(57)【要約】  炭酸ストロンチウム等の、アルカリ土類金属の炭酸化又は他の酸素化形態の比較的低純度の形態から、ＳｒＯ等の比較的高純度のアルカリ土類金属酸化物を製造する方法が開示される。比較的低純度の物質は、そこに含有されている金属の少なくとも一部分が、出発物質よりも準備された溶媒により容易に溶媒和される塩に変換されるが、同時にそのような選択された溶媒中の不純物の少なくとも１種又は複数種の溶解度を実質的に増加させない条件に曝露される。その後、このステップ後で、好ましくは、固体又はそうでなければ不溶解の不純物を溶液から除去する。除去テップの後で、溶液は、好ましくは、ストロンチウム塩等のアルカリ土類金属の比較的不溶性の塩を形成するのに効果的な条件に曝露される。不溶性の塩は、好ましくは、所望のアルカリ土類金属酸化物、好ましくはＳｒＯに容易に及び効果的に変換できるものである。新規な好ましい熱分解ステップを開示する。【選択図】図１
2010513185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｒＣＯ３及び少なくとも１種の不純物を含む物質から高純度のＳｒＯを調製するための方法であって、
（ａ）前記ＳｒＣＯ３の少なくとも一部分が準備された溶媒に溶解している液体形態の前記物質を準備することと；
（ｂ）前記溶媒中の前記少なくとも１種の不純物の溶解度を実質的に増加させずに、前記ＳｒＣＯ３の少なくとも一部分を、前記ＳｒＣＯ３よりも前記溶媒により容易に溶媒和される塩に変換することと；
（ｃ）前記変換ステップ（ｂ）の後で、前記溶液から前記少なくとも１種の不純物を除去することと；
（ｄ）前記除去ステップ（ｃ）の少なくとも一部分の後で、ＳｒＣＯ３の前記塩の少なくとも一部分から、ＳｒＣＯ３よりも前記溶液により可溶性でないＳｒの塩を形成するのに効果的な条件に、前記溶液を曝露させることと；
（ｅ）前記Ｓｒの比較的不溶性の塩の少なくとも相当量の部分をＳｒＯに変換することとを含む方法。
【請求項２】
前記変換ステップ（ｅ）が、炭酸塩を用いて前記Ｓｒの比較的不溶性の塩を前記溶液から析出させ、前記塩の析出物を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記変換ステップ（ｅ）が、前記析出した塩の少なくとも一部分の熱分解を更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
酸素含有アルカリ土類金属塩をアルカリ土類金属塩の酸化物に熱分解するための方法であって、
（ａ）湿潤形態の前記酸素含有アルカリ土類金属塩を提供するために、液体キャリアと共に前記酸素含有アルカリ土類金属塩出発物質を準備することと；
（ｂ）加熱により前記湿潤物質を流動化させることであり、前記液体キャリアの量が加熱の際に前記流動化を可能にするのに十分であり、前記加熱の量が、前記酸素含有アルカリ土類金属塩の前記アルカリ土類金属塩の酸化物への熱分解を達成するのに十分であることとを含む方法。
【請求項５】
前記酸素含有アルカリ土類金属塩が炭酸ストロンチウムを含み、前記アルカリ土類金属塩がＳｒＯを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
比較的低純度の酸素含有形態のアルカリ土類金属を含有する物質から高純度のアルカリ土類金属酸化物を調製する方法であって、
（ａ）溶媒を準備することと；
（ｂ）前記比較的低純度の酸素含有アルカリ土類金属物質を、前記低純度物質中の前記アルカリ土類金属の少なくとも一部分が、前記アルカリ土類金属酸化物出発物質よりも、前記準備された溶媒により容易に溶媒和される塩に変換される条件に曝露させることと；
（ｃ）前記変換された物質の少なくとも一部分を、前記準備された溶媒に溶媒和させて、前記変換された物質を含む溶液を形成することと；
（ｄ）前記溶液から不純物を除去することと；
（ｅ）前記除去ステップ（ｄ）の後で、前記より容易に溶媒和されるアルカリ土類金属の塩を所望のアルカリ土類金属酸化物に変換することとを含む方法。
【請求項７】
