(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細シリカと、空気と、水蒸気とを空気１に対し水蒸気を１以上の容量比となるように流動層形成用管の下部から上部に向けて連続的に導入し、この管内にガス線速が１〜１０ｃｍ／秒で温度が２５０〜３５０℃の流動層を形成し、この流動層内で上記微細シリカに存在するハロゲン化物を水蒸気により脱離すると共に、このハロゲン化物が脱離された微細シリカを上記管の上部から取り出すことを特徴とする微細シリカの精製法。
【請求項２】
微細シリカと、水蒸気とを流動層形成用管の下部から上部に向けて連続的に導入し、この管内にガス線速が１〜１０ｃｍ／秒で温度が２５０〜３５０℃の流動層を形成し、この流動層内で上記微細シリカに存在するハロゲン化物を水蒸気により脱離すると共に、このハロゲン化物が脱離された微細シリカを上記管の上部から取り出すことを特徴とする微細シリカの精製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ヒュームドシリカ等の微細シリカに存在するハロゲン化物を脱離して精製する微細シリカの精製法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、ヒュームドシリカはシリコーンエラストマー等の充填剤などとして広く使用されている。このヒュームドシリカは、珪素含有ハロゲン化合物を火炎加水分解することによって製造されているが、ヒュームドシリカは高い表面活性を有すると共に、比表面積が大きいことから、火炎加水分解時に副生するハロゲン化水素を多量に吸着しており、また、反応が不完全な場合には、化学的に結合したハロゲンが存在することになる。このようなハロゲン化物が多量に存在するヒュームドシリカは、そのまま充填剤等として使用することは好ましくないので、通常ハロゲン化物を脱離する脱酸処理を施してから使用に供することが行われている。
【０００３】
従来、このようなヒュームドシリカの脱酸方法としては、鋼製無端ベルト上にヒュームドシリカを沈降させたり、移送装置を備えた回転管を用いたりして、ヒュームドシリカを２００〜５００℃で湿潤空気と接触させて脱酸する方法が採用されている（特公昭４７−４６２７４号公報）。
【０００４】
しかしながら、この方法は比較的低温で脱酸することができるが、装置が機械的可動部分を有しているため、高温でしかも酸性腐食雰囲気での使用上故障し易いという問題がある。
【０００５】
一方、ヒュームドシリカと湿潤空気を向流接触させて脱酸する方法も知られている（特公昭４８−１３８３２号公報）。しかし、この方法は機械的可動部分が高温・酸性腐食雰囲気中に設けられることがなく、装置的にも簡便なものであるが、この方法では脱酸と同時に粗粒分離ができず、効率的でない上、処理温度もやや高いという問題がある。この場合、上記特公昭４８−１３８３２号公報には並流渦動層を用いた例が比較例として挙げられているが、この並流渦動層の温度は６００〜８００℃とされており、非常な高温を必要とするものであり、装置の材質や熱源も限られ、実用的でない。
【０００６】
本発明は上記事情を改善するためになされたもので、装置的に簡便な流動層方式を用い、順流の流動層内で比較的低温において脱酸することができ、しかも同時に粗粒分離を行うことも可能な微細シリカの精製法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、水蒸気の割合を多くして順流の流動層を形成することにより、比較的低温で脱酸し得ること、より詳細には、水蒸気単独又は空気と水蒸気とを前者１に対して後者１以上の容量比で使用すると共に、ガス線速を１〜１０ｃｍ／秒として微細シリカと順流の流動層を形成した場合、流動層の温度を２５０〜３５０℃としても良好な脱酸処理が行われ、流動層でのシリカ凝集がみかけ上小さくなり、シリカ表面からの脱酸用ガス（水蒸気）へのハロゲン化物の拡散が促進され、効率のよい処理が行われることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
【０００８】
従って、本発明は、微細シリカと、空気と、水蒸気とを空気１に対し水蒸気を１以上の容量比となるように流動層形成用管の下部から上部に向けて連続的に導入し、この管内にガス線速が１〜１０ｃｍ／秒で温度が２５０〜３５０℃の流動層を形成し、この流動層内で上記微細シリカに存在するハロゲン化物を水蒸気により脱離すると共に、このハロゲン化物が脱離された微細シリカを上記管の上部から取り出すことを特徴とする微細シリカの精製法、及び、微細シリカと、水蒸気とを流動層形成用管の下部から上部に向けて連続的に導入し、この管内にガス線速が１〜１０ｃｍ／秒で温度が２５０〜３５０℃の流動層を形成し、この流動層内で上記微細シリカに存在するハロゲン化物を水蒸気により脱離すると共に、このハロゲン化物が脱離された微細シリカを上記管の上部から取り出すことを特徴とする微細シリカの精製法を提供する。
【０００９】
以下、本発明につき更に詳述すると、本発明の微細シリカの精製法は、例えば図１に示した流動層形成用管１を使用し、その下部からヒュームドシリカ等の微細シリカＡと、空気Ｂ及び水蒸気Ｃ又は水蒸気Ｃとを上方に向うように導入し、上記管１内に順流の流動層２を形成し、管１の上部から処理（脱酸）された微細シリカＡ’を取り出すようにしたものである。
【００１０】
この場合、流動層２を形成するためのガスは、水蒸気のみでもよいが、通常は空気と水蒸気が用いられる。
