CN105583406A - 一种低氧含量金属粉末的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种金属粉末的烘干方法，其包括以下步骤：a)用低沸点溶剂和/或易挥发溶剂处理待烘干的金属粉末；b)将步骤a)的产物在真空或非氧化气氛下烘干，烘干温度为55～85℃。采用本发明的烘干方法，可制备出低氧含量的金属粉末，该粉末具有较好的电性能或加工性能。
Description
技术领域
本发明属于金属粉末制备领域，特别是一种低氧含量金属粉末的制备方法。
背景技术
如本领域熟练技术人员已知，有价金属通常包括钽、铌、钛或其合金。
有价金属可用于制备可锻制的致密金属产品，如金属棒、管、片、线、丝等。另一方面，通过在合适的电解质中对有价金属阳极化，在其表面形成连续介电氧化物薄膜，可制备得到电容器。
钽和铌是重要的有价金属。它们通常以粉末形式从矿石中提取。例如，一种适合在电容器中使用的钽粉末-钠还原钽粉，其可通过化学还原反应(例如金属钠还原氟钽酸钾的反应)来制取。在此方法中，首先从矿石中提取出中间化合物氟钽酸钾，然后将氟钽酸钾加入高温融化的稀释盐中，再向其中加入还原剂金属钠，将还原反应得到的产物用酸性电解质溶液和/或去离子水洗涤去除杂质、过滤水分、再真空烘干，即可得到钠还原钽粉。然而，在制备过程中，钽金属粉末不可避免地会与空气接触而在其表面形成氧化层，另外粉末中也会机械夹杂少量氧化物。
若将上述钽金属粉末加工成电容器阳极，粉末中含量过高的氧元素会以表面氧化物形式重结晶，且由于无定形氧化物容易短路，导致电容器的漏电流增加，甚至被击穿。另一方面，若将氧含量较高的有价金属粉末加工成致密金属产品，其中过高的氧含量也会导致金属粉末的机械加工性能变坏。
目前，控制有价金属粉末中氧含量的方法有两类：一是用酸性电解质和/或去离子水处理有价金属粉末的制取产物，以减少其中机械夹杂的杂质，提高粉末纯度；二是增加后续处理工序，例如向有价金属粉末中加入活性金属，在高温下进行脱氧处理。然而，上述两类方法都有各自的不足。
中国专利CN102191389A公开了一种钠还原氟钽酸钾产物的水洗方法：先用15℃～35℃的冷的去离子水滤洗到中性，然后再用40℃～100℃热的去离子水进行滤洗。中国专利CN102994780A也公开了一种提纯钽粉的方法，该方法包括将包含钽粉、碱金属及碱金属卤化物的混合物用酸性电解质的水溶液洗涤。上述方法能够一定程度上减少钽粉末机械夹杂的杂质，提高钽粉末纯度，但是提纯的效果有限。
中国专利CN97195237.X提供了一种控制有价金属物质中的氧含量的方法。在该方法的一个实施方案中，包括在温度高达约1000℃下在比有价金属具有更高的氧亲合性的物质存在下脱氧，然后进行酸浸除去残余金属污染物和其氧化物。该方法需要在高温下加入活性金属，成本和能耗较高。
发明内容
发明人发现，通过改进金属粉末的烘干工艺，可以获得低氧含量的金属粉末。相比于现有的烘干方法，采用了本发明的烘干方法烘干得到的钠还原钽粉，其氧含量更低，电性能得到进一步改善。
为解决现有技术中存在的一个或多个问题，本发明提供以下几个方面的内容：
本发明第一方面提供一种金属粉末的烘干方法，其包括以下步骤：
a)用低沸点溶剂和/或易挥发溶剂处理待烘干的金属粉末；
b)将步骤a)的产物在真空或非氧化气氛下烘干，烘干温度为55～85℃，例如55～75℃，再例如55～65℃。
本发明第二方面提供一种低氧含量金属粉末的制备方法，其包括使用本发明前述任一项的烘干方法烘干金属粉末的步骤。
本发明第三方面提供一种低氧含量钠还原钽粉的制备方法，包括以下步骤：
i)获得钠还原钽粉；
ii)用酸性电解质和/或水洗涤步骤i)获得的钠还原钽粉，以去除其中的杂质，得到待烘干的钠还原钽粉；
iii)用低沸点溶剂和/或易挥发溶剂处理待烘干的钠还原钽粉；
iv)将步骤iii)的产物在真空或非氧化气氛下烘干，烘干温度为55～85℃，例如55～75℃，再例如55～65℃。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，所述金属粉末为在烘干过程中容易氧化的金属粉末。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，所述金属粉末为过渡金属粉末。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，所述金属粉末为选自以下一种或多种金属或其合金的粉末：Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，所述金属粉末为选自以下一种或多种金属或其合金的粉末：Ta、Nb、Ti。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，所述金属粉末是钽粉末、铌粉末、钛粉末、钽合金粉末、铌合金粉末或钛合金粉末。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，所述金属粉末是钠还原钽粉。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，钠还原钽粉的制备方法包括以下步骤：
1)将碱金属卤化物与微细钽粉混合，加热至800～1000℃(例如830～950℃，再例如880～900℃)；