前記高純度のアルカリ土類金属酸化物がＳｒＯを含み、前記比較的低純度のアルカリ土類金属の酸素含有形態が炭酸ストロンチウムを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記曝露ステップ及び前記溶媒和ステップが実質的に同時に実行される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１種の金属含有非Ｓｒ不純物を含有する工業級ＳｒＣＯ３から高純度ＳｒＯを調製するための方法であって、
（ａ）工業級ＳｒＣＯ３を酸性水溶液中で反応させ、前記ＳｒＣＯ３よりも容易に前記溶媒に溶媒和される塩を生成することと；
（ｂ）ステップ（ａ）で形成された溶液から前記少なくとも１種の不純物を洗浄することと；
（ｃ）ステップ（ｂ）の生成物からＳｒＣＯ３を析出させることと；
（ｄ）前記ＳｒＣＯ３の相当量の部分をＳｒＯに変換するのに効果的な条件下で、ステップ（ｃ）の析出したＳｒＣＯ３を加熱することとを含む方法。
【請求項１０】
（ａ）の前記酸がＨＣｌ又はＨＮＯ３の少なくとも１つを含む、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高純度金属酸化物を調製するための新規な方法、及び特に酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）等の高純度アルカリ土類金属酸化物に関する。ＳｒＯは、例えば高温超伝導体の製造における原料として有用である。
【背景技術】
【０００２】
酸化ストロンチウムは、あるタイプの高温超伝導物質、特に高温超伝導セラミックの調製に頻繁に使用される。高温超伝導体とは、実質的に絶対零度を超えた温度で電気を本質的に完全に伝導する物質である。例えば、通常の超伝導体は、絶対零度をほんのわずかに（例えば、３又は４度）超えた温度で通常は機能する。多くの好ましい高温超伝導体が、実質的により高温で機能する。例えば、酸化銅に基づく１つの高温超伝導体は、ビスマス、ストロンチウム、カルシウム、銅、及び酸素（多くの場合ＢＳＣＣＯ又はＢＩＳ−ｋｏと呼ばれる）から構成され、この物質は約１００°Ｋの臨界温度を有する。そのようなＢＳＣＣＯ超伝導体は、典型的には、２つの酸化ビスマス層、１つの酸化ストロンチウム層、及び幾つかのカルシウム原子がそれらの間にはさまれている２つの酸化銅層という層群の一連の反復からできている。そのような酸化銅超伝導体は、例えば、電力変圧器及び携帯電話基地局に使用できる。現在、そのような物質は、磁気共鳴画像機等の実験的な生物医学的なデバイスで試験されている。
【０００３】
高温超伝導体は、［Ｙ又はＬａ（ランタノイド）］−（Ｂａ又はＳｒ）−−Ｃｕ−−Ｏ（約９０°Ｋの臨界温度を有する）を含む系からも開発されている。
そのような物質の使用に伴う１つの難しさは、層の１つ又は複数にある比較的少量の不純物が、超伝導を生み出す機序を妨害する場合があるということである。したがって、このような応用のために酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）を使用するには、特に金属不純物に関して比較的高純度の物質が一般的に必要とされ、その場合、極微量のそのような不純物でさえ、そのような物質の機能に有害であり得る。更に、そのような応用における使用を増進するために、そのような物質は、比較的微細で均質な粒径分布を有することが好ましいことが多い。その上、多くのそのような応用においては物質の試金は比較的高いことが望ましいが、それはＳｒＯが吸湿性であるため及び雰囲気からＣＯ２を吸収する傾向が高いため、一般的に達成が困難である。
【０００４】
ＳｒＯを調製するための１つの公知の方法は、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）又は二水酸化ストロンチウム（Ｓｒ（ＯＨ）２）等の水酸化ストロンチウムの熱分解である。例えば、国際公開第９７１１９８９４号パンフレットには、４００℃から９００℃の間の温度におけるＳｒ（ＯＨ）２の熱処理によるＳｒＯの調製が記載されている。この方法の１つの短所は、Ｓｒ（ＯＨ）２が３７５℃の融点を有し、その結果この工程が、セラミック及び金属等の、反応槽が作られている物質を攻撃又はそうでなければ分解する傾向を有する高アルカリ性溶解物中で進行することである。そのような条件下で高純度ＳｒＯを製造することは、非常に不都合であり、恐らく実際には可能ではない。
