JP2002248333A - Apparatus and method for manufacturing fine particle of metal or metallic compound - Google Patents
Apparatus and method for manufacturing fine particle of metal or metallic compoundInfo
- Publication number
- JP2002248333A JP2002248333A JP2001047117A JP2001047117A JP2002248333A JP 2002248333 A JP2002248333 A JP 2002248333A JP 2001047117 A JP2001047117 A JP 2001047117A JP 2001047117 A JP2001047117 A JP 2001047117A JP 2002248333 A JP2002248333 A JP 2002248333A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- metal
- fine particles
- raw material
- reactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Landscapes
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
- Glanulating (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、装置腐食物の混入
のない高純度の金属または金属化合物微粒子の製造装置
およびその方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for producing high-purity metal or metal compound fine particles free of corrosive substances.
【０００２】[0002]
【従来の技術】超臨界流体を利用した金属微粉を製造す
る手段が着目されており、粉体調製に関する研究が行わ
れている。これらの技術としては、ＲＥＳＳ（Ｒａｐｉ
ｄ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉ
ｃａｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）法、ＧＡＳ（Ｇａｓ Ａｎ
ｔｉ−Ｓｏｌｖｅｎｔ）法、水熱合成法などが例示され
る。ＲＥＳＳ法は、超臨界流体中に溶質を溶解させ、ノ
ズルを通して大気圧近くまで膨張、低密度化することに
より、溶質の溶解度を低下させて溶質を析出させる方法
である。ＧＡＳ法は、液体溶媒に超臨界流体を溶解させ
ることにより、溶媒を貧溶媒化させ、その結果として溶
質を析出させる方法である。この方法では、超臨界流体
としては超臨界状態の二酸化炭素が主に用いられ、火薬
などの機械的粉砕が困難な物質や、熱または化学的に不
安定な物質の微粒子化、再結晶化が行われている。2. Description of the Related Art Attention has been paid to means for producing metal fine powder using a supercritical fluid, and research on powder preparation has been conducted. These technologies include RESS (Rapi)
d Expansion of Supercriti
cal Solution) method, GAS (Gas An)
(ti-Solvent) method, hydrothermal synthesis method, and the like. The RESS method is a method in which a solute is dissolved in a supercritical fluid, and is expanded to near atmospheric pressure through a nozzle to reduce the density, thereby lowering the solubility of the solute to precipitate the solute. The GAS method is a method in which a supercritical fluid is dissolved in a liquid solvent to make the solvent poor, and as a result, a solute is precipitated. In this method, carbon dioxide in a supercritical state is mainly used as a supercritical fluid. Is being done.
【０００３】水熱合成法は、下記式（１）および（２）
に示すように、金属水溶液を加熱すると加水分解して、
金属水酸化物が生成し、この金属水酸化物を高圧下にお
くことによって、脱水反応が起こり、金属酸化物が生成
することを利用した方法である。 M(NO3)x ＋ xH2O → M(OH)x ＋ xHNO3 （１） M(OH)x → MO0.5x ＋ 0.5xH2O （２） 上記方法の中では、ＲＥＳＳ法および水熱合成法が有望
とされている。The hydrothermal synthesis method uses the following formulas (1) and (2)
As shown in the figure, the metal aqueous solution is hydrolyzed when heated,
This is a method utilizing the fact that a metal hydroxide is generated and a dehydration reaction is caused by placing the metal hydroxide under a high pressure to generate a metal oxide. M (NO 3 ) x + xH 2 O → M (OH) x + xHNO 3 (1) M (OH) x → MO 0.5x + 0.5 x H 2 O (2) Among the above methods, the RESS method and hydrothermal Synthetic methods are promising.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、超臨界水を
用いてＲＥＳＳ法を行う場合には、高温高圧の超臨界水
に溶解させた溶質を大気圧に噴出させるため、金属塩は
超臨界水に高い溶解度を有していなければならない。と
ころが、一般的に、極性化合物である金属塩は超臨界水
への溶解度が極めて低いため、金属微粒子または金属化
合物粒子の製造にＲＥＳＳ法を適用するのは困難であっ
た。また、予め高温高圧の超臨界水に溶解させたものを
噴出するため、原料溶液はこの高温高圧条件下で分解し
てしまう場合があった。When the RESS method is performed using supercritical water, the solute dissolved in high-temperature, high-pressure supercritical water is ejected to atmospheric pressure. Must have high solubility. However, generally, since the solubility of a metal salt which is a polar compound in supercritical water is extremely low, it has been difficult to apply the RESS method to the production of metal fine particles or metal compound particles. Further, since a solution previously dissolved in high-temperature and high-pressure supercritical water is jetted, the raw material solution may be decomposed under these high-temperature and high-pressure conditions.
【０００５】また、超臨界水を用いた水熱合成法では、
常温高圧の原料溶液と高温高圧の超臨界水とが合流し、
短時間に加水分解を生じ、これを冷却して金属微粒子を
得る。しかしながら、金属微粒子と超臨界水とを一つの
ラインで冷却しており、生成した微粒子は、湿潤した状
態で回収されるので、乾燥しなければならなかった。そ
のため。乾燥装置の設備費や乾燥エネルギーコストが必
要であった。また、この方法では、金属微粒子と超臨界
水とが同一の流れの中で冷却されるため、超臨界水が冷
却され亜臨界状態になっていた。この亜臨界水は腐食性
が高く、製造装置を腐食させる。この装置の腐食物が金
属微粒子に混入するため、微粒子の純度を高めることが
できなかった。[0005] In the hydrothermal synthesis method using supercritical water,
The raw material solution at normal temperature and high pressure and the supercritical water at high temperature and high pressure merge,
Hydrolysis occurs in a short time and is cooled to obtain fine metal particles. However, the metal fine particles and the supercritical water are cooled in one line, and the generated fine particles are collected in a wet state, so that they have to be dried. for that reason. Equipment costs for the drying equipment and drying energy costs were required. Further, in this method, since the metal fine particles and the supercritical water are cooled in the same flow, the supercritical water is cooled to a subcritical state. This subcritical water is highly corrosive and corrodes the production equipment. Since the corrosive substance of this apparatus is mixed with the metal fine particles, the purity of the fine particles cannot be increased.
【０００６】本発明は、前記事情を鑑みて行われたもの
であり、乾燥状態で高純度の金属または金属化合物微粒
子を製造する製造装置および製造方法を提供することを
目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method for manufacturing high-purity metal or metal compound fine particles in a dry state.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の金属または金属
化合物微粒子の製造装置は、金属塩またはそれらの混合
物を含む原料溶液を加圧する原料加圧供給手段と、水を
臨界圧力以上に加圧する水加圧供給手段と、水を臨界温
度以上に加熱する加熱手段と、前記水加圧供給手段およ
び前記加熱手段によって加圧加熱された超臨界状態の超
臨界水、および原料加圧供給手段によって加圧された原
料溶液、または、これらの混合流体を噴霧手段から噴霧
することによって金属または金属化合物微粒子を生成、
分離する反応器と、前記反応器で生成、分離した微粒子
を受ける微粒子受け容器と、前記反応器の高圧状態を維
持する減圧弁とを有するものである。According to the present invention, there is provided an apparatus for producing fine particles of a metal or a metal compound, comprising: a raw material pressurizing means for pressurizing a raw material solution containing a metal salt or a mixture thereof; Water pressurized supply means, heating means for heating water to a critical temperature or higher, supercritical water in a supercritical state pressurized and heated by the water pressurized supply means and the heating means, and raw material pressurized supply means Pressurized raw material solution, or a metal or metal compound fine particles by spraying these mixed fluids from spraying means,
It has a reactor to be separated, a fine particle receiving container for receiving fine particles generated and separated in the reactor, and a pressure reducing valve for maintaining a high pressure state of the reactor.
