KR0140871B1 - 산화니오브 분말(Nb2O5) 및 이의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음

Description

산화니오브 분말(Nb2O5) 및 이의 제조방법

본 발명은 90% 이상의 T-상으로 이루어지고, 불소가가 1000ppm 이하이며 45μ시브를 통해 99.9중량% 이상까지 통과하고 브루나우어 에메트 텔러테스트(Brunauer Emmett Tellertest; BET)(ASTM D 3037/81)에 따른 비표면적이 3.5㎡/g이상이며, 어닐링에 대한 손실을 무시하는 경우, Nb₂O₅함량이 99.8중량% 이상임을 특징으로 하는, 향상된 산화니오브 분말(Nb₂O₅), 및 이러한 산화니오브 분말의 제조방법에 관한 것이다.

Ta₂O 및 Nb₂O₅는 통상적으로 HF 및 H₂SO₄의 산 혼합물에 의해 분해된다. 수성 무기산에 용해된 이러한 두 원소의 플루오로 복합물은 유기 용매, 바람직하게는 메틸 이소부틸 케톤(MIBK)으로 추출시킨다. 이어서, 니오븀 플루오로산을 유기 상으로부터 재추출시킨 후 산화니오브 수화물을 암모니아수에 의해 수성 스트립 용액으로부터 침전시킨다. 이러한 방법에 의해 고체를 여과시키고 건조시킨 후 약 1000℃이상의 온도에서 하소시킨다[참조: Ullmanns Enzyklop

die der technische Chemie, 4th Edition, 1979, Volume 17].

이러한 방법에 의해 제조된 산화물은 경질 금속용 카바이드의 제조시 및, 철 합금의 용융물용으로 사용되며 광학 유리용 및 전기세라믹과 전기광학 제품용 원료로서 사용된다.

Nb₂O₅는 현재 세라믹 콘덴서, 특히 소위 릴랙서-회티탄석에서의 사용이 증가되어 왔다[참조: t.: Swartz and Shrout, Fabrication of Perovskite Lead Magnesium Niobate, Mat. Res. Bull., Volume 17, pages 1245-1250, 1982].

현재 구입할 수 있는 Nb₂O₅분말은 여러 가지 측면에서 바로 전에 언급한 목적에 대해 오직 제한된 범위에서 적합하다. 본 발명의 목적은 적합한 분말을 제공하는 것이다.

본 발명에 이르러 입자 크기 분포가 좁고 입자가 균일한 비응집 형태의 미세 분말로서 존재하는 산화니오브 분말에 의해 필요조건이 충족됨을 밝혀냈다. 이러한 분말의 추가의 특성은 이들의 비표면적(BET 면적)이 가능한한 크고 순도가 매우 높다는 것이다.

본 발명은

(a) 90중량%이상의 T-상으로 이루어지고,

(b) 불소가가 1000 ppm 미만이며,

(c) 45μ시브를 통해 99.9중량%이상까지 통과하고,

(d) BET(ASTM D 3037/81)에 따른 비표면적이 3.5㎡/g이상이며,

(e) 어닐링에 대한 손실을 무시하는 경우, Nb₂O₅의 함량이 99.8중량%이상이고,

(f) Fe 2 내지 20ppm과 Ni 2 내지 30ppm을 함유함을 특징으로 하는 산화니오브(Nb₂O₅) 분말을 포함한다.

세디그라프 5000 D(ASTM B 761-86)에 따른 입자 크기 분포로, 90중량%의 입자 크기가 2.5μ미만이고, 50중량%의 입자 크기가 1.0μ미만, 바람직하게는 0.5 내지 0.7μ이며, 30중량%의 입자 크기가 0.6μ미만인 Nb2O5 분말이 특히 바람직하다.

본 발명은 또한 산화니오브 분말의 제조방법에 관한 것이다. 이 공정은

(a) 여과로부터 수득한 여과 케이크를 세척한 후 무수 생성물의 어닐링 손실율이 10 내지 50중량%, 바람직하게는 20 내지 30중량%로 되도록 하는 정도로 건조시킨 다음,

(b) 무수 생성물을 600 내지 1000℃의 온도에서 하소시킨 후,

(c) 이렇게 수득한 하소화 생성물을 미세하게 분쇄시킴을 특징으로 하여, 산화니오브 수화물을 암모니아수를 사용하여 플루오라이드 함유 용액으로부터 침전시킨 후, 여과, 세척, 어닐링 및 분쇄시키는 공지된 공정 단계의 조합으로 이루어진다.

