのときａ＝ｘ
／ｎの数を示し、ｂは不定の数を示す）で表されるハイ
ドロタルサイト様化合物からなるスピネル製造用前駆体
を３５０〜５００℃の温度で加熱分解して酸化物にした
のち、水又は前記構造式中の陰イオンＡに相当する無機
陰イオンを含有する水溶液に浸し、ハイドロタルサイト
様化合物構造に再生させ、再び３５０〜５００℃の温度
で焼成するが、この時点でスピネルが生成していないと
きは、前記ハイドロタルサイト様化合物の再生とその３
５０〜５００℃の焼成をスピネルが生成するまで繰り返
し行った後、副生する酸化マグネシウムを酸性水溶液を
用いて溶出除去することを特徴とするスピネルの製造方
法が提供される。
ら脱離されうる無機陰イオンを示し、ｘは１／５〜１／
３の数を示し、ａは陰イオンＡの価数がｎのときａ＝ｘ
／ｎの数を示し、ｂは不定の数を示す）で表されるハイ
ドロタルサイト様化合物からなるスピネル製造用前駆体
を３５０〜５００℃の温度で加熱分解して酸化物にした
のち、水又は前記構造式中の陰イオンＡに相当する無機
陰イオンを含有する水溶液に浸し、ハイドロタルサイト
様化合物構造に再生させ、再び３５０〜５００℃の温度
で焼成するが、この時点でスピネルが生成していないと
きは、前記ハイドロタルサイト様化合物の再生とその３
５０〜５００℃の焼成をスピネルが生成するまで繰り返
し行った後、副生する酸化マグネシウムを酸性水溶液を
用いて溶出除去することを特徴とするスピネルの製造方
法が提供される。
【０００７】本発明によるスピネルの製造方法において
は、Ｍｇ／Ａｌ原子比をスピネルと同じ１／２にするた
めに、ハイドロタルサイト様化合物に水酸化アルミニウ
ム等を加えることは却ってスピネル生成の反応を阻害す
る。本発明ではハイドロタルサイト様化合物が４００℃
で酸化物に加熱分解されても、水溶液に浸せば再びハイ
ドロタルサイト様化合物構造に再生する性質を利用して
いるのであって、水酸化アルミニウム等と混合、その後
の加熱によってハイドロタルサイト様化合物と水酸化ア
ルミニウム等が反応してハイドロタルサイト様化合物に
再生しないアモルファス状の酸化物を形成させることは
結果的に目的とするスピネルを生成させなくなる。ま
た、焼成と再生の繰返しの操作のなかで、試料をメノウ
乳鉢で磨砕するなどの機械的な粒子の破壊もスピネル生
成を阻害する。
は、Ｍｇ／Ａｌ原子比をスピネルと同じ１／２にするた
めに、ハイドロタルサイト様化合物に水酸化アルミニウ
ム等を加えることは却ってスピネル生成の反応を阻害す
る。本発明ではハイドロタルサイト様化合物が４００℃
で酸化物に加熱分解されても、水溶液に浸せば再びハイ
ドロタルサイト様化合物構造に再生する性質を利用して
いるのであって、水酸化アルミニウム等と混合、その後
の加熱によってハイドロタルサイト様化合物と水酸化ア
ルミニウム等が反応してハイドロタルサイト様化合物に
再生しないアモルファス状の酸化物を形成させることは
結果的に目的とするスピネルを生成させなくなる。ま
た、焼成と再生の繰返しの操作のなかで、試料をメノウ
乳鉢で磨砕するなどの機械的な粒子の破壊もスピネル生
成を阻害する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明のスピネル製造用前駆体で
ある構造式（１）で表されるハイドロタルサイト様化合
物は、マグネシウム塩とアルミニウム塩の混合水溶液に
アルカリを加えて作成する。水溶液中のマグネシウムと
アルミニウムのＭｇ／Ａｌ原子比を２以上に保持するこ
とにより得られる共沈殿物はハイドロタルサイト様化合
物単相となる。この場合のＭｇ／Ａｌ原子比の上限値は
およそ４程度である。Ｍｇ／Ａｌ原子比を２より小さく
した場合は、ハイドロタルサイト様化合物と水酸化アル
ミニウムの混合物となる。スピネルはＭｇ／Ａｌ原子比
が１／２であるので、スピネル前駆体のＭｇ／Ａｌ原子
