[發(fā)明專利]一種制備氟鈦酸鉀的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310236647.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN103290427A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆蓓蕾;鄧斌;穆天柱;朱福興;穆宏波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號(hào): C25B1/24
• 分類號(hào): C25B1/24;C01G23/00
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 譚昌馳;常桂珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體來講，本發(fā)明涉及一種制備氟鈦酸鉀晶體的方法，所述氟鈦酸鉀晶體主要應(yīng)用于鈦金屬的粉末冶金和制取低-高容量的電容器等方面。

背景技術(shù)

目前，氟鈦酸鉀作為鈦冶金的一種重要原料，現(xiàn)有技術(shù)工藝通常采用氫氟酸與偏鈦酸作用后，再使用氫氧化鉀中和的方式來制備氟鈦酸鉀。然而，對(duì)于該現(xiàn)有技術(shù)工藝而言，其存在的不足包括：藥品消耗量大，且反應(yīng)步驟中存在多重結(jié)晶，能耗較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在上述不足中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。例如，本發(fā)明的目的之一在于提供一種更加經(jīng)濟(jì)有效地制備氟鈦酸鉀晶體的方法。

本發(fā)明提供了一種制備氟鈦酸鉀的方法，所述方法采用隔膜電解槽來制備氟鈦酸鉀，所述隔膜電解槽包括陰極室、陽極室以及設(shè)置在所述陰極室與所述陽極室之間的膈膜室，并且所述膈膜室具有第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，其中，所述第一側(cè)壁靠近所述陰極室并由陰離子交換膜形成，所述第二側(cè)壁靠近所述陽極室并由陽離子交換膜形成，所述方法包括以下步驟：在所述陰極室中形成含有和+的溶液，在所述膈膜室中形成含有K⁺和F^-的溶液，在所述陽極室中加入水，以構(gòu)成電解體系；通電電解，在所述膈膜室中獲得氟鈦酸鉀晶體。

在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述構(gòu)成電解體系的步驟可以包括：向所述陰極室中加入由二氧化鈦、氫氟酸和氟化銨混合得到的氟鈦溶液；向所述膈膜室中加入氟化鉀溶液；向所述陽極室中加入氫氟酸溶液。

在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述通電電解步驟可以將構(gòu)成電解體系的液體溫度控制在40～60℃的溫度范圍內(nèi)。

在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述膈膜室中可設(shè)置有供氟鈦酸鉀晶體沉積的沉積板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括：能夠制得大晶粒尺寸高純度的氟鈦酸鉀晶體，而且鈦的提取率高，成本低。

具體實(shí)施方式

在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的制備氟鈦酸鉀的方法。

根據(jù)本發(fā)明的制備氟鈦酸鉀的方法采用隔膜電解槽來制備氟鈦酸鉀，其中，所述隔膜電解槽包括陰極室、陽極室以及設(shè)置在所述陰極室與所述陽極室之間的膈膜室，并且所述膈膜室具有第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，其中，所述第一側(cè)壁靠近所述陰極室并由陰離子交換膜形成，所述第二側(cè)壁靠近所述陽極室并由陽離子交換膜形成，具體來講，本發(fā)明的制備氟鈦酸鉀方法包括以下步驟：在所述陰極室中形成含有和的溶液，在所述膈膜室中形成含有K⁺和F^-的溶液，在所述陽極室中加入水，以構(gòu)成電解體系；通電電解，在所述膈膜室中獲得氟鈦酸鉀晶體。這里，在所述通電電解步驟中，將構(gòu)成電解體系的液體溫度控制在40～60℃的溫度范圍內(nèi)，從而能夠有利于氟鈦酸鉀在膈膜室中形成大粒徑（例如，粒徑為20～400微米）的晶體顆粒。然而，本發(fā)明不限于此，例如，在本發(fā)明的方法中，構(gòu)成電解體系的液體溫度也可以控制在35～65℃的溫度范圍內(nèi)。此外，為了便于氟鈦酸鉀晶體沉積，也可以在膈膜室中設(shè)置供氟鈦酸鉀晶體沉積的沉積板。在本發(fā)明的方法中，可以使用惰性電極（例如，石墨電極等）來作為陽極和陰極。

在本發(fā)明的方法一個(gè)示例性實(shí)施例中，也可采用以下方式構(gòu)成電解體系：向所述陰極室中加入由二氧化鈦、氫氟酸和氟化銨混合得到的氟鈦溶液，其中含有和離子；向所述膈膜室中加入氟化鉀溶液，其中含有K⁺和F^-離子；向所述陽極室中加入氫氟酸溶液，其中含有水。

此外，優(yōu)選地，可將陽極室內(nèi)的氫氟酸溶液濃度控制在90～11g/L范圍內(nèi)，這樣能夠有利于陽極室電解的穩(wěn)定進(jìn)行。

這里，將結(jié)合該示例性實(shí)施例來說明本發(fā)明制備氟鈦酸鉀的方法的主要反應(yīng)機(jī)理，詳述如下：

在通電的情況下，陰極電解液（例如，氟鈦溶液）中形成氟鈦酸根離子和銨根離子同時(shí)，陰極中的氫氟酸（HF）也會(huì)發(fā)生離解形成氫離子（H⁺）和氟離子（F^-）。此外，氫離子會(huì)在陰極得電子而析出氫氣。例如，陰極室所涉及的化學(xué)式可以包括如下內(nèi)容：

在通電的情況下，陽極室主要進(jìn)行以下化學(xué)反應(yīng)：

可以看出，陽極析出氧氣。