【０００５】
ＳｒＣＯ３の熱処理によるＳｒＯの調製が開示されている。従来一般的に使用されてきた分解ステップでは、大気圧下で約１２９０℃の温度に熱した反応槽に固体ＳｒＣＯ３粒子を導入することが一般的に必要である。そのような方法の１つの短所は、このように調製されたＳｒＯが極めて硬化した固形物質を形成する傾向があるということであり、ルツボ又は他の容器から反応生成物の取り出すことが困難及び／又は非能率的及び／又は非効果的であり得る。
【０００６】
１つの代替法の提案が、米国特許第１，７８２，８３０号及び第２，３８２，９０９号に示唆されている。これらの特許で開示された工程では、熱処理工程の前にＳｒＣＯ３がカーボンブラックと混合される。この方法の１つの短所は、不揮発性又は可燃性の不純物が、ＳｒＯ中に不純物を生成するということである。回転炉を使用する類似の工程は、ＤＴ２４１９８２２に開示されている。
【０００７】
水素雰囲気下（米国特許第１，９４７，９５２号）、又は真空中（米国特許第１，７２９，４２８号）で熱処理ステップを実施することにより、硬化問題を克服する試みがなされてきた。両方法は、先進的で比較的高価な炉の配置を必要とし、工業規模でそのような調製手順を実施するための投資及び潜在的には操業に高額のコストが伴う。
【０００８】
米国特許第３，７４３，６９１号には、回転炉又は流動床炉を使用して比較的低純度のＳｒＣＯ３をまず熱処理し、ＳｒＯを含有する混合物を形成することにより、市販のＳｒＣＯ３を精製することが示唆されている。その後、このステップの後で、反応生成物中のＳｒＯを水和させてＳｒ（ＯＨ）２を生成し、その後二水酸化物を水に溶解させる。その後、反応生成物に含有される不溶性固体は、濾過により除去される。その後、濾過液は、無機炭酸塩が水溶液に添加されてＳｒＣＯ３が形成される炭酸化ステップに曝露される。この工程は短所を有する。例えば、この工程で中間物として形成されるＳｒＯは、相当量の不純物を含有する。また、別の短所は、Ｓｒ（ＯＨ）２の水溶性が低いため、単位体積当たりの精製ＳｒＣＯ３の収率が比較的低いことである。
【発明の概要】
【０００９】
１つの態様では、出願人らは、炭酸ストロンチウム等の、そのような金属の炭酸化又は他の酸素化形態の比較的低純度な形態から、比較的高純度のＳｒＯ等のアルカリ土類金属酸化物を製造する工程であり、上述された困難性の１つ又は複数を克服し他の利点を提供する工程を発見した。本発明のこの態様では、工業級（ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｇｒａｄｅ）ＳｒＣＯ３等の比較的低純度の物質を出発物質として使用し、比較的低コスト出発物質の使用を１つの潜在的利点として有する。ＳｒＣＯ３等の比較的低純度の物質は、そこに含有されている金属炭酸塩の少なくとも一部が、ＳｒＣＯ３等の炭酸化された出発物質よりも準備された溶媒、特に水性溶媒に、より容易に溶媒和される塩に変換されるが、同時にそのような選択された溶媒中の不純物の少なくとも１種又は複数種の溶解度を実質的に増加させない条件に曝露される。その後、Ｓｒイオン等のアルカリ土類金属イオンの濃度増加を提供するこのステップの後で、好ましくは、固体又はそうでなければ不溶性の不純物を溶液から除去する。ある実施形態では、除去ステップは、好ましくは溶液中の所望の金属イオンの量及び／又は濃度を実質的に減少させずに、溶液中に溶解している不純物の固体塩を形成するステップを含むことができる。除去テップの後で、溶液は、好ましくは除去が困難な任意の相当量の不純物を溶液に添加することなく、ストロンチウム塩等のアルカリ土類金属の比較的不溶性の塩を形成するのに効果的である条件に好ましくは曝露される。不溶性塩は、好ましくは、所望のアルカリ土類金属酸化物、好ましくはＳｒＯに容易に及び効果的に変換できるものでもあり、本発明のある態様は、好ましくは析出により不溶性塩を溶液から除去し、その後好ましくは本明細書中で開示された好ましい熱分解ステップにより不溶性塩を所望のアルカリ土類金属酸化物に変換して、比較的高純度の形態の金属酸化物を形成することを伴う。
