CN118492384B - 一种6n级铼粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种6N级铼粉的制备方法,涉及铼粉制备领域。该方法包括:将铼酸铵、高纯水和活性炭混合,过滤得到第一铼酸铵溶液;第一铼酸铵溶液和γ‑MnO2混合后加入絮凝剂,第二搅拌、静置,再进行过滤,过滤后用阳离子树脂处理,再进行加热蒸发,加入电子级氨水混合调节pH,进行冷冻结晶,干燥得到铼酸铵结晶体;在氢气气氛下,铼酸铵结晶体进行还原焙烧。本申请提供的6N级铼粉的制备方法,通过活性炭吸附、γ‑MnO2氧化吸附、两级过滤分离和离子交换脱除等多次杂质脱除处理,获得了纯度极高的6N铼酸铵,该方法易于实现流程化的工业制备,避免采用铼酸铵多次重结晶的提纯方法,具有节能、操作简单等特点。
Description
技术领域
本申请涉及铼粉制备领域,尤其涉及一种6N级铼粉的制备方法。
背景技术
铼金属的熔点高达3180℃,仅次于钨的3410℃,是一种难熔金属。铼在地壳中的含量稀少、分散,是地壳中最稀有元素之一,平均含量估值为十亿分之一,是一种稀散金属。铼已经发展成为重要的战略资源,近年来随着电子工业和半导体材料领域的发展,对99.9999%以上的6N级超高纯铼提出了需求。
铼无独立矿床,主要来自于铜矿和钼矿冶炼过程的副产物。铼主要采用萃取法、离子交换和重结晶法对铼酸铵原料进行高纯化处理并通过后续氢气还原制备,但现有工业化大多为99.99%以上,鲜有99.9999%以上6N超高纯铼的制备方法。
发明内容
本申请的目的在于提供一种6N级铼粉的制备方法,以解决上述问题。
为实现以上目的,本申请提供了一种6N级铼粉的制备方法,包括:
将铼酸铵、高纯水和活性炭混合,过滤得到第一铼酸铵溶液;
将所述第一铼酸铵溶液和γ-MnO2混合、第一搅拌得到第二铼酸铵溶液;
所述第二铼酸铵溶液和絮凝剂混合、第二搅拌、静置,得到第三铼酸铵溶液;
将所述第三铼酸铵溶液进行过滤得到第四铼酸铵溶液;
所述第四铼酸铵溶液用阳离子树脂处理得到第五铼酸铵溶液;
所述第五铼酸铵溶液进行加热蒸发得到铼酸铵浓缩液,所述铼酸铵浓缩液和电子级氨水混合得到第六铼酸铵溶液,所述第六铼酸铵溶液进行冷冻结晶,干燥得到铼酸铵结晶体;
在氢气气氛下,所述铼酸铵结晶体进行还原焙烧,得到所述6N级铼粉。
可选地,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述铼酸铵的纯度为99%-99.9%;
B.所述铼酸铵和所述高纯水的质量比为1:(18-25)。
可选地,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述γ-MnO2与所述铼酸铵的质量比为(0.2%-2%):1;
B.所述第一搅拌的时间为30min-60min,速率为100r/min-300r/min。
可选地,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述絮凝剂与所述γ-MnO2的质量比为(1%-10%):1;
B.所述第二搅拌的时间为10min-30min,速率为100r/min-300r/min;
C.所述静置的时间为30min-120min;
D.所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺絮凝剂。
可选地,所述过滤包括第一过滤和第二过滤,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述第一过滤的施加压力为0.1Mpa-0.2Mpa;
B.所述第一过滤的滤膜孔径为50μm-100μm。
可选地,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述第二过滤采用逐级过滤,所述逐级过滤的滤膜孔径分布为1μm-3μm、0.4μm-0.9μm和0.1μm-0.3μm;
B.所述第二过滤的施加压力为0.05Mpa-0.1Mpa。
可选地,所述阳离子树脂包括氢型阳离子树脂。
