(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーダを含有する水酸化アルミニウム又は遷移アルミナに、シリカ系物質をアルミナ粒子を用いて被覆してなるシリカ系脱ソーダ剤を添加し、鉱化剤の存在下で焼成した後、該脱ソーダ剤とアルミナを分離してなる低ソーダアルミナの製造方法。
【請求項２】
アルミナ粒子の平均粒子径が１０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１記載の低ソーダアルミナの製造方法。
【請求項３】
シリカ系物質が珪石、石英、珪砂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の低ソーダアルミナの製造方法。
【請求項４】
脱ソーダ剤のＳｉＯ2含有量が５０重量％以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の低ソーダアルミナの製造方法。
【請求項５】
鉱化剤がフッ素系物質であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の低ソーダアルミナの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は低ソーダアルミナの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低ソーダアルミナは、内燃機関のスパークプラグ碍子、電子部品用セラミックス、耐熱性・耐摩耗性セラミックス等の原料として多量に使用されている。
【０００３】
低ソーダアルミナの工業的な製造方法として、アルミン酸ナトリウム溶液を加水分解して得られるソーダを含有する水酸化アルミニウム又は遷移アルミナにシリカ系物質を添加し、鉱化剤の存在下で焼成した後、シリカ系物質を分離する方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記方法ではシリカ系物質として、十分に水洗し、かつ微粒成分を除去したシリカ系物質を用いる場合にも低ソーダアルミナはＳｉＯ2含有量が高くなることがあった。
【０００５】
【発明を解決するための手段】
本発明者等は、ソーダを含有する水酸化アルミニウム又は遷移アルミナから低ソーダアルミナを製造するための方法について鋭意検討した結果、シリカ系物質をアルミナ粒子を用いて被覆してなるシリカ系脱ソーダ剤を用いることによりＳｉＯ2含有量を低減し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、（１）ソーダを含有する水酸化アルミニウム又は遷移アルミナに、シリカ系物質をアルミナ粒子を用いて被覆してなるシリカ系脱ソーダ剤を添加し、鉱化剤の存在下で焼成した後、該脱ソーダ剤とアルミナを分離してなる低ソーダアルミナの製造方法であり、
【０００６】
（２）アルミナ粒子の平均粒子径が１０〜２００μｍであることを特徴とする（１）記載の低ソーダアルミナの製造方法であり、
【０００７】
（３）シリカ系物質が珪石、石英、珪砂であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の低ソーダアルミナの製造方法であり、
【０００８】
（４）脱ソーダ剤のＳｉＯ2含有量が５０重量％以上であることを特徴とする（１）〜（３）の何れか１つに記載の低ソーダアルミナの製造方法であり、
【０００９】
（５）鉱化剤がフッ素系物質であることを特徴とする（１）〜（４）の何れか１つに記載の低ソーダアルミナの製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明は、シリカ系物質をアルミナ粒子を用いて被覆してなるシリカ系脱ソーダ剤を用いることを特徴とする。前記シリカ系脱ソーダ剤を用いる場合には、ＳｉＯ2含有量の低い低ソーダアルミナを製造することができる。更に、同一焼成炉を使って繰り返し焼成した時でも、ＳｉＯ2含有量が低い低ソーダアルミナを得ることが可能となる。
【００１１】
シリカ系物質としては、例えば、珪石、石英、珪砂、シャモット、ムライト、シリマナイト、マグネシウムシリケート、アルミナシリケート等が挙げられる。就中、脱ソーダ性能が高いことから、珪石、石英、珪砂の適用が推奨される。前記シリカ系物質は、通常、平均粒子径が０．３ｍｍ〜２ｍｍであることが好ましい。
【００１２】
シリカ系物質を被覆するために用いるアルミナ粒子しては、そのアルミナ粒子の平均粒子径は好ましくは２〜２００μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍである。平均粒子径が前記範囲内である場合には、シリカ系物質に由来する低ソーダアルミナのＳｉＯ2汚染を一層低減し、かつ低ソーダアルミナの脱ソーダ化を促進できる。理由は詳らかではないが、ＳｉＯ2汚染についてはシリカ系物質と水酸化アルミニウム、遷移アルミナ若しくは低ソーダアルミナとが接触することを避けられることが関係し、脱ソーダ化についてはアルミナに含まれるソーダが気体となって拡散しシリカ系物質に捕捉されることが関係していると考えられる。また、得られる低ソーダアルミナの不純物汚染を低減するできることから、前記アルミナ粒子はＡｌ2Ｏ3純度が９９重量％以上であることが好ましい。