【００１０】
本発明の１つの態様では、出願人らは、炭酸ストロンチウム等の酸素含有アルカリ土類金属塩をアルカリ土類金属塩の酸化物に熱分解するための新規な方法を発見した。好ましい実施形態では、本発明は、物質を加熱した際に、溶媒が存在することで物質が熱分解を起こすための流動化状態が形成される傾向がある、塩と結合した、十分に豊富な量の水又は他の好ましい溶媒を有する、熱分解用の出発物質を提供する。出願人らは、そのような方法が、炭酸ストロンチウム等のアルカリ土類金属塩をＳｒＯ等の１種又は複数種の酸化物に変換するための、効果的で効率的な技術を提供することを発見した。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の１つの好ましい実施形態の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のある好ましい実施形態には、工業級ＳｒＣＯ３等の比較的低純度のＳｒＣＯ３から比較的高純度のＳｒＯを形成することが含まれる。本明細書中で使用される場合、「工業級ＳｒＣＯ３」という用語は、９５％より高いが約９８％未満（質量による）のＳｒＣＯ３を含有する物質を意味する。「比較的低純度のＳｒＣＯ３」という用語は、工業級か又は純度がより低い物質を意味する。バッチ毎の方法及び半連続的な方法も企図されるが、供給流動１等の出発物質が容器２０に好ましくは連続的に提供される図１との関連で、本発明のある好ましい実施形態を以下に記述する。好ましくは、ある実施形態での出発物質は、１種又は複数種の不純物を含有する、工業級ＳｒＣＯ３等の比較的低純度のアルカリ土類金属炭酸塩を含み、ある好ましい実施形態では、不純物には、他の金属及び／又は他の金属の化合物若しくは塩、例えば、ケイ酸塩、酸化鉄、及び／又はバリウム塩が含まれる。好ましい実施形態では、少なくとも幾つかの不純物は、好ましくは本明細書中に記載されたような熱工程により、実際に所望の金属酸化物を形成するステップに先立って除去される。
【００１３】
自由選択的に、しかし好ましくは、炭酸塩含有出発物質も受容する容器２０に１つ又は複数の流動２を導入すること等により、可溶化剤が出発塩に導入される。添付の図面における単一数の使用は、指定の物質が、容器に一度に添加される必要のある単一成分の物質であることを示唆するとは意図されていないことが理解されよう。むしろ、そのような慣例は便宜上のためだけに使用され、例えば、可溶化剤の流動２は、別々に容器へ導入される複数の流動を実際に含み得ることが企図される。好ましい実施形態では、可溶化剤は、溶液中の所望の金属イオンの濃度を増加させることが可能な溶媒及び／又は作用剤（酸、好ましくは強酸、及びより好ましくは強酸性水溶液等）を含む。一般的に、本明細書中に含まれる教示を考慮すると、当業者であれば、任意の特定の応用のために、水溶性アルカリ土類金属塩及び特にＳｒ−塩を形成するすべての無機酸及び脂肪族カルボン酸を含む適切な可溶化剤を選択できるだろうと考えられる。例えば、好ましい実施形態では、炭酸塩は、好ましくはわずかにモル超過である量の水及びＨＣｌの添加によって、可溶性塩ＳｒＣｌ２に変換される。好ましくは、ＨＣｌは、好ましくは約５ｍｏｌ％（好ましくは約ｐＨ５まで）のＨＣｌ水溶液である。好ましくは、可溶化剤は、所望の金属イオン（Ｓｒイオン等）の大部分の割合、及びより好ましくは実質的にそのすべてを溶液の中に溶解させるのに効果的である。他の実施形態では、可溶化剤はＨＮＯ３水溶液又は濃ＨＮＯ３を含む。
【００１４】