【０００８】前記反応器から排出された超臨界水を、前
記加熱手段により加熱される前の水で冷却し、水に凝縮
させる熱交換器を有することが好ましい。前記熱交換器
で凝縮した水を分離する気液分離器を有することが好ま
しい。前記噴霧手段は、原料溶液と超臨界水とを混合噴
霧する２流体ノズルであり、かつ、前記反応器は、生成
した金属または金属化合物微粒子を超臨界水と分離する
サイクロン構造を有するものを好ましく用いることがで
きる。また、前記噴霧手段は、原料溶液と超臨界水とを
混合噴霧する２流体ノズルであり、かつ、前記反応器
は、金属または金属化合物微粒子と超臨界水とを分離す
る円筒状のフィルタを有するものを好ましく用いること
ができる。[0008] It is preferable to have a heat exchanger for cooling the supercritical water discharged from the reactor with water before being heated by the heating means and condensing the supercritical water into water. It is preferable to have a gas-liquid separator for separating water condensed in the heat exchanger. The spraying means is a two-fluid nozzle for mixing and spraying the raw material solution and supercritical water, and the reactor preferably has a cyclone structure for separating generated metal or metal compound fine particles from supercritical water. Can be used. The spraying means is a two-fluid nozzle for mixing and spraying the raw material solution and supercritical water, and the reactor has a cylindrical filter for separating metal or metal compound fine particles from supercritical water. Those can be preferably used.
【０００９】本発明の金属または金属化合物微粒子の製
造方法は、上述の金属または金属化合物微粒子の製造装
置を用いて、金属または金属化合物微粒子を製造する製
造方法であって、原料加圧供給手段を用いて金属塩また
はそれらの混合物を含む原料溶液を加圧し、水加圧供給
手段および加熱手段によって水を超臨界状態になるまで
加圧加熱し、超臨界水および原料溶液を噴霧手段から反
応器内に噴霧して、金属または金属化合物微粒子を生
成、分離する方法である。前記反応器内で分離した超臨
界水を凝縮した後、気液分離器によって水を分離し、こ
の水の一部を、加圧加熱する前の水が溜められた水供給
槽に戻して、再利用することが好ましい。The method for producing fine particles of metal or metal compound of the present invention is a method for producing fine particles of metal or metal compound using the above-mentioned apparatus for producing fine particles of metal or metal compound. The raw material solution containing the metal salt or a mixture thereof is pressurized by using water, and water is pressurized and heated until the water becomes a supercritical state by the water pressurizing supply means and the heating means, and the supercritical water and the raw material solution are sprayed from the spray means into the reactor. This is a method of generating and separating metal or metal compound fine particles by spraying into the inside. After condensing the supercritical water separated in the reactor, water is separated by a gas-liquid separator, and a part of this water is returned to a water supply tank in which water before heating under pressure is stored, Reuse is preferred.
【００１０】また、本発明の金属または金属化合物微粒
子の製造方法は、金属塩またはそれらの混合物を含む原
料を室温または分解しない温度まで加熱加圧し、一方、
水を加熱加圧し、原料および水のそれぞれが超臨界条件
または亜臨界条件になるよう反応器内に混合供給して、
原料と水とを含む混合流体が水の超臨界点以上の条件に
なるようにする方法である。この製造方法では、原料溶
液と水との供給比が、１：１〜１：３０の範囲であり、
水は、温度が４００〜６５０℃かつ圧力が２２〜３０Ｍ
Ｐａの超臨界水であることが好ましい。あるいは、温度
が４００〜６５０℃、圧力が５〜２２ＭＰａである高圧
スチームであることが好ましい。Further, in the method for producing metal or metal compound fine particles of the present invention, a raw material containing a metal salt or a mixture thereof is heated and pressurized to room temperature or a temperature at which no decomposition occurs.
Water is heated and pressurized, and the raw material and water are mixed and supplied into the reactor so that each of them becomes supercritical or subcritical.
This is a method in which a mixed fluid containing a raw material and water has a condition of a supercritical point of water or higher. In this production method, the supply ratio between the raw material solution and water is in the range of 1: 1 to 1:30,
Water has a temperature of 400-650 ° C and a pressure of 22-30M
It is preferably supercritical water of Pa. Alternatively, high-pressure steam having a temperature of 400 to 650 ° C. and a pressure of 5 to 22 MPa is preferable.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の金属または金属化合物微
粒子を製造する製造装置について、図１の一例を示す図
を参照しながら説明する。この微粒子製造装置１は、金
属塩またはそれらの混合物を含む原料の溶液を溜めてお
く原料供給槽２と、原料供給槽２から原料供給管３を通
って供給された原料溶液を加圧する原料加圧供給手段４
と、水を溜めておく水供給槽５と、水供給槽５から水供
給管６を通って供給された水を臨界圧力以上に加圧する
水加圧供給手段７と、この水加圧供給手段７から水供給
管６を通って供給された水を臨界温度以上に加熱して超
臨界水にする加熱手段８と、加熱手段８から水供給管６
を通って供給された超臨界水と原料供給槽２から原料供
給管３を通って原料加圧供給手段４により供給された原
料溶液とを混合流体を噴霧手段（図示せず）を用いて内
部に噴霧させることによって金属または金属化合物微粒
子を生成させ、続いて微粒子と超臨界水とを分離する反
応器９と、反応器９の下方に設けられ、生成した微粒子
を受ける微粒子受け容器１０と、前記反応器９の上部に
設けられた超臨界水排出管１１と、反応器９から超臨界
水排出管１１を通って排出された超臨界水を、水供給管
６を流れる加熱手段８で加熱される前の水で冷却し、凝
縮する熱交換器１２と、凝縮した水と原料の分解ガスな
どとを分離する気液分離器１３と、熱交換器１２と気液
分離器１３との間の超臨界水排出管１１に設けられた反
応器９を高圧状態に維持する減圧弁１４と、反応器９お
よび微粒子受け容器を接続する微粒子排出管１５に設け
られ、反応器４の高圧状態を維持する減圧弁１６と、気
液分離器１３により分離した水の一部を水供給槽５に戻
す分離水戻し管１９と、気液分離器１３により分離した
水の一部を受ける廃液受け槽１８とを有している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A production apparatus for producing metal or metal compound fine particles according to the present invention will be described with reference to a diagram showing an example of FIG. The fine particle manufacturing apparatus 1 includes a raw material supply tank 2 for storing a raw material solution containing a metal salt or a mixture thereof, and a raw material supply tank for pressurizing a raw material solution supplied from the raw material supply tank 2 through a raw material supply pipe 3. Pressure supply means 4
A water supply tank 5 for storing water; a water pressurizing supply means 7 for pressurizing water supplied from the water supply tank 5 through the water supply pipe 6 to a critical pressure or higher; A heating means 8 for heating water supplied from the water supply pipe 7 through the water supply pipe 6 to a critical temperature or higher to produce supercritical water;
A mixed fluid of the supercritical water supplied through the feedstock and the raw material solution supplied from the raw material supply tank 2 through the raw material supply pipe 3 by the raw material pressurizing supply means 4 is sprayed using a spraying means (not shown). A reactor 9 for generating metal or metal compound fine particles by spraying the fine particles and subsequently separating the fine particles and supercritical water; a fine particle receiving container 10 provided below the reactor 9 for receiving the generated fine particles; The supercritical water discharged from the reactor 9 through the supercritical water discharge pipe 11 and the supercritical water discharged from the reactor 9 through the supercritical water discharge pipe 11 are heated by heating means 8 flowing through the water supply pipe 6. A heat exchanger 12 that cools and condenses with water before being subjected to the heat treatment, a gas-liquid separator 13 that separates condensed water and raw material decomposition gas, etc., and a heat exchanger 12 and a gas-liquid separator 13 The reactor 9 provided in the supercritical water discharge pipe 11 is in a high pressure state. A pressure reducing valve 14 for maintaining the pressure, a pressure reducing valve 16 provided on a fine particle discharge pipe 15 connecting the reactor 9 and the fine particle receiving container to maintain a high pressure state of the reactor 4, It has a separated water return pipe 19 for returning the section to the water supply tank 5, and a waste liquid receiving tank 18 for receiving a part of the water separated by the gas-liquid separator 13.