可选地,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述第六铼酸铵溶液的pH为8-10;
B.所述铼酸铵浓缩液的体积为所述第五铼酸铵溶液的20%-30%。
可选地,所述铼酸铵结晶体在所述还原焙烧前进行过筛,所述过筛的目数为40-80。
可选地,所述还原焙烧包括第一还原焙烧和第二还原焙烧,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述第一还原焙烧的温度为300℃-350℃,时间为4h-6h;
B.所述第二还原焙烧的温度为650℃-750℃,时间为4h-6h。
与现有技术相比,本申请的有益效果包括:
本申请提供的6N级铼粉的制备方法,采用具有超强的氧化性和吸附性的γ-MnO2,将铼酸铵中的阳离子充分氧化成高价态并吸附,铼酸铵中的金属杂质离子发生水解反应形成羟基阳离子,这些羟基阳离子可与γ-MnO2反应生成内圈配合物,其性质稳定,进而发生专性吸附,这一专性吸附过程中,常伴有Mn2+和H+的释放,金属杂质离子在γ-MnO2的结构内圈形成稳定的配合物,而其表面的Mn2+则与金属杂质离子发生离子交换,或其表面羟基与金属杂质离子发生络合反应形成羟基络合物;γ-MnO2完成吸附后通过絮凝和两级过滤分离去除加入的二氧化锰和杂质,并针对铼酸铵溶液中阳离子浓度高的特点,采用阳离子交换,实现对NH4 +离子的批量脱除以及其他杂质离子的深度脱除,实现6N级铼酸铵的制备;本申请通过活性炭吸附、γ-MnO2氧化吸附、两级过滤分离和离子交换脱除等多次杂质脱除处理,获得了纯度极高的6N铼酸铵,该方法易于实现流程化的工业制备,避免采用铼酸铵多次重结晶的提纯方法,具有节能、操作简单等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对本申请范围的限定。
图1为实施例1制备得到的6N级铼粉的扫描电镜图;
图2为对比例11制备得到的铼粉的扫描电镜图。
具体实施方式
如本文所用之术语:
“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形,意在覆盖非排它性的包括。例如,包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素,而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中,此短语将使权利要求为封闭式,使其不包含除那些描述的材料以外的材料,但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时,其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1~5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1~4”、“1~3”、“1~2”、“1~2和4~5”、“1~3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
在这些实施例中,除非另有指明,所述的份和百分比均按质量计。
“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位,1份可表示任意的单位质量,如可以表示为1g,也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份,B组分的质量份为b份,则表示A组分的质量和B组分的质量之比a:b。或者,表示A组分的质量为aK,B组分的质量为bK(K为任意数,表示倍数因子)。不可误解的是,与质量份数不同的是,所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。
“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生,例如,A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
本申请采用强氧化吸附脱除方法结合离子交换和膜分离处理99%级低纯度铼酸铵,并控制后续还原过程的环境,制备出纯度6N级铼粉。
