(57)【要約】【課題】研摩傷の発生が少ないセリウム系研摩材を、簡易に製造する方法及びセリウム系研摩材の処理方法を提供する。【解決手段】本発明は、焙焼後のセリウム系研摩材原料とフッ化水素酸との混合処理工程を有するセリウム系研摩材の製造方法において、該セリウム系研摩材原料が含有するＳｉのモル数をＳｉ＊、フッ化水素酸のモル数をＨＦ＊としたとき、ＨＦ＊／４Ｓｉ＊が１．０以上で、該セリウム系研摩材原料とフッ化水素酸との混合処理前又は混合処理後に、（ｉ）該セリウム系研摩材原料の湿式分級処理、（ｉｉ）該セリウム系研摩材原料をスラリーとし、所定のストークス径以上の粗粒子を除去する沈降分離処理。（ｉｉｉ）該セリウム系研摩材原料のフィルタリング処理、の少なくとも１種の処理を行う。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
焙焼後のセリウム系研摩材原料とフッ化水素酸とを混合する混合処理工程を有するセリウム系研摩材の製造方法において、
混合処理に供用する焙焼後のセリウム系研摩材原料が含有するＳｉのモル数をＳｉ＊、フッ化水素酸のモル数をＨＦ＊としたとき、ＨＦ＊／４Ｓｉ＊が１．０以上であり、
焙焼後のセリウム系研摩材原料とフッ化水素酸との混合処理前又は混合処理後の少なくとも一方で、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の処理のうち少なくとも１種を行うことを特徴とするセリウム系研摩材の製造方法。
（ｉ）焙焼後のセリウム系研摩材原料を湿式分級する湿式分級処理。
（ｉｉ）焙焼後のセリウム系研摩材原料をスラリーとし、該スラリーを均一混合後、２〜２０μｍから選択される所定のストークス径以上の粗粒子が沈降するまで該スラリーを静置し、底に沈降した沈殿物を除去する操作を少なくとも１回行う沈降分離処理。
（ｉｉｉ）焙焼後のセリウム系研摩材原料をスラリーとし、該スラリーをフィルターに通過させるフィルタリング処理。
【請求項２】
焙焼後のセリウム系研摩材原料とフッ化水素酸との混合処理前に、
焙焼後のセリウム系研摩材原料と、フッ化水素酸以外の鉱酸とを混合し、その後固液分離する鉱酸処理を行う請求項１に記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項３】
セリウム系研摩材とフッ化水素酸とを混合するセリウム系研摩材の処理方法において、
混合処理に供用するセリウム系研摩材が含有するＳｉのモル数をＳｉ＊、フッ化水素酸のモル数をＨＦ＊としたとき、ＨＦ＊／４Ｓｉ＊が１．０以上であり、
セリウム系研摩材とフッ化水素酸との混合処理前又は混合処理後の少なくとも一方で、以下の（ｉＶ）〜（Ｖｉ）の処理のうち少なくとも１種を行うことを特徴とするセリウム系研摩材の処理方法。
（ｉＶ）セリウム系研摩材を湿式分級する湿式分級処理。
（Ｖ）セリウム系研摩材をスラリーとし、該スラリーを均一混合後、２〜２０μｍから選択される所定のストークス径以上の粗粒子が沈降するまで該スラリーを静置し、底に沈降した沈殿物を除去する操作を少なくとも１回行う沈降分離処理。
（Ｖｉ）セリウム系研摩材をスラリーとし、該スラリーをフィルターに通過させるフィルタリング処理。
【請求項４】
セリウム系研摩材とフッ化水素酸との混合処理前に、
セリウム系研摩材と、フッ化水素酸以外の鉱酸とを混合し、その後固液分離する鉱酸処理を行う請求項３に記載のセリウム系研摩材の処理方法。
【請求項５】
混合処理に供用するセリウム系研摩材が使用済みセリウム系研摩材であり、
該使用済みセリウム系研摩材が含有するＳｉのモル数をＳｉ＊、Ｆｅのモル数をＦｅ＊、Ａｌのモル数をＡｌ＊、フッ化水素酸のモル数をＨＦ＊としたとき、ＨＦ＊／（４Ｓｉ＊＋３Ｆｅ＊＋３Ａｌ＊）が１．０以上である、請求項３または請求項４に記載のセリウム系研摩材の処理方法。
【請求項６】
請求項５に記載する処理方法により処理されたセリウム系研摩材を用いてセリウム系研摩材を製造するセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載する処理方法を実施したセリウム系研摩材を分級処理する請求項６に記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項８】
セリウム系研摩材が含有するＳｉは０．２質量％以下であり、
セリウム系研摩材中の、ストークス径１０μｍ以上の粒子の含有量が１０００質量ｐｐｍ以下であり、ストークス径５μｍ以上の粒子の含有量が１質量％以下であり、
セリウム系研摩材中のストークス径５μｍ以上の粒子が含有するＳｉが、セリウム系研摩材中のストークス径５μｍ以上の粒子全量に対して１５質量％以下であることを特徴とするセリウム系研摩材。
【請求項９】
請求項１、請求項６、請求項７のいずれかに記載のセリウム系研摩材の製造方法により製造された請求項８に記載のセリウム系研摩材。
【請求項１０】
請求項３または請求項４に記載するセリウム系研摩材の処理方法により処理された請求項８に記載のセリウム系研摩材。
【請求項１１】
使用済みセリウム系研摩材を含む原料により製造された請求項８に記載のセリウム系研摩材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セリウム系研摩材の製造方法及び処理方法に関し、特に、使用済みのセリウム系研摩材を再利用するための製造及び処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
セリウム系研摩材は、ケイ素（以下、場合によりＳｉと記載する）成分をＳｉ換算で０．５質量％以上と比較的多く含んでいる場合がある。セリウム系研摩材は、粗大粒子を多く含んでいると研摩時に傷が多く発生する傾向があるが、このケイ素成分が多く含まれていても、研摩時に傷が多く発生する傾向が認められている。ところが、ケイ素成分含有量が０．２質量％以下、さらには０．１質量％以下と少なく、粗大粒子の含有量が少ないセリウム系研摩材であっても、研摩に使用すると傷が発生する場合がある。
【０００３】
ところで、セリウム系研摩材を利用する分野においては、資源の有効利用という観点から、使用済みセリウム系研摩材を再利用するためのリサイクル技術が提唱されている。具体的には、使用済みセリウム系研摩材をフッ化水素酸で処理する方法が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。しかし、これら先行技術により製造されたセリウム系研摩材は、ケイ素成分の含有量が、ある程度は低減されているものの、研摩に使用すると傷が多く発生する傾向があることが指摘されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５６０１２１号公報
【特許文献２】特開２００７−２７６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、研摩傷の発生が少ないセリウム系研摩材を簡易に製造する方法、そして、セリウム系研摩材及び使用済みセリウム系研摩材を処理することにより、研摩傷の発生が少ないセリウム系研摩材を得るための処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本願発明者が鋭意研究したところ、セリウム系研摩材のケイ素成分が少ない場合であっても、微量の結晶性シリカが含まれていると、研摩時の傷を発生しやすい傾向があることを見出した。そして、この結晶性シリカは使用済みセリウム系研摩材には確実に含まれており、使用前のセリウム系研摩材にも含まれている場合があることも判明した。そして、この結晶性シリカは、非晶質のシリカに比べてフッ化水素酸に溶解しにくく、残留しやすいことも分かった。このような知見に基づき、本願発明者は本発明を想到するに至った。
【０００７】