2)向步骤1)的产物中加入氟钽酸钾和钠，在800～1000℃(例如820～920℃，再例如880～900℃)反应完全，分离钠还原钽粉。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，碱金属卤化物、微细钽粉、氟钽酸钾的质量比优选为100～300:0.5～3:10～300(例如100～200:1～2:50～200)。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，氟钽酸钾与钠的摩尔比优选为1:5～10(例如1:5～6)。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，碱金属卤化物优选为NaCl、KCl、KF或其混合物，例如KCl与KF的混合物。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，微细钽粉的费氏粒径优选为0.1～5μm，例如0.15～5μm、0.1～0.3μm、0.3～0.5μm、0.6～0.8μm或5～5.5μm。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，步骤2)中，还向步骤1)的产物中加入碘化钾、硫酸钾和/或磷酸二氢铵；
优选地，氟钽酸钾和硫酸钾的质量比为5:0.1～0.5，再优选为5:0.2～0.4；
优选地，氟钽酸钾和碘化钾的质量比为5:0.1～0.5，再优选为5:0.3～0.4；
优选地，氟钽酸钾和磷酸二氢铵的质量比为5:0.05～0.5，再优选为5:0.05～0.3。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，其特征在于，在用低沸点溶剂和/或易挥发溶剂处理待烘干的金属粉末之前，用酸性电解质溶液和/或水洗涤金属粉末，以去除金属粉末中的杂质，然后过滤。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，所述酸性电解质溶液为无机酸水溶液，例如盐酸水溶液。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，酸性电介质溶液的PH值为3～5。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，所述水为去离子水。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，所述低沸点溶剂的沸点低于90℃，优选低于85℃，再优选低于80℃。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，所述易挥发溶剂的饱和蒸汽压在90℃时高于100KPa，优选在85℃时高于100KPa，再优选在80℃时高于100KPa。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，所述低沸点溶剂或易挥发溶剂为选自以下物质中的一种或多种：乙醇、丙酮、氯仿、甲苯、四氯化碳、正丙醇、苯、异丁醇、丙稀腈、二甲苯、二氯乙烷、正丁醇、乙睛、吡啶、乙醇、异戊醇、乙酸乙酯、正戊醇、异丙醇、氯乙醇、乙醚、二硫化碳、甲酸。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的制备方法，所述低沸点溶剂或易挥发溶剂优选为乙醇(例如无水乙醇)、丙酮或其混合物。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，所述低沸点溶剂或易挥发溶剂优选为无水乙醇。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，低沸点溶剂和/或易挥发溶剂的总质量为金属粉末质量的10％以上，优选为10％～100％，再优选为10％～40％，再优选为20％～40％，再优选为30％～40％。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，其中，步骤a)或步骤iii)是将低沸点溶剂和/或易挥发溶剂与需要待烘干金属粉末(或例如待烘干的钠还原钽粉)混合，或者，
是用低沸点溶剂和/或易挥发溶剂洗涤待烘干的金属粉末(例如待烘干的钠还原钽粉)一次或多次。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，步骤a)或步骤iii)是将低沸点溶剂或易挥发溶剂与待烘干的金属粉末(或待烘干的钠还原钽粉)混合，浸泡1～10分钟(例如5～7分钟)，然后过滤；优选地，重复步骤c)2～5次(例如3～4次)。优选浸泡时低沸点溶剂没过金属粉末，例如没过1-2cm。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，其具有以下一项或多项特征：
1)非氧化气氛是惰性气体气氛，例如氦气气氛或氩气气氛；
2)真空的真空度高于0.15Mpa，优选高于0.08MPa，再优选真空度为0.04～0.12MPa；
3)烘干的时间为10～20小时，优选为14～16小时。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，其包括以下步骤中的一步或多步：