本申请提供了一种6N级铼粉的制备方法,包括:
将铼酸铵、高纯水和活性炭混合,过滤得到第一铼酸铵溶液;
将所述第一铼酸铵溶液和γ-MnO2混合、第一搅拌得到第二铼酸铵溶液;
所述第二铼酸铵溶液和絮凝剂混合、第二搅拌、静置,得到第三铼酸铵溶液;
将所述第三铼酸铵溶液进行过滤得到第四铼酸铵溶液;
所述第四铼酸铵溶液用阳离子树脂处理得到第五铼酸铵溶液;
所述第五铼酸铵溶液进行加热蒸发得到铼酸铵浓缩液,所述铼酸铵浓缩液和电子级氨水混合得到第六铼酸铵溶液,所述第六铼酸铵溶液进行冷冻结晶,干燥得到铼酸铵结晶体;
在氢气气氛下,所述铼酸铵结晶体进行还原焙烧,得到所述6N级铼粉。
需要注意的是,MnO2存在α-MnO2、β-MnO2、γ-MnO2、δ-MnO2等多种变体,其实,γ-MnO2的氧化能力和吸附能力最强,能同时将铼酸铵溶液中的阳离子氧化至高价态并吸附,实现除杂效果;γ-MnO2由锰和氧原子八面体单元堆积而成,在一维方向上形成具有不规则交替生长的软锰矿[1×1]隧道与斜方锰矿[1×2]隧道晶胞,这种无序交替生长结构导致晶体中形成大量的缺陷、空位以及非理想配比,空位对Mn(IV)氧化物的化学吸附性质起重要作用。
在一些实施例中,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述铼酸铵的纯度为99%-99.9%;
可选地,铼酸铵的纯度可以为99%、99.1%、99.2%、99.3%、99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、99.9%或者99%-99.9%之间的任意值;
B.所述铼酸铵和所述高纯水的质量比为1:(18-25)。
可选地,铼酸铵和高纯水的质量比可以为1: 18、1: 19、1: 20、1: 21、1: 22、1:23、1: 24、1: 25或者1:(18-25)之间的任意值。
在一些实施例中,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述γ-MnO2与所述铼酸铵的质量比为(0.2%-2%):1;
可选地,γ-MnO2与铼酸铵的质量比可以为0.2%:1、0.4%:1、0.6%:1、0.8%:1、1%:1、1.2%:1、1.4%:1、1.6%:1、1.8%:1、2%:1或者(0.2%-2%):1之间的任意值;
需要注意的是,γ-MnO2与铼酸铵的质量比为(0.2%-2%):1,γ-MnO2的使用量低于0.2%时氧化能力不足,氧化和吸附效果不好;γ-MnO2的使用量高于2%时氧化吸附能力过剩,后续的絮凝和过滤环节需加入更多的辅料。
B.所述第一搅拌的时间为30min-60min,速率为100r/min-300r/min。
可选地,第一搅拌的时间可以为30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min或者30min-60min之间的任意值,速率可以为100r/min、150r/min、200r/min、250r/min、300r/min或者100r/min-300r/min之间的任意值。
在一些实施例中,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述絮凝剂与所述γ-MnO2的质量比为(1%-10%):1;
可选地,絮凝剂与γ-MnO2的质量比可以为1%:1、2%:1、3%:1、4%:1、5%:1、6%:1、7%:1、8%:1、9%:1、10%:1或者(1%-10%):1之间的任意值;
需要注意的是,絮凝剂与γ-MnO2的质量比小于1%:1时,溶液中的絮凝剂含量少,分散不均匀,与固相杂质颗粒的共沉淀效果差,絮凝剂与γ-MnO2的质量比高于10%:1时,容易造成溶液局部絮凝剂过量形成凝胶,影响溶液的整体共沉淀效果。
B.所述第二搅拌的时间为10min-30min,速率为100r/min-300r/min;
可选地,第二搅拌的时间可以为10min、15min、20min、25min、30min或者10min-30min之间的任意值,速率可以为100r/min、150r/min、200r/min、250r/min、300r/min或者100r/min-300r/min之间的任意值。