本発明は、焙焼後のセリウム系研摩材原料とフッ化水素酸とを混合する混合処理工程を有するセリウム系研摩材の製造方法において、混合処理に供用する焙焼後のセリウム系研摩材原料が含有するＳｉのモル数をＳｉ＊、フッ化水素酸のモル数をＨＦ＊としたとき、ＨＦ＊／４Ｓｉ＊が１．０以上であり、焙焼後のセリウム系研摩材原料とフッ化水素酸との混合処理前又は混合処理後の少なくとも一方で、（ｉ）〜（ｉｉｉ）に示す処理のうち少なくとも１種を行うことを特徴とするセリウム系研摩材の製造方法に関する。
（ｉ）焙焼後のセリウム系研摩材原料を湿式分級する湿式分級処理。（ｉｉ）焙焼後のセリウム系研摩材原料をスラリーとし、該スラリーを均一混合後、２〜２０μｍから選択される所定のストークス径以上の粗粒子が沈降するまで該スラリーを静置し、底に沈降した沈殿物を除去する操作を少なくとも１回行う沈降分離処理。
（ｉｉｉ）焙焼後のセリウム系研摩材原料をスラリーとし、該スラリーをフィルターに通過させるフィルタリング処理。
【０００８】
本発明のセリウム系研摩材の製造方法においては、焙焼後のセリウム系研摩材原料とフッ化水素酸との混合処理前に、焙焼後のセリウム系研摩材原料と、フッ化水素酸以外の鉱酸とを混合し、その後固液分離する鉱酸処理を行うことが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、セリウム系研摩材とフッ化水素酸とを混合するセリウム系研摩材の処理方法において、混合処理に供用するセリウム系研摩材が含有するＳｉのモル数をＳｉ＊、フッ化水素酸のモル数をＨＦ＊としたとき、ＨＦ＊／４Ｓｉ＊が１．０以上であり、セリウム系研摩材とフッ化水素酸との混合処理前又は混合処理後の少なくとも一方で、（ｉＶ）〜（Ｖｉ）に示す処理のうち少なくとも１種を行うことを特徴とするセリウム系研摩材の処理方法に関する。
（ｉＶ）セリウム系研摩材を湿式分級する湿式分級処理。
（Ｖ）セリウム系研摩材をスラリーとし、該スラリーを均一混合後、２〜２０μｍから選択される所定のストークス径以上の粗粒子が沈降するまで該スラリーを静置し、底に沈降した沈殿物を除去する操作を少なくとも１回行う沈降分離処理。
（Ｖｉ）セリウム系研摩材をスラリーとし、該スラリーをフィルターに通過させるフィルタリング処理。
【００１０】
本発明のセリウム系研摩材の処理方法においては、セリウム系研摩材とフッ化水素酸との混合処理前に、セリウム系研摩材と、フッ化水素酸以外の鉱酸とを混合し、その後固液分離する鉱酸処理を行うことが好ましい。
【００１１】
また、本発明のセリウム系研摩材の処理方法においては、混合処理に供用するセリウム系研摩材が使用済みセリウム系研摩材であり、該使用済みセリウム系研摩材が含有するケイ素（Ｓｉ）のモル数をＳｉ＊、鉄（Ｆｅ）のモル数をＦｅ＊、アルミニウム（Ａｌ）のモル数をＡｌ＊、フッ化水素酸のモル数をＨＦ＊としたとき、ＨＦ＊／（４Ｓｉ＊＋３Ｆｅ＊＋３Ａｌ＊）が１．０以上である、ことが好ましい。
【００１２】
そして、本発明は、上記した本発明のセリウム系研摩材の処理方法に処理されたセリウム系研摩材を用いてセリウム系研摩材を製造するセリウム系研摩材の製造方法に関する。
【００１３】
本発明のセリウム系研摩材の処理方法に処理されたセリウム系研摩材を用いてセリウム系研摩材を製造する場合、前記処理方法を実施したセリウム系研摩材を分級処理することが好ましい。
【００１４】
本発明は、セリウム系研摩材が含有するケイ素（Ｓｉ）は０．２質量％以下であり、セリウム系研摩材中の、ストークス径１０μｍ以上の粒子の含有量が１０００質量ｐｐｍ以下であり、ストークス径５μｍ以上の粒子の含有量が１質量％以下であり、セリウム系研摩材中のストークス径５μｍ以上の粒子が含有するＳｉが、セリウム系研摩材中のストークス径５μｍ以上の粒子全量に対して１５質量％以下であることを特徴とするセリウム系研摩材に関する。この本発明のセリウム系研摩材は、上記した製造方法、或いは処理方法により得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、研摩傷の発生が少ないセリウム系研摩材を容易に提供することができる。また、本発明によれば、使用済みのセリウム系研摩材の再利用が有効に行えるので、資源の有効利用という観点から、本発明は極めて有効なものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明における実施形態について説明する。
【００１７】
本発明においては、セリウム系研摩材の製造方法では、出発物質が焙焼後のセリウム系研摩材原料であり、セリウム系研摩材の処理方法では、出発物質がセリウム系研摩材或いは使用済みセリウム系研摩材であるが、本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法及び本発明に係るセリウム系研摩材の処理方法については、発明の技術的特徴部分が共通している。そのため、以下の説明においては、該製造方法及び該処理方法に関して共通する事項については、まとめて説明するものとする。
【００１８】
本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法或いは本発明に係るセリウム系研摩材の処理方法における原材料としては、焙焼後のセリウム系研摩材原料、セリウム系研摩材（特に研摩すると研摩傷が発生するもの）、使用済みセリウム系研摩材である。これらは、希土類成分としてＣｅを主成分とした希土類元素の酸化物又はＣｅを主成分とした希土類元素の酸化物と希土類元素のフッ素（Ｆ）含有化合物（ＬａＯＦ、ＬａＦ３、ＣｅＦ３、ＣｅＬａ２Ｏ３Ｆ３等）との混合物からなるものである。
【００１９】
焙焼前のセリウム系研摩材原料については、希土類元素の炭酸塩や蓚酸塩を含んでいる場合が多く、酸化物の場合でも十分に焼成されたものでないため、フッ化水素酸と混合するとフッ化水素酸は希土類元素の化合物（酸化物、蓚酸塩、酸化物等）と優先的に反応する傾向がある。つまり、フッ化水素酸が、セリウム系研摩材原料に含有されたケイ素（Ｓｉ）とあまり反応しないため、セリウム系研摩材原料の場合は、焙焼後にフッ化水素酸と混合する必要がある。セリウム系研摩材原料はフッ化水素酸がケイ素（Ｓｉ）と優先的に反応しやすくするという点から７００℃以上で焙焼されたものであるのが好ましく、７５０℃以上で焙焼されたものであるのがより好ましく、８００℃以上で焙焼されたものであるのがさらに好ましい。
【００２０】
本発明に係るセリウム系研摩材の処理方法においては、特に研摩時に研摩傷の発生する傾向が強いセリウム系研摩材、或いは使用済みセリウム系研摩材に適用することが好ましい。これらのセリウム系研摩材には、研摩傷の原因となる結晶性シリカ（ＳｉＯ２）を含んでいることが多いためである。
【００２１】
本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法或いは本発明に係るセリウム系研摩材の処理方法における原材料としての、焙焼後のセリウム系研摩材原料、セリウム系研摩材、使用済みセリウム系研摩材については、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ（全酸化希土（ＴＲＥＯ）に対する酸化セリウムの割合）が４０質量％以上のものが好ましく、５０質量％以上がより好ましく、５５質量％がさらに好ましい。また、９９．９質量％を超える高純度のものも使用可能である。
【００２２】
