[其他]球狀五氧化二鈮的生產方法

無效

• 申請號: 86107657
• 申請日: 1986-11-11
• 公開（公告）號: CN86107657B
• 公開（公告）日: 1988-01-13
• 發明（設計）人: 何萬年
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C01G33/00
• 分類號: C01G33/00
• 代理公司: 北京市第三專利代理事務所
• 代理人: 母宗緒,張永虎

本發明涉及五氧化二鈮的生產工藝方法，更具體地說是適用于作為獨石陶瓷電容器原料用的球狀五氧化二鈮的生產工藝方法。

隨著電路集成化的發展，對于“外貼”元件在小型化，高可靠性方面的要求越來越高，而其中電容器是占構成元件的主要位置，在實現小型化方面獨石陶瓷電容器是有希望的元件，其體積是單片陶瓷電容器的1/200-1/1000，獨石陶瓷電容器的特點是體積小、容量大、絕緣性高，而且無極性，可使用于高頻，可做成各種溫度系數的產品。因電極在陶瓷介質內部，耐濕性好、可靠性高、價格便宜。因此，獨石陶瓷電容器是一個很有發展前途的品種，它作為集成電路的外圍產品得到了廣泛地應用。國內外都在大量發展獨石陶瓷電容器，特別是含鈮獨石陶瓷電容器。五氧化二鈮是制造含鈮獨石陶瓷電容器的主要原料之一。

已有的制取五氧化二鈮的工藝方法是將鉭鈮精礦，如鉭鈮鐵礦用氫氟酸、硫酸于100℃左右的溫度下進行分解，分解后的含鉭鈮的水溶液或含鉭鈮的礦漿用有機溶劑，如甲基異丁基酮、仲辛醇、二丁基乙酰胺將鈮鉭的氟絡合物萃取到有機相中而與其它雜質元素，如鐵、錳、鋁、鎢、鉬、硅、錫等分離。為了除去萃取過程中帶入有機溶劑中的少量雜質元素，用硫酸溶液洗滌有機相，使少量的雜質元素再轉入水相中。經洗滌后的含鉭鈮氟絡合物的有機相，用稀硫酸將有機相中的鈮氟絡合物反萃取到水相。但是，在反萃取鈮氟絡合物時，少量的鉭氟絡合物也進入含鈮水相中，為此再用有機溶劑萃取少量鉭，而與鈮完全分離。經與鉭完全分離的含鈮氟絡合物水溶液用氨水或氨氣進行沉淀，控制沉淀時的pH7-8，沉淀出來的含水氫氧化鈮，用真空過濾或板框壓濾等過濾方法使固體氫氧化鈮與其母液分離。分離出來的含水氫氧化鈮用純水洗滌后于800-1000℃煅燒6小時以上。煅燒后的五氧化二鈮一般是片狀β-Nb205或片狀β+γ′Nb205晶體，雜質含量高，這種五氧化二鈮是片狀晶體不利于獨石陶瓷電容器瓷料的各種原料之間的接觸，影響瓷片的固溶體化，用此種五氧化二鈮作原料制成的獨石陶瓷電容器電性能不佳，經常不符合獨石陶瓷電容器的規格標準，而造成浪費。

蘇聯專利文獻552296介紹了提純氫氧化鈮、氫氧化鉭的方法，可除去其中的雜質氟。該法用含有鋁鹽的水溶液洗滌氫氧化鈮，鋁鹽的水溶液含鋁10-20克/升，洗滌時的固液比為1∶5-15，可以使氫氧化鈮中氟含量降低至0.03-0.04%。

另一篇蘇聯專利文獻891566介紹了制取高純五氧化二鈮的工藝方法，其方法是將氫氧化鈮置于純水中，再添加草酸加熱到氫氧化鈮完全溶解，趁熱過濾，冷卻，將固體草酸鈮結晶與其母液分離，用草酸的乙醇溶液洗滌上述結晶后，于800-900℃進行熱分解1-3小時，該工藝生產出的五氧化二鈮可以作為光學玻璃的原料。

А.И.Йиколаев等提出了熱水解法提純鈮和鉭的氫氧化物的方法（А.И.ЙикоЛаев、Журналприкладнойхимии，No7，1631-1634，1983），該法是在水蒸氣存在下于300-800℃進行煅燒，使鈮和鉭的氫氧化物中氟、磷、硫、碳等雜質的含量降低。

日本專利文獻特開昭58-156537提出了于500-1200℃的溫度范圍內通入水蒸汽，對氟氧化鈮進行熱水解制取五氧化二鈮的工藝方法。

蘇聯專利文獻552296提出的提純氫氧化鈮的方法工藝簡單，可降低五氧化二鈮中的氟含量，但要消耗大量鋁鹽，增加了產品的成本，又使產品中雜質鋁的含量增高。蘇聯專利文獻891566可以使五氧化二鈮中的鐵、錳、銅、鈷、鈣等雜質含量大大降低，但要消耗大量的價格昂貴的草酸及酒精，增加了成本，煅燒五氧化二鈮的溫度較高，消耗電能大，而且鈮的回收率很低。熱水解法提純鈮和鉭的氫氧化物的工藝能有效地除去氟、降低了氟、磷、硫、碳等雜質，但不能降低重金屬、鈣、鎂等雜質的含量，且需要較為復雜的設備。

為了研究出適用于作為獨石電容器用的五氧化二鈮的生產工藝方法，研究了五氧化二鈮中的雜質含量以及五氧化二鈮的晶相、外貌對獨石陶瓷電容器電性能的影響，發現作為獨石陶瓷電容器原料的五氧化二鈮中的雜質含量必須符合以下標準：錳＜0.015%、鋁＜0.014%、鐵＜1.0%、碳＜0.1%;五氧化二鈮的晶體為偽六方晶系（俗稱α晶體），表觀顆粒形態以球狀為佳。用符合上述規格的五氧化二鈮為原料制出的獨石陶瓷電容器的電性能良好，且穩定。