【００１２】原料加圧供給手段４および水加圧供給手段
７は、原料溶液または水を加圧、供給できれば特に制限
はなく、ポンプなどが好ましく用いられる。噴霧手段
は、原料溶液または超臨界水またはこれらの混合物を噴
霧できれば特に制限はなく、ノズルなどが好ましく用い
られる。The raw material pressurizing and supplying means 4 and the water pressurizing and supplying means 7 are not particularly limited as long as they can pressurize and supply the raw material solution or water, and a pump or the like is preferably used. The spraying means is not particularly limited as long as the raw material solution, supercritical water or a mixture thereof can be sprayed, and a nozzle or the like is preferably used.
【００１３】反応器９は、超臨界水と微粒子とを分離で
きる構造のものであれば特に制限されない。例えば、こ
のような構造としては、サイクロン構造が挙げられる。
サイクロン構造とは、容器壁面に沿って渦巻き流を発生
させ、渦巻き流の遠心力により気流から粉体を分離する
ことができるものである。図２は、サイクロン構造を有
する反応器の一例を示す断面図である。この反応器２２
は、反応器２２の上面から中央付近までの長さを有する
排出口２３が、反応器２２を上面から見た際に反応器２
２の中心に位置して反応器２２内の上面に設けられてい
るものである。さらに、反応器２２内の上部には原料溶
液と超臨界水とを噴霧する２流体ノズル２４が設けられ
ている。排出口２３は、反応器２２外の超臨界水排出管
１１に接続され、超臨界水および分解ガスを排出するも
のである。The reactor 9 is not particularly limited as long as it has a structure capable of separating supercritical water and fine particles. For example, such a structure includes a cyclone structure.
The cyclone structure is capable of generating a vortex flow along a container wall surface and separating powder from an airflow by centrifugal force of the vortex flow. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a reactor having a cyclone structure. This reactor 22
The outlet 23 having a length from the upper surface of the reactor 22 to the vicinity of the center thereof is connected to the reactor 2 when the reactor 22 is viewed from the upper surface.
2 and is provided on the upper surface in the reactor 22. Further, a two-fluid nozzle 24 for spraying the raw material solution and the supercritical water is provided at an upper part in the reactor 22. The discharge port 23 is connected to the supercritical water discharge pipe 11 outside the reactor 22 and discharges supercritical water and cracked gas.
【００１４】また、超臨界水と微粒子とを分離できる構
造としては、図３に示すようなフィルタを有するものが
挙げられる。この反応器２５は、原料溶液と超臨界水と
を混合噴霧する２流体ノズル２６と、円筒状のフィルタ
２７とが反応器２５内に設けられている。フィルタ２７
は超臨界水排出管１１に接続されている。この反応器２
５のフィルタ２７に用いられる材質は、ステンレス、ニ
ッケル、クロムなどの合金が例示されるが、生成させる
微粒子と同じ金属元素からなる材料であることが好まし
い。また、フィルタ２７の孔径は、生成される微粒子の
粒径に合わせて選定する。As a structure capable of separating supercritical water and fine particles, there is a structure having a filter as shown in FIG. The reactor 25 includes a two-fluid nozzle 26 for mixing and spraying a raw material solution and supercritical water, and a cylindrical filter 27 provided in the reactor 25. Filter 27
Is connected to a supercritical water discharge pipe 11. This reactor 2
The material used for the filter 27 of No. 5 is, for example, an alloy such as stainless steel, nickel, or chromium, and is preferably a material made of the same metal element as the fine particles to be generated. The pore size of the filter 27 is selected according to the particle size of the generated fine particles.
【００１５】上述した微粒子製造装置１にあっては、原
料加圧供給手段４と水加圧供給手段７と加熱手段８とを
有するので、水を加圧加熱して超臨界水として、これに
原料を混合させることで、瞬時に原料を高温にし、熱分
解させることができる。これにより、高純度の活性微粒
子を容易に生成することができる。また、超臨界水と原
料溶液との混合流体を噴霧させる噴霧手段を有するの
で、噴霧手段から超臨界水と原料溶液との混合流体を反
応器９内に噴霧して、金属または金属化合物微粒子を、
乾燥状態で生成することができる。また、生成した微粒
子を生成、分離する反応器９および反応器９内を高圧に
維持することができる減圧弁１４，１６を有するので、
噴霧手段に供給された超臨界水と原料溶液との混合流体
を高圧下に維持できる。これにより、混合流体を反応器
９内に噴霧して微粒子を生成し、反応器９内で直ちに超
臨界水と生成した微粒子とを分離することができ、超臨
界水が冷却した亜臨界水による装置腐食を抑制し、装置
腐食物の微粒子への混入を防ぐことができる。Since the above-described fine particle producing apparatus 1 has the raw material pressurizing and supplying means 4, the water pressurizing and supplying means 7 and the heating means 8, the water is pressurized and heated to form supercritical water. By mixing the raw materials, the raw materials can be instantaneously heated to a high temperature and thermally decomposed. Thereby, high-purity active fine particles can be easily generated. Further, since a spraying means for spraying a mixed fluid of the supercritical water and the raw material solution is provided, the mixed fluid of the supercritical water and the raw material solution is sprayed into the reactor 9 from the spraying means, and the fine particles of the metal or metal compound are sprayed. ,
It can be produced in a dry state. Further, since the reactor 9 has a reactor 9 for generating and separating the generated fine particles and pressure reducing valves 14 and 16 capable of maintaining the inside of the reactor 9 at a high pressure,
The mixed fluid of the supercritical water and the raw material solution supplied to the spray means can be maintained at a high pressure. As a result, the mixed fluid is sprayed into the reactor 9 to generate fine particles, and the supercritical water and the generated fine particles can be separated immediately in the reactor 9, and the supercritical water is cooled by the subcritical water. It is possible to suppress the corrosion of the device and prevent the corrosion of the device from being mixed into the fine particles.
【００１６】また、反応器９から排出された超臨界水と
加熱手段８で加熱する前の水との熱交換器１２を有する
ので、超臨界水を冷却することができるだけでなく、超
臨界水の廃熱を利用し、水を加熱するためのエネルギー
を低減することができる。また、気液分離器１３を有す
るので、凝縮した水と原料分解ガスとを分離することが
できる。これにより、水の再利用を容易にする。Further, since the heat exchanger 12 for supercritical water discharged from the reactor 9 and water before heating by the heating means 8 is provided, not only can the supercritical water be cooled, but also the supercritical water can be cooled. By using the waste heat of the water, the energy for heating the water can be reduced. Further, since the gas-liquid separator 13 is provided, the condensed water and the raw material decomposition gas can be separated. This facilitates water reuse.