C.所述静置的时间为30min-120min;
可选地,静置的时间可以为30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min或者30min-120min之间的任意值;
D.所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺絮凝剂。
需要注意的是,由于吸附后的γ-MnO2颗粒呈现了电性互斥并分散,不具有凝聚作用,此时直接过滤效果差,而聚丙烯酰胺絮凝剂性能体现为与溶液中的离散γ-MnO2形成聚合物,并使加入的γ-MnO2颗粒相互靠近,通过采用聚丙烯酰胺絮凝剂对γ-MnO2颗粒进行富集,可加速带有负电性的基团的聚丙烯酰胺絮凝剂和带有正电性的γ-MnO2颗粒相互靠近,其聚合性质使得这些颗粒集中,并形成聚合物沉淀,方便去除。
在一些实施例中,所述过滤包括第一过滤和第二过滤,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述第一过滤的施加压力为0.1Mpa-0.2Mpa;
可选地,第一过滤的施加压力可以为0.1Mpa、0.11Mpa、0.12Mpa、0.13Mpa、0.14Mpa、0.15Mpa、0.16Mpa、0.17Mpa、0.18Mpa、0.19Mpa、0.2Mpa或者0.1Mpa-0.2Mpa之间的任意值;
B.所述第一过滤的滤膜孔径为50μm-100μm。
可选地,第一过滤的滤膜孔径可以为50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm或者50μm-100μm之间的任意值。
在一些实施例中,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述第二过滤采用逐级过滤,所述逐级过滤的滤膜孔径分布为1μm-3μm、0.4μm-0.9μm和0.1μm-0.3μm;
可选地,在保证滤膜孔径稳定性的同时,实现不同粒度杂质的精密过滤,采用逐级过滤,依次通过孔径为1μm-3μm、0.4μm-0.9μm和0.1μm-0.3μm的滤膜,首先可以通过1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm或者1μm-3μm之间的任意值,其次可以通过0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm或者0.4μm-0.9μm之间的任意值,最后可以通过0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm之间的任意值;
B.所述第二过滤的施加压力为0.05Mpa-0.1Mpa。
可选地,第二过滤的施加压力可以为0.05Mpa、0.06Mpa、0.07Mpa、0.08Mpa、0.09Mpa、0.1Mpa或者0.05Mpa-0.1Mpa之间的任意值。
需要注意的是,首先用大孔径(孔径为50μm-100μm)滤纸快速拦截大量γ-MnO2聚合颗粒,后逐级采用1μm-3μm、0.4μm-0.9μm和0.1μm-0.3μm微孔滤膜;γ-MnO2对杂质离子的氧化和吸附性并与絮凝剂良好的结合成聚合颗粒,经过逐级过滤后,吸附大量阳离子杂质的固态的γ-MnO2颗粒可以全部去除,实现铼酸铵中大量杂质的快速吸附脱除,快速提升铼酸铵纯度。
还需注意的是,通过相对加大的压力去除第三铼酸铵溶液剩余的较大颗粒的γ-MnO2絮凝产物,然后通过相对较小压力实现较小尺寸固相杂质微粒的精密过滤去除,通过不同分级滤膜,获得第二次杂质脱除后的第四铼酸铵溶液。
在一些实施例中,所述阳离子树脂包括氢型阳离子树脂。
需要注意的是,γ-MnO2对铼酸铵溶液中杂质离子的氧化和吸附后,溶液中带正电的阳离子杂质数量少,选择氢型阳离子树脂,实现对剩余痕量其他杂质离子的深度脱除,并且不再引入其他杂质。
在一些实施例中,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述第六铼酸铵溶液的pH为8-10;
