专利名称：高纯电子级碳酸钡的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种碳酸钡的制备工艺，特别是涉及一种高纯电子级碳酸钡 的生产方法。
背景技术：
高纯碳酸钡粉体是生产片式MLCC电容(多层陶瓷片式电容)等精密电子 元件的最重要原料之一。这些电子元器件对碳酸钡的理化指标要求越来越高， 不仅要求化学纯度高，杂质少，而且还要求粒子形貌好、粒度分布窄。目前 工业生产碳酸钡的主要方法是用可溶性钡盐与碳酸盐反应的液相法，该方法 具有原料易得，工艺简单，生产成本低等优点。但在实际生产中，上述方法 也曝露其不足的一面，即对碳酸钡晶体粒径无法有效控制，质量不够稳定， 产品的杂质多，尤其是氯、钠、钾、钙、铁、硫等杂质含量较高，不适合于 电子产品的需要。
中国专利CN1152548公开了一种电子陶瓷用碳酸钡的制备工艺，该工艺 利用精制氯化钡、碳酸钠为原料制得产品。虽然该工艺具有工艺简单、成本 低、产量高的优点，但其对碳酸钡粒径缺乏有效控制，导致其粒径较大；并 且其后期对洗涤的处理过程过于简单，致使产品的杂质较多。
发明内容
本发明主要是解决现有技术碳酸钡生产所存在的粉体纯度低，粒径大， 有害杂质多等技术问题。以提供一种高纯电子级碳酸钡的生产方法。
本发明主要是通过下述技术方案得以解决上述技术问题的该方法包括 以下步骤
a.将氯化钡溶解于去离子水中，配制成0. 5—1. 0 M氯化钡溶液，然后往 氯化钡溶液中添加0. 2%。一0. 5tN-酰基ED3A，搅拌均匀备用，将碳酸氢氨溶 解于去离子水中，配制成0.5—1.0 M碳酸氢氨溶液，搅拌均匀备用；
b.将碳酸氢氨溶液倒入低温型反应釜中，在搅拌的条件下，将氯化钡溶液以500——1000ml/s的流量缓慢流入低温型反应釜中与碳酸氢氨反应，反 应温度控制在(TC，恒温反应30分钟后，将反应温度缓慢上升至15'C，恒温 反应20分钟，然后分离沉淀，得到碳酸钡沉淀物；
c将碳酸钡沉淀物用去离于水洗涤，当洗涤至洗涤水中氯离子含量小于 150ppm时，取碳酸钡沉淀物放入去离子水池中，往去离子水中加入其总重2 —4%的N-酰基ED3A，搅拌30分钟后，取出碳酸钡沉淀物用去离子水再洗涤 一次，当洗涤至洗涤水中氯离子含量小于30ppm时过滤，放入远红外干燥机 进行烘干，然后取出过筛，得到碳酸钡粉体成品。
在本发明中，氯化钡溶液的加料速度的控制在500——1000ml/s之间， 可以减小溶液中生成碳酸钡的局部相对过饱和度，这样有利于得到碳酸钡的 晶形沉淀。同时，当氯化钡和碳酸铵溶液的浓度控制在0.5—1.0 M之间时， 沉淀颗粒的聚集速度相对减慢，这样对杂质选择性吸附相对减少，并且减少 了沉淀过程中吸留现象。因此通过控制溶液的浓度和加料速度，可以一定程 度上控制离子聚集速度和定向速度，从而可以很好的控制沉淀粒子的形貌和 粒度。另外，本发明还通过优化沉淀反应时的温度，来对碳酸钡晶体的粒径 进行有效的控制。反应中，先将反应温度控制在0°C，这样既可以让反应体系 中的水保持良好的流动性，又可以减少构晶离子的运动半径，让构晶离子的 获得一个合适的聚集速度，使构晶离子较快地聚集扰来生成沉淀微粒。同时 还可降低反应体系中杂质的溶解度，减少了杂质的共沉淀现象。在反应30分 钟后，将温度缓慢上升至15°C，这样可让粒子定向速度稳步增加，聚集速度 得以控制，让离子有足够时间进行晶格排列。从而为最终获得得粒径小、晶 形完美的沉淀打下基础。
N-酰基ED3A是一种螯合性表面活性剂，具有较强的螯合能力与分散效 果。适量的N-酰基ED3A对溶液中的离子具有优良的分散作用，并且可以优先 与氯化钡溶液中的铁、钙等杂质离子络合成稳定的络合物，从而减少沉淀反 应时杂质的引入量。并且当N-酰基ED3A在0.2。^ 0.5^时，可降低游离态 Ba2+离子浓度，抑制溶液的过饱和度，因而更容易形成晶形沉淀。
本发明洗涤过程釆用三步进行，第一步通过去离子水洗涤，可洗去沉淀表面上绝大部分氯离子，但沉淀表面还吸附有用水难以清除的多种金属杂质； 第二步，利用N-酰基ED3A优异的螯合能力，让EDTA与沉淀表面吸附的金属离 子发生螯合作用，以形成较稳定的水溶性络合物而溶入洗涤液中，最终除去 碳酸钡沉淀里的主要金属杂质。第三步再次通过去离子水洗涤，最终得到非 常纯净的碳酸钡沉淀。
综上所述，采用本发明工艺制备的碳酸钡粉体分散性好，不团聚，纯度在 99.9%以上。粒子性貌为球形，粒度分布集中，粒径为0.2—0.3um，因此完 全可以满足生产精密电子元件的需要。
图1是本发明方法制备的碳酸钡粉体的电镜照片； 图2是本发明方法制备的碳酸钡粉体的电镜照片。
具体实施例方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例l:将氯化钡溶解于去离子水中，配制成0. 5M氯化钡溶液，然后 往氯化钡溶液中添加0.2%。N-酰基ED3A，搅拌均匀备用；将碳酸氢氨溶解于 去离子水中，配制成0.5M碳酸氢氨溶液，搅拌均匀备用；将碳酸氢氨溶液以 1000ml/s的流量缓慢流入低温型反应釜中，在搅拌的条件下，将氯化钡溶液 以1000ml/s的流量缓慢流入低温型反应釜中与碳酸氢氨反应，反应温度控制 在ox:，恒温反应l小时之后，分离沉淀，得到碳酸钡沉淀物；将碳酸钡沉淀 物用去离子水洗涤，当洗涤至洗涤水中氯离子含量小于150ppm时，取碳酸钡 沉淀物放入去离子水池中，往去离子水中加入其总重2y。的N-酰基ED3A，搅拌 30分钟后，取出碳酸钡沉淀物用去离子水再洗涤一次，当洗涤至洗涤水中氯 离子含量小于30ppm时