本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法或いは本発明に係るセリウム系研摩材の処理方法においては、フッ化水素酸（ＨＦ）との混合処理を行うものであるが、その混合条件としては、混合時間を１０時間以上にすることが好ましい。それは、フッ化水素酸に対する結晶性シリカ（ＳｉＯ２）の溶解性から１０時間以上混合しておくことが望ましく、３０時間超がより好ましい。そして、３６時間以上の混合時間がさらに好ましく、４８時間以上が特に好ましい。また、製造効率、処理効率などの工業的な実現性を考慮すると、混合時間は２４０時間以内が好ましく、１９６時間以内がより好ましく、１４４時間以内がさらに好ましい。
【００２３】
混合処理時の処理温度については、特に加温しなくてもよいが、結晶性シリカとの反応性を高めるという点で、２０℃以上が好ましく、３０℃以上がより好ましく、４０℃以上がさらに好ましい。また、高温にしすぎるとフッ化水素酸の混合時に、フッ化水素酸が蒸発しやすくなり、フッ化水素酸を最初から多く入れるか途中で補充する必要が出てくるため経済的でない。したがって、９０℃以下が好ましく、８０℃以下がより好ましく、７０℃以下がさらに好ましい。
【００２４】
本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法或いは処理方法における混合処理に供用する焙焼後のセリウム系研摩材原料、或いはセリウム系研摩材が含有するケイ素（Ｓｉ）のモル数をＳｉ＊、フッ化水素酸（ＨＦ）のモル数をＨＦ＊としたとき、全シリカ（ＳｉＯ２）の溶解性、特に結晶性シリカの溶解性から、ＨＦ＊／４Ｓｉ＊は１．０以上が好ましく、１．５以上がより好ましく、２．０以上がさらに好ましい。ＨＦ＊／４Ｓｉ＊＝１．０の場合は、ＳｉＯ２＋４ＨＦ⇒ＳｉＦ４＋２Ｈ２Ｏの理論量の場合に相当する。
【００２５】
また、Ｆ含有量は増えにくい傾向であるけれども、あまりに多量のフッ化水素酸で混合処理すると、混合処理後のＦ含有量がかなり多くなることがあるため、製造コストの観点から、ＨＦ＊／４Ｓｉ＊は３０以下が好ましく、２０以下がより好ましく、１０以下がさらに好ましい。Ｓｉ量が少ない場合はＨＦ濃度が薄くなってしまうためＨＦ＊／４Ｓｉ＊が１００程度になるようにフッ化水素を加える場合もある。
【００２６】
本発明に係るセリウム系研摩材の処理方法においては、鉄（Ｆｅ）やアルミニウム（Ａｌ）を含有する使用済みセリウム系研摩材を使用する場合、含有する鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）のモル数をＦｅ＊、Ａｌ＊とすると、ＨＦ＊／（４Ｓｉ＊＋３Ｆｅ＊＋３Ａｌ＊）が１．０以上好ましく、１．５以上がより好ましく、２．０以上がさらに好ましい。ＨＦ＊／（４Ｓｉ＊＋３Ｆｅ*＋３Ａｌ＊）＝１．０は、ケイ素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）が酸化物であると仮定すると、ＳｉＯ２＋４ＨＦ⇒ＳｉＦ４＋２Ｈ２Ｏ、１／２Ｆｅ２Ｏ３＋３ＨＦ⇒ＦｅＦ３＋３／２Ｈ２Ｏ及び１／２Ａｌ２Ｏ３＋３ＨＦ⇒ＡｌＦ３＋３／２Ｈ２Ｏの理論量の場合に相当する。ＦｅやＡｌの含有が問題となるのは、通常、鉄（Ｆｅ）系やアルミニウム（Ａｌ）系の無機凝集処理を行うことが多い使用済みの研摩材の場合であるが、混合処理に供用する焙焼後のセリウム系研摩材原料や使用前のセリウム系研摩材にＦｅ、Ａｌが含有されている場合には、上記条件を満たすことが好ましい。
【００２７】
また、Ｆ含有量は増えにくい傾向ではあるけれども、あまりに多量のフッ化水素酸で混合処理すると、混合処理後のＦ含有量がかなり多くなる場合があるので、製造コストの観点から、ＨＦ＊／（４Ｓｉ＊＋３Ｆｅ＊＋３Ａｌ＊）は３０以下が好ましく、２０以下がより好ましく、１５以下がさらに好ましい。但し、ＦｅやＡｌを多く含有する場合は、フッ化水素酸の混合処理前に、後述する鉱酸処理を実施して、ＦｅやＡｌの含有量を低減しておくことが好ましい。
【００２８】
本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法或いは本発明に係るセリウム系研摩材の処理方法においては、フッ化水素酸との混合処理のみでは結晶性シリカ（ＳｉＯ２）を十分低減することはできないので、以下に説明する（ｉ）〜（ｉｉｉ）の各処理、（ｉＶ）〜（Ｖｉ）の各処理を、フッ化水素酸との混合処理前又は混合処理後の少なくとも一方で、それぞれの各処理から選択される少なくとも１つの処理を行うものである。（ｉ）と（ｉＶ）、（ｉｉ）と（Ｖ）、（ｉｉｉ）と（Ｖｉ）は共通した処理であるため、それぞれ纏めて説明する
【００２９】
（ｉ）及び（ｉＶ）は湿式分級処理である。この湿式分級処理は、シリカ（ＳｉＯ２）、特に結晶性シリカ（ＳｉＯ２）を低減するために、フッ化水素酸との混合処理前又は混合処理後の少なくとも一方で、焙焼後のセリウム系研摩材原料、セリウム系研摩材、使用済みセリウム系研摩材を湿式分級するものである。これにより、粗大なＳｉＯ２粒子、特に結晶性ＳｉＯ２粒子を低減することができる。
【００３０】
湿式分級処理を行う場合、湿式分級装置としてはサイクロンが好適に使用できる（例えば、村田工業株式会社製  スーパークロンなど）。このサイクロン装置では、通常は粗粒を除去するために用いるが、３液分離型のサイクロンを使用して、粗粒と微粒を同時に除去することもできる。
【００３１】
フッ化水素酸との混合処理後に、湿式分級処理を実施する場合は、湿式分級処理前に、水洗処理を行ってフッ化水素酸を除去してから実施すれば、湿式分級装置の接液部分の材質がテフロン（登録商標）などの耐食性材料でなくても、湿式分級装置を使用することができるので、好ましい。
【００３２】
（ｉｉ）及び（Ｖ）の処理は、沈降分離処理である。この沈降分離処理は、シリカ（ＳｉＯ２）、特に結晶性シリカ（ＳｉＯ２）を低減するために、フッ化水素酸との混合処理前又は混合処理後の少なくとも一方で、焙焼後のセリウム系研摩材原料、セリウム系研摩材、使用済みセリウム系研摩材を、スラリー化して均一混合後、２〜２０μｍから選択される所定のストークス径以上の粗粒子が沈降するまで該スラリーを静置し、底に沈降した沈殿物を除去する操作を少なくとも１回行うものである。沈降は、スラリーの最上部分に存在する所定のストークス径の粒子が底に沈降するために要する時間行なう。沈降時間が短いと所定のストークス径より大きな粒子が残留する可能性がある。そのため、沈降時間は若干長くしても問題ないが、あまり長いと底部沈降物に所定のストークス径よりも小さな粒子の割合が多くなり損失が多くなる。また、特に、１回目の底部沈降物には所定のストークス径よりも小さな粒子が大量に含まれる傾向になるため、１回目の底部沈降物を別途スラリー化し、同様な処理を行い所定のストークス径よりも小さい粒子を回収することもできる。この沈降沈殿処理は、少なくとも１回行うことにより、所定のストークス径よりも大きな粒子が、ほぼ１００％除去されるため、複数回の処理を行う必要はない。但し、２回目の沈降沈殿処理を行う場合には、１回目のストークス径より小さくして処理を行う必要がある。
【００３３】
（ｉｉｉ）及び（Ｖｉ）の処理は、フィルタリング処理である。このフィルタリング処理は、シリカ（ＳｉＯ２）、特に結晶性シリカ（ＳｉＯ２）を低減するために、フッ化水素酸との混合処理前又は混合処理後の少なくとも一方で、焙焼後のセリウム系研摩材原料、セリウム系研摩材、使用済みセリウム系研摩材をスラリー化して均一混合後、フィルターを通過させるものである。フィルターとしてはカートリッジフィルターが簡便で好ましい。フィルターの孔径を徐々に小さくして２段階以上のフィルタリングをすることが好ましい。フィルターの孔径は、結晶性シリカの低減の観点から５０μｍ以下が好ましく、２５μｍ以下がより好ましく、１０μｍ以下が更に好ましい。また、研摩材粒子の収率という観点から０．５μｍ以上が好ましく、１μｍ以上がより好ましく、２μｍ以上が更に好ましい。
【００３４】
上記した（ｉ）〜（ｉｉｉ）の各処理、（ｉＶ）〜（Ｖｉ）の各処理を、フッ化水素酸との混合処理前に実施すれば、フッ化水素酸との混合処理に使用する高価なフッ化水素酸の使用量を低減できる。