可选地,第六铼酸铵溶液的pH可以为8、8.5、9、9.5、10或者8-10之间的任意值;
B.所述铼酸铵浓缩液的体积为所述第五铼酸铵溶液的20%-30%。
可选地,铼酸铵浓缩液的体积可以为第五铼酸铵溶液的20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%或者20%-30%之间的任意值。
在一些实施例中,所述铼酸铵结晶体在所述还原焙烧前进行过筛,所述过筛的目数为40-80。
可选地,过筛的目数可以为40、45、50、55、60、65、70、75、80或者40-80之间的任意值。
在一些实施例中,所述还原焙烧包括第一还原焙烧和第二还原焙烧,所述6N级铼粉的制备方法满足以下条件中的至少一个:
A.所述第一还原焙烧的温度为300℃-350℃,时间为4h-6h;
可选地,第一还原焙烧的温度可以为300℃、305℃、310℃、315℃、320℃、325℃、330℃、335℃、340℃、345℃、350℃或者300℃-350℃之间的任意值,时间可以为4h、4.5h、5h、5.5h、6h或者4h-6h之间的任意值;
B.所述第二还原焙烧的温度为650℃-750℃,时间为4h-6h。
可选地,第二还原焙烧的温度可以为650℃、660℃、670℃、680℃、690℃、700℃、710℃、720℃、730℃、740℃、750℃或者650℃-750℃之间的任意值,时间可以为4h、4.5h、5h、5.5h、6h或者4h-6h之间的任意值。
需要注意的是,两步还原焙烧可以避免铼粉晶粒长大获得高质量铼粉,同时650℃-750℃的较低二次还原温度,避免了更高温度还原时高温炉管中杂质的挥发污染降低铼粉纯度。
还需注意的是,在还原焙烧过程中,操作过程的舟皿和炉管等均可采用铼表面涂覆避免污染,筛网材质为非金属尼龙筛网。
下面将结合具体实施例对本申请的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本申请,而不应视为限制本申请的范围。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,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种6N级铼粉的制备方法,具体包括:
S1:室温下将纯度99%的铼酸铵溶于高纯水中,铼酸铵和高纯水质量比为1:20,将铼酸铵溶液通过活性炭吸附脱除溶液中的固相杂质,过滤得到第一次杂质脱除后的第一铼酸铵溶液;
S2:将第一铼酸铵溶液中加入γ-MnO2,γ-MnO2的加入量为与铼酸铵质量的0.2%,搅拌30min得到第二铼酸铵溶液;
S3:将第二铼酸铵溶液中加入聚丙烯酰胺絮凝剂,聚丙烯酰胺加入量为与γ-MnO2的质量比为1%:1,搅拌10min,静置30min,获得分层的第三铼酸铵溶液;
S4:将第三铼酸铵溶液依次进行第一过滤和第二过滤,其中,第一过滤施加0.1Mpa压力通过孔径为50μm的滤膜,第二过滤施加0.05Mpa压力,依次通过孔径为1μm、0.45μm、0.22μm的滤膜,获得第二次杂质脱除后的第四铼酸铵溶液;
S5:将第四铼酸铵溶液泵入两级氢型阳离子交换树脂,处理后得到第三次杂质脱除后的第五铼酸铵溶液;
S6:将第五铼酸铵溶液加热蒸发至原溶液体积的20%得到铼酸铵浓缩液,铼酸铵浓缩液添加电子级氨水至pH值为8得到第六铼酸铵溶液,第六铼酸铵溶液冷冻至-8℃,捣碎、烘干、过40目筛得到铼酸铵结晶体;
S7:在氢气气氛下,所述铼酸铵结晶体进行第一还原焙烧和第二还原焙烧,第一还原焙烧的温度为300℃,时间为4h,第二还原焙烧的温度为650℃,时间为4h,得到6N级铼粉。
该6N级铼粉的扫描电镜图如图1所示。
实施例2
本实施例提供一种6N级铼粉的制备方法,具体包括:
S1:室温下将纯度99%的铼酸铵溶于高纯水中,铼酸铵和高纯水质量比为1:20,将铼酸铵溶液通过活性炭吸附脱除溶液中的固相杂质,过滤得到第一次杂质脱除后的第一铼酸铵溶液;
S2:将第一铼酸铵溶液中加入γ-MnO2,γ-MnO2的加入量为与铼酸铵质量的1.0%,搅拌45min得到第二铼酸铵溶液;