溶液が形成されるやいなや又は自由選択的には溶液の形成と同時に、好ましくは適切な容器３０での攪拌等により攪拌された溶液に洗浄剤を添加することにより、洗浄剤４は、溶液３と密接に接触させられる。洗浄剤の機能は、溶液からの不純物除去を支援することである。このステップの洗浄剤は、不溶性不純物の除去を支援するだけでなく、溶液に可溶性の不純物に対する不可溶化剤（ｄｅｓｏｌｕｂｉｌｉｚｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）としても機能し得ることが意図されている。洗浄剤が不可溶化剤を含む場合、洗浄剤は、好ましい実施形態ではＳｒイオンである所望の金属のイオンを実質的に不可溶化しないことが好ましい。更に、そのような不純物が、溶液から又はいったん形成された金属酸化物から容易に又は直ちに除去されない限り、洗浄剤が溶液に更なる不純物を加えないことが非常に好ましい。
【００１５】
酸素含有金属塩出発物質が炭酸ストロンチウムであり、可溶化剤が強酸、好ましくは特にＨＣｌ等の無機強酸である好ましい実施形態では、洗浄剤は過酸化物水溶液を含む。好ましい実施形態では、過酸化物溶液は、約１０％から約４０％のＨ２Ｏ２、より好ましくは約３０％から約３８％まで、及びある実施形態では約３５％のＨ２Ｏ２を含む溶液を含む。洗浄剤の量は、好ましくは、溶液中の鉄イオンの相当量の部分、好ましくはその実質的にすべてを析出するのに効果的な量及び条件で添加される。そのような実施形態の好ましい適用では、過酸化水素洗浄剤は、酸化鉄、特にＦｅ２Ｏ３ｘｎ（Ｈ２Ｏ）の析出を引き起こす。
【００１６】
本明細書中に含まれている教示を考慮すると、出発物質に見出される特定の不純物を除去するための洗浄剤を容易に調整できることが理解されよう。したがって、ある実施形態では、洗浄剤は、１つ又は複数の成分を含み、好ましくは、次の金属：Ａｌ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、及びこれらの組み合わせの１つ又は複数を含有する又はからなる１種又は複数種の不純物の相当量の部分、好ましくはそのすべてを析出させるのに効果的な量及び条件で添加される。
【００１７】
洗浄剤に存在するか、又は洗浄剤により運搬された固体は、濾過を含む周知の手段のいずれか１つにより溶液から好ましくは分離され、そして流動６として除去されて精製溶液５を生成する。
【００１８】
したがって、アルカリ土類金属イオン、及び比較的低減された量の他の金属又は他の不純物の望ましくないイオンを含有する精製溶液５が、本発明のそのような態様により生成されることが分かる。好ましくは、本方法は、可溶性がより低い又は不溶性の１種又は複数種の塩をアルカリ土類金属イオンから形成することにより、少なくとも相当量の割合の、好ましくはすべての所望のアルカリ土類金属イオンを溶液から取り出すステップも含む。そのようなステップは、溶液に析出剤７Ｂを添加して、図１では流動８として示されている、所望のアルカリ土類金属の高純度な塩を含む析出物を形成することを含むことができる。析出剤はそれ自体が、溶液から析出物を洗浄するのに役立ってもよく、又は個別の洗浄剤７Ａが使用されてもよい。塩酸が可溶化剤として使用される場合に生じるであろうようなイオンが陰性のハロゲンイオンと配位して存在する特定の実施形態では、金属炭酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、及び／又はそれらの混合物等の酸素含有塩の形態でイオンを析出させることが好ましい。溶液が高アルカリ性溶液の形態、例えばＫＯＨ、ＮａＯＨ、又はＮＨ３溶液で形成されていてよい場合のようなある実施形態では、化学量論量のＨ２Ｏ２で析出することによりＳｒＯ２を形成することが好ましい場合がある。しかしながら、そのような場合、ＳｒＯ２の熱分解又は爆発を防止するのが難しいことに関する短所が生じる場合がある。多くの実施形態では、金属炭酸塩が析出物の好ましい形態である。多くの場合、非金属析出剤、好ましくは水溶液中の非金属塩を使用することが好ましい。ある好ましい実施形態では、形成ステップ４０は、好ましくは、溶液中のアルカリ土類金属イオンの実質的にすべてと結合するのに効果的な量の、ある量の水溶液中の非金属塩、好ましくは（ＮＨ４）２ＣＯ３等の水溶性炭酸塩及び／又はＮＨ４ＨＣＯ３等の炭酸水素塩を、溶液に添加することによりＳｒＣＯ３を形成することを含む。ＮＨ４ＨＣＯ３及び（ＮＨ４）２ＣＯ３は、それにより形成されるＮＨ４−塩が、好ましい酸化物への好ましいＳｒＣＯ３の熱処理内で好ましくは分解するはずなので、析出したＳｒＣＯ３等のアルカリ土類金属炭酸塩の金属イオンでの汚染を回避するという利点を有するため、好ましい。