比を１／２にまで小さくしたほうが一見良いように思え
るが、水酸化アルミニウムの混在は本発明での方法にお
いてはスピネルの生成反応を阻害する。従って、Ｍｇ／
Ａｌ原子比は、２〜４の範囲に（ｘ＝１／５〜１／３）
に規定する。
ある構造式（１）で表されるハイドロタルサイト様化合
物は、マグネシウム塩とアルミニウム塩の混合水溶液に
アルカリを加えて作成する。水溶液中のマグネシウムと
アルミニウムのＭｇ／Ａｌ原子比を２以上に保持するこ
とにより得られる共沈殿物はハイドロタルサイト様化合
物単相となる。この場合のＭｇ／Ａｌ原子比の上限値は
およそ４程度である。Ｍｇ／Ａｌ原子比を２より小さく
した場合は、ハイドロタルサイト様化合物と水酸化アル
ミニウムの混合物となる。スピネルはＭｇ／Ａｌ原子比
が１／２であるので、スピネル前駆体のＭｇ／Ａｌ原子
比を１／２にまで小さくしたほうが一見良いように思え
るが、水酸化アルミニウムの混在は本発明での方法にお
いてはスピネルの生成反応を阻害する。従って、Ｍｇ／
Ａｌ原子比は、２〜４の範囲に（ｘ＝１／５〜１／３）
に規定する。
【０００９】前記構造式（１）において、ｘは１／５〜
１／３、好ましくは１／４である。前記無機陰イオンＡ
には、炭酸イオン、塩素イオン、硝酸イオン、水酸イオ
ン等が包含される。この無機陰イオンとしては、３５０
〜５００℃の焼成に際して化合物から脱離されるもので
あればどのようなものであってもよい。この無機陰イオ
ンＡは、前記構造式（１）のハイドロタルサイト様化合
物を製造する場合の原料Ｍｇ塩及びＡｌ塩の陰イオンに
由来するか、製造する際に意図的に加えた陰イオンＡを
含有する無機化合物の水溶液（例えば、Ｎａ2ＣＯ3等の
水溶液）中の陰イオンに由来する。前記水分子Ｈ2Ｏの
含有モル数を示すｂは、そのハイドロタルサイト様化合
物を製造する際の乾燥条件等によって変り、一義的に定
めることのできない不定数であるが、一般的には、０．
５程度の数である。その上限値は、特に制約されない
が、通常、１である。
１／３、好ましくは１／４である。前記無機陰イオンＡ
には、炭酸イオン、塩素イオン、硝酸イオン、水酸イオ
ン等が包含される。この無機陰イオンとしては、３５０
〜５００℃の焼成に際して化合物から脱離されるもので
あればどのようなものであってもよい。この無機陰イオ
ンＡは、前記構造式（１）のハイドロタルサイト様化合
物を製造する場合の原料Ｍｇ塩及びＡｌ塩の陰イオンに
由来するか、製造する際に意図的に加えた陰イオンＡを
含有する無機化合物の水溶液（例えば、Ｎａ2ＣＯ3等の
水溶液）中の陰イオンに由来する。前記水分子Ｈ2Ｏの
含有モル数を示すｂは、そのハイドロタルサイト様化合
物を製造する際の乾燥条件等によって変り、一義的に定
めることのできない不定数であるが、一般的には、０．
５程度の数である。その上限値は、特に制約されない
が、通常、１である。
【００１０】前記ハイドロタルサイト様化合物を原料化
合物として用いてスピネルを製造するには、その原料化
合物を３５０〜５００℃、好ましくは約４００℃で焼成
し、加熱分解して酸化物にした後、水又は無機陰イオン
を含有する水溶液に浸漬する。無機陰イオンを含む水溶
液中に前記酸化物を浸漬する場合、その水溶液中に含ま
れる陰イオンとしては、前記構造式中の陰イオンＡに対
応する陰イオンが選択される。この陰イオン濃度は、特
に規定されず、むしろ純粋な水だけのほうが浸漬処理後
の洗浄を省くことができ簡便である。この浸漬処理によ
り、前記酸化物は再びハイドロタルサイト様化合物構造
に再生される。この化合物は、これを洗浄、乾燥後、再
び３５０〜５００℃の温度で焼成する。この時点で得ら
れる焼成物中にスピネルが認められない場合には、再び
前記ハイドロタルサイト様化合物の再生と焼成とからな
るスピネル形成処理を、スピネルが生成するまで繰返
す。通常２〜４回の繰り返し処理回数でスピネル生成が
