(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弗化ニオブの溶液にアンモニアを加えて水酸化ニオブを沈殿させ、該沈殿物を洗浄し、その後焼成処理することからなる粒状酸化ニオブの製造方法において、その沈殿物の洗浄を洗浄後の濾液中の弗素濃度が５００〜３０００ｐｐｍになるまで実施することにより粒状酸化ニオブの粒径、ＢＥＴ、弗素含量を制御することを特徴とする粒状酸化ニオブの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法によって得られることを特徴とする粒状酸化ニオブ。
【請求項３】
粒径Ｄ50が０．６１μｍ〜１．１０μｍ、ＢＥＴが６．１ｍ2／ｇ〜９．８ｍ2／ｇ、弗素含量が１３０ｐｐｍ以下に制御されていることを特徴とする粒状酸化ニオブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミック分野、単結晶分野、光学ガラス分野等で使用される酸化ニオブの製造方法に関し、より詳しくは所定の粒径、ＢＥＴ、弗素含量を有する酸化ニオブの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、酸化ニオブの製造方法として、ニオブ化合物の溶液にアンモニア、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、又はＣＯ2 含有アルカリを添加して水酸化ニオブを沈殿させ、該沈殿物を焼成処理することからなる酸化ニオブの製造方法は公知である(例えば、特公昭４９−３０３５４号公報、特開昭５１−１０１９７号公報、特開平１−１１５８２０号公報、特開平１−１７６２２６号公報)。
【０００３】
重炭酸アンモニウムを用いて水酸化ニオブの沈殿物を生成させる場合には、一般的には、その沈殿物の粒子(一次粒子)が大きくなり、これを焼成すると、その一次粒子が凝集して(粒子の異常成長を起こして)更に大きな二次粒子を生成し、この二次粒子を解砕しても(粉砕ではない)、解砕後の生成酸化物のＢＥＴは０．２〜０．５ｍ2 ／ｇ、ブレーンは７〜２０μｍとなるにすぎない。一方、アンモニアを用いて沈殿物を生成させる場合には、一般に、焼成、解砕後のその生成酸化物のＢＥＴは２〜３ｍ2 ／ｇ、ブレーンは７〜１０μｍとなるにすぎない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
生成酸化ニオブ中の残留弗素が少ない方が好ましいことは当然であるが、酸化ニオブのユーザはこれらの使用に際して、各種の反応に対する反応性、液体中での分散性が良好であり、誘電体に用いた場合にその誘電特性が良好になるものを求めており、このような要求から粒径が小さく且つＢＥＴがなるべく大きい粒状酸化ニオブが要望されている。更に、焼成の際に異常焼結を起こしたような粒子は当然好ましくない。また原料コストの面から考慮すれば炭酸アンモニウム系統のものを用いるよりもアンモニアを用いる方が有利である。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は残留弗素が少なく、粒径が小さく且つＢＥＴがなるべく大きい所定の粒径、ＢＥＴ、弗素含量を有する酸化ニオブの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記の課題を解決するために種々検討を重ねた結果、弗化ニオブの溶液(弗酸又は蓚酸等の有機酸溶液)にアンモニアを加えて得た水酸化ニオブ沈殿物を洗浄した際の該洗浄済沈殿物中の弗素濃度と洗浄後の濾液中の弗素濃度との間に相関関係があること、得られた水酸化ニオブ沈殿物中のＦ濃度が低いと乾燥、焼成において固結を起こし易く、逆にF濃度が比較的高いと乾燥、焼成において固結が緩和されること、従って、その沈殿物の洗浄を洗浄後の濾液中の弗素濃度が５００〜３０００ｐｐｍになるまで実施してその生成水酸化物中の弗素濃度を調節することによって沈殿物の一次粒子径や、生成酸化ニオブの粒径、ＢＥＴをコントロールすることができることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
即ち、本発明の粒状酸化ニオブの製造方法は、弗化ニオブの溶液にアンモニアを加えて水酸化ニオブを沈殿させ、該沈殿物を洗浄し、その後焼成処理することからなる粒状酸化ニオブの製造方法において、その沈殿物の洗浄を洗浄後の濾液中の弗素濃度が５００〜３０００ｐｐｍになるまで実施することにより粒状酸化ニオブの粒径、ＢＥＴ、弗素含量を制御することとする。好ましくは本発明の粒状酸化ニオブの製造方法は、粒状酸化ニオブの粒径Ｄ50を０．６１μｍ〜１．１０μｍ、ＢＥＴを６．１ｍ2／ｇ〜９．８ｍ2／ｇ、弗素含量を１３０ｐｐｍ以下に制御することとする。
【０００８】