【００１９】
好ましい実施形態では、精製ＳｒＣＯ３等の精製溶液から形成される不溶性塩は、溶液から析出され、その後例えば吸引濾過により分離される。その後、析出した塩は、可溶化ステップから存在している場合があるハロゲン部分等の任意の不用物質を析出物から除去するために、好ましくは水を含む洗浄剤と好ましくは接触させられる。ある実施形態では、濾過液は、十分に低量の塩化物イオン等のそのようなイオンが濾過液で検出されるのに効果的な条件下で十分な時間、洗浄ステップを継続させるために、洗浄ステップ期間中モニターされる。
【００２０】
その後、金属炭酸塩は、そのような変換を実施するための当業者に既知である任意の１つ又は複数の手段及び方法により、所望の酸化物に変換できる。しかしながら、非常に好ましい実施形態では、高純度塩８は、熱分解により、更により好ましくは熱分解中に塩の自己流動化が可能である形態の塩を提供することにより、所望の金属酸化物、好ましくはＳｒＯに変換される。例えば、混合物中の塩に流動化剤、好ましくは水を提供することが好ましい。特定の実施形態では、例えば、塩は、塩が約５０％から約９５％までの、更により好ましくは約７０％から約９０％までのＳｒＣＯ３等の酸素含有塩と、約５％から５０重量％までの、更により好ましくは約１０％から約３０％までの流動化剤、好ましくは水とを含む湿性又は湿潤状態で提供される。その後、湿性又は湿潤物質は、好ましくはＡｌ２Ｏ３ルツボ等の容器に配置され、塩を酸化物に変換し、変換ステップ中に物質を流動化させるのに効果的な温度に及び条件下で加熱する。例えば、ＳｒＣＯ３の変換の場合には、約１２９０℃から約１３５０℃までの温度に、好ましくは約１２時間から約２０時間までの期間、物質を加熱することが好ましい。ある好ましい実施形態では、変換ステップは、毎分約２℃から約４℃までの速度で塩を加熱することを含む。多くの実施形態では、本明細書における好ましい速度を上回る加熱速度は、ＳｒＯにエネルギーを過剰に与えることが本発明者らにより見出された。好ましい実施形態における総加熱時間に関しては、ＳｒＣＯ３のＳｒＯへの分解が実質的に完了するのを確実にすることが一般的に有利である。当業者であれば、本明細書中に含まれる教示に基づいて、所望の金属酸化物、特にＳｒＯへの最大限の変換を確実にするために、任意の特定の実施形態について好ましい反応条件決定できるだろう。多くの実施形態では、約１３５０℃以上の反応温度の場合、少なくとも約１２時間、塩を熱に曝露させることが好ましい。好ましくは反応ステップが完了した後、ひいてはＳｒＯの試金を低下させる場合がある水及びＣＯ２吸収を最小限にするために、好ましくは乾燥窒素雰囲気下で物質を冷却する。
【００２１】
出願人らは、任意の特定の作用理論により又は任意の特定の作用理論に束縛されることを必ずしも意図しないが、本方法による本発明の望ましい金属酸化物、特にＳｒＯは、非湿性ＳｒＣＯ３の熱処理（通常は非常に硬いブロックとして反応槽から取得される）と比べてあまり硬化せず、湿性の物質から水が徐々に煮沸して蒸発することにより、ＳｒＣＯ３の分解が進行する前に、非常に開いた構造の物質がもたらされると考えられる。この構造は、硬化した物質の形成中にＳｒＯの焼結を最小限にするか又は防止する。また、使用されるＳｒＣＯ３が高純度であるため、ＳｒＣＯ３の熱分解前には融解が全く進行しないか又は比較的低量の融解が進行する。
【００２２】
その結果生じるＳｒＯ等の酸化物は容器から取り出され、好ましい実施形態では所望の粒径に粉砕され、所望の粒径は、ある実施形態では１００％が＜４０μｍである粒径を含む。好ましい実施形態では、粒径分布はおよそ以下の通りである：５％が＜３．０μｍ；５０％が＜８．２μｍ；９５％が＜１７．４μｍで、平均粒径が約８．９μｍ。一般的に、より微細な原料を使用することが好ましい。好ましくは、本工程によるＳｒＯの試金は好ましくは約９９％を超えており、本明細書中で使用される場合、それは、ＳｒＯの水中懸濁液を希ＨＣｌを用いて滴定することにより決定されるようなＳｒＯ濃度を意味する。好ましくは、３ｄ遷移元素に関する不純物レベルは、そのような元素の各元素について約１０ｐｐｍ未満である。