【００３５】
また、（ｉ）〜（ｉｉｉ）の各処理、（ｉＶ）〜（Ｖｉ）の各処理については、フッ化水素酸との混合処理前又は混合処理後の少なくとも一方で、少なくとも１つの処理行うことができるが、（ｉ）〜（ｉｉｉ）の各処理或いは（ｉＶ）〜（Ｖｉ）の各処理を組み合わせて行ってもよい。また、混合処理前と混合処理後との両方において行ってもよい。
【００３６】
（ｉ）〜（ｉｉｉ）の各処理、或いは（ｉＶ）〜（Ｖｉ）の各処理を行う際には、処理対象となるスラリーを十分に攪拌することなどの方法により、粒子を十分に分散させた状態にして実施することが好ましい。なお、攪拌だけでは分散が不十分な場合は分散剤を添加することができる。
【００３７】
本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法或いは本発明に係るセリウム系研摩材の処理方法においては、フッ化水素酸との混合処理前において、焙焼後のセリウム系研摩材原料、セリウム系研摩材、使用済みのセリウム系研摩材のいずれかを、フッ化水素酸以外の鉱酸と混合して、固液分離を行う鉱酸処理を行うことが好ましい。この鉱酸処理は、不純物を低減するための目的で行うものである。鉱酸としては、塩酸、硫酸、硝酸等を用いることができる。また、この鉱酸処理を行うと、非常に微粒のＳｉＯ２粒子が懸濁し、上澄液の抜出し時又はろ過等による固液分離時に、微粒のＳｉＯ２粒子（大部分は非晶質）が除去される（ろ過の場合は微粒のＳｉＯ２粒子の多くが、ろ過漏れしてろ液側に分布する）ため、後のフッ化水素酸との混合処理に使用する、高価なフッ化水素酸の使用量を低減できる。また、使用済みセリウム研摩材の場合、凝集剤としてＦｅ系、Ａｌ系等の凝集剤を使用して回収される場合が多く、この鉱酸処理によりＦｅ、Ａｌ等を低減できる。Ｆｅ、Ａｌ等はフッ化水素酸とも反応するため、Ｆｅ、Ａｌ等を含有する使用済みセリウム系研摩材に対して鉱酸処理を行うと、後のフッ化水素酸との混合処理に使用する高価なフッ化水素酸の使用量を低減できる。
【００３８】
フッ化水素酸以外の鉱酸については、塩酸、硫酸、硝酸等を用いることができる。この鉱酸としては、窒素を含まず排水処理の負荷が小さいという点では塩酸、硫酸が好ましい。カルシウム（Ｃａ）やバリウム（Ｂａ）等の硫酸塩の溶解度が小さい不純物を含む場合は硫酸を使用すると除去できないため、塩酸が好ましい。ＣａやＢａ等の硫酸塩の溶解度が小さい不純物を含まない場合は塩酸、硫酸が好ましい。コスト面では硫酸が有利である。
【００３９】
鉱酸処理における処理温度は、希土類元素が溶解して損失するのを防止することから、６０℃以下が好ましく、５０℃以下がより好ましく、４０℃以下がさらに好ましい。特に、加熱処理を行わないことが好ましい。
【００４０】
本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法或いは本発明に係るセリウム系研摩材の処理方法においては、フッ化水素酸との混合処理後に、固液分離処理、水洗処理を行うことが好ましい。後工程におけるフッ化水素酸の影響を低減することができるためである。固液分離処理は、ろ過又は上澄液の抜出しによって行なうことができる。また、この固液分離時に、同時に水洗を行ってもよい。水洗の方法としては、上澄液を抜出し、水を加えて撹拌（リパルプ）し、上澄液を抜き出すか、若しくはろ過をする方法、又はろ過を行い、ろ過装置に保持した固形分に水を通す方法等がある。
【００４１】
本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法においては、粉末のセリウム系研摩材を製造する場合、好ましくは上記した固液分離処理、水洗処理を行い、乾燥処理を行うことが好ましい。そして、この乾燥処理後、解砕、分級を行うことが好ましい。本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法においては、フッ化水素酸との混合処理前又は混合処理後の少なくとも一方で、（ｉ）〜（ｉｉｉ）の各処理から選択される少なくとも１つの処理を行うものであるが、混合処理後に、（ｉ）〜（ｉｉｉ）の各処理から選択される少なくとも１つの処理を行った場合は、（ｉ）〜（ｉｉｉ）の各処理の後に、好ましくは上記した固液分離処理、水洗処理を行い、乾燥処理を行う。また、（ｉ）〜（ｉｉｉ）の各処理から選択される少なくとも１つの処理を先に行い、その後フッ化水素酸との混合処理を行った場合は、この混合処理後に、好ましくは上記した固液分離処理、水洗処理を行い、乾燥処理を行うことが好ましい。
【００４２】
この乾燥処理は、通常、１００〜２００℃で行えばよいが、研摩傷の発生を抑制し、研摩速度を高める方法として、２００℃超〜４００℃以下で乾燥を行うことも可能である。また、研摩傷の発生を抑制し、研摩速度を高める他の方法として、１００〜２００℃にて乾燥処理した後、解砕処理し、乾燥温度よりも５０℃以上高い温度から４００℃以下の温度範囲にて熱処理してもよい。
【００４３】
本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法においては、スラリー状のセリウム系研摩材を製造する場合、好ましくは上記した固液分離処理、水洗処理を行い、水系溶媒と混合することが好ましい。この固液分離処理、水洗処理は、上記した粉末のセリウム系研摩材の製造方法の場合と同様に行えばよい。この固液分離処理、水洗処理後、所定の水系溶媒と混合することで、スラリー状のセリウム系研摩材を製造する。この水系溶媒と混合した、湿式粉砕、湿式分級、沈降分離、フィルタリングの少なくとも１種を実施することが好ましい。
【００４４】
また、スラリー状のセリウム系研摩材を製造する場合、上記した粉末セリウム系研摩材を製造した後、水系溶媒と混合して得ることもできる。この場合も水系溶媒と混合後、湿式粉砕、湿式分級、沈降分離、フィルタリングの少なくとも１種を実施するのが好ましい。
【００４５】
スラリー状のセリウム系研摩材を製造する際に用いる水系溶媒とは、水又は水と水に対する溶解度がある少なくとも１種の有機溶媒とを溶解度の範囲内で混合したものをいう。具体的な有機溶媒としては、アルコール系の場合、メタノール（メチルアルコール）、エタノール（エチルアルコール）、１−プロパノール（ｎ−プロピルアルコール）、２−プロパノール（ｉｓｏ−プロピルアルコール、ＩＰＡ）、２−メチル−１−プロパノール（ｉｓｏ−ブチルアルコール）、２−メチル−２−プロパノール（ｔｅｒｔ−ブチルアルコール）、１−ブタノール（ｎ−ブチルアルコール）、２−ブタノール（ｓｅｃ−ブチルアルコール）などがあり、多価アルコールの場合、１，２−エタンジオール（エチレングリコール）、１，２−プロパンジオール（プロピレングリコール）、１，３−プロパンジオール（トリメチレングリコール）、１，２，３−プロパントリオール（グリセリン）などがあげられる。また、有機溶媒がケトン系の場合、プロパノン（アセトン）、２−ブタノン（メチルエチルケトン、ＭＥＫ）などがあり、その他としては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、１，４−ジオキサンなどがあげられる。
【００４６】
本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法においては、適宜、添加剤を加えることができる。例えば、分散剤、固化防止剤、付着防止剤、ｐＨ調整剤等の添加剤を加えることにより、所望の特性を備えるセリウム系研摩材とすることができる。
【００４７】