S3:将第二铼酸铵溶液中加入聚丙烯酰胺絮凝剂,聚丙烯酰胺加入量为与γ-MnO2的质量比为5%:1,搅拌20min,静置60min,获得分层的第三铼酸铵溶液;
S4:将第三铼酸铵溶液依次进行第一过滤和第二过滤,其中,第一过滤施加0.15Mpa压力通过孔径为80μm的滤膜,第二过滤施加0.08Mpa压力,依次通过孔径为1μm、0.45μm、0.22μm的滤膜,获得第二次杂质脱除后的第四铼酸铵溶液;
S5:将第四铼酸铵溶液泵入两级氢型阳离子交换树脂,处理后得到第三次杂质脱除后的第五铼酸铵溶液;
S6:将第五铼酸铵溶液加热蒸发至原溶液体积的25%得到铼酸铵浓缩液,铼酸铵浓缩液添加电子级氨水至pH值为9得到第六铼酸铵溶液,第六铼酸铵溶液冷冻至-12℃,捣碎、烘干、过40目筛得到铼酸铵结晶体;
S7:在氢气气氛下,所述铼酸铵结晶体进行第一还原焙烧和第二还原焙烧,第一还原焙烧的温度为320℃,时间为5h,第二还原焙烧的温度为700℃,时间为5h,得到6N级铼粉。
实施例3
本实施例提供一种6N级铼粉的制备方法,具体包括:
S1:室温下将纯度99%的铼酸铵溶于高纯水中,铼酸铵和高纯水质量比为1:20,将铼酸铵溶液通过活性炭吸附脱除溶液中的固相杂质,过滤得到第一次杂质脱除后的第一铼酸铵溶液;
S2:将第一铼酸铵溶液中加入γ-MnO2,γ-MnO2的加入量为与铼酸铵质量的2%,搅拌60min得到第二铼酸铵溶液;
S3:将第二铼酸铵溶液中加入聚丙烯酰胺絮凝剂,聚丙烯酰胺加入量为与γ-MnO2的质量比为10%:1,搅拌30min,静置120min,获得分层的第三铼酸铵溶液;
S4:将第三铼酸铵溶液依次进行第一过滤和第二过滤,其中,第一过滤施加0.2Mpa压力通过孔径为100μm的滤膜,第二过滤施加0.1Mpa压力,依次通过孔径为1μm、0.45μm、0.22μm的滤膜,获得第二次杂质脱除后的第四铼酸铵溶液;
S5:将第四铼酸铵溶液泵入两级氢型阳离子交换树脂,处理后得到第三次杂质脱除后的第五铼酸铵溶液;
S6:将第五铼酸铵溶液加热蒸发至原溶液体积的30%得到铼酸铵浓缩液,铼酸铵浓缩液添加电子级氨水至pH值为10得到第六铼酸铵溶液,第六铼酸铵溶液冷冻至-18℃,捣碎、烘干、过40目筛得到铼酸铵结晶体;
S7:在氢气气氛下,所述铼酸铵结晶体进行第一还原焙烧和第二还原焙烧,第一还原焙烧的温度为350℃,时间为6h,第二还原焙烧的温度为750℃,时间为6h,得到6N级铼粉。
对比例1
本对比例提供一种铼粉的制备方法,与实施例1的区别为:本对比例的MnO2为α-MnO2,其余条件与实施例1一致。
对比例2
本对比例提供一种铼粉的制备方法,与实施例1的区别为:本对比例的MnO2为β-MnO2,其余条件与实施例1一致。
对比例3
本对比例提供一种铼粉的制备方法,与实施例1的区别为:本对比例的MnO2为δ-MnO2,其余条件与实施例1一致。
对比例4
本对比例提供一种铼粉的制备方法,与实施例1的区别为:本对比例不添加MnO2,其余条件与实施例1一致。
对比例5
本对比例提供一种铼粉的制备方法,与实施例1的区别为:本对比例不添加絮凝剂,其余条件与实施例1一致。
对比例6
本对比例提供一种铼粉的制备方法,与实施例1的区别为:本对比例添加的絮凝剂为聚合氯化铝,其余条件与实施例1一致。
对比例7
本对比例提供一种铼粉的制备方法,与实施例1的区别为:本对比例添加的絮凝剂与γ-MnO2的质量比为20%:1,其余条件与实施例1一致。
对比例8
本对比例提供一种铼粉的制备方法,与实施例1的区别为:本对比例仅进行一次过滤,施加0.1Mpa压力通过孔径为50μm的滤膜,其余条件与实施例1一致。
对比例9
本对比例提供一种铼粉的制备方法,与实施例1的区别为:本对比例进行第一过滤和第二过滤,第一过滤施加0.05Mpa压力通过孔径为200μm的滤膜,第二过滤施加0.02Mpa压力,依次通过孔径为8μm、3.0μm和0.8μm的滤膜,获得第二次杂质脱除后的第四铼酸铵溶液;其余条件与实施例1一致。
对比例10
本对比例提供一种铼粉的制备方法,与实施例1的区别为:本对比例不采用阳离子树脂进行处理,其余条件与实施例1一致。
对比例11