①取碱金属卤化物和微细钽粉的混合物装入反应容器中，在氩气氛下，把反应容器升温至800～1000℃搅拌，保温一段时间，例如30分钟。
②在反应容器中加入氟钽酸钾，待温度升到后800～1000℃按摩尔比K2TaF7:Na约1:5加入金属钠，加物料过程可一次进行或分多次进行；反应结束后在800～1000℃保温一段时间，例如10分钟，获得钠还原钽粉；
③用酸性电解质和/或水洗涤步骤②获得的钠还原钽粉，以去除其中的杂质，得到待烘干的钠还原钽粉；
④用低沸点溶剂和/或易挥发溶剂处理待烘干的钠还原钽粉；
⑤将步骤④的产物在真空或非氧化气氛下烘干，烘干温度为55～85℃，例如55～75℃，再例如55～65℃。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的方法，本发明不包括将金属粉末与比该金属粉末具有更高的氧亲合性的物质存混合在高温下脱氧的步骤。
本发明第四方面提供一种低氧含量金属粉末，由本发明前述任一项的方法制备得到，或由本发明前述任一项的烘干方法烘干得到，所述低氧含量金属粉末具有以下一项或多项特征：
1)费氏粒径为0.1～20微米，优选为0.1～10微米；
2)氧含量为500～15000ppm，优选为800～11000ppm。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的金属粉末为有价金属粉末，例如为钽粉，再例如为钠还原钽粉。
在一个优选的实施方案中，本发明前述任一项的低氧含量金属粉末为低氧含量有价金属粉末，例如为低氧含量钽粉，例如为低氧含量钠还原钽粉。
本发明前述任一项的方法可以是本发明前述任一项的金属粉末的烘干方法、金属粉末的制备方法或者钠还原钽粉的制备方法。
本发明的有益效果
(1)本发明烘干方法得到的金属粉末(例如钠还原钽粉)的氧含量较低；
(2)采用现有技术的烘干方法得到的金属粉末(例如钠还原钽粉)氧含量较高，还需与其它还原剂混合在高温下脱氧(例如与金属镁混合后高温脱氧)。本发明烘干方法得到金属粉末(例如钠还原钽粉)氧含量较低，从而可以无需与其它还原剂混合在高温下脱氧。
(3)采用本发明方法烘干/制备得到的金属粉末(例如钠还原钽粉)具有较好的电性能和/或加工性能。尤其是，采用本发明的金属粉末(例如钠还原钽粉)制备的电容器具有较好的电性能，采用本发明金属粉末制备的金属产品具有较好的机械性能。
(4)本发明的烘干方法采用了较低的烘干温度，降低了能耗。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合钽金属粉末的实施例对本发明优选的实施方式进行描述，可以明显地看出本发明的目的、特征和优点。但这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在说明书和权利要求书中所有表示成分的量、反应条件等的数字在所有的情况下应被理解为由术语“约”修饰，除非另有指定。相应地，以下的说明书和所附权利要求书中给出的数值参数是近似值，其可根据本发明试图得到的所希望的性质而变化，除非有相反的指示。至少，且不是试图限制等同原则在权利要求范围上的应用，每个数值参数应该至少按照所报道的有效数字的位数并按照通常的四舍五入技术来解释。
为了更清楚地描述本发明的技术方案，以下实施例采用金属钠(Na)还原氟钽酸钾(K2TaF7)所得到的钠还原钽粉。然而，本发明的方法也可以适用于其他金属粉末。
下述实施例中，钽金属粉末中氧含量的分析按中国标准GB/T15076.1～GB/T15076.15执行，粒度分析按行业标准YS/T573-2007中规定进行。
对比例1
步骤(1)：取100kg氯化钠(NaCl)、1kg微细钽粉装入反应容器中，微细钽粉的费氏粒径优选为5～5.5μm，反应容器先抽真空然后用氩气置换。把反应容器放入加热炉中加热，升温至950℃搅拌，保温30分钟。然后在反应容器中加入200kg氟钽酸钾，待温度再次升到后950℃按化学反应K2TaF7+5Na＝Ta+5NaF+2KF加入化学计量比的金属钠(即K2TaF7与Na的摩尔比为1:5)。反应结束后在920℃保温10分钟，之后停搅拌冷却至室温。
步骤(2)：取出反应产物后分离副产物，所得钽粉用PH值为3-5的盐酸水溶液洗涤，再用去离子水洗涤，过滤后得到待烘干的钠还原钽粉。
步骤(3)：将步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，150℃烘干15小时得到钠还原钽粉成品。
钠还原钽粉成品取样分析氧含量、粒度，分析结果列于表1中。
实施例1
步骤(1)和(2)：同对比例1的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比10％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，85℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例2