本発明に係るセリウム系研摩材の処理方法については、その処理したセリウム系研摩材を、そのまま研摩材として使用することも可能である。また、本発明に係るセリウム系研摩材の処理方法により処理したセリウム系研摩材を用いて、セリウム系研摩材を製造することもできる。そして、本発明に係るセリウム系研摩材の処理方法についても、上記した本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法における粉末のセリウム系研摩材を製造する場合の条件、或いは、スラリー状のセリウム系研摩材を製造する場合の条件を適用することが好ましい。
【００４８】
本発明に係るセリウム系研摩材は、その組成として、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが、研摩速度の点から４０質量％以上のものが好ましく、５０質量％以上がより好ましく、５５質量％がさらに好ましい。９９．９質量％を超える高純度のものも使用可能である。
【００４９】
また、本発明に係るセリウム系研摩材は、フッ素（Ｆ）含有量が、 研摩傷発生抑制の点から、１５質量％以下が好ましく、１２質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましい。ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが９９質量％を超え、研摩速度を高くするための高温乾燥処理又は乾燥後熱処理して得られた場合には、フッ素（Ｆ）含有量が０．１質量％未満でもよいが、通常は、フッ素（Ｆ）含有量が０．１質量％以上である。このフッ素含有量は、セリウム系研摩材が粉末の場合はセリウム系研摩材中の含有量であり、スラリーの場合は固形分（粉末のセリウム系研摩材に相当）中の含有量である。
【００５０】
そして、本発明に係るセリウム系研摩材は、ケイ素（Ｓｉ）含有量が、研摩傷の発生を抑制する点から、０．２質量％以下が好ましく、０．１質量％以下がより好ましく、０．０５質量％以下がさらに好ましい。このシリコン含有量は、セリウム系研摩材が粉末の場合はセリウム系研摩材中の含有量であり、スラリーの場合は固形分（粉末研摩材に相当）中の含有量である。
【００５１】
本発明に係るセリウム系研摩材は、ストークス径１０μｍ以上の粗粒子の含有量は、研摩傷の発生を抑制する点から、１０００質量ｐｐｍ（０．１質量％）以下が好ましく、５００質量ｐｐｍ（０．０５質量％）以下がより好ましく、３００質量ｐｐｍ（０．０３質量％）以下がさらに好ましい。さらに、本発明に係るセリウム系研摩材は、ストークス径５μｍ以上の粗粒子の含有量が、研摩傷の発生を抑制する点から、１質量％以下が好ましく、０．５質量％以下がより好ましく、０．３質量％以下がさらに好ましい。この粗粒子含有量は、セリウム系研摩材が粉末の場合はセリウム系研摩材中の含有量であり、スラリーの場合は固形分（粉末研摩材に相当）中の含有量である。
【００５２】
本発明に係るセリウム系研摩材は、ストークス径５μｍ以上の粗粒子中のケイ素（Ｓｉ）含有量が、研摩傷の発生を抑制する点から、１５質量％以下が好ましく１０質量％以下がより好ましく５質量％以下がさらに好ましい。
【００５３】
さらに、本発明に係るセリウム系研摩材は、レーザ回折・散乱法粒度分布測定における体積メジアン径（Ｄ５０）が、研摩傷の発生を抑制する点から、３．５μｍ以下が好ましく、３．０μｍ以下がより好ましく、２．５μm以下がさらに好ましい。また、研摩速度を大きく維持する点から、体積メジアン径（Ｄ５０）は０．２μｍ以上が好ましく、０．３μｍ以上がより好ましく、０．５μｍ以上がさらに好ましい。
【実施例】
【００５４】
以下に、実施例及び比較例を参照しながら本発明の実施形態について詳説する。まず初めに、本実施例及び比較例のセリウム系研摩材を製造方法或いは処理方法について説明する。表１〜表４に、各製造条件及び処理条件等を示す。
【００５５】
表１〜４において、処理対象の欄には、以下に説明する各セリウム系研摩材の製造方法或いは処理方法において用いた、セリウム系研摩材原料（Ａ−１、Ａ−２）、研摩傷の発生が多いセリウム系研摩材（Ｂ）、使用済みセリウム系研摩材（Ｃ−１、Ｃ−２）を示している。また、表１〜表４において、鉱酸処理の欄、粗大ＳｉＯ２除去処理の中の湿式分級、沈降分離、フィルタリングの各欄、フッ化水素酸との混合処理の順番欄に記載した数字は、それらの処理の順番を示している。表１〜表４において、ハイフン（−）で示した欄は、該当する処理等を行っていないことを示している。
【００５６】
【表１】
2010222519.tif 000002
【００５７】
【表２】
2010222519.tif 000003
【００５８】
【表３】
2010222519.tif 000004
【００５９】
【表４】
2010222519.tif 000005
【００６０】
実施例１、２、比較例１、２：
表１に示す実施例１、２、比較例１、２については、焙焼後のセリウム系研摩材原料を用いて研摩材を製造した場合である。そして、実施例１及び２については、フッ化水素酸の混合処理前に、上記した湿式分級処理を行ってセリウム系研摩材を製造した。比較例１及び２の場合は、この湿式分級処理、フッ化水素酸の混合処理は行っていない。
【００６１】
まず、表１に示す実施例１及び比較例１における処理対象Ａ−１（原料）については、中国産炭酸希土（ＴＲＥＯ＝４０質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ＝６０質量％、Ｓｉ＝０．１０質量％）を用いた。まず、所定量の中国産炭酸希土の湿式粉砕を行った。この湿式粉砕は、粉砕後においてレーザ回折・散乱法粒度分布測定（（株）堀場製作所製：ＬＡ−９２０）における体積基準メジアン径（Ｄ５０）が３．０μｍとなるまで行った。そして、この湿式粉砕後に、フッ化処理を行った。このフッ化処理は、１０質量％フッ化水素酸を添加して、フッ素（Ｆ）／ＴＲＥＯ＝７．２質量％となるようにした。その後、ろ過し、１５０℃×１２時間の乾燥後、９５０℃、６時間の焙焼を行った。この焙焼後に解砕処理をしたものを原料として用いた。この解砕処理をした焙焼後のセリウム系研摩材原料中におけるシリカ（Ｓｉ）含有量は、０．１８質量％であった。
【００６２】
表１に示す実施例２及び比較例２における処理対象Ａ−２（原料）については、処理対象Ａ−１におけるフッ化処理を行わないこと、焙焼温度を９８０℃としたこと以外は、Ａ−１と同じ条件で得られた焙焼後のセリウム系研摩材原料である。このフッ化処理を行わない場合、９５０℃で焙焼を行うと、Ａ−１の原料よりも、体積基準メジアン径（Ｄ５０）が小さくなる傾向があるため、Ａ−２の場合は焙焼温度を９８０℃とした。この処理対象Ａ−２についての、焙焼後の解砕処理をしたセリウム系研摩材原料中におけるケイ素（Ｓｉ）含有量は、０．２３質量％であった。
【００６３】
実施例１及び実施例２については、フッ化水素酸との混合処理前に、次の条件の湿式分級処理を行った。処理対象Ａ−１或いはＡ−２の原料４０ｋｇと水１６０ｋｇとを混合して十分に撹拌した後、３液分級サイクロン（（株）村田工業製スーパークローンＴＲ−１０型）にて、湿式分級処理を行った（この３液分級サイクロンでは、以下に説明するトップ液及びミドル液の取り出しのための、直径３ｍｍの穴が空いているものを使用した、以下同じ）。この装置は、微粒成分を含むトップ液（上部側の液）、粗粒成分を含むボトム液（底部側の液）、及び、これらの中間的な粒子成分を含むミドル液（中間部の液）の３液に分級することが可能であり、本実施形態においては、ミドル液を原液（分級対象であるスラリー）に戻すようにした循環をしながら、粗大な粒子が低減されたトップ液と、粗大な粒子が濃縮されたボトム液に分離した。トップ液中のケイ素（Ｓｉ）は、実施例１が４３ｇ、実施例２が５３ｇであった。尚、この湿式分級処理は、比較例１及び比較例２については行わなかった。
【００６４】