【実施例】
【００２３】
実施例１  ＳｒＣＯ３の精製
【００２４】
【表１】
2010513185.tif 000003
【００２５】
手順：
１００ｍｌの工業級ＳｒＣＯ３及び１００ｍｌの水を５００ｍｌのビーカーに添加する。１４０ｇの３７％ＨＣｌを３０分間以内で滴下漏斗を使用して添加した。ＣＯ２発生が視認され、温度は３７℃に上昇した。その後、混合物を２７５ｍｌの水で希釈した。その後、１ｍｌの３５％Ｈ２Ｏ２を添加し、懸濁液を１時間室温で攪拌した。その後、懸濁液を濾過し、不溶性物質及び析出したＦｅ２Ｏ３ｘｎ（Ｈ２Ｏ）を除去した。その後、溶液を６００ｍｌの容積に希釈し、５７０ｍｌの水に溶解された１１５．３ｇのＮＨ４ＨＣＯ３の溶液を１．５時間以内で添加した。その後、懸濁液を更に１５分間攪拌した。析出したＳｒＣＯ３は、吸引濾過により母液から分離した。ＡｇＮＯ３水溶液の添加により塩化物イオンが洗浄水中で検出できなくなるまで、約１Ｌの水で析出物を洗浄した。
【００２６】
収量（湿性）＝１２４．５ｇ
ＳｒＣＯ３は２０．３％の水分を含有していた。
ＳｒＣＯ３の調製
湿性ＳｒＣＯ３（６０４ｇ）を２．５ｌのＡｌ２Ｏ３ルツボに配置した。この物質を炉に配置し、８時間以内で１３５０℃にまで加熱した。この温度を１５時間維持し、その後加熱ユニットのスイッチを切った。室温への冷却工程は、乾燥窒素雰囲気下で実施した。粗ＳｒＯは、ＩＫＡ社製ＭＦ１０型実験室用粉砕機を使用して粉砕した。
【図１】
2010513185.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月18日(2009.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｒＣＯ３及び少なくとも１種の不純物を含む物質から高純度のＳｒＯを調製するための方法であって、
（ａ）前記ＳｒＣＯ３の少なくとも一部分が準備された溶媒に溶解している液体形態の前記物質を準備することと；
（ｂ）前記溶媒中の前記少なくとも１種の不純物の溶解度を実質的に増加させずに、前記ＳｒＣＯ３の少なくとも一部分を、前記ＳｒＣＯ３よりも前記溶媒により容易に溶媒和される塩に変換することと；
（ｃ）前記変換ステップ（ｂ）の後で、前記溶液から前記少なくとも１種の不純物を除去することと；
（ｄ）前記除去ステップ（ｃ）の少なくとも一部分の後で、ＳｒＣＯ３の前記塩の少なくとも一部分から、ＳｒＣＯ３よりも前記溶液により可溶性でないＳｒの塩を形成するのに効果的な条件に、前記溶液を曝露させることと；
（ｅ）前記Ｓｒの比較的不溶性の塩の少なくとも相当量の部分をＳｒＯに変換することとを含む方法。
【請求項２】
酸素含有アルカリ土類金属塩をアルカリ土類金属塩の酸化物に熱分解するための方法であって、
（ａ）湿潤形態の前記酸素含有アルカリ土類金属塩を提供するために、液体キャリアと共に前記酸素含有アルカリ土類金属塩出発物質を準備することと；
（ｂ）加熱により前記湿潤物質を流動化させることであり、前記液体キャリアの量が加熱の際に前記流動化を可能にするのに十分であり、前記加熱の量が、前記酸素含有アルカリ土類金属塩の前記アルカリ土類金属塩の酸化物への熱分解を達成するのに十分であることとを含む方法。
【請求項３】
少なくとも１種の金属含有非Ｓｒ不純物を含有する工業級ＳｒＣＯ３から高純度ＳｒＯを調製するための方法であって、
（ａ）工業級ＳｒＣＯ３を酸性水溶液中で反応させ、前記ＳｒＣＯ３よりも容易に前記溶媒に溶媒和される塩を生成することと；
（ｂ）ステップ（ａ）で形成された溶液から前記少なくとも１種の不純物を洗浄することと；
（ｃ）ステップ（ｂ）の生成物からＳｒＣＯ３を析出させることと；
（ｄ）前記ＳｒＣＯ３の相当量の部分をＳｒＯに変換するのに効果的な条件下で、ステップ（ｃ）の析出したＳｒＣＯ３を加熱することとを含む方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
収量（湿性）＝１２４．５ｇ
ＳｒＣＯ３は２０．３％の水分を含有していた。
ＳｒＣＯ３の調製