【００１３】
シリカ系脱ソーダ剤の調製方法としては、例えば、シリカ系物質とアルミナ粒子とを混合し、次いで得られた混合物をロータリーキルン、ローラーハースキルン又は電気炉等の焼成炉を用い温度１０００℃以上、好ましくは１１００℃〜１３００℃で焼成する方法が挙げられる。脱ソーダ剤の調製に際しては、前記混合物をフッ素系物質又は塩素系物質の存在下で焼成を行ってもよい。シリカ系脱ソーダ剤はＳｉＯ2含有量が好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０重量％〜９０重量％である。
【００１４】
アルミナ粒子の平均粒子径により異なり一義的ではないが、通常、シリカ系脱ソーダ剤を構成するシリカ系物質に対してアルミナ粒子の割合が増えると、シリカ系脱ソーダ剤の脱ソーダ性能が低下する傾向にあるので、アルミナ粒子の割合を適宜調整することが好ましい。
【００１５】
本発明の低ソーダアルミナの製造方法を行うに際しては、前述したシリカ系脱ソーダ剤を用いて以下の工程▲１▼ソーダを含有する水酸化アルミニウム又は遷移アルミナにシリカ系脱ソーダ剤を添加し、▲２▼鉱化剤の存在下で焼成した後、▲３▼脱ソーダ剤とアルミナを分離してなる、を順に行えばよい。
【００１６】
ソーダを含有する水酸化アルミニウム又は遷移アルミナとしては、例えば、アルミン酸ナトリウム溶液を加水分解して得られる水酸化アルミニウム又はその水酸化アルミニウムを仮焼して得られる遷移アルミナ等が挙げられる。また、これらを混合したものでもよい。
【００１７】
鉱化剤としては、例えばフッ素系物質、塩素系物質、ホウ素系物質が挙げられる。就中、焼成炉の腐食が比較的起り難いことからフッ素系物質の適用が推奨される。フッ素系物質の具体例としては、例えば、フッ化水素、フッ化アルミニウム、フッ化マグネシウム、フッ化アンモニウム等が挙げられる。フッ素系物質の最適な存在量は、焼成温度、時間に応じて適宜選択すればよい。
【００１８】
前記工程▲１▼を行うに際しては、例えば、焼成炉に水酸化アルミニウム又は遷移アルミナ（以下、水酸化アルミニウム等とする。）を添加し、シリカ系脱ソーダ剤を添加する方法、焼成炉に水酸化アルミニウム等とシリカ系脱ソーダ剤とを同時に添加する方法、又は水酸化アルミニウム等とシリカ系脱ソーダ剤とを水平円筒型混合機等の容器回転式混合機を用いて混合した後、得られた混合物を焼成炉に添加する方法等で行えばよい。
【００１９】
前記工程▲２▼を行うに際しては、例えば、ロータリーキルン、ローラハースキルン又は電気炉等の焼成炉を用いて工程（１）で得られた水酸化アルミニウム等とシリカ系脱ソーダ剤との混合物をフッ素系物質の存在下で焼成すればよい。焼成条件は、使用する焼成炉により異なり一義的ではないが通常温度が１０００℃以上、好ましくは１１００℃〜１４００℃であり、時間が数分以上、好ましくは１０分〜１０時間である。
【００２０】
前記工程▲３▼を行うに際しては、例えば、篩い分け機等の乾式分級機を用いて脱ソーダ剤とアルミナを分離すればよい。
【００２１】
【実施例】
以下実施例により更に詳細には説明するが、本発明は実施例により制限されるものではない。
Ｎａ2Ｏ含有量（重量％）；蛍光Ｘ線分析により測定した。
ＳｉＯ2含有量（重量％）；蛍光Ｘ線分析により測定した。
【００２２】
実施例１
シリカ系脱ソーダ剤の調製：
平均粒子径１ｍｍの珪砂１００重量部と平均粒子径５０μｍの遷移アルミナ粒子７００重量部とを混合し、次いで得られた混合物を焼成炉を用いて温度１３００℃で焼成した。得られた焼成物を冷却後、１４９μｍの目開きの篩で遷移アルミナ粒子を除去して、ＳｉＯ2含有量７５重量％のシリカ系脱ソーダ剤を得た。
【００２３】
低ソーダアルミナの焼成：
バイヤー法により得られた水酸化アルミニウム（Ｎａ2Ｏ含有量０．２重量％、ＳｉＯ2含有量０．０１重量％未満）１００重量部と前記脱ソーダ剤５重量部との混合物を、フッ素系物質の存在下、連続焼成炉（焼成帯域の温度が１３００℃である。）を用いて焼成し、低ソーダアルミナと脱ソーダ剤との混合物を得た。得られた混合物を冷却後、１４９μｍの目開きの篩を用いて脱ソーダ剤と低ソーダアルミナとに分離した。得られた低ソーダアルミナはＮａ2Ｏ含有量が０．１重量％未満であり、ＳｉＯ2含有量が０．０２７重量％であり、結晶構造がα型であった。
【００２４】
比較例１
実施例１において、前記脱ソーダ剤に変えて、水洗し、かつ微粒成分を除去しして得られた平均粒子径１ｍｍの珪砂を用いた以外は同様にして行った。得られた低ソーダアルミナはＮａ2Ｏ含有量が０．１重量％未満であり、ＳｉＯ2含有量が０．０４４重量％であり、結晶構造がα型であった。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述した様に、本発明はソーダを含有する水酸化アルミニウム又は遷移アルミナからＳｉＯ2含有量が低い低ソーダアルミナを製造し得る方法であり、産業上の利用価値は大である。