実施例１及び実施例２については、この湿式分級処理で得られたトップ液のみを取り出し、このトップ液を撹拌しながら５０℃に加温後、５５質量％フッ化水素酸をモル比で、ＨＦ＊／４Ｓｉ＊＝１０になる量（実施例１ではフッ化水素酸２．２２ｋｇ、実施例２ではフッ化水素酸２．７５ｋｇ）添加し、撹拌・混合を４８時間行うフッ化水素酸による混合処理を行った。その後、フィルタープレスにてろ過、通水洗浄を行い、ケーキを１５０℃にて２４時間乾燥後、解砕を行った。尚、モル数については、トップ液中のケイ素の重さから換算して、上記の式に基づき、５５質量％フッ化水素酸の添加量を計算した。
【００６５】
フッ化水素酸による混合処理の後、乾燥、解砕処理したものに対して、最終的な分級処理を行ってセリウム系研摩材を製造した。また、比較例１及び２は、焙焼後のセリウム系研摩材原料を同じ条件で、最終的な分級処理を行ってセリウム系研摩材を製造した。この最終的な分級処理は、精密空気分級機（日清エンジニアリング（株）製ターボクラシファイアＴＣ−２５Ｎ）にて分級点１０μｍに設定して分級し、粗粉を除去した。実施例１及び２、比較例１及び２の最終的な分級処理条件はすべて同じとした。
【００６６】
実施例３、比較例３：
表１に示す実施例３、比較例３については、研摩傷の発生が非常に多いセリウム系研摩材を用いた場合である。そして、実施例３については、フッ化水素酸の混合処理前に、湿式分級処理を行ってセリウム系研摩材を処理した。
【００６７】
この実施例３及び比較例３の処理対象Ｂは、セリウム系研摩材（バストネサイト精鉱から製造された、三井金属鉱業（株）製の旧製品（商品名：ミレークＳ−２））であり、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ＝５０質量％、フッ素（Ｆ）含有量は６．５質量％、ケイ素（Ｓｉ）含有量は０．３０質量％で、ストークス径１０μｍ以上の粒子の割合が９２０質量ｐｐｍ、ストークス径５μｍ以上の粒子の割合が０．４８質量％であった。また、ストークス径５μｍ以上の粗粒子中のケイ素（Ｓｉ）含有量は２５質量％であった。
【００６８】
実施例３においては、フッ化水素酸との混合処理前に、上記実施例１及び実施例２と同様の湿式分級処理を行った。この実施例３の湿式分級処理におけるトップ液中のケイ素（Ｓｉ）は、７０ｇであった。尚、この湿式分級処理は、比較例３については行わなかった。
【００６９】
そして、この湿式分級処理後、フッ化水素酸との混合処理を行った。この混合処理条件も、上記実施例１及び実施例２と同様とした。この実施例３については、混合処理まで行った後、フィルタープレスにてろ過、通水洗浄を行い、ケーキを１５０℃にて２４時間乾燥後、解砕を行い、セリウム系研摩材を得た。また、比較例３については、特に処理を行うことなく、そのままセリウム系研摩材とした。尚、この実施例３及び比較例３については、上記実施例１及び実施例２で説明した最終的な分級処理は行わなかった。
【００７０】
実施例４、５、比較例４、５：
表１に示す実施例４、５、比較例４、５については、Ｆｅ系凝集剤にて凝集処理した使用済みセリウム系研摩材を処理して、セリウム系研摩材を製造した場合である。実施例４及び５は、フッ化水素酸の混合処理前に湿式分級処理を行い、さらに実施例４についてはその湿式分級処理の後に鉱酸処理を行った。また、比較例４、５は、フッ化水素酸の混合処理は行わず、比較例４については湿式分級処理のみを、比較例５については鉱酸処理のみを行った。
【００７１】
表１に示す実施例４、５及び比較例４、５における処理対象Ｃ−１は、Ｆｅ系凝集剤にて凝集処理した使用済みセリウム系研摩材であり、その組成は次のものようなであった。乾燥減量が５２質量％、ＴＲＥＯ／乾燥品（乾燥品中の全酸化希土の割合が７６質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが６１質量％、フッ素（Ｆ）／乾燥品が４．３質量％、ケイ素（Ｓｉ）／乾燥品が１．３質量％、鉄（Ｆｅ）／乾燥品が８．０質量％、アルミニウム（Ａｌ）／乾燥品が０．４０質量％であった。この乾燥品とは、後述する乾燥減量の測定により、湿分を除去された処理対象Ｃ−１の乾燥質量である（以下、同様）。
【００７２】
尚、乾燥減量は、ＪＩＳ  Ｋ  ００６７−１９９２「化学製品の減量及び残分試験方法」の「４．１乾燥減量試験」の「第１法  大気圧下で加熱乾燥する方法」に準じて測定した（加熱乾燥温度１０５℃）。全酸化希土（ＴＲＥＯ）は、対象物を酸溶解後、シュウ酸により沈殿させ、沈殿物を焼成後、重量法により測定した。Ｆｅ、Ａｌについては、対象物をアルカリ溶解後、温水抽出して酸溶解をしたものを、ＩＣＰ−ＡＥＳ法により測定した。Ｓｉについては、対象物をアルカリ溶解後、温水抽出したものを、ＩＣＰ−ＡＥＳ法により測定した。Ｆについては、対象物をアルカリ溶解後、温水抽出したものを、フッ化物イオン電極法により測定した。また、各測定の対象としたは、乾燥減量は、湿った使用済みセリウム系研摩材であり、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯは、全酸化希土（ＴＲＥＯ）測定で得られた酸化物試料、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｆは、乾燥減量測定で得られ乾燥品から算出したものである。
【００７３】
実施例４、比較例４については、処理対象であるＣ−１のＦｅ含有使用済みセリウム系研摩材を、フッ化水素酸との混合処理前に、次の条件の湿式分級処理を行った。処理対象であるＣ−１のＦｅ含有使用済みセリウム系研摩材湿量１００ｋｇ（乾量換算４８ｋｇ）と純水３８０ｋｇとを混合して十分に撹拌した後、上記した３液分級サイクロン（（株）村田工業製スーパークローンＴＲ−１０型）にて、ミドル液を原液（分級対象であるスラリー）に戻す循環をしながら、粗大な粒子が低減されたトップ液と、粗大な粒子が濃縮されたボトム液に分離した。トップ液中のケイ素（Ｓｉ）は、実施例４が２１０ｇ、比較例４が２１０ｇであった。
【００７４】
そして、実施例４は、この湿式分級処理後のトップ液を次の条件の鉱酸処理を行った。実施例４の湿式分級処理後のトップ液（成分：ケイ素（Ｓｉ）０．３７ｋｇ、鉄（Ｆｅ）３．４ｋｇ、アルミニウム（Ａｌ）０．１７ｋｇ含有）に対して、を攪拌しながら、９８質量％硫酸をＦｅ及びＡｌを＋３価として計算した理論量の１．５倍（１５．１ｋｇ）添加し、３時間撹拌を続けた。その後、フィルタープレスにてろ過し、通水洗浄を行った。ろ過・水洗処理したケーキでは、ケイ素（Ｓｉ）０．２１ｋｇ、鉄（Ｆｅ）０．０５１ｋｇ、アルミニウム（Ａｌ）０．０１５ｋｇを含有していた。
【００７５】
また、この鉱酸処理は、比較例５において、処理対象Ｃ−１に次のよう条件で行った。処理対象Ｃ−１湿量１００ｋｇ（乾量換算４８ｋｇ）と純水３８０ｋｇとを混合して十分に撹拌し、この攪拌を続けながら、９８質量％硫酸をＦｅ及びＡｌを＋３価として計算した理論量の１．５倍（１７．１ｋｇ）添加し、２時間撹拌を続けた。その後、フィルタープレスにてろ過し、通水洗浄を行った。ろ過・水洗処理したケーキでは、ケイ素（Ｓｉ）０．３８ｋｇ、鉄（Ｆｅ）０．０５５ｋｇ、アルミニウム（Ａｌ）０．３８ｋｇを含有していた。
【００７６】
続いて、実施例４及び５については、次のようにして、フッ化水素酸による混合処理を行った。実施例４は、上記したろ過・水洗処理して得られたケーキ（分析用サンプルを除く全量９８ｋｇ）と、純水３８０ｋｇとを混合して、十分に撹拌してスラリー化して、該スラリーを撹拌しながら、５０℃に加温後、５５質量％フッ化水素酸をモル比で、ＨＦ＊／（４Ｓｉ＊＋３Ｆｅ＊＋３Ａｌ＊）＝３になる量（実施例４：３．７５ｋｇ）添加し、撹拌・混合を４８時間行うフッ化水素酸による混合処理を行った。実施例５については、湿式分級処理で得られたトップ液のみを取り出し、このトップ液を撹拌しながら５０℃に加温後、５５質量％フッ化水素酸をモル比で、ＨＦ＊／（４Ｓｉ＊＋３Ｆｅ＊＋３Ａｌ＊）＝１．３になる量（実施例５：１２．０ｋｇ）添加し、撹拌・混合を４８時間行うフッ化水素酸による混合処理を行った。その後、それぞれフィルタープレスにてろ過、通水洗浄を行った。