【００１７】また、反応器９は、金属または金属化合物
微粒子を生成、分離するサイクロン構造を有し、かつ噴
霧手段は、原料溶液と超臨界水とを混合噴霧する２流体
ノズルである反応器２２を用いることが好ましく、これ
を用いることにより、前記２流体ノズル２４から原料と
超臨界水とを混合噴霧して、微粒子を生成させると同時
に微粒子を含む超臨界水を反応器２２内で旋回させて遠
心分離することができる。そのため、超臨界水が冷却す
る前に微粒子をより迅速に分離することができ、亜臨界
水による装置の腐食をより抑制し、装置腐食物の微粒子
への混入をより防止することができる。The reactor 9 has a cyclone structure for generating and separating metal or metal compound fine particles, and the spraying means is a reactor 22 which is a two-fluid nozzle for mixing and spraying a raw material solution and supercritical water. It is preferable to use the two-fluid nozzle 24 to mix and spray the raw material and the supercritical water to generate fine particles and to simultaneously rotate the supercritical water containing the fine particles in the reactor 22. And can be centrifuged. Therefore, the fine particles can be separated more quickly before the supercritical water is cooled, the corrosion of the device due to the subcritical water can be further suppressed, and the contamination of the device corrosive into the fine particles can be further prevented.
【００１８】また、反応器９は、噴霧手段が原料と超臨
界水とを混合噴霧する２流体ノズル２６であり、微粒子
と超臨界水とを分離する円筒状のフィルタ２７が設けら
れている反応器２５を用いることも好ましく、これを用
いることにより、前記２流体ノズル２６から原料と超臨
界水とを混合噴霧して微粒子を生成させ、この微粒子を
フィルタ２７で捕捉して分離することができる。そのた
め、超臨界水が冷却する前に微粒子をより迅速に分離す
ることができ、亜臨界水による装置の腐食をより抑制
し、装置腐食物の微粒子への混入をより防止することが
できる。The reactor 9 is a two-fluid nozzle 26 in which the spraying means mixes and sprays the raw material and supercritical water, and is provided with a cylindrical filter 27 for separating fine particles and supercritical water. It is also preferable to use a vessel 25. By using this, the raw material and supercritical water are mixed and sprayed from the two-fluid nozzle 26 to generate fine particles, and the fine particles can be captured and separated by the filter 27. . Therefore, the fine particles can be separated more quickly before the supercritical water is cooled, the corrosion of the device due to the subcritical water can be further suppressed, and the contamination of the device corrosive into the fine particles can be further prevented.
【００１９】なお、図示例の微粒子製造装置１では、超
臨界水と原料溶液とを混合した後に、噴霧手段からこれ
らの混合流体を噴霧しているが、本発明の金属または金
属化合物の微粒子製造装置は、これに限定されず、超臨
界水と原料とを別々の噴霧手段から噴霧し、反応器９内
で混合させるようにしてもよい。In the fine particle manufacturing apparatus 1 shown in the drawing, the supercritical water and the raw material solution are mixed, and then these mixed fluids are sprayed from the spraying means. The apparatus is not limited to this, and the supercritical water and the raw material may be sprayed from separate spraying means and mixed in the reactor 9.
【００２０】次に、金属または金属化合物微粒子の製造
方法について説明する。微粒子の原料となる金属塩また
はその混合物としては、硝酸塩、塩酸塩、硫酸塩が挙げ
られる。これらは単独で用いてもよいし、混合してもよ
い。また、これら原料は水などに溶解し、原料溶液とし
て原料供給槽２に溜められる。この原料溶液を室温また
は原料が分解しない温度まで加熱し、原料供給管３に通
して原料加圧供給手段４によって加圧する。また、水供
給槽５に溜められた水を、水供給管６に通して水加圧供
給手段７によって臨界圧力以上に加圧する。次いで、こ
の加圧水を水供給管６に通して熱交換器１２に供給す
る。次いで、この熱交換器１２で反応器９から超臨界水
排出管１１から排出された超臨界水と熱交換して、予備
加熱する。次いで、この予備加熱された水を水供給管６
に通して加熱手段８で臨界温度以上に加熱する。Next, a method for producing metal or metal compound fine particles will be described. Examples of the metal salt used as a raw material of the fine particles or a mixture thereof include nitrate, hydrochloride, and sulfate. These may be used alone or may be mixed. These raw materials are dissolved in water or the like and stored in the raw material supply tank 2 as a raw material solution. The raw material solution is heated to room temperature or a temperature at which the raw material does not decompose, and is passed through the raw material supply pipe 3 and pressurized by the raw material pressurizing supply means 4. Further, the water stored in the water supply tank 5 is passed through a water supply pipe 6 and pressurized to a critical pressure or higher by a water pressurization supply means 7. Next, the pressurized water is supplied to the heat exchanger 12 through the water supply pipe 6. Next, the heat exchanger 12 exchanges heat with the supercritical water discharged from the supercritical water discharge pipe 11 from the reactor 9 to preheat. Next, the preheated water is supplied to the water supply pipe 6.
Through the heating means 8 to heat to a temperature higher than the critical temperature.
【００２１】これらの加圧された原料溶液と、加圧加熱
された水とは反応器９の外で混合する。原料溶液と水と
の供給比は、１：１〜１：３０の範囲であり、水は、温
度が４００〜６５０℃かつ圧力が２２〜３０ＭＰａの超
臨界水または４００〜６５０℃、５〜２２ＭＰａの高圧
スチームであることが好ましい。次いで、原料溶液と水
との混合液を噴霧手段から反応器９内に噴霧し、金属ま
たは金属化合物微粒子を生成させる。この時、原料およ
び水のそれぞれが超臨界状態または亜臨界状態になるよ
うにして、反応器９内では、原料と水とを含む混合流体
が水の露天以上の条件になるようにする。なお、原料と
水とを反応器９外で混合した後は、速やかに噴霧させる
ことが好ましい。これにより、装置材料の腐食物が微粒
子に混入することを低減させることができる。このよう
にして、金属を含む微粒子を生成させることができる。The pressurized raw material solution and the pressurized and heated water are mixed outside the reactor 9. The supply ratio between the raw material solution and water is in the range of 1: 1 to 1:30, and the water is supercritical water having a temperature of 400 to 650 ° C and a pressure of 22 to 30 MPa or 400 to 650 ° C, 5 to 22 MPa. Of high-pressure steam. Next, a mixed solution of the raw material solution and water is sprayed into the reactor 9 from spraying means to generate metal or metal compound fine particles. At this time, each of the raw material and the water is set in a supercritical state or a subcritical state, so that the mixed fluid containing the raw material and the water is set in the reactor 9 at a condition equal to or higher than the surface of the water. After mixing the raw material and water outside the reactor 9, it is preferable to spray the water immediately. Accordingly, it is possible to reduce the corrosive substances of the device material from being mixed into the fine particles. In this way, fine particles containing metal can be generated.
【００２２】反応器９内で生成した微粒子は、反応器９
内で超臨界水と直ちに分離される。例えば、サイクロン
構造を有する反応器２２を用いた場合には、原料溶液と
超臨界水とをノズル２４から混合噴霧して微粒子を生成
させると同時に、微粒子を含んだ気流を反応器２２内で
旋回させ、微粒子に遠心力を与えて気流から分離させ
る。このように分離した微粒子は重力により反応器２２
下部へと落下する。また、フィルタを有する反応器２５
を用いた場合には、原料水溶液と超臨界水との混合流体
を２流体ノズル２６から反応器２５内に噴霧して微粒子
を生成させ、フィルタ２７で微粒子を捕捉し、超臨界水
から分離させる。捕捉された微粒子は重力により反応器
２２下部に落下する。反応器９下部に堆積した微粒子
は、微粒子排出管１５を通して微粒子受け容器１０に移
される。このようにして得られた微粒子は超臨界水から
直ちに分離されたものであるため、乾燥状態である。ま
た、反応器９内は、熱交換器１２と気液分離器１３との
間の減圧弁１４、反応器９と微粒子受け容器１０との間
の減圧弁１６により、高圧に維持される。The fine particles generated in the reactor 9 are
It is immediately separated from supercritical water in the reactor. For example, when the reactor 22 having a cyclone structure is used, the raw material solution and the supercritical water are mixed and sprayed from the nozzle 24 to generate fine particles, and at the same time, the gas flow containing the fine particles is swirled in the reactor 22. Then, centrifugal force is applied to the fine particles to separate them from the airflow. The fine particles separated in this manner are caused to flow into the reactor 22 by gravity.