弗化ニオブの溶液にアンモニアを加えて水酸化ニオブを沈殿させ、該沈殿物を洗浄して該沈殿物中の弗素濃度を低減させるのであるが、本発明者等の実施した多数の実験により、弗化ニオブの溶液にアンモニアを加えて得た水酸化ニオブ沈殿物を洗浄した際の該洗浄済沈殿物中の弗素濃度と洗浄後の濾液中の弗素濃度との間に相関関係があることが見出された。沈殿物中の弗素濃度を測定することは、一般的には時間がかかるため生産工程に応用するには難がある。しかし、液体中の弗素濃度の測定は容易である。従って、洗浄後の濾液中の弗素濃度を測定することによって沈殿物中の弗素濃度を推定することは生産工程に応用するのに好都合である。
【０００９】
また、本発明者等の実施した多数の実験により、沈殿物中の弗素が焼成の際に焼結を促進したり抑制したりするので、その生成水酸化物中の弗素濃度を調節することによってその後の焼成の際の粒子の異常成長を防止することができ、生成酸化ニオブの粒径をコントロールすることができることが見出された。
【００１０】
以下に実施例に基づいて本発明及びその効果を一層詳しく説明する。
【００１１】
【実施例】
実施例１
ニオブの弗酸溶液にアンモニア水を添加して水酸化ニオブの沈殿物を生成させた。この沈殿物を小分けし、それぞれ種々の程度に洗浄し、濾過した。その洗浄後の濾液中の弗素濃度(イオンメーターでの測定値)、濾残を１３０℃で乾燥した後の水酸化ニオブ中の弗素濃度及びその水酸化ニオブ粒子のＢＥＴはそれぞれ表１に示す通りであった。これらの水酸化ニオブを７６５℃で焼成し、解砕して得た酸化ニオブ中の弗素濃度及びその酸化ニオブ粒子のＢＥＴ、ブレーン(空気透過方式で測定した全粒子の平均粒径)、Ｄ50(粒度分布５０％に相当する粒子径、マイクロ・トラック法による値)及び＋３２５Ｍの量(超音波で１分間分散させた後の３２５メッシュ湿式篩上残分)は表１に示す通りであった。
【００１２】
【表１】
0003907102.tif 000002
表１のデータから明らかなように、ニオブの弗酸溶液にアンモニアを加えて水酸化ニオブを沈殿させ、該沈殿物を洗浄し、その後焼成、解砕処理することからなる酸化ニオブの製造方法において、その洗浄を洗浄後の濾液中の弗素濃度が約３０００ｐｐｍ以下になるまで(即ち、沈殿物中の弗素濃度が０．９％以下になるまで)洗浄することにより焼成後の生成酸化物中の弗素濃度を１０ｐｐｍ以下に、殊に１ｐｐｍ以下にすることができ、またその洗浄を洗浄後の濾液中の弗素濃度が５００ｐｐｍ以上である程度に(即ち、沈殿物中の弗素濃度が０．２％以上である程度に)洗浄することにより焼成後の生成酸化物の粒子の異常成長を防止することができる。逆に、洗浄後の濾液中の弗素濃度が４００ｐｐｍ以下になるまで(即ち、沈殿物中の弗素濃度が０．２％以下になるまで)洗浄することにより焼成の際に焼結粒子を生じさせることもできる。
【００１３】
表１のデータから、洗浄後の濾液中の弗素濃度と洗浄済沈殿物中の弗素濃度との関係をグラフに示すと図１に示す通りである。図１からも明らかなように洗浄後の濾液中の弗素濃度と洗浄済沈殿物中の弗素濃度とは明確な相関関係を有しており、従って洗浄後の泌液中の弗素濃度を測定することによって洗浄済沈殿物中の弗素濃度を明確に推定することができる。
【００１４】
洗浄後の濾液中の弗素濃度と焼成後の酸化物のＢＥＴとの関係をグラフに示すとそれぞれ図２に示す通りである。図２からも明らかなように、洗浄後の濾液中の弗素濃度が２０００〜１００００ｐｐｍの範囲になるまで洗浄することにより焼成後の酸化物のＢＥＴを大きくすることができる。
【００１５】
洗浄後の濾液中の弗素濃度と焼成後の酸化物のブレーン、マイクロ・トラックＤ50又は＋３２５Ｍとの関係をグラフに示すとそれぞれ図３、図４及び図５に示す通りである。図３〜図５、特に図５からも明らかなように、洗浄後の濾液中の弗素濃度が５００〜３０００ｐｐｍの範囲になるまで(即ち、沈殿物中の弗素濃度が０．２％〜０．９％の範囲になるまで)洗浄することにより焼成後の酸化物の粒径をコントロールすることができ、酸化物の９９．５％以上を−３２５メッシュとすることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の製造方法において洗浄後の濾液中の弗素濃度をチェックことにより、所望の粒径、弗素含量、ＢＥＴを有する酸化ニオブを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】洗浄後の濾液中の弗素濃度と洗浄済沈殿物中の弗素濃度との関係を示すグラフである。
【図２】洗浄後の濾液中の弗素濃度と焼成後の酸化物のＢＥＴとの関係を示すグラフである。
【図３】洗浄後の滅液中の弗素濃度と焼成後の酸化物のブレーンとの関係を示すグラフである。
【図４】洗浄後の濾液中の弗素濃度と焼成後の酸化物のマイクロ・トラックＤ50との関係を示すグラフである。
【図５】洗浄後の濾液中の弗素濃度と焼成後の酸化物の＋３２５Ｍとの関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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