(57)【要約】【課題】粉体をスラリー状態で取扱う化学プロセスにおいて、スラリー濃度を、簡便で正確に、しかも安全に調整し、連続した操作が可能なスラリー調製方法の提供。【解決手段】撹拌機付容器内の重量が既知の粉体に、任意量の溶媒を加え攪拌し均一スラリーにした後、静置させ、粉体の沈降によって生じる清澄液を、全体の容量が所定量になるように、清澄液を抜き出すことによって、所望のスラリー濃度に調整するスラリー調製方法。具体的には、得られたスラリーに、所定量の溶媒を加えて所望の濃度のスラリーを得るスラリー調製方法、又は、容器が、容器の底部を基準としてスラリー静置後の沈降層と清澄液との境界面より高い位置に、清澄液の抜き出し口を有するスラリー調製方法。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
撹拌機付容器内の重量が既知の粉体に、任意量の溶媒を加え攪拌し均一スラリーにした後、静置させ、粉体の沈降によって生じる清澄液を、全体の容量が所定量になるように、清澄液を抜き出すことによって、所望のスラリー濃度に調整するスラリー調製方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法により得られたスラリーに、所定量の溶媒を加えて所望の濃度のスラリーを得るスラリー調製方法。
【請求項３】
請求項１記載の容器が、容器の底部を基準としてスラリー静置後の沈降層と清澄液との境界面より高い位置に、清澄液の抜き出し口を有する請求項１または２記載のスラリー調製方法。
【請求項４】
清澄液の抜き出しを、ポンプ等の動力の利用および／または容器内の加圧による容器内外の差圧を利用する請求項１から３のいずれかに記載のスラリー調製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【本発明の属する技術分野】
本発明は、化学反応等によって生成する粉体のスラリーを取り扱うプロセスにおいて、該スラリーの濃度を簡便な方法で調整するスラリー調製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉体状の製品を製造する方法として、化学反応や晶析等の物理的操作を利用して固体を得たり、粉体状の無機質、有機質、あるいは両者の混合してなる担体に、化学反応等で有効成分を付着させる等、スラリー状態で取扱う化学プロセスは多く存在する（たとえば特許文献１参照。）。このような場合は、ある乾燥重量の中間製品を攪拌機付の反応槽に投入し、化学反応に最適な溶媒を、所定のスラリー濃度となる様投入し、当該化学反応が最も効率的に進行する温度、圧力等の反応条件下で、化学量論的に見合った化学物質を投入し反応を行う等の煩雑な操作を行うのが通常であった。
【０００３】
しかも、実際のプロセスにおいては化学反応処理が１回だけではなく、数度に亘って行なわれる場合があり、化学処理を行う工程毎に中間製品の粉体を乾燥し、その重量を計測するという操作や、反応槽内の全スラリー容量の測定が必要である。その計測には、反応槽内に内部の液面を検出する検出器や、反応槽底部に掛かる圧力を検出する検出器を取り付ける手法が採用される事が多い。　圧力検出計器としては、薄膜式圧力式レベル計、液面検出計器としては、超音波式レベル計やガラス製のレベルゲージ計などが用いられる。しかし、いずれの機器であっても、化学反応処理で、非常に金属腐食性の高い化合物を使用したり、非常に金属腐食性の高い反応副生物が生成、あるいは処理反応の圧力、温度が非常に高い場合などでは、反応槽内に設置される機器の測定部での腐食、ガラス製品なのでは破損の危険性が有り、反応槽内の液、ガスの系外漏洩等の原因となったり、使用する溶剤の種類によっては火災、爆発の危険を伴う等の問題があった。また、中間製品の性質によっては、大気中の水分や酸素、さらには粉体乾燥時の熱によって変質や製品性能が極度に劣化等の問題があり、反応系外への抜き出し、乾燥等の作業が、煩雑であり、製造コスト上、安全上、製品品質上からも好ましいものではなかった。これらの作業性、製品品質、製造コスト、安全性等の問題から、より簡便な、連続した操作が可能なスラリーの調製方法が望まれていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２１２３１２号公報（第２頁−第３頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術の状況を鑑み、本発明は、粉体をスラリー状態で取扱う化学プロセスにおいて、スラリー濃度を、簡便で正確に、しかも安全に調整し、連続した操作が可能なスラリー調製方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