認められるようになるが、繰り返し処理回数を多くする
ほどハイドロタルサイト様化合物からスピネルへ転換す
る率は増加する。本発明のスピネル製造方法において
は、酸化マグネシウムが副生するが、このものは、塩酸
等の酸化マグネシウムを溶解する酸性水溶液を用いて溶
出除去する。これによってスピネル粉体を得ることがで
きる。
合物として用いてスピネルを製造するには、その原料化
合物を３５０〜５００℃、好ましくは約４００℃で焼成
し、加熱分解して酸化物にした後、水又は無機陰イオン
を含有する水溶液に浸漬する。無機陰イオンを含む水溶
液中に前記酸化物を浸漬する場合、その水溶液中に含ま
れる陰イオンとしては、前記構造式中の陰イオンＡに対
応する陰イオンが選択される。この陰イオン濃度は、特
に規定されず、むしろ純粋な水だけのほうが浸漬処理後
の洗浄を省くことができ簡便である。この浸漬処理によ
り、前記酸化物は再びハイドロタルサイト様化合物構造
に再生される。この化合物は、これを洗浄、乾燥後、再
び３５０〜５００℃の温度で焼成する。この時点で得ら
れる焼成物中にスピネルが認められない場合には、再び
前記ハイドロタルサイト様化合物の再生と焼成とからな
るスピネル形成処理を、スピネルが生成するまで繰返
す。通常２〜４回の繰り返し処理回数でスピネル生成が
認められるようになるが、繰り返し処理回数を多くする
ほどハイドロタルサイト様化合物からスピネルへ転換す
る率は増加する。本発明のスピネル製造方法において
は、酸化マグネシウムが副生するが、このものは、塩酸
等の酸化マグネシウムを溶解する酸性水溶液を用いて溶
出除去する。これによってスピネル粉体を得ることがで
きる。
【００１１】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
する。
【００１２】実施例１ （Ｍｇ／Ａｌ原子比が２の前駆体Ｉの合成）塩化マグネ
シウム六水和物と塩化アルミニウム六水和物の水溶液
（Ｍｇ2+＋Ａｌ3+＝０．５ｍｏｌ／ｌ、Ｍｇ2+：Ａｌ3+
＝２：１）を炭酸ナトリウム水溶液（ＣＯ3 2-は加える
Ａｌ3+量の少なくとも等モル程度の量を加える）に５０
ｍｌ／ｈの速度で滴下し、かつ、この混合溶液に２Ｎ−
ＮａＯＨを適当な速度で加えて常にｐＨを１０に保って
沈殿を生成させた。遠心分離により固液分離した沈殿物
は、余分の塩を取り除くため、蒸留水を加えてよく攪拌
後、遠心分離して上澄を捨てる操作を数回繰返すことに
よって、十分に洗浄した。洗浄後、８０℃で乾燥させ、
メノウ乳鉢で粉砕した（前駆体Ｉ）。Ｘ線回折（ＸＲ
Ｄ）の分析により、この沈殿物はハイドロタルサイト様
化合物であることがわかった。
シウム六水和物と塩化アルミニウム六水和物の水溶液
（Ｍｇ2+＋Ａｌ3+＝０．５ｍｏｌ／ｌ、Ｍｇ2+：Ａｌ3+
＝２：１）を炭酸ナトリウム水溶液（ＣＯ3 2-は加える
Ａｌ3+量の少なくとも等モル程度の量を加える）に５０
ｍｌ／ｈの速度で滴下し、かつ、この混合溶液に２Ｎ−
ＮａＯＨを適当な速度で加えて常にｐＨを１０に保って
沈殿を生成させた。遠心分離により固液分離した沈殿物
は、余分の塩を取り除くため、蒸留水を加えてよく攪拌
後、遠心分離して上澄を捨てる操作を数回繰返すことに
よって、十分に洗浄した。洗浄後、８０℃で乾燥させ、
メノウ乳鉢で粉砕した（前駆体Ｉ）。Ｘ線回折（ＸＲ
Ｄ）の分析により、この沈殿物はハイドロタルサイト様
化合物であることがわかった。
【００１３】実施例２ （Ｍｇ／Ａｌ原子比が３の前駆体IIの合成）実施例１に
おいてＭｇ／Ａｌ比を３にした以外は同様にして実験を
行い、前駆体IIを得た。ＸＲＤの分析により、この沈殿
物はハイドロタルサイト様化合物単相であることがわか
った。
おいてＭｇ／Ａｌ比を３にした以外は同様にして実験を
行い、前駆体IIを得た。ＸＲＤの分析により、この沈殿
物はハイドロタルサイト様化合物単相であることがわか
った。
