[發明專利]一種主要利用鉬酸銨轉型工藝制備高純度四鉬酸銨的方法

有效

• 申請號: 201110173558.6
• 申請日: 2011-06-27
• 公開（公告）號: CN102328957A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 馮寶奇;白宏斌;馬高峰;王子川;王炳旭;郭金亮;謝亞寧;雷寧;董永;王偉;薛麗穎
• 申請（專利權）人: 西部鑫興金屬材料有限公司
• 主分類號: C01G39/00
• 分類號: C01G39/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;張利萍

技術領域

本發明涉及一種主要利用鉬酸銨轉型工藝制備高純度四鉬酸銨的方法，具體地說，涉及一種主要利用鉬酸銨轉型工藝對四鉬酸銨進一步除雜，制備得到純度≥99.998％的四鉬酸銨的制備方法。

背景技術

鉬是一種具有高沸點及高熔點的難熔金屬，擁有良好的導熱性和導電性，低的熱膨脹系數，優異的耐磨性和抗腐蝕性，被廣泛應用于航天航空、能源電力、微電子、超大規模集成電路原件、生物醫藥、機械加工、醫療器械、照明、玻纖以及國防建設等領域。鉬酸銨是制備金屬鉬粉和鉬的各類合金的初級原料，鉬酸銨也是制備工業催化劑、石油催化劑和鉬的各類化合物的重要原料，鉬酸銨中K、W、U、Th、Fe和P等元素雜質的含量直接影響著鉬的加工和金屬鉬制品的使用性能。隨著科學技術的不斷進步，鉬的應用領域不斷擴大，這就對鉬酸銨中的雜質含量不斷地提出更苛刻的要求，鉬酸銨的高純化成為各鉬酸銨生產廠商的發展方向。特別是鉬酸銨中的雜質鉀(K)和鎢(W)，由于鉀易在超大規模集成電路原件的絕緣隔膜柵內轉移，對金屬氧化物半導體間的層間特性影響極大；鎢和鉬處于化學元素周期表同一族，受鑭系收縮影響，原子半徑接近，物理化學性質相近，處于寄生關系，給分離帶來很多困難。綜上所述，以及受傳統工藝和生產實際情況的限制，要使鉬酸銨中的鉀和鎢雜質含量再進一步降低，制備出高純度的四鉬酸銨非常困難。現有鉬酸銨的凈化提純過程大多是在水溶液中進行，凈化的方法很多，例如重結晶、化學沉淀、蒸發結晶、離子交換和有機溶劑萃取等。這些方法有許多可取之處，但是凈化工藝和純化效果上存在著許多不足之處，因此，目前還沒有一種能夠獲得純度≥99.998％的四鉬酸銨的鉬酸銨凈化除雜方法。

發明內容

針對現在尚無純度≥99.998％的四鉬酸銨的缺陷，本發明目的是提供一種主要利用鉬酸銨轉型工藝制備高純度四鉬酸銨的方法，所述方法主要利用不同晶型鉬酸銨的特性來進行除雜，簡單易行、純化效果好、成本低并且容易實現產業化生產純度≥99.998％，費氏粒度≤0.3μm的四鉬酸銨晶體。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種主要利用鉬酸銨轉型工藝制備高純度四鉬酸銨的方法，所述方法步驟如下：

(1)將原料四鉬酸銨與純水和濃氨水混合，室溫下攪拌溶解完全，得到混合溶液1，用純水將混合溶液1的密度調至1.36～140g/cm³，然后過濾，得到濾液1；

其中，所述原料四鉬酸銨為國家標準二級(MSA-2)四鉬酸銨，原料四鉬酸銨(Kg)∶純水(L)∶濃氨水(L)＝1.0∶1.0～1.1∶0.5；

(2)在室溫攪拌下，用濃硝酸調節濾液1的PH值在7.2～7.8，將質量為原料四鉬酸銨中W金屬質量500～1000倍的FeCl₃固體粉末加入濾液1，室溫下攪拌2～3h，過濾，得到濾液2；

(3)將濾液2蒸發結晶，過濾，得到濾液3和濾餅1，其中濾餅1為二鉬酸銨晶體；

優選將濾液2蒸發結晶至蒸發掉其總體積的1/3；

(4)將濾液3自然冷卻至室溫，過濾，得到濾液4和濾餅2，其中濾餅2為七鉬酸銨晶體；

(5)將步驟(3)得到的濾餅1(二鉬酸銨晶體)和步驟(4)得到的濾餅2(七鉬酸銨晶體)為原料鉬酸銨與純水混合，室溫下攪拌溶解完全后，再加入濃硝酸，得到混合溶液2，混合溶液2中的H⁺濃度為3～8mol/L，攪拌混合溶液2，在75～95℃恒溫保溫1.5～3h，自然冷卻至室溫后過濾，得到濾餅3，用0.1～0.5mol/L的硝酸水溶液洗滌濾餅3兩次以上，得到十二鉬酸銨晶體；

其中，濾餅1(二鉬酸銨晶體)和濾餅2(七鉬酸銨晶體)為原料的鉬酸銨(Kg)∶純水(L)＝1∶3～4；

(6)將步驟(5)得到的十二鉬酸銨晶體與純水和濃氨水混合，在室溫攪拌條件下溶解完全，得到混合溶液3；

其中，十二鉬酸銨晶體(Kg)∶純水(L)∶濃氨水(L)＝1.0∶1.0～1.1∶0.5；

(7)用加熱蒸發的方式調節混合溶液3的pH值為6.0～8.0，冷卻至室溫，用工業純水調節混合溶液3的密度為1.12～1.18g/cm³；

(8)加濃硝酸至混合溶液3中，得到pH值為2.5～3.0的混合溶液4，攪拌加熱混合溶液4的溫度至50～55℃，保溫5～10min，過濾，得到濾餅4和濾液5，用純水洗滌濾餅4兩次以上，在溫度≤120℃下烘干，直至濾餅4中的水份降至≤1.0g/cm³，制備得到一種純度≥99.998％，費氏粒度≤0.3μm的四鉬酸銨晶體。