【００７７】
そして、実施例４、５及び比較例４、５については、次の条件の乾燥処理、分級処理を行った。実施例４及び５は、フッ化水素酸による混合処理後のケーキ、比較例４は湿式分級処理後のトップ液を取り出し、フィルタープレスにてろ過したケーキ、比較例５は鉱酸処理後の固液分離されたケーキに対して行った。乾燥処理は、１５０℃、２４時間とした。そして、解砕処理後、精密空気分級機（日清エンジニアリング（株）製ターボクラシファイアＴＣ−２５Ｎ）にて分級点１０μｍに設定して、粗粉を除去する分級処理を行った。
【００７８】
実施例６〜実施例３４、比較例６〜比較例１０：
表２〜４に示す実施例６〜実施例３４、比較例６〜比較例１０については、Ｆｅ系凝集剤やＡｌ系凝集剤を使用していない使用済みセリウム系研摩材を処理して、セリウム系研摩材を製造した場合である。実施例６〜実施例１８については、表２に示すように、フッ化水素酸による混合処理前又は混合処理後の少なくとも一方で、湿式分級処理、沈降分離処理、フィルタリング処理のいずれか、或いは、これらを組み合わせて処理したものである。また、実施例１８については、鉱酸処理を行った。比較例６については、フッ化水素酸による混合処理のみ行い、比較例７〜９は湿式分級処理、沈降分離処理、フィルタリング処理のいずれか、或いは、これらを組み合わせて処理し、フッ化水素酸による混合処理を行わなかった。実施例１９〜実施例２６、比較例１０については、フッ化水素酸による混合処理前に沈降分離処理を、フッ化水素酸による混合処理後にフィルタリング処理を行い、フッ化水素酸による混合処理におけるフッ化水素酸の添加量を変化させてセリウム系研摩材を製造した。さらに、実施例２７〜３０は、実施例１５と同じ条件で、フッ化水素酸による混合処理における処理時間を変化させてセリウム系研摩材を製造した。実施例３１〜３４は、実施例１５と同じ条件で、フッ化水素酸による混合処理における処理温度を変化させてセリウム系研摩材を製造した。以下に、処理対象、各処理条件について説明する。
【００７９】
まず、表２〜表４に示す実施例６〜実施例３４、比較例６〜比較例１０における処理対象Ｃ−２は、Ｆｅ系凝集剤やＡｌ系凝集剤を使用していない使用済みセリウム系研摩材であり、その組成は次のものようなであった。乾燥減量が５１質量％、ＴＲＥＯ／乾燥品（乾燥品中の全酸化希土の割合）が８６質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが６２質量％、フッ素（Ｆ）／乾燥品が５．８質量％、ケイ素（Ｓｉ）／乾燥品が１．５質量％、鉄（Ｆｅ）／乾燥品が０．４３質量％、アルミニウム（Ａｌ）／乾燥品が０．３８質量％であった。尚、各成分測定については、上記処理対象Ｃ−１の場合と同様である。実施例６〜実施例３４、比較例６〜比較例１０では、この処理対象Ｃ−２を、湿量１００ｋｇ（乾量換算４９ｋｇ）用いた。
【００８０】
表２〜表４に示すように、実施例６〜実施例３４、比較例６〜比較例１０の各処理に関しては、表中の鉱酸処理の欄、粗大ＳｉＯ２除去処理の中の湿式分級、沈降分離、フィルタリングの各欄、フッ化水素酸との混合処理の順番欄に記載した数字の順番で行った。ここでの各実施例及び各比較例は、最初の処理として、処理対象Ｃ−２湿量１００ｋｇ（乾量換算４９ｋｇ）と純水３８０ｋｇとを混合して十分に撹拌し、これを供用した。また、湿式分級処理、沈殿分離処理、フィルタリング処理のいずれかを行った後に、続いて次の処理を行う場合には、処理して得られたスラリーをそのまま、次の処理に使用した。そして、鉱酸処理またはフッ化水素酸による混合処理をした後に、続いて次の処理を行う場合は、処理して得られたケーキと純水３８０ｋｇとを十分に撹拌したものを、次の処理に使用した。湿式分級処理、沈殿分離処理、フィルタリング処理、鉱酸処理、フッ化水素酸による混合処理の５種類の中で、最後に実施した処理が、湿式分級処理、沈殿分離処理、フィルタリング処理のいずれかであった場合には、乾燥前にフィルタープレスによるろ過を行った。
【００８１】
鉱酸処理は、処理対象のスラリーを撹拌しながら、９８％硫酸を３ｋｇ添加し、２時間撹拌を続けた。その後、フィルタープレスにてろ過し、通水洗浄を行った。この処理対象Ｃ−２では、鉄（Ｆｅ）をあまり含有していない使用済みセリウム系研摩材であり、その処理対象であるスラリーも鉄（Ｆｅ）をあまり含有しないため、硫酸を添加して微粒のシリカ（ＳｉＯ２）を分散させ、フィルタープレスによるろ過において、ろ過漏れさせて、微粒のシリカ（ＳｉＯ２）を低減することを主目的として、鉱酸処理を実施した。
【００８２】
湿式分級処理は、処理対象のスラリーを、３液分級サイクロン（（株）村田工業製スーパークローンＴＲ−１０型）にて、ミドル液を原液（分級対象であるスラリー）に戻す循環をしながら、粗大な粒子が低減されたトップ液と、粗大な粒子が濃縮されたボトム液に分離した。
【００８３】
沈降分離処理は、ストークス径を１０μｍとして１回行った。具体的には、処理対象のスラリーを、沈降槽に投入して、十分に撹拌した後、ストークスの式から計算される所定時間、スラリーを静置し、サイホンにて底部沈殿物を残して、別の槽に抜き出した。静置した所定時間は、スラリーの最上部に存在する球状の径１０μｍの粒子（仮想粒子）がスラリーの底部にまで沈降するために要する時間であり、ストークスの式から計算することにより得られる。
【００８４】
フィルタリング処理は、孔径２５μm及び１０μｍの糸巻きフィルター（カートリッジフィルター）（日本フィルター（株）製「ＣＷ−２５」と「ＣＷ−１０」）とを２連で使用し、スラリー化させた処理対象を通過させつことにより行った。
【００８５】
フッ化水素酸による混合処理は、実施例６〜１８、比較例６については、処理対象のスラリーを撹拌しながら、５０℃に加温後、５５質量％フッ化水素酸をモル比で、ＨＦ＊／（４Ｓｉ＊＋３Ｆｅ＊＋３Ａｌ＊）＝２．０になる量を添加し、撹拌・混合を４８時間行うフッ化水素酸による混合処理を行った。実施例１９〜２６、比較例１０については、ＨＦ＊／（４Ｓｉ＊＋３Ｆｅ＊＋３Ａｌ＊）が表３に示した数値になるように、フッ化水素酸の添加量を変化させた。実施例２７〜３０、実施例３１〜３４については、実施例１５と同様な条件で、フッ化水素酸による混合処理における処理時間、処理温度を表３及び表４示すように、それぞれ変化させた。
【００８６】
そして、実施例６〜実施例３４及び比較例６〜比較例１０については、処理後のケーキの乾燥処理、分級処理を行った。乾燥処理は、１５０℃、２４時間とした。そして、解砕処理後、精密空気分級機（日清エンジニアリング（株）製ターボクラシファイア
ＴＣ−２５Ｎ）にて分級点１０μｍに設定して、粗粉を除去する分級処理を行った。
【００８７】
比較例１１〜１４：
表４に示す比較例１１〜１４については、上記した使用済みセリウム系研摩材（Ｃ−１、Ｃ−２）を用いて、先行技術文献（特許文献２：特開２００７−２７６０５５号公報）に開示されている再生方法にて、セリウム系研摩材の再生処理を行った。
【００８８】
この先行技術文献による再生処理は、特許文献２の実施例１の条件に基づいた。具体的には、以下の手順により、再生処理を行った。
【００８９】
まず、比較例１１、１２については、使用済みセリウム系研摩材として上記Ｃ−１を用い、比較例１３、１４については、使用済みセリウム系研摩材として上記Ｃ−２を用いた。
【００９０】
各使用済み研摩材を湿量１０ｋｇと純水１５Ｌとを混合して、撹拌することにより、再分散スラリーを作製した。
【００９１】
そして、この再分散スラリーに、３５質量％の塩酸（ＨＣｌ）を、モル比で、ＨＣｌ＊／（３Ｆｅ＊＋３Ａｌ＊）＝１．３となるように、徐々に加え、室温で２時間撹拌し、塩酸による酸処理を行った。