【００１４】実施例３ （Ｍｇ／Ａｌ原子比が４の前駆体IIIの合成）実施例１
においてＭｇ／Ａｌ比を４にした以外は同様にして実験
を行い、前駆体IIIを得た。ＸＲＤの分析により、この
沈殿物はハイドロタルサイト様化合物単相であることが
わかった。
においてＭｇ／Ａｌ比を４にした以外は同様にして実験
を行い、前駆体IIIを得た。ＸＲＤの分析により、この
沈殿物はハイドロタルサイト様化合物単相であることが
わかった。
【００１５】実施例４ 前駆体Ｉを４００℃で２時間加熱分解して酸化物にした
のち、炭酸ナトリウム水溶液（ＣＯ3 2-は加える前駆体
Ｉ中のＡｌ量の少なくとも等モル程度以上の量を加え
る）中に、一昼夜沈積してハイドロタルサイト様化合物
に再生させた。典型的分解温度は３５０〜５００℃であ
るが、もちろんこれ以上の温度をかけてもエネルギーが
無駄になる以外は問題はない。再生させたハイドロタル
サイト様化合物は洗浄、乾燥後、再び４００℃で２時間
加熱分解したのち、炭酸ナトリウム水溶液に浸してハイ
ドロタルサイト様化合物に再生させた。この焼成と再生
の操作を４回繰返した。焼成によって試料は次第に凝集
して大きな粒子になってくるが、焼成後の試料をそのま
ま炭酸ナトリウム水溶液に浸して焼成と再生を繰返した
場合の試料（試料Ｉ）と焼成する度にメノウ乳鉢で試料
をよく粉砕して若干凝集した粉体を再び細かくしてから
水溶液に浸して焼成と再生を繰返した場合の試料（試料
II）でスピネルの生成の相違を比較した。結果は、試料
Ｉの条件においてのみスピネルが生成することが確認さ
れた。
のち、炭酸ナトリウム水溶液（ＣＯ3 2-は加える前駆体
Ｉ中のＡｌ量の少なくとも等モル程度以上の量を加え
る）中に、一昼夜沈積してハイドロタルサイト様化合物
に再生させた。典型的分解温度は３５０〜５００℃であ
るが、もちろんこれ以上の温度をかけてもエネルギーが
無駄になる以外は問題はない。再生させたハイドロタル
サイト様化合物は洗浄、乾燥後、再び４００℃で２時間
加熱分解したのち、炭酸ナトリウム水溶液に浸してハイ
ドロタルサイト様化合物に再生させた。この焼成と再生
の操作を４回繰返した。焼成によって試料は次第に凝集
して大きな粒子になってくるが、焼成後の試料をそのま
ま炭酸ナトリウム水溶液に浸して焼成と再生を繰返した
場合の試料（試料Ｉ）と焼成する度にメノウ乳鉢で試料
をよく粉砕して若干凝集した粉体を再び細かくしてから
水溶液に浸して焼成と再生を繰返した場合の試料（試料
II）でスピネルの生成の相違を比較した。結果は、試料
Ｉの条件においてのみスピネルが生成することが確認さ
れた。
【００１６】実施例５ 前駆体Ｉ、II、IIIおよび実施例１と同様の方法で作成
したＭｇ／Ａｌ原子比が１および１／２であるハイドロ
タルサイト様化合物と水酸化アルミニウムの共沈殿混合
物（前駆体IVおよびＶ）をそれぞれ４００℃で２時間加
熱分解して酸化物にしたのち、蒸留水に一昼夜浸した。
蒸留水に浸したため、洗浄する操作は必要ないので遠心
分離して固液分離したあと、そのまま乾燥させた。実施
例４と同様に何度も焼成と再生を繰返してスピネルの生
成の様子をＸＲＤで確認した。各試料からスピネルが生
成した焼成回数（スピネル生成処理回数）を表１に示
す。先行技術である共沈殿法で用いられる前駆体に相当
する前駆体IVおよびＶでは何度焼成と再生を繰返しても
アモルファス状の生成物しか得られなかった。
したＭｇ／Ａｌ原子比が１および１／２であるハイドロ
タルサイト様化合物と水酸化アルミニウムの共沈殿混合
物（前駆体IVおよびＶ）をそれぞれ４００℃で２時間加
熱分解して酸化物にしたのち、蒸留水に一昼夜浸した。
蒸留水に浸したため、洗浄する操作は必要ないので遠心
分離して固液分離したあと、そのまま乾燥させた。実施
例４と同様に何度も焼成と再生を繰返してスピネルの生
成の様子をＸＲＤで確認した。各試料からスピネルが生