撹拌機付容器内の重量が既知の粉体に、任意量の溶媒を加え攪拌し均一スラリーにした後、静置させ、粉体の沈降によって生じる清澄液を、全体の容量が所定量になるように、清澄液を抜き出すことによって、所望のスラリー濃度に調整するスラリー調製方法に係るものである。
前記の方法により得られたスラリーに、所定量の溶媒を加えて所望の濃度のスラリーを得るスラリー調製方法、容器の底部を基準としてスラリー静置後の沈降層と清澄液との境界面より高い位置に、清澄液の抜き出し口を有する容器を用いるスラリー調製方法、清澄液の抜き出しを、ポンプ等の動力の利用および／または容器内の加圧による容器内外の差圧を利用するスラリー調製方法はいずれも本発明における態様の一つである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明で言う容器とは、化学反応に用いる反応槽や単にスラリー濃度を調整するために用いる調整槽等広く化学プロセスで用いられる槽類であって、通常は攪拌機を設けて内容物を均一に攪拌できるようにしたものである。
【０００８】
本発明の実施に際して、予め以下の項目を求めておく。
▲１▼製造工程毎の，中間製品のスラリー沈降濃度（ρｓ）
▲２▼製造工程毎の、中間製品粉体の乾燥重量（Ｗｐ）
▲３▼使用容器の底からの垂直高さと幾何容量の関係図（容量線図）
【０００９】
ここで、スラリー沈降濃度とは、該スラリーを自然沈降、静置した場合の清澄な上澄み液と沈降層との境界面以下のスラリー濃度を言う。
【００１０】
ある製造工程（ｍ工程とする）での、粉体乾燥重量（Ｗｐｍとする）、スラリ沈降濃度（ρｓｍ）とし、その工程における使用容器の容量線図が分かっているとする。その場合の沈降層容量（Ｖｐｍとする）は、容器底からの界面高さ（Ｈｍとする）を、スラリー沈降濃度（ρｓｍ）、粉体乾燥重量（Ｗｐｍ）との関係は、
降層容量（Ｖｓｍ）＝Ｗｐ　ｍ　／　ρｓ　ｍ　　　　　　　（１）
となる。
【００１１】
容量線図より、沈降層容量（Ｖｓｍ）に相当する容器内での沈降層境界の深さ（Ｈｍ）を求めることができる。
【００１２】
一方、Ｈ’＞Ｈｍなる関係が成立し、所望のスラリー濃度（ＳＣとする）が得られるＨ’の高さまで、配管を容器頂部から容器内に挿入させておく。そうすると、容器内の高さ　Ｈ’以下の容積（Ｖｔ）は、容量線図より求められ、その値はＷｐｍ、Ｖｓｍと、容器の高さ　Ｈｍ　からＨ’の間の容量に相当する清澄液量（Ｖｈｍとする）との和である。したがって、高さ　Ｈ’まで挿入されている配管で抜きだすことができる全ての清澄液を抜けば、下記のＳＣが得られることになる。
ＳＣｍ＝Ｗｐｍ／Ｖｔ＝Ｗｐｍ／（Ｖｓ＋Ｖｈｍ）　　（２）
【００１３】
Ｖｈｍは挿入する配管の高さ　Ｈ’で調整できる量であるので、配管の先端が清澄液内にある限りは、このようにして任意のＶｈを調整することができ、Ｈ’−Ｈｍの範囲内で所望のＳＣｍを得ることができる。
【００１４】
また、化学反応処理等を数度に亘って行う製造法の場合には、前記の如く、一定のスラリー濃度に調整した後、流量計を介し溶媒を追加（追加量をＶａｄとする）することで、所望の異なる濃度のスラリーを得ることができる。
ＳＣ’＝　Ｗｐｍ／（Ｖｓ＋Ｖｈｍ＋Ｖａｄ）　　　（３）
【００１５】
このように操作することにより、処理毎にスラリー濃度が異なる場合でも、処理毎に対応した、挿入深さの異なる配管を用意する等の煩雑な操作も必要がない。
【００１６】