Fall to the bottom. Also, a reactor 25 having a filter
In the case of using, the mixed fluid of the raw material aqueous solution and the supercritical water is sprayed from the two-fluid nozzle 26 into the reactor 25 to generate fine particles, and the fine particles are captured by the filter 27 and separated from the supercritical water. . The captured fine particles fall to the lower part of the reactor 22 by gravity. The fine particles deposited at the lower part of the reactor 9 are transferred to the fine particle receiving container 10 through the fine particle discharge pipe 15. Since the fine particles thus obtained are immediately separated from the supercritical water, they are in a dry state. The inside of the reactor 9 is maintained at a high pressure by a pressure reducing valve 14 between the heat exchanger 12 and the gas-liquid separator 13 and a pressure reducing valve 16 between the reactor 9 and the particle receiving container 10.
【００２３】一方、反応器９で分離された超臨界水は反
応器９の上部に設けられた超臨界水排出管１１から排出
され、熱交換器１２に送られる。この熱交換器１２に
て、水供給管６を通って供給された加圧水により冷却し
て、超臨界水を凝縮させる。熱交換器１２で凝縮した水
は、減圧弁１４を通過し、気液分離器１３に送られる。
気液分離器１３で、原料が分解した分解ガスと水とに分
離される。分離された水の一部は、分離水戻り管１７を
通って再び水供給槽１２に送られて、再利用される。ま
た、一部は廃液受け槽１８に送られ、廃棄される。On the other hand, the supercritical water separated in the reactor 9 is discharged from a supercritical water discharge pipe 11 provided on the upper part of the reactor 9 and sent to the heat exchanger 12. In the heat exchanger 12, the supercritical water is condensed by cooling with pressurized water supplied through the water supply pipe 6. The water condensed in the heat exchanger 12 passes through the pressure reducing valve 14 and is sent to the gas-liquid separator 13.
In the gas-liquid separator 13, the raw material is separated into decomposed gas and water. Part of the separated water is sent to the water supply tank 12 again through the separated water return pipe 17 and is reused. A part is sent to the waste liquid receiving tank 18 and discarded.
【００２４】なお、上述の微粒子製造方法では超臨界水
と原料溶液とを混合した後に、噴霧手段からこれらの混
合液を噴霧するが、本発明の金属または金属化合物微粒
子の製造方法は、これに限定されず、原料溶液と超臨界
水とを反応器９内で混合してもよい。この場合、反応器
９内を加熱加圧して水の超臨界条件としておき、この反
応器９内に原料溶液と水とを別々の噴霧手段から噴霧す
る。In the above-described method for producing fine particles, supercritical water and a raw material solution are mixed, and then these mixed solutions are sprayed from a spraying means. There is no limitation, and the raw material solution and the supercritical water may be mixed in the reactor 9. In this case, the inside of the reactor 9 is heated and pressurized to supercritical conditions of water, and the raw material solution and water are sprayed into the reactor 9 from separate spraying means.
【００２５】本発明の金属または金属化合物微粒子の製
造方法にあっては、上述の金属または金属化合物微粒子
の製造装置１を用いて、金属または金属化合物微粒子を
製造する製造方法であって、原料加圧供給手段４を用い
て金属塩またはそれらの混合物を含む原料溶液を加圧
し、水加圧供給手段７および加熱手段８によって水を超
臨界状態になるまで加圧加熱し、原料と水とを混合する
ので、瞬時に原料を高温にし、熱分解させることができ
る。これにより、活性で高純度の微粒子を容易に生成す
ることができる。また、超臨界水と原料とを噴霧手段か
ら反応器９内に噴霧して、金属または金属化合物微粒子
を生成、分離する方法なので、乾燥状態で微粒子を生成
し、超臨界水と微粒子とを迅速に分離することができ、
超臨界水が冷却した亜臨界水による装置腐食を抑制し、
装置腐食物の微粒子への混入を防ぎ、高純度の微粒子を
得ることができる。また、反応器９から排出された超臨
界水を凝縮し、気液分離器１３で分離して得られた水
は、水供給槽５に戻し、再利用するので、使用する水の
量を少なくすることができる。The method for producing fine particles of metal or metal compound of the present invention is a method for producing fine particles of metal or metal compound using the above-mentioned apparatus 1 for producing fine particles of metal or metal compound. The raw material solution containing the metal salt or a mixture thereof is pressurized using the pressure supply means 4, and the water is pressurized and heated until the water becomes a supercritical state by the water pressurization supply means 7 and the heating means 8. Because of the mixing, the raw material can be instantaneously heated to a high temperature and thermally decomposed. Thereby, active and high-purity fine particles can be easily generated. Moreover, since supercritical water and raw materials are sprayed into the reactor 9 from a spraying means to generate and separate metal or metal compound fine particles, fine particles are generated in a dry state, and the supercritical water and fine particles are rapidly separated. Can be separated into
Suppresses equipment corrosion due to subcritical water cooled by supercritical water,
It is possible to prevent the corrosive substances of the apparatus from being mixed into the fine particles and obtain fine particles of high purity. In addition, the supercritical water discharged from the reactor 9 is condensed, and the water obtained by separation in the gas-liquid separator 13 is returned to the water supply tank 5 and reused. can do.
【００２６】上述した金属または金属化合物微粒子の製
造方法にあっては、金属塩またはそれらの混合物を含む
原料を室温または分解しない温度まで加熱し、水を加熱
加圧し、原料および水のそれぞれが超臨界条件または亜
臨界条件になるように反応器９内に混合供給して、原料
と水とを含む混合流体が水の超臨界点以上の条件にする
方法であるので、金属または金属化合物微粒子を乾燥状
態で高純度に生成させることができる。前記原料と前記
水との供給比は、１：１〜１：３０の範囲であり、水
は、温度が４００〜６５０℃かつ圧力が２２〜３０ＭＰ
ａの超臨界水または温度４００〜６５０℃、圧力５〜２
２ＭＰａの高圧スチームであることにより、原料と水と
を含む混合流体を反応器９内に噴霧したときに、混合流
体を水の臨界点以上の条件になるようにすることをより
容易にする。これにより、より容易に乾燥状態で高純度
の金属または金属化合物微粒子を生成することができ
る。In the method for producing metal or metal compound fine particles described above, a raw material containing a metal salt or a mixture thereof is heated to room temperature or a temperature at which it does not decompose, and water is heated and pressurized. This is a method in which the mixed fluid containing the raw material and water is mixed and supplied to the reactor 9 so as to be in a critical condition or a subcritical condition so that the mixed fluid containing the raw material and water is at or above the supercritical point of water. It can be produced with high purity in a dry state. The supply ratio between the raw material and the water is in the range of 1: 1 to 1:30, and the water has a temperature of 400 to 650 ° C. and a pressure of 22 to 30 MPa.
a supercritical water or temperature 400 to 650 ° C., pressure 5 to 2
By using high-pressure steam of 2 MPa, when a mixed fluid containing a raw material and water is sprayed into the reactor 9, it is easier to bring the mixed fluid to a condition above the critical point of water. This makes it possible to more easily produce high-purity metal or metal compound fine particles in a dry state.