【００９２】
塩酸による酸処理後、固液分離しないで、４６質量％フッ酸（フッ化水素酸）を、比較例１１、１３ではＨＦ＊／４Ｓｉ＊＝１．３に、比較例１２、１４ではＨＦ＊／６Ｓｉ＊＝１．３になるように、徐々に加え、５０℃に加温し、５時間撹拌するフッ酸による酸処理を行った。このＨＦ＊／６Ｆ＊＝１．０の場合は、ＳｉＯ２＋６ＨＦ⇒Ｈ２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏの理論量の場合に相当する。
【００９３】
フッ酸により酸処理後、次の条件による固液分離処理を行った。フッ酸により酸処理後のスラリーを１時間の静置沈降をして、上澄液を抜出し、水１５Ｌを加えて良く撹拌（リパルプ）した。これらの操作を３回繰り返して水洗し、最後に真空ろ過を行い、沈殿物を回収した。
【００９４】
そして、回収した沈殿物を１１０℃で１２時間乾燥し、その乾燥ケーキを解砕機で解砕した後、精密空気分級機（日清エンジニアリング（株）製
ターボクラシファイア ＴＣ−２５Ｎ）にて分級点１０μｍに設定して、粗粉を除去する分級処理を行い、セリウム系研摩材を再生した。
【００９５】
以上のようにして得られた各実施例、各比較例のセリウム系研摩材について、その組成、粒径、及び研摩特性について調べた。その結果を表５〜表８に示す。
【００９６】
【表５】
2010222519.tif 000006
【００９７】
【表６】
2010222519.tif 000007
【００９８】
【表７】
2010222519.tif 000008
【００９９】
【表８】
2010222519.tif 000009
【０１００】
各セリウム系研摩材の組成、粒径、特定ストークス径以上の粒子含有量、研摩特性については、以下に説明する方法にて測定した。
【０１０１】
全酸化希土（ＴＲＥＯ）の測定：
研摩材原料或いは研摩材原料の全酸化希土は、シュウ酸塩沈殿・焼成・重量法により測定した（単位  固形物：質量％、液：ｇ／Ｌ）。前処理として、固形物（研摩材原料或いは研摩材）は過塩素酸及び過酸化水素により溶解し、煮沸して行った。測定対象が液である場合は、そのまま煮沸して行った。また、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯについては、上記した全酸化希土（ＴＲＥＯ）測定を行って得られたＴＲＥＯ試料を、過塩素酸及び過酸化水素により溶解し、ＩＣＰ−ＡＥＳ法により測定した。
【０１０２】
フッ素、ケイ素、及び鉄、アルミニウム含有量の測定：
フッ素（Ｆ）含有量は、測定対象となる固形物（研摩材原料或いは研摩材）を、アルカリ溶融・温湯抽出により溶液化してフッ化物イオン電極法（単位  固形物：質量％、液：ｇ／Ｌ）により測定した。ケイ素（Ｓｉ）含有量は、測定対象となる固形物（研摩材原料或いは研摩材）を、アルカリ溶融・温湯抽出により溶液化してＩＣＰ−ＡＥＳ法により測定した。また、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）含有量は、測定対象となる固形物（研摩材原料或いは研摩材）をアルカリ溶融・温湯抽出後、過塩素酸及び過酸化水素により溶解し、ＩＣＰ−ＡＥＳ法により測定した。
【０１０３】
レーザー回折・散乱法による体積基準のメジアン径（Ｄ５０）の測定：
レーザー回折・散乱法粒子径分布測定装置（（株）堀場製作所製：ＬＡ−９２０）を使用して粒度分布を測定することにより、体積基準のメジアン径（Ｄ５０：小粒径側からの累積体積５０％における粒径）を求めた。
【０１０４】
特定ストークス径以上の粒子含有量：
測定対象の研摩材１００ｇを標線を引いた測定容器に投入し、約２５℃の０．１質量％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を標線より少し下の位置まで添加し、撹拌混合後静置し、同ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を標線まで更に添加し、十分に撹拌混合を行った。その後、標線上にある特定ストークス径の粒子が測定容器の底部にまで沈降する時間（所定時間）を、予めストークスの式により計算しておき、所定時間静置沈降させた。続いて、底部の沈降物を残して、スラリーを抜き出した。沈降物が残った測定容器に、約２５℃の０．１質量％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を標線まで添加し、十分に撹拌混合を行い、前記所定時間の静置沈降を行った後、底部の沈降物を残してスラリーを抜き出した。このような、スラリー化、撹拌混合、静置沈降、抜き出しの操作を、更に６回繰り返した（合計８回）後、最終的に測定容器に残留した底部沈降物を水洗、乾燥して、その質量を精密天秤にて測定した。最終的な底部沈殿物の乾燥質量をＡ（ｇ）とすると、特定ストークス径以上の粗大粒子の含有量Ｓは、Ｓ（質量％）＝Ａ÷１００×１００またはＳ（質量ｐｐｍ）＝Ａ÷１００×１００００００により計算される。上記した一連の操作を１回だけしか行わない場合、底部沈降物中に特定ストークス径よりも小さいな粒子が多数混入するため、一連の操作を多数回繰り返すことで、底部沈殿物中に含まれる特定ストークス径よりも小さな粒子の混入を無視できる程度まで少なくすることができる。
【０１０５】
ストークス径５μｍ以上の粒子のＳｉ含有量：
上記測定方法において、ストークス径５μｍ以上の粒子含有量測定で得られた、ストークス径５μｍ以上の粒子を０．１ｇ秤量し、その秤量試料をアルカリ溶融・温湯抽出して溶液化して、ＩＣＰ−ＡＥＳ法により、ケイ素（Ｓｉ）含有量を測定した。
【０１０６】
研摩速度：
研摩機として、研摩試験機（ＨＳＰ−２Ｉ型、台東精機（株）製）を用意した。この研摩試験機は、スラリー状の研摩材を研摩対象面に供給しながら、当該研摩対象面を研摩パッドで研摩するものである。研摩材スラリーの砥粒濃度は、１００ｇ／Ｌとした（分散媒は水のみ）。そして、本研摩試験では、スラリー状の研摩材を５リットル／分の割合で供給することとし、研摩材を循環使用した。なお、研摩対象物は６５ｍｍφの平面パネル用ガラスとした。また、研摩パッドはポリウレタン製のものを使用した。研摩面に対する研摩パッドの圧力は９．８ｋＰａ（１００ｇ／ｃｍ2）とし、研摩試験機の回転速度は１００ｍｉｎ−１（ｒｐｍ）に設定し、１０枚のガラスを５分間かけて研摩をした。この研摩速度は、研摩前後のガラス重量を測定して研摩によるガラス重量の減少量を求め、比較例１の減少量を１００として、この比較例１の相対値として各研摩速度を求めた。
【０１０７】
研摩傷：
研摩傷評価は、３０万ルクスのハロゲンランプを光源として用いる反射法で研摩後のガラス表面を目視観察し、ガラス全面の観察範囲中に、幅１ｍｍ以上の研摩傷の本数をカウントし、合計８枚のガラスについて研摩傷観察を行い、その合計本数を研摩傷評価値とした。この研摩傷の評価では、研摩材として使用可能なレベルが、研摩傷本数５０本以下であり、好ましくは２０本以下、さらに好ましくは１０本以下である。表中、∞と記載した研摩傷評価は、明らかに３００本を遙か超える研摩傷が確認された場合を示している。
【０１０８】
表５〜表８に示す結果より、各実施例のセリウム系研摩材は、各比較例に比べると、基本的に研摩速度が大きく、研摩傷の発生が抑制されいることが判明した。先行技術の再現として行った比較例１１〜１４については、研摩速度はある程度確保されているものの、研摩傷の量が、各実施例よりも、多く発生している傾向が認められた。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明によれば、資源の有効利用が可能となり、研摩傷の発生が少ないセリウム系研摩材を簡易に得ることができる。