步骤(1)和(2)：同对比例1的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比20％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，75℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例3
步骤(1)和(2)：同对比例1的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比30％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，65℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例4
步骤(1)和(2)：同对比例1的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得钠还原钽粉产物用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比40％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，55℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例5
步骤(1)和(2)：同对比例1的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用无水乙醇浸泡5分钟后过滤，优选无水乙醇没过钽粉1-2cm，反复上述浸泡、过滤3次。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，55℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
对比例2
步骤(1)：取100kg氯化钾(KCl)、100kg氟化钾(KF)、1kg微细钽粉的混合物装入反应容器中，微细钽粉的费氏粒径优选为0.6～0.8μm，反应容器先抽真空然后用氩气置换。把反应容器放入加热炉中加热，升温至900℃搅拌，保温30分钟。然后在反应容器中加入100kg氟钽酸钾，待温度升到后900℃按化学反应K2TaF7+5Na＝Ta+5NaF+2KF加入化学计量比的金属钠。反应结束后在900℃保温10分钟，之后停搅拌冷却至室温。
步骤(2)：取出反应产物后分离副产物，所得钽粉用PH值为3-5的盐酸水溶液洗涤提纯再用去离子水洗涤，之后过滤得到钠还原钽粉产物。
步骤(3)：步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，130℃烘干15小时得到钠还原钽粉成品。
实施例6
步骤(1)和(2)：同对比例2的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比10％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，85℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例7
步骤(1)和(2)：同对比例2的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比20％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，75℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例8
步骤(1)和(2)：同对比例2的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比30％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，65℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例9
步骤(1)和(2)：同对比例2的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比40％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，55℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
对比例3
步骤(1)：取100kg氯化钾(KCl)、100kg氟化钾(KF)、1kg微细钽粉的混合物装入反应容器中，微细钽粉的费氏粒径优选为0.3～0.5μm，反应容器先抽真空然后用氩气置换。把反应容器放入加热炉中加热，升温至900℃搅拌，保温30分钟。然后在反应容器中加入60kg氟钽酸钾，待温度升到后880℃按化学反应K2TaF7+5Na＝Ta+5NaF+2KF加入化学计量比的金属钠(即K2TaF7与Na的摩尔比为1:5)。反应结束后在880℃保温10分钟，之后停搅拌冷却至室温。
步骤(2)：取出反应产物后分离副产物，所得钽粉用PH值为3-5的盐酸水溶液洗涤提纯再用去离子水洗涤，之后过滤得到钠还原钽粉产物。
步骤(3)：步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，130℃烘干15小时得到钠还原钽粉成品。