【００２７】[0027]
【実施例】図１の微粒子製造装置１において、原料加圧
供給手段が原料加圧供給ポンプ、水加圧供給手段が水加
圧供給ポンプ、加熱手段が加圧装置、噴霧手段がノズル
である微粒子製造装置を用いた。微粒子の原料として、
硝酸銅、硝酸亜鉛および硝酸アルミニウムの混合溶液を
用いた。これを原料供給管３を通して原料加圧供給ポン
プによって加圧した。水加圧供給ポンプによって水を水
供給槽５から水供給管６、水供給管６を通して熱交換器
１２に送り、反応器９から超臨界水排出管１１を通って
排出された超臨界水により予備加熱し、次いで、水供給
管６を通して加熱手段８に送った。加熱装置により超臨
界状態になるまで加熱して、超臨界水とした。また、減
圧弁１４，１８によって原料溶液および水が高圧状態を
保つようにした。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the fine particle production apparatus 1 shown in FIG. 1, a raw material pressurizing supply means is a raw material pressurizing supply pump, a water pressurizing supply means is a water pressurizing supply pump, a heating means is a pressurizing device, and a spraying means is a nozzle. A fine particle manufacturing apparatus was used. As a raw material for fine particles,
A mixed solution of copper nitrate, zinc nitrate and aluminum nitrate was used. This was pressurized by a raw material pressurizing supply pump through the raw material supply pipe 3. Water is sent from the water supply tank 5 to the heat exchanger 12 through the water supply pipe 6 and the water supply pipe 6 by the water pressurized supply pump, and the supercritical water discharged from the reactor 9 through the supercritical water discharge pipe 11 is used. It was preheated and then sent to the heating means 8 through the water supply pipe 6. It was heated to a supercritical state by a heating device to obtain supercritical water. Further, the raw material solution and water are maintained at a high pressure by the pressure reducing valves 14 and 18.
【００２８】原料水溶液と超臨界水とは、反応器９に入
る前に混合した。原料水溶液および水の温度および流量
について表１に示す。これらを混合後、混合液を反応器
９内でノズルから噴霧して、金属酸化物微粒子を生成さ
せた。この微粒子は、反応器９内で超臨界水が冷却する
前に分離した。分離した微粒子は、反応器９下部に堆積
した。これを適時微粒子受け容器１０に抜き出して回収
した。得られた微粒子を、蒸留水で洗浄後、１２０℃、
常圧下で絶乾させ、比表面積を測定した。その結果を表
１に示す。得られた微粒子にはいずれも不純物が含まれ
ていなかった。また、表面積が大きいものが得られた。The raw material aqueous solution and the supercritical water were mixed before entering the reactor 9. Table 1 shows the temperatures and flow rates of the raw material aqueous solution and water. After mixing these, the mixture was sprayed from a nozzle in the reactor 9 to generate metal oxide fine particles. These fine particles were separated before the supercritical water was cooled in the reactor 9. The separated fine particles were deposited on the lower part of the reactor 9. This was extracted to the fine particle receiving container 10 at an appropriate time and collected. After washing the obtained fine particles with distilled water,
It was absolutely dried under normal pressure, and the specific surface area was measured. Table 1 shows the results. None of the obtained fine particles contained impurities. In addition, a material having a large surface area was obtained.
【００２９】[0029]
【表１】 [Table 1]
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明の金属または金属化合物微粒子の
製造装置は、金属塩またはそれらの混合物を含む原料溶
液を加圧する原料加圧供給手段と、水を臨界圧力以上に
加圧する水加圧供給手段と、水を臨界温度以上に加熱す
る加熱手段と、前記水加圧供給手段および前記加熱手段
によって加圧加熱された超臨界状態の超臨界水および原
料加圧供給手段によって加圧された原料溶液、またはこ
れらの混合流体を噴霧手段から噴霧することによって金
属または金属化合物微粒子を生成、分離する反応器と、
前記反応器で生成、分離した微粒子を受ける微粒子受け
容器と、前記反応器の高圧状態を維持する減圧弁とを有
するものである。そのため、乾燥状態で高純度の微粒子
を製造することができる。The apparatus for producing metal or metal compound fine particles according to the present invention comprises a raw material pressurizing means for pressurizing a raw material solution containing a metal salt or a mixture thereof, and a water pressurizing supply for pressurizing water to a critical pressure or higher. Means, heating means for heating water to a critical temperature or higher, supercritical water in supercritical state pressurized and heated by the water pressurizing supply means and the heating means, and raw material pressurized by the raw material pressurizing supply means A solution or a mixed fluid thereof is sprayed from spraying means to produce metal or metal compound fine particles, a reactor for separating,
It has a fine particle receiving container for receiving fine particles generated and separated in the reactor, and a pressure reducing valve for maintaining a high pressure state of the reactor. Therefore, fine particles of high purity can be produced in a dry state.
【００３１】前記反応器から排出された超臨界水を、前
記加熱手段により加熱される前の水で冷却する熱交換器
を有することにより、特殊な冷却手段を設置する必要が
ない上に、水を加熱するエネルギーを有効に利用するこ
とができる。前記熱交換器で凝縮した水を分離する気液
分離器を有することにより、水を再利用を容易にするこ
とができる。By providing a heat exchanger for cooling the supercritical water discharged from the reactor with water before being heated by the heating means, it is not necessary to provide a special cooling means, The energy for heating can be effectively used. By having a gas-liquid separator for separating water condensed in the heat exchanger, water can be easily reused.
【００３２】前記反応器は、金属または金属化合物微粒
子を生成、分離するサイクロン構造を有し、かつ噴霧手
段は、原料溶液と超臨界水とを混合噴霧する２流体ノズ
ルであるものを好ましく用いることにより、特殊な分離
装置を使用することなく、乾燥状態で微粒子をより容易
に分離することができる上に、高純度の微粒子をより容
易に得ることができる。また、前記反応器は、前記噴霧
手段が原料溶液と超臨界水とを混合噴霧する２流体ノズ
ルであり、金属または金属化合物微粒子と超臨界水とを
分離する円筒状のフィルタが設けられているものを好ま
しく用いることにより、特殊な分離装置を使用すること
なく、乾燥状態で微粒子をより容易に分離する上に、高
純度の微粒子をより容易に得ることができる。The reactor preferably has a cyclone structure for generating and separating metal or metal compound fine particles, and the spraying means is preferably a two-fluid nozzle for mixing and spraying a raw material solution and supercritical water. Accordingly, fine particles can be more easily separated in a dry state without using a special separation device, and high-purity fine particles can be more easily obtained. The reactor is a two-fluid nozzle in which the spraying unit mixes and sprays the raw material solution and supercritical water, and is provided with a cylindrical filter for separating metal or metal compound fine particles from supercritical water. By preferably using these, fine particles can be more easily separated in a dry state without using a special separation device, and high-purity fine particles can be more easily obtained.
【００３３】本発明の金属または金属化合物微粒子の製
造方法は、上述の金属または金属化合物微粒子の製造装
置を用いて、金属または金属化合物微粒子を製造する製
造方法であって、原料加圧供給手段を用いて金属塩また
はそれらの混合物を含む原料溶液を加圧し、水加圧供給
手段および加熱手段によって水を超臨界状態になるまで
加圧加熱し、超臨界水および原料を噴霧手段から反応器
内に噴霧して、金属または金属化合物微粒子を生成、分
離する方法である。これにより、乾燥状態で高純度の微
粒子を製造することができる。前記反応器内で分離した
超臨界水を凝縮した後、気液分離器によって水を分離
し、この水の一部を、加圧加熱する前の水が溜められた
水供給槽に戻して、再利用することにより、水の使用量
を減らすことができる。The method for producing fine metal or metal compound particles according to the present invention is a method for producing fine metal or metal compound particles using the above-described apparatus for producing fine metal or metal compound particles. The raw material solution containing a metal salt or a mixture thereof is pressurized by using water, and water is pressurized and heated to a supercritical state by a water pressurizing supply means and a heating means, and the supercritical water and the raw material are supplied from a spraying means into a reactor. To generate and separate metal or metal compound fine particles. Thereby, high-purity fine particles can be produced in a dry state. After condensing the supercritical water separated in the reactor, water is separated by a gas-liquid separator, and a part of this water is returned to a water supply tank in which water before heating under pressure is stored, By reusing, the amount of water used can be reduced.
