[發(fā)明專利]用鉭電容器廢料制備超細(xì)碳化鉭的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210049471.2
• 申請(qǐng)日: 2012-02-29
• 公開（公告）號(hào): CN102560127A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁寧峰;董歡歡;蒙建柳;黃福龍;曹樹穩(wěn);涂駿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西景泰鉭業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C22B7/00
• 分類號(hào): C22B7/00;C22B11/00;C01B31/30
• 代理公司: 江西省專利事務(wù)所 36100
• 代理人: 張文

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及碳化鉭的制備方法，尤其涉及一種用鉭電容器廢料制備超細(xì)碳化鉭的方法。

背景技術(shù)

碳化鉭是硬質(zhì)合金、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭噴嘴耐高溫涂層的重要原料。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，超細(xì)碳化鉭（費(fèi)氏粒徑小于1.0）的用量越來越大。

碳化鉭的制備過程是將氧化鉭或鉭金屬粉末與碳混合后，在高溫、氫氣保護(hù)下或真空條件下進(jìn)行一次及二次碳化，即碳奪取氧化物中的氧（包括低價(jià)氧化物中的氧及固溶在金屬粉末中的氧）生成CO后，過量的碳與鉭結(jié)合生成碳化鉭。

按照碳化反應(yīng)的特點(diǎn)，碳化鉭有如下三種生產(chǎn)方法：

1、Ta₂O₅+7C＝2TaC＋5CO

2、TaH＋C＝TaC＋1/2(H₂)

3、Ta₂O₅+Ta+8C=3TaC+5CO

方法1是標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)方法，其基本原料為氧化鉭。氧化鉭先與炭黑混合成均勻的碳化料，然后在惰性氣氛、氫氣保護(hù)氣氛（反應(yīng)溫度1600～2100℃）或真空條件下（反應(yīng)溫度1500～1900℃）進(jìn)行碳化反應(yīng)。

方法2的原料是鉭金屬粉末，該方法的生產(chǎn)成本比較高，必須在特定的條件下使用，但該方法只能生成顆粒比較粗的碳化鉭顆粒，生產(chǎn)效率比較高。

方法3是方法1、2的結(jié)合，也必須在特定的條件下使用。

鉭電容器廢料是鉭原料的重要組成部分，國(guó)內(nèi)每年就有近200噸的供應(yīng)量。由于鉭電容器廢料的多樣性（成型塊、燒結(jié)塊、被膜塊、廢電容器等），一般都采取濕法工藝，將這些廢料通過酸溶－萃取工藝，制得氧化鉭或氟鉭酸鉀。該方法由于使用濕法工藝，對(duì)環(huán)境的污染大。

2000年張德堯?（張德堯.采用廢鉭料制備細(xì)顆粒碳化鉭的工藝研究[J].稀有金屬與硬質(zhì)合金，2000.28（5）：5－9）曾經(jīng)利用鉭廢料制備細(xì)粒徑碳化鉭，其方法是：鉭廢料先用純水清洗，再用王水酸洗，然后氫化、破碎、脫氫、碳化，再根據(jù)碳含量進(jìn)行二次碳化，得到碳化鉭。由于該方法是使用鉭粉來碳化的，由于鉭粉顆粒在1000℃就開始長(zhǎng)大，故在碳化沒有開始時(shí)（碳化溫度在1600℃以上），鉭粉顆粒間就開始長(zhǎng)大，所以得到的碳化鉭顆粒粗，要得到細(xì)顆粒的碳化鉭，必須破壞粗大的碳化鉭顆粒，這樣必須經(jīng)過高能磨碎機(jī)，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間研磨才能等到細(xì)顆粒的碳化鉭，不僅成本高，而且對(duì)設(shè)備的要求也高，也會(huì)帶來大量的金屬雜質(zhì)。并且該方法只能適用于部分品種的鉭電容器廢料，比如不帶包封殼的鉭電容器廢料。其他的利用電容器廢料制備超細(xì)碳化鉭的報(bào)道未見報(bào)到。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種充分利用市場(chǎng)上已有的鉭電容器廢料、減少行業(yè)對(duì)鉭礦石的需求、回收其中的貴金屬－銀、減少濕法處理鉭電容器廢料對(duì)環(huán)境的污染來制備超細(xì)碳化鉭的方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種用鉭電容器廢料制備超細(xì)碳化鉭的方法，特征是：

1、脫殼、分選：將各類品種樹脂包封的鉭電容器廢料投入各種已知的破碎機(jī)（如球磨機(jī)或?qū)仚C(jī)）中，先將樹脂包封殼破碎，再利用風(fēng)選或重選或篩選去除樹脂殼，分選出其中的廢鉭陽(yáng)極塊；

2、酸洗、烘干：將廢鉭塊投入到鹽酸和硝酸的混合液中進(jìn)行動(dòng)態(tài)酸洗，酸洗去廢鉭陽(yáng)極塊表面的銀涂層，使廢鉭塊銀層下面的石墨層脫落，酸洗去廢鉭塊中的氧化錳，然后用能夠擋住廢鉭陽(yáng)極塊的濾網(wǎng)進(jìn)行固液分離，將分離出的酸洗液及細(xì)渣集中存放，用于回收酸洗液中的貴金屬銀，細(xì)渣中含有鉭，可回收。將得到的廢電容器塊用去離子水洗滌至中性，烘干備用；

3、氧化：將酸洗后的廢鉭陽(yáng)極塊投入帶罐體的高溫爐中，在400～850℃的溫度范圍內(nèi)，控制保護(hù)氣體中的氧分量，利用高溫爐進(jìn)行氧化；

4、球磨：利用球磨機(jī)球磨氧化后的物料，得到費(fèi)氏粒徑在0.3～0.5μm的氧化物粉末，取樣分析其中的碳、氧含量；

5、一次碳化：根據(jù)得到的氧化物粉末的含碳量、含氧量，計(jì)算炭粉加入量，將炭粉與氧化物粉末混勻后裝入石墨推舟，利用氫保護(hù)碳管爐或石墨真空爐，在1600～2100℃進(jìn)行碳化，得到一次碳化料；

6、二次碳化：將一次碳化完的物料在襯塑球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨、破碎后過篩，分析其中的氧、碳含量，根據(jù)分析結(jié)果，配碳，采用與一次碳化相同的條件進(jìn)行二次碳化，碳化后的物料用氧化鉭球在襯塑球磨機(jī)內(nèi)，利用氧化鉭球球磨，即得到費(fèi)氏粒徑小于1.0μm的超細(xì)碳化鉭，用氧化鉭球的目的是為了減少雜質(zhì)污染。

在本發(fā)明的步驟3中，保護(hù)氣體中的氧分量控制在3％～15％，優(yōu)選氧分量在3～8％；優(yōu)選的溫度為500±50℃。