实施例10
步骤(1)和(2)：同对比例3的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比10％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，85℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例11
步骤(1)和(2)：同对比例3的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比20％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，75℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例12
步骤(1)和(2)：同对比例3的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比30％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，65℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例13
步骤(1)和(2)：同对比例3的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比40％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，55℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
对比例4
步骤(1)：取100kg氯化钾(KCl)、100kg氟化钾(KF)、1kg微细钽粉的混合物装入反应容器中，微细钽粉的费氏粒径优选为0.1～0.3μm，反应容器先抽真空然后用氩气置换。把反应容器放入加热炉中加热，升温至830℃搅拌，保温30分钟。然后在反应容器中加入5kg氟钽酸钾、350g碘化钾，以及500g硫酸钾(K2SO4)和磷酸二氢铵(NH4H2PO4)的混合物(即，混合物由硫酸钾(K2SO4)和磷酸二氢铵(NH4H2PO4)组成，质量为500g)，硫酸钾(K2SO4)和磷酸二氢铵(NH4H2PO4)的质量比优选为1:(0.1～2)，待温度升到后830℃按化学反应K2TaF7+5Na＝Ta+5NaF+2KF加入化学计量比的金属钠；加物料过程重复10次。反应结束后在820℃保温10分钟，之后停搅拌冷却至室温。
步骤(2)：取出反应产物后分离副产物，所得钽粉用PH值为3-5的盐酸水溶液洗涤提纯再用去离子水洗涤，之后过滤得到钠还原钽粉产物。
步骤(3)：将步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，110℃烘干15小时得到钠还原钽粉成品。
钠还原钽粉成品取样分析氧含量、粒度，分析结果列于表1中。
实施例14
步骤(1)和(2)：同对比例4的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比10％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，85℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例15
步骤(1)和(2)：同对比例4的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比20％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，75℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例16
步骤(1)和(2)：同对比例4的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比30％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，65℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例17
步骤(1)和(2)：同对比例4的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用高速分散机搅拌，加入钠还原钽粉质量比40％的无水乙醇搅拌混匀。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，55℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
实施例18
步骤(1)和(2)：同对比例4的步骤(1)和(2)。
步骤(3)：把步骤(2)所得待烘干的钠还原钽粉用无水乙醇浸泡5分钟后过滤，优选无水乙醇没过钽粉1-2cm，反复上述浸泡、过滤3次。
步骤(4)：步骤(3)所得钠还原钽粉产物放入真空烘箱中，抽真空至真空度大于0.08MPa，55℃烘干15小时得到低氧含量钠还原钽粉。