【００３４】また、本発明の金属または金属化合物微粒
子の製造方法は、金属塩またはそれらの混合物を含む原
料を室温または分解しない温度まで加熱加圧し、一方、
水を加熱加圧し、原料および水のそれぞれが超臨界条件
または亜臨界条件になるように反応器内に混合供給し
て、原料と水とを含む混合流体が水の超臨界点以上の条
件にする方法であるため、高純度の金属または金属化合
物微粒子を生成することができる。また、原料と水との
供給比は、１：１〜１：３０の範囲であり、水は、温度
が４００〜６５０℃かつ圧力が２２〜３０ＭＰａの超臨
界水または温度４００〜６５０℃、圧力５〜２２ＭＰａ
の高圧スチームであることにより、より容易に乾燥状態
で高純度の金属または金属化合物微粒子を生成すること
ができる。In the method for producing fine particles of a metal or a metal compound of the present invention, a raw material containing a metal salt or a mixture thereof is heated and pressurized to room temperature or a temperature at which no decomposition occurs.
The water is heated and pressurized, and the raw material and the water are mixed and supplied into the reactor such that the supercritical condition or the subcritical condition is attained. Therefore, high-purity metal or metal compound fine particles can be produced. The supply ratio between the raw material and water is in the range of 1: 1 to 1:30, and water is supercritical water having a temperature of 400 to 650 ° C. and a pressure of 22 to 30 MPa or a temperature of 400 to 650 ° C. 5-22MPa
By using the high-pressure steam described above, high-purity metal or metal compound fine particles can be more easily produced in a dry state.
【図１】 本発明の金属または金属化合物微粒子の製造
装置の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an apparatus for producing metal or metal compound fine particles of the present invention.
【図２】 本発明の金属または金属化合物微粒子の製造
装置に用いられる反応器の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a reactor used in the apparatus for producing metal or metal compound fine particles of the present invention.
【図３】 本発明の金属または金属化合物微粒子の製造
装置に用いられる反応器の一例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a reactor used in the apparatus for producing metal or metal compound fine particles of the present invention.
１・・・微粒子製造反応装置、４・・・原料加圧供給手
段、７・・・水加圧供給手段、８・・・加熱手段、９，
２２，２５・・・反応器、１０・・・微粒子受け容器、
１２・・・熱交換器、１３・・・気液分離器、１４，１
６・・・減圧弁、２３・・・排出口、２４，２６・・・
２流体ノズル、２７・・・フィルタDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reaction apparatus for fine particle production, 4 ... Pressure supply means for raw material, 7 ... Pressure supply means for water, 8 ... Heating means, 9,
22, 25: reactor, 10: container for receiving fine particles,
12: heat exchanger, 13: gas-liquid separator, 14, 1
6 ... pressure reducing valve, 23 ... outlet, 24, 26 ...
2-fluid nozzle, 27 ... filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２２Ｆ 9/24 Ｂ２２Ｆ 9/24 Ｚ Ｃ０１Ｇ 1/00 Ｃ０１Ｇ 1/00 Ｚ 9/00 9/00 Ｂ Ｆターム(参考） 4D011 AA01 AB01 AC05 4G004 AA01 4G047 AA05 AB02 AD03 4G075 AA27 BD11 CA05 CA65 CA66 DA01 EB12 EC01 FB02 FC02 4K017 AA02 BB01 BB05 EJ01 FA11 FA12 FA17 FB07 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B22F 9/24 B22F 9/24 Z C01G 1/00 C01G 1/00 Z 9/00 9/00 BF term (Reference) 4D011 AA01 AB01 AC05 4G004 AA01 4G047 AA05 AB02 AD03 4G075 AA27 BD11 CA05 CA65 CA66 DA01 EB12 EC01 FB02 FC02 4K017 AA02 BB01 BB05 EJ01 FA11 FA12 FA17 FB07
Claims (9)
溶液を加圧する原料加圧供給手段と、 水を臨界圧力以上に加圧する水加圧供給手段と、 水を臨界温度以上に加熱する加熱手段と、 前記水加圧供給手段および前記加熱手段によって加圧加
熱された超臨界状態の超臨界水および原料加圧供給手段
によって加圧された原料溶液、またはこれらの混合流体
を噴霧手段から噴霧することによって金属または金属化
合物微粒子を生成、分離する反応器と、 前記反応器で生成、分離した微粒子を受ける微粒子受け
容器と、 前記反応器の高圧状態を維持する減圧弁とを有すること
を特徴とする金属または金属化合物微粒子の製造装置。1. A raw material pressurizing and supplying means for pressurizing a raw material solution containing a metal salt or a mixture thereof, a water pressurizing and supplying means for pressurizing water to a critical pressure or higher, and a heating means for heating water to a critical temperature or higher Spraying supercritical water in a supercritical state pressurized and heated by the water pressurizing supply means and the heating means and a raw material solution pressurized by the raw material pressurizing supply means, or a mixed fluid thereof from a spraying means A reactor for generating and separating metal or metal compound fine particles thereby, a fine particle receiving container for receiving the fine particles generated and separated in the reactor, and a pressure reducing valve for maintaining a high pressure state of the reactor. For producing fine metal or metal compound particles.
前記加熱手段により加熱される前の水で冷却し、水に凝
縮させる熱交換器を有することを特徴とする請求項１に
記載の金属または金属化合物微粒子の製造装置。2. The supercritical water discharged from the reactor,
The apparatus for producing fine particles of metal or metal compound according to claim 1, further comprising a heat exchanger that cools with water before being heated by the heating means and condenses the water.
液分離器を有することを特徴とする請求項１または２に
記載の金属または金属化合物微粒子の製造装置。3. The apparatus for producing fine particles of metal or metal compound according to claim 1, further comprising a gas-liquid separator for separating water condensed in the heat exchanger.
合噴霧する２流体ノズルであり、かつ、前記反応器は、
生成した金属または金属化合物微粒子を超臨界水と分離
するサイクロン構造を有することを特徴とする請求項１
〜４のいずれかに記載の金属または金属化合物微粒子の
製造装置。4. The spraying means is a two-fluid nozzle for mixing and spraying a raw material solution and supercritical water, and the reactor comprises:
2. A cyclone structure for separating generated metal or metal compound fine particles from supercritical water.
An apparatus for producing metal or metal compound fine particles according to any one of claims 1 to 4.
を混合噴霧する２流体ノズルであり、前記反応器は、金
属または金属化合物微粒子と超臨界水とを分離する円筒
状のフィルタを有することを特徴とする請求項１〜４の
いずれかに記載の金属または金属化合物微粒子の製造装
置。5. The spraying means is a two-fluid nozzle for mixing and spraying a raw material solution and supercritical water, and the reactor is provided with a cylindrical filter for separating metal or metal compound fine particles from supercritical water. The apparatus for producing metal or metal compound fine particles according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the apparatus comprises:
たは金属化合物微粒子の製造装置を用いて、金属または
金属化合物微粒子を製造する製造方法であって、 原料加圧供給手段を用いて金属塩またはそれらの混合物
を含む原料溶液を加圧し、 水加圧供給手段および加熱手段によって水を超臨界状態
になるまで加圧加熱し、 超臨界水および原料溶液を噴霧手段から反応器内に噴霧
して、金属または金属化合物微粒子を生成、分離するこ
とを特徴とする金属または金属化合物微粒子の製造方
法。6. A method for producing metal or metal compound fine particles using the apparatus for producing metal or metal compound fine particles according to claim 1, wherein the raw material pressurized supply means is used. A raw material solution containing a metal salt or a mixture thereof is pressurized, and water is pressurized and heated to a supercritical state by a water pressurizing supply unit and a heating unit, and the supercritical water and the raw material solution are injected into the reactor from the spraying unit. A method for producing metal or metal compound fine particles, which comprises spraying to generate and separate metal or metal compound fine particles.