成した焼成回数（スピネル生成処理回数）を表１に示
す。先行技術である共沈殿法で用いられる前駆体に相当
する前駆体IVおよびＶでは何度焼成と再生を繰返しても
アモルファス状の生成物しか得られなかった。
【００１７】実施例６ 実施例４における試料Ｉ中のスピネル以外の化合物（酸
化マグネシウム）を硫酸によって溶解させて取り除き、
不溶解分として残ったスピネルを洗浄、乾燥させたの
ち、そのＸＲＤを測定した。比較のために実施例５にお
ける前駆体Ｖを４００〜１０００℃で焼成し、そのＸＲ
Ｄを測定した。前駆体Ｖを所定の温度で１回焼成するこ
とによってスピネルを製造する方法は、従来技術である
共沈殿法でのスピネル製造方法に相当する。本発明の方
法で作製したスピネルは共沈殿法で作製したスピネルの
うち焼結性が良好な８００〜１０００℃仮焼物のスピネ
ルに相当する高い結晶性を有していることがわかった。
化マグネシウム）を硫酸によって溶解させて取り除き、
不溶解分として残ったスピネルを洗浄、乾燥させたの
ち、そのＸＲＤを測定した。比較のために実施例５にお
ける前駆体Ｖを４００〜１０００℃で焼成し、そのＸＲ
Ｄを測定した。前駆体Ｖを所定の温度で１回焼成するこ
とによってスピネルを製造する方法は、従来技術である
共沈殿法でのスピネル製造方法に相当する。本発明の方
法で作製したスピネルは共沈殿法で作製したスピネルの
うち焼結性が良好な８００〜１０００℃仮焼物のスピネ
ルに相当する高い結晶性を有していることがわかった。
【表１】
【００１８】
【発明の効果】本発明は先行技術にまさるスピネル粉体
製造技術を提供している。即ち、本発明では、スピネル
粉体製造に必要な加熱温度が３５０〜５００℃で十分
で、従来のＡｌ2Ｏ3とＭｇＯの固相反応での１４００〜
１６００℃および共沈殿法での８００〜１１００℃に比
較して著しく低い温度で製造が可能となる。
製造技術を提供している。即ち、本発明では、スピネル
粉体製造に必要な加熱温度が３５０〜５００℃で十分
で、従来のＡｌ2Ｏ3とＭｇＯの固相反応での１４００〜
１６００℃および共沈殿法での８００〜１１００℃に比
較して著しく低い温度で製造が可能となる。
フロントページの続き (56)参考文献 Ｒｉａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ Ｓｏｌ ｉｄｓ ｖｏｌ．２［３］（1986）ｐ 253−260 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉ ａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｖｏｌ．28 ［８］（1993）ｐ2157−2162 粉体および粉末冶金第46巻第３号 （1999．３月）ｐ300−304 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C01F 7/16 C01F 7/00 C04B 35/443 ＣＡ（ＳＴＮ)
Claims (1)
- 【請求項１】 下記構造式（１） 【化１】 （式中、Ａは３５０〜５００℃の焼成に際して化合物か
ら脱離されうる無機陰イオンを示し、ｘは１／５〜１／
３の数を示し、ａは陰イオンＡの価数がｎのときａ＝ｘ
／ｎの数を示し、ｂは不定の数を示す）で表されるハイ
ドロタルサイト様化合物からなるスピネル製造用前駆体
を３５０〜５００℃の温度で加熱分解して酸化物にした
のち、水又は前記構造式中の陰イオンＡに相当する無機
陰イオンを含有する水溶液に浸し、ハイドロタルサイト
様化合物構造に再生させ、再び３５０〜５００℃の温度
で焼成するが、この時点でスピネルが生成していないと
きは、前記ハイドロタルサイト様化合物の再生とその３
５０〜５００℃の焼成をスピネルが生成するまで繰り返
し行った後、副生する酸化マグネシウムを酸性水溶液を