容器に挿入する配管の先端部は、清澄液のみを系外に抜き出す事ができる形状が好ましい。配管を単に切り落とした形状でもいいが、先端部を水平方向に曲げた形状でもよい。　先端部を水辺方向に曲げた形状の場合、配管の内径の上部が基準の高さとなるようにする。また、容器頂部から出ている配管の途中には、ニードル弁等を取り付け、清澄液の抜き出す速度を制御し、沈降している粉体を清澄液抜き出し時に吸い込まないように、清澄液の抜き出し流量の調節等を適宜行うことにより、より正確なスラリー濃度に調整することができる。
【００１７】
容器内の　Ｈ’の高さまで清澄液を抜き出す設備としては、上記の例で示した様に　容器頂部から配管を容器内に挿入する場合や、Ｈ’の高さに相当する容器の側面部の位置にノズルを設置し，そこから清澄液を抜き出すことも可能である。また、具体的に清澄液を浮き出す手法としては、ポンプなどの動力を使用する、あるいは容器内を加圧し容器外と差圧を持たせ清澄液を容器内から押し出す、あるいは、その両者を併用して行うことも可能である。
【００１８】
本発明は、実施例で示したα−オレフィン重合用固体触媒成分およびその前駆体の製造プロセスはもちろん、磁気テープ等に用いられる酸化鉄微粉等その製造プロセス中にスラリーを取扱う操作を含むプロセスに用いることができる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例及び比較例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例によって特に限定をうけるものではない。
実施例１
底面が１：２　半楕円形の鏡板で、内径　５０ｃｍ　、直胴部長　８７ｃｍ、　幾何容積が２０３　リットル（以下　Ｌ　）のジャケット付撹拌反応槽を窒素で十分置換した後、ヘキサン８０　Ｌ、テトラブトキシチタン２．４３　ｋｇ　、およびテトラエトキシシラン　２０．６　ｋｇを投入し、攪拌機で攪拌し均一溶液とする。ついで攪拌機で攪拌しながら、　ｎ−ブチルマグネシウムクロライドのジ−ｎ−ブチルエーテル溶液　４２．３　ｋｇを、５時間かけて徐々に滴下し、晶析によりα−オレフィン重合用固体触媒成分の粉体状（直径２５μｍ）の前駆体を製造した。
この操作は、大気とは遮断された反応槽内で行われるが、前駆体の全乾燥重量は、予め使用原料の量、収率および予備実験等から求めた結果、１５ｋｇであった。
前駆体のスラリーを、焼結金属フィルターを備え内部を窒素で置換した４２０Ｌの濾過洗浄槽に移送し、濾過操作によって固液分離し、さらにトルエン　７０　Ｌ／回　での濾過洗浄を３回繰り返した。　濾過終了時の前駆体ケーキ中のトルエン含有量は不明であるが、ここに７０Ｌのトルエンを加え、スラリー状態で移送するのに充分に希薄なスラリー濃度とし、再び反応槽に移送した。
トルエン中での先駆体の沈降濃度は、予備実験の結果で０．５５　ｇ−固体／ミリリットル−全容量（以降　単に　ｇ／ｍｌ　と記す）であった。
反応槽に移送された前駆体スラリーを３時間静置した。
反応槽内の沈降層容量は、２７．３　Ｌ、沈降層の界面は槽底を基準に取ると１８．０　ｃｍの高さにある。
前駆体を四塩化チタンで化学処理し、前駆体にα−オレフィンを重合する能力を付加させる反応を行う際のスラリー濃度　０．４０　ｇ／ｍｌ　に調整するために、沈降層と清澄液を合せた全容量を３７．５Ｌとする。そのために、予め、反応槽には槽頂より呼び径１／２Ｂの配管を槽底基準とした高さで、２３．２ｃｍの高さまで挿入しておき、ニードル弁を設けて請定量の清澄液の抜き出しが容易であるようにした。
配管に取り付けたニードル弁を閉とした状態で、反応槽を窒素で５０ＫｐａＧまで昇圧し、その後ゆっくりとニードル弁を開け、反応槽内の窒素ガスが配管から出てくるまで、清澄液を抜き出した。ついで、反応槽の攪拌機を起動し、スラリーを均一化し、５００ｍｌのスラリーをサンプリングし、サンプル中の前駆体の乾燥重量を測定したところ、２０３ｇであり、スラリー濃度は０．４０６ｇ／ｍｌであった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明により、粉体をスラリー状態で取扱う化学プロセスにおいて、スラリー濃度を、簡便で正確に、しかも安全に調整し、連続した操作が可能なスラリー調製方法の提供が可能になった。