した後、気液分離器によって水を分離し、この水の一部
を、加圧加熱する前の水が溜められた水供給槽に戻し
て、再利用することを特徴とする請求項６に記載の金属
または金属化合物微粒子の製造装置。7. After condensing the supercritical water separated in the reactor, the water is separated by a gas-liquid separator, and a part of the water is supplied to a water pool where the water is stored before being pressurized and heated. The apparatus for producing metal or metal compound fine particles according to claim 6, wherein the apparatus is returned to a tank and reused.
を室温または分解しない温度まで加熱加圧し、一方、水
を加熱加圧し、原料および水のそれぞれが超臨界条件ま
たは亜臨界条件になるよう反応器内に混合供給して、原
料と水とを含む混合流体が水の超臨界点以上の条件にな
るようにすることを特徴とする金属または金属化合物微
粒子の製造方法。8. A raw material containing a metal salt or a mixture thereof is heated and pressurized to room temperature or a temperature at which it does not decompose, while water is heated and pressurized so that the raw material and water become supercritical or subcritical conditions, respectively. A method for producing fine particles of metal or metal compound, wherein a mixed fluid containing a raw material and water is mixed and supplied into a vessel so as to satisfy a condition of a supercritical point or higher of water.
１：３０の範囲であり、水は、温度が４００〜６５０℃
かつ圧力が２２〜３０ＭＰａの超臨界水あるいは温度が
４００〜６５０℃、圧力が５〜２２ＭＰａである高圧ス
チームであることを特徴とする請求項８に記載の金属ま
たは金属化合物微粒子の製造方法。9. The supply ratio between the raw material solution and water is from 1: 1 to 1
1:30, water is at a temperature of 400-650 ° C.
The method for producing fine particles of metal or metal compound according to claim 8, wherein supercritical water having a pressure of 22 to 30 MPa or high-pressure steam having a temperature of 400 to 650 ° C and a pressure of 5 to 22 MPa is used.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001047117A JP2002248333A (en) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | Apparatus and method for manufacturing fine particle of metal or metallic compound |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001047117A JP2002248333A (en) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | Apparatus and method for manufacturing fine particle of metal or metallic compound |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002248333A true JP2002248333A (en) | 2002-09-03 |
Family
ID=18908616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001047117A Pending JP2002248333A (en) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | Apparatus and method for manufacturing fine particle of metal or metallic compound |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002248333A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006181553A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Nara Kikai Seisakusho:Kk | Apparatus for making fine particles |
| KR100867601B1 (en) | 2007-08-28 | 2008-11-10 | 한국과학기술원 | Method for synthesis of semiconductor oxide using by supercritical water |
| JP2009507750A (en) * | 2005-09-08 | 2009-02-26 | ハンファ ケミカル コーポレーション | Metal oxide excellent in heat resistance and method for producing the same |
| JP2009068054A (en) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Ricoh Co Ltd | Method for producing metal particulate-containing dispersion medium, production device for metal particulate-containing dispersion medium, metal particulate-containing dispersion medium, and metal ink |
| WO2010113798A1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-07 | 学校法人福岡大学 | Fine coated silk particles and method for producing same |
| US7847406B2 (en) | 2002-11-06 | 2010-12-07 | Ricoh Company, Ltd. | Solder alloy material layer composition, electroconductive and adhesive composition, flux material layer composition, solder ball transferring sheet, bump and bump forming process, and semiconductore device |
| WO2015149518A1 (en) * | 2014-04-02 | 2015-10-08 | 西安交通大学 | System for preparing nanoparticles by supercritical hydrothermal synthesis |
-
2001
- 2001-02-22 JP JP2001047117A patent/JP2002248333A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7847406B2 (en) | 2002-11-06 | 2010-12-07 | Ricoh Company, Ltd. | Solder alloy material layer composition, electroconductive and adhesive composition, flux material layer composition, solder ball transferring sheet, bump and bump forming process, and semiconductore device |
| JP2006181553A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Nara Kikai Seisakusho:Kk | Apparatus for making fine particles |
| JP2009507750A (en) * | 2005-09-08 | 2009-02-26 | ハンファ ケミカル コーポレーション | Metal oxide excellent in heat resistance and method for producing the same |
| KR100867601B1 (en) | 2007-08-28 | 2008-11-10 | 한국과학기술원 | Method for synthesis of semiconductor oxide using by supercritical water |
| JP2009068054A (en) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Ricoh Co Ltd | Method for producing metal particulate-containing dispersion medium, production device for metal particulate-containing dispersion medium, metal particulate-containing dispersion medium, and metal ink |
| WO2010113798A1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-07 | 学校法人福岡大学 | Fine coated silk particles and method for producing same |
| WO2015149518A1 (en) * | 2014-04-02 | 2015-10-08 | 西安交通大学 | System for preparing nanoparticles by supercritical hydrothermal synthesis |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Boulos | The inductively coupled radio frequency plasma | |
| TWI373530B (en) | Production of fine particle copper powders | |
| TWI280947B (en) | Process for preparing fine metal oxide particles | |
| CN107419272B (en) | A kind of technique and device recycling hydrochloric acid and Preparation of Cupric Sulfate from acidic etching waste liquid | |
| JPH086129B2 (en) | Spray conversion method for nanophase hybrid powder production | |
| Reverchon et al. | Particle design using supercritical fluids | |
| JP2002248333A (en) | Apparatus and method for manufacturing fine particle of metal or metallic compound | |
| JP6068689B2 (en) | Method and system for recovering ammonia | |
| WO2001038024A1 (en) | Method for producing fine powder of metallic nickel comprised of fine spherical particles | |
| US20120222558A1 (en) | Device for recovering nanopowders and ultrafine powders contained in a gas | |
| RU2223221C1 (en) | Aluminum oxides/hydroxides and hydrogen manufacture method | |
| CN107585792A (en) | The preparation method and Ferrous dichloride dihydrate solid of Ferrous dichloride dihydrate solid | |
| JP2011045859A (en) | Method for synthesizing powder and method for manufacturing electronic component | |
| JP5769112B2 (en) | Gas separation method and apparatus and gas treatment method and apparatus | |
| JP2013544623A (en) | Apparatus and method for producing a suspension or wet paste of nanopowder or ultrafine powder | |
| JP2010083708A (en) | Method for producing barium titanate fine particle and method for manufacturing electronic component | |
| EP0574113B1 (en) | Process and apparatus for treating copper chloride etching waste liquor | |
| JPS63267402A (en) | Method and equipment for vacuum drying | |
| RU2350563C2 (en) | Aluminium and hydrogen production plant | |
| CN207877867U (en) | A kind of device recycling hydrochloric acid and Preparation of Cupric Sulfate from acidic etching waste liquid | |
| CN1320962C (en) | Process for conversion and size reduction of solid particles | |
| JP3265203B2 (en) | Method and apparatus for pulverizing raw material particles in continuous hydrothermal reaction | |
| RU2436659C1 (en) | Method to produce suspensions of nanoparticles | |
| JPS63266001A (en) | Production of composite spherical powder | |
| CN100406445C (en) | Method for crystallising a melamine melt |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060331 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080827 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080902 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090113 |