对比例1～4的钠还原钽粉成品以及实施例1～18的低氧含量钠还原钽粉的费氏粒度和取样分析氧含量的分析结果列于表1中。
表1
如表1所示，实施例1～5的低氧含量钠还原钽粉的氧含量低于对比例1的钠还原钽粉产品；实施例6～9的低氧含量钠还原钽粉的氧含量低于对比例2的钠还原钽粉产品；实施例10～13的低氧含量钠还原钽粉的氧含量低于对比例3的钠还原钽粉产品；实施例14～18的低氧含量钠还原钽粉的氧含量低于对比例4的钠还原钽粉产品。
可见，采用本发明烘干方法得到的金属粉末(例如钠还原钽粉)，其氧含量较低。因此，本发明方法制备得到的金属粉末(例如钠还原钽粉)具有较低的氧含量，进而具有改善的电性能和加工性能。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (15)
1.一种金属粉末的烘干方法，其包括以下步骤：
a)用低沸点溶剂和/或易挥发溶剂处理待烘干的金属粉末；
b)将步骤a)的产物在真空或非氧化气氛下烘干，烘干温度为55～85℃，例如55～75℃，再例如55～65℃。
2.一种低氧含量金属粉末的制备方法，其包括使用权利要求1的烘干方法烘干金属粉末的步骤。
3.权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在用低沸点溶剂和/或易挥发溶剂处理待烘干的金属粉末之前，用酸性电解质溶液和/或水洗涤金属粉末，以去除金属粉末中的杂质；
优选地，所述酸性电解质溶液为无机酸水溶液，例如盐酸水溶液；
优选地，所述水为去离子水。
4.权利要求1～3任一项所述的方法，所述金属粉末为在烘干过程中容易氧化的金属粉末。
5.权利要求1～4任一项所述的方法，所述金属粉末为过渡金属粉末；
优选地，所述金属粉末为选自以下一种或多种金属或其合金的粉末：Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt；
优选地，所述金属粉末为选自以下一种或多种金属或其合金的粉末：Ta、Nb、Ti；
优选地，所述金属粉末是钠还原钽粉。
6.一种低氧含量钠还原钽粉的制备方法，包括以下步骤：
i)获得钠还原钽粉；
ii)用酸性电解质和/或水洗涤步骤ii)获得的钠还原钽粉，以去除其中的杂质，得到待烘干的钠还原钽粉；
iii)用低沸点溶剂和/或易挥发溶剂处理待烘干的钠还原钽粉；
iv)将步骤iii)的产物在真空或非氧化气氛下烘干，烘干温度为55～85℃，例如55～75℃，再例如55～65℃。
7.权利要求5或6所述的制备方法，所述钠还原钽粉的制备方法包括：
1)将碱金属卤化物与微细钽粉混合，加热至800～1000℃(例如830～950℃，再例如880～900℃)；
2)向步骤1)的产物中加入氟钽酸钾和钠，在800～1000℃(例如820～920℃，再例如880～900℃)反应完全，分离钠还原钽粉；
碱金属卤化物、微细钽粉、氟钽酸钾的质量比优选为100～300:0.5～3:10～300(例如100～200:1～2:50～200)；
氟钽酸钾与钠的摩尔比优选为1:5～10(例如1:5～6)；
碱金属卤化物优选为NaCl、KCl、KF或其混合物；
微细钽粉的费氏粒径优选为0.1～5μm，例如0.15～5μm、0.1～0.3μm、0.3～0.5μm、0.6～0.8μm或5～5.5μm。
8.权利要求7所述的制备方法，步骤2)中，还向步骤1)的产物中加入碘化钾、硫酸钾或磷酸二氢铵中的一种或多种；
优选地，氟钽酸钾和硫酸钾的质量比为5:0.1～0.5，再优选为5:0.2～0.4；
优选地，氟钽酸钾和碘化钾的质量比为5:0.1～0.5，再优选为5:0.3～0.4；
优选地，氟钽酸钾和磷酸二氢铵的质量比为5:0.05～0.5，再优选为5:0.05～0.3。
9.权利要求1～8任一项所述的方法，所述低沸点溶剂的沸点低于90℃，优选低于85℃，再优选低于80℃。
10.权利要求1～9任一项所述的方法，所述易挥发溶剂的饱和蒸汽压在90℃时高于100KPa，优选在85℃时高于100KPa，再优选在80℃时高于100KPa。
11.权利要求1～10任一项所述的方法，所述低沸点溶剂或易挥发溶剂为选自以下物质中的一种或多种：乙醇、丙酮、氯仿、甲苯、四氯化碳、正丙醇、苯、异丁醇、丙稀腈、二甲苯、二氯乙烷、正丁醇、乙睛、吡啶、乙醇、异戊醇、乙酸乙酯、正戊醇、异丙醇、氯乙醇、乙醚、二硫化碳、甲酸；
所述低沸点溶剂或易挥发溶剂优选为乙醇(例如无水乙醇)、丙酮或其混合物。
12.权利要求1～11任一项所述的方法，低沸点溶剂和/或易挥发溶剂的总质量为金属粉末质量的10％以上，优选为10％～100％，再优选为10％～40％，再优选为20％～40％，再优选为30％～40％。
13.权利要求1～12任一项所述的方法，其中，步骤a)或步骤iii)是将低沸点溶剂和/或易挥发溶剂与需要待烘干金属粉末(例如待烘干的钠还原钽粉)混合，或者，
是用低沸点溶剂和/或易挥发溶剂洗涤待烘干的金属粉末(例如待烘干的钠还原钽粉)一次或多次。
14.权利要求1～13任一项所述的方法，其具有以下一项或多项特征：
1)非氧化气氛是惰性气体气氛，例如氦气气氛或氩气气氛；
2)真空的真空度高于0.15Mpa，优选高于0.08MPa，再优选真空度为0.04～0.12MPa；
3)烘干的时间为10～20小时，优选为14～16小时。