湿性ＳｒＣＯ３（６０４ｇ）を２．５ｌのＡｌ２Ｏ３ルツボに配置した。この物質を炉に配置し、８時間以内で１３５０℃にまで加熱した。この温度を１５時間維持し、その後加熱ユニットのスイッチを切った。室温への冷却工程は、乾燥窒素雰囲気下で実施した。粗ＳｒＯは、ＩＫＡ社製ＭＦ１０型実験室用粉砕機を使用して粉砕した。
１．ＳｒＣＯ３及び少なくとも１種の不純物を含む物質から高純度のＳｒＯを調製するための方法であって、
（ａ）前記ＳｒＣＯ３の少なくとも一部分が準備された溶媒に溶解している液体形態の前記物質を準備することと；
（ｂ）前記溶媒中の前記少なくとも１種の不純物の溶解度を実質的に増加させずに、前記ＳｒＣＯ３の少なくとも一部分を、前記ＳｒＣＯ３よりも前記溶媒により容易に溶媒和される塩に変換することと；
（ｃ）前記変換ステップ（ｂ）の後で、前記溶液から前記少なくとも１種の不純物を除去することと；
（ｄ）前記除去ステップ（ｃ）の少なくとも一部分の後で、ＳｒＣＯ３の前記塩の少なくとも一部分から、ＳｒＣＯ３よりも前記溶液により可溶性でないＳｒの塩を形成するのに効果的な条件に、前記溶液を曝露させることと；
（ｅ）前記Ｓｒの比較的不溶性の塩の少なくとも相当量の部分をＳｒＯに変換することとを含む方法、
２．前記変換ステップ（ｅ）が、炭酸塩を用いて前記Ｓｒの比較的不溶性の塩を前記溶液から析出させ、前記塩の析出物を形成することを含む、前記１に記載の方法、
３．前記変換ステップ（ｅ）が、前記析出した塩の少なくとも一部分の熱分解を更に含む、前記２に記載の方法、
４．酸素含有アルカリ土類金属塩をアルカリ土類金属塩の酸化物に熱分解するための方法であって、
（ａ）湿潤形態の前記酸素含有アルカリ土類金属塩を提供するために、液体キャリアと共に前記酸素含有アルカリ土類金属塩出発物質を準備することと；
（ｂ）加熱により前記湿潤物質を流動化させることであり、前記液体キャリアの量が加熱の際に前記流動化を可能にするのに十分であり、前記加熱の量が、前記酸素含有アルカリ土類金属塩の前記アルカリ土類金属塩の酸化物への熱分解を達成するのに十分であることとを含む方法、
５．前記酸素含有アルカリ土類金属塩が炭酸ストロンチウムを含み、前記アルカリ土類金属塩がＳｒＯを含む、前記４に記載の方法、
６．比較的低純度の酸素含有形態のアルカリ土類金属を含有する物質から高純度のアルカリ土類金属酸化物を調製する方法であって、
（ａ）溶媒を準備することと；
（ｂ）前記比較的低純度の酸素含有アルカリ土類金属物質を、前記低純度物質中の前記アルカリ土類金属の少なくとも一部分が、前記アルカリ土類金属酸化物出発物質よりも、前記準備された溶媒により容易に溶媒和される塩に変換される条件に曝露させることと；
（ｃ）前記変換された物質の少なくとも一部分を、前記準備された溶媒に溶媒和させて、前記変換された物質を含む溶液を形成することと；
（ｄ）前記溶液から不純物を除去することと；
（ｅ）前記除去ステップ（ｄ）の後で、前記より容易に溶媒和されるアルカリ土類金属の塩を所望のアルカリ土類金属酸化物に変換することとを含む方法、
７．前記高純度のアルカリ土類金属酸化物がＳｒＯを含み、前記比較的低純度のアルカリ土類金属の酸素含有形態が炭酸ストロンチウムを含む、前記６に記載の方法、
８．前記曝露ステップ及び前記溶媒和ステップが実質的に同時に実行される、前記６に記載の方法、
９．少なくとも１種の金属含有非Ｓｒ不純物を含有する工業級ＳｒＣＯ３から高純度ＳｒＯを調製するための方法であって、
（ａ）工業級ＳｒＣＯ３を酸性水溶液中で反応させ、前記ＳｒＣＯ３よりも容易に前記溶媒に溶媒和される塩を生成することと；
（ｂ）ステップ（ａ）で形成された溶液から前記少なくとも１種の不純物を洗浄することと；
（ｃ）ステップ（ｂ）の生成物からＳｒＣＯ３を析出させることと；
（ｄ）前記ＳｒＣＯ３の相当量の部分をＳｒＯに変換するのに効果的な条件下で、ステップ（ｃ）の析出したＳｒＣＯ３を加熱することとを含む方法、
１０．（ａ）の前記酸がＨＣｌ又はＨＮＯ３の少なくとも１つを含む、前記９に記載の方法。
【国際調査報告】
2010513185.tif 000005
2010513185.tif 000006
2010513185.tif 000007