本对比例提供一种铼粉的制备方法,与实施例1的区别为:本对比例仅进行一次还原焙烧,还原焙烧的温度为700℃,时间为6h,其余条件与实施例1一致。
该铼粉的扫描电镜图如图2所示。
基于上述实施例和对比例的设置,将得到的铼粉进行纯度检测,检测结果如表1所示;
表1纯度检测
纯度检测:铼粉的纯度检测采用辉光放电质谱法,利用辉光放电源作为离子源与质谱仪器联接进行质谱测定的一种分析方法。辉光放电质谱法是高纯材料杂质成分分析的常用方法。利用辉光放电质谱法测定铼粉中的各种杂质元素含量并计算和值,用(1-杂质元素和值)×100%,记为元素纯度。
由上述实施例和对比例可知,添加的氧化剂为非γ-MnO2的二氧化锰,纯度只能达到5N但无法达到6N;不添加氧化剂纯度仅为4N级;不添加絮凝剂或者添加其他絮凝剂导致杂质去除不完全,纯度为4N;絮凝剂含量过高纯度不能达到5N;仅施加以及过滤或者过滤膜尺寸不在范围内,纯度仅能达到4N;不过阳离子树脂纯度为4N;还原仅一次焙烧纯度为6N,但粉末粒度较粗。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在上面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (6)
1.一种6N级铼粉的制备方法,其特征在于,包括:
将铼酸铵、高纯水和活性炭混合,过滤得到第一铼酸铵溶液;
将所述第一铼酸铵溶液和γ-MnO2混合、第一搅拌得到第二铼酸铵溶液;
所述第二铼酸铵溶液和絮凝剂混合、第二搅拌、静置,得到第三铼酸铵溶液;
将所述第三铼酸铵溶液进行过滤得到第四铼酸铵溶液;
所述第四铼酸铵溶液用阳离子树脂处理得到第五铼酸铵溶液;
所述第五铼酸铵溶液进行加热蒸发得到铼酸铵浓缩液,所述铼酸铵浓缩液和电子级氨水混合得到第六铼酸铵溶液,所述第六铼酸铵溶液进行冷冻结晶,干燥得到铼酸铵结晶体;
在氢气气氛下,所述铼酸铵结晶体进行还原焙烧,得到所述6N级铼粉;
所述γ-MnO2与所述铼酸铵的质量比为(0.2%-2%):1;
所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺絮凝剂;
所述阳离子树脂包括氢型阳离子树脂;
所述过滤包括第一过滤和第二过滤;
所述第一过滤的施加压力为0.1Mpa-0.2Mpa;
所述第一过滤的滤膜孔径为50μm-100μm;
所述第二过滤采用逐级过滤,所述逐级过滤的滤膜孔径分布为1μm-3μm、0.4μm-0.9μm和0.1μm-0.3μm;
所述第二过滤的施加压力为0.05Mpa-0.1Mpa;
所述还原焙烧包括第一还原焙烧和第二还原焙烧;
所述第一还原焙烧的温度为300℃-350℃,时间为4h-6h;
所述第二还原焙烧的温度为650℃-750℃,时间为4h-6h。
2.根据权利要求1所述的6N级铼粉的制备方法,其特征在于,满足以下条件中的至少一个:
A.所述铼酸铵的纯度为99%-99.9%;
B.所述铼酸铵和所述高纯水的质量比为1:(18-25)。
3.根据权利要求1所述的6N级铼粉的制备方法,其特征在于,所述第一搅拌的时间为30min-60min,速率为100r/min-300r/min。
4.根据权利要求1所述的6N级铼粉的制备方法,其特征在于,满足以下条件中的至少一个:
A.所述絮凝剂与所述γ-MnO2的质量比为(1%-10%):1;
B.所述第二搅拌的时间为10min-30min,速率为100r/min-300r/min;
C.所述静置的时间为30min-120min。
5.根据权利要求1所述的6N级铼粉的制备方法,其特征在于,满足以下条件中的至少一个:
A.所述第六铼酸铵溶液的pH为8-10;
B.所述铼酸铵浓缩液的体积为所述第五铼酸铵溶液的20%-30%。
6.根据权利要求1所述的6N级铼粉的制备方法,其特征在于,所述铼酸铵结晶体在所述还原焙烧前进行过筛,所述过筛的目数为40-80。
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GR01 | Patent grant | ||
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