15.一种低氧含量金属粉末，由权利要求1-14任一项所述的方法制备得到，所述低氧含量金属粉末具有以下一项或多项特征：
1)费氏粒径为0.1～20微米，优选为0.1～10微米；
2)氧含量为500～15000ppm，优选为800～11000ppm；
所述低氧含量金属粉末优选为低氧含量钠还原钽粉。
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|---|---|---|---|---|
| CN110289391A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-27 | 中南大学 | 一种金属锂合金及其制备方法与应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55113807A (en) * | 1979-02-23 | 1980-09-02 | Showa K B I Kk | Production of tantalum powder |
| JPS61284501A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-15 | Showa Kiyabotsuto Suupaa Metal Kk | タンタル粉末の製造方法 |
| JPH0234701A (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-05 | Showa Kiyabotsuto Suupaa Metal Kk | タンタル粉末造粒体 |
| CN1052070A (zh) * | 1989-11-20 | 1991-06-12 | 宁夏有色金属冶炼厂 | 电容器级钽粉的生产方法 |
| CN102994780A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-03-27 | 宁夏东方钽业股份有限公司 | 提纯钽粉的方法 |
| CN102990076A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-03-27 | 宁夏东方钽业股份有限公司 | 金属钠还原氟钽酸钾生产钽粉的搅拌水洗方法及装置 |
| CN103894601A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-02 | 宁夏东方钽业股份有限公司 | 一种改善了耐电压性能的高压钽粉末的制备方法 |
-
2016
- 2016-03-29 CN CN201610184308.5A patent/CN105583406B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55113807A (en) * | 1979-02-23 | 1980-09-02 | Showa K B I Kk | Production of tantalum powder |
| JPS61284501A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-15 | Showa Kiyabotsuto Suupaa Metal Kk | タンタル粉末の製造方法 |
| JPH0234701A (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-05 | Showa Kiyabotsuto Suupaa Metal Kk | タンタル粉末造粒体 |
| CN1052070A (zh) * | 1989-11-20 | 1991-06-12 | 宁夏有色金属冶炼厂 | 电容器级钽粉的生产方法 |
| CN102994780A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-03-27 | 宁夏东方钽业股份有限公司 | 提纯钽粉的方法 |
| CN102990076A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-03-27 | 宁夏东方钽业股份有限公司 | 金属钠还原氟钽酸钾生产钽粉的搅拌水洗方法及装置 |
| CN103894601A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-02 | 宁夏东方钽业股份有限公司 | 一种改善了耐电压性能的高压钽粉末的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| А.В.叶留金等: "《铌与钽》", 31 October 1997 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110289391A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-27 | 中南大学 | 一种金属锂合金及其制备方法与应用 |
Also Published As
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