用いて溶出除去することを特徴とするスピネルの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10262868A JP2981553B1 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | スピネルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10262868A JP2981553B1 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | スピネルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2981553B1 true JP2981553B1 (ja) | 1999-11-22 |
| JP2000086234A JP2000086234A (ja) | 2000-03-28 |
Family
ID=17381755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10262868A Expired - Lifetime JP2981553B1 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | スピネルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2981553B1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6271298B1 (en) | 1999-04-28 | 2001-08-07 | Southern Clay Products, Inc. | Process for treating smectite clays to facilitate exfoliation |
| WO2002070589A2 (en) | 2001-03-02 | 2002-09-12 | Southern Clay Products, Inc. | Preparation of polymer nanocomposites by dispersion destabilization |
| JP4585163B2 (ja) * | 2002-05-10 | 2010-11-24 | 神島化学工業株式会社 | ハイドロタルサイト系水和金属化合物とその製造方法、及びこの化合物を焼成したアルキレンオキサイドの付加反応触媒、並びにこの触媒の評価方法 |
| JP5424479B2 (ja) * | 2009-12-08 | 2014-02-26 | 多木化学株式会社 | 水分散型コロイド溶液及びその製造方法 |
| JP7139497B1 (ja) * | 2021-07-20 | 2022-09-20 | 株式会社ヨータイ | 使用済みマグネシアスピネル耐火物のリサイクル方法 |
-
1998
- 1998-09-17 JP JP10262868A patent/JP2981553B1/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｖｏｌ．２８［８］（１９９３）ｐ２１５７−２１６２ |
| Ｒｉａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ Ｓｏｌｉｄｓ ｖｏｌ．２［３］（１９８６）ｐ２５３−２６０ |
| 粉体および粉末冶金第４６巻第３号（１９９９．３月）ｐ３００−３０４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000086234A (ja) | 2000-03-28 |
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