본 발명에 따른 공정에서, 하소공정은 바람직하게 800 내지 900℃의 온도에서 수행한다. 하소공정은 공지된 장치에서 수행할 수 있다. 회전식 튜브 노에서의 하소공정이 특히 경제적인 것으로 입증되었고, 1시간 이상, 바람직하게는 2시간 이상의 체류시간으로 수행해야만 한다.

특히 우수한 결과는 불소 함량이 0.5중량%미만으로 될 때까지 여과 케이크를 세척하는 경우 본 발명에 따른 공정으로부터 수득한다.

본 발명은 바람직한 실행의 양태를 비제한적으로 예시하면서 하기에서 상세히 기술한다.

실시예

재추출로부터 수득되며 Nb₂O₅를 약 120g/l 함유하는 니오븀 플루오라이드 용액 2.5㎥을 3% 암모니아 수용액 7㎥에 가하고, 25% 농도의 암모니아수를 pH 9가 될 때까지 혼합물에 가한다. 침전된 수화 산화물을 판 여과기를 통해 분리하고 3% 암모니아수 7㎥와 탈염수 6㎥으로 세척함으로써 중화시킨다. 이때 여과 케이크의 불소 함량은 0.5중량%미만이다. 여과 케이크를 건조시킨다. 이어서, 샘플 조 생성물의 어닐링에 대한 손실은 900℃에서 2시간의 체류시간으로 회전식 튜브 노속에서 후처리한다. 연속해서 어닐링 산화물은 제트 분쇄기에서 크기를 감소시킨다.

물리적 및 화학적 분석

비표면적(BET) : 4.26㎡/g

입자 스펙트럼(세디그라프 5000 D): 90% 1μ미만

50% 0.56μ미만

30% 0.48μ미만

시브 분석 : 45μ시브하에 99.9%

T-상의 비율 : 90중량%이상

특징적인 불순물:

불소 : 360ppm

칼슘 : 8ppm

크롬 : 2ppm 이하

철 : 3ppm

니켈 : 4ppm

탄탈 : 12ppm 이하

Claims (10)

1. (a) T-상을 90중량%이상 포함하고,

   (b) 불소가가 1000ppm 미만이며,

   (c) 45μ시브를 통해 99.9%중량%이상까지 통과하고,

   (d) BET(ASTM D 3037/81)에 의한 비표면적이 3.5㎡/g 이상이며,

   (e) 어닐링에 대한 손실을 무시하는 경우, Nb₂O₅의 함량이 99.8%중량% 이상이고,

   (f) Fe 2 내지 20ppm과 Ni 2 내지 30ppm을 함유함을 특징으로 하는 산화니오브(Nb₂O₅) 분말.
2. 제1항에 있어서,

   세디그라프 5000 D(ASTM B 761-86)에 따른 입자 크기 분포로 분말의 90중량%의 입자 크기가 2.5μ미만이고, 50중량%의 입자 크기가 1.0μ 미만이며, 30중량%의 입자 크기가 0.6μ 미만임을 특징으로 하는 산화니오브 분말.
3. 제2항에 있어서,

   산화니오브 분말의 50중량%이상의 입자 크기가 0.5 내지 0.7μ인 산화니오븀 분말.
4. (a) 여과로부터 수득한 여과 케이크를 세척한 후 무수 생성물의 어닐링 손실율이 10 내지 50중량%로 되도록하는 정도로 건조시킨 다음,

   (b) 무수 생성물을 600 내지 1000℃의 온도에서 하소시킨 후,

   (c) 이렇게하여 수득한 하소화 생성물을 미세하게 분쇄시킴을 특징으로 하여, 산화니오브 수화물을 암모니아수를 사용하여 플루오라이드 함유 용액으로부터 침전시킨 후, 여과, 세척, 어닐링 및 분쇄시켜 제1항 또는 제2항의 Nb₂O₅분말을 제조하는 방법.
5. 제4항에 있어서,

   하소공정이 800 내지 900℃의 온도에서 수행되는 방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   하소공정이 회전식 튜브노에서 수행되는 방법.
7. 제6항에 있어서,

   하소공정이 1시간 이상의 체류시간으로 수행되는 방법.
8. 제7항에 있어서,

   체류시간이 2시간 이상인 방법.
9. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   여과 케이크가 불소 0.5중량%미만을 함유할 때까지 세척되는 방법.
10. 제4항 또는 제5항에 있어서, 하소화 물질의 미분공정이 제트 분쇄기에서 수행되는 방법.