【００１１】
微細シリカを上記管１の下部に導入する方法としては、気流輸送などの公知の方法が採用し得るが、通常空気Ｂに搬送して導入する方法が採用される。微細シリカの導入量は適宜選定されるが、流動層２中に０．０００２〜０．０２ｇ−シリカ／ｃｃ、特に０．００１〜０．０１ｇ−シリカ／ｃｃ存在するように導入することが、効率のよい処理を達成する点から推奨される。
【００１２】
一方、流動層２を形成し、微細シリカを処理するためのガスとして、図１に示したように、空気と水蒸気とを管１の下部から導入する。この場合、本発明においては、水蒸気の割合を多くするもので、水蒸気の量は、上記微細シリカを搬送、導入するために空気を用いた場合は、この空気をも含めた全空気１容量に対し、全水蒸気量を１容量以上、最も好ましくは１容量を越えた値とする。即ち、空気：水蒸気＝１：１以上の容量比のガスで流動層２を形成するものである。水蒸気量が上記割合より少ないと、脱酸処理が良好に行われず、また流動層の温度を高温にする必要が生じる。
【００１３】
流動層２は、水蒸気又は空気と水蒸気とからなる流動層形成用ガスの線速（後者の場合、空気と水蒸気とを合せた線速）が１〜１０ｃｍ／秒、好ましくは３〜５ｃｍ／秒となるように形成される。線速が上記範囲より小さいと十分な流動状態が得られず、上記範囲より速いと微細シリカの飛散が生じ、好ましくない。
【００１４】
また、流動層２は、その温度を２５０〜３５０℃の範囲に維持する。２５０℃より低温であると、脱酸速度が非常に遅く、処理に長時間必要となって、実用に耐えない。
【００１５】
６００℃より高温であると、流動層形成用管１の材質や熱源、更にエネルギーコスト上の支障が生じる。
【００１６】
即ち、例えば流動層形成用管の材質としてアルミニウムを用いる場合、アルミニウムの融点は６６０℃であるため、６００℃、特に局部的なスーパーヒートを考慮すれば５００℃で運転し得ることが求められる。また、３５０℃以下で脱酸できれば炭化水素系の熱媒体を使用し得、これは無機塩類を熱媒体に用いたり電気加熱を行うよりも、操作上の面倒もなく、設備費も低減するものであるが、本発明においては、３５０℃以下の運転が可能であるため、これらの点の効果も大きく、またエネルギーコストを低減できるものである。
【００１７】
なお、上記流動層温度を維持するため、上記管１の少なくとも流動層２形成部分は上記温度に加熱、保持することが推奨され、またこの管１内に導入する空気及び水蒸気も予熱しておくことが推奨される。ここで、図１において、３は予熱器を示す。
【００１８】
本発明においては、上記のようにして形成された流動層２内で微細シリカの脱酸処理が行われ、微細シリカに吸着されているハロゲン化水素等のハロゲン化物が水蒸気で捕捉される。この場合、処理時間は０．５〜１２０分、特に１〜２０分であることが好ましい。本発明では、かかる処理により、ハロゲン量が２０ｐｐｍ以下の精製シリカを容易かつ確実に製造することができる。
【００１９】
このようにして処理されて得られた脱酸・精製シリカＡ’は、上記管１の上部より取り出され、また水蒸気又は空気と水蒸気を主体とする排気ガスＤは管１の上端部より排出される。
【００２０】
この場合、シリカの飛散を防止し、粉体面を安定化させるため、図示したように、管１の流動層２形成部より上方を大径に形成して脱塵部４を形成することが好ましい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、簡便な装置を用い、低エネルギーコストでハロゲン化物が確実に脱離した精製微細シリカを容易に得ることができる。
【００２２】
また、本発明による脱酸方法によれば、脱酸と同時に上部排出口に到達しない粗粒子と、排出管より流出する微細粒子が分離されるという利点も有する。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２４】
〔実施例１〕
内径８ｃｍの流動層形成部を有する図１に示す如き管を使用し、該流動層形成部を３００℃に保持した。この管内の下部から、火炎加水分解して得られたヒュームドシリカ（比表面積１９５ｍ２／ｇ，Ｃｌ含有量１１６２ｐｐｍ）を１４０ｇ／ｈ、３００℃に予熱した空気、０．１５Ｎｍ３／ｈ、３００℃に予熱した水蒸気０．１５Ｎｍ３／ｈを連続的に導入し、上記管内に線速度３．４ｃｍ／秒、温度３００℃の流動層を形成し、ヒュームドシリカの脱酸処理を行った。なお、上記空気の一部はヒュームドシリカの管内への導入に使用した。また、精製されたヒュームドシリカは、管上部で排ガスと分離して抜き出された。
【００２５】
上記脱酸処理の時間は７分であり、この処理によりヒュームドシリカのＣｌ含有量は１４ｐｐｍとなり、十分脱酸されていることが認められる。
【００２７】
〔比較例〕
流動層を３００℃に保持し、ヒュームドシリカの導入量を１４０ｇ／ｈ、空気を０．２５Ｎｍ３／ｈ、水蒸気を０．０５Ｎｍ３／ｈとし、処理時間を７分とした以外は実施例１と同様に操作した。その結果、精製されたヒュームドシリカのＣｌ含有量は６８ｐｐｍであり、脱酸が十分でないことが認められた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いる装置の該略図である。
【符号の説明】
１  流動層形成用管
２  流動層
３  予熱器
４  脱塵部
Ａ  微細シリカ
Ａ’  脱酸された微細シリカ
Ｂ  空気
Ｃ  水蒸気
Ｄ  排ガス
【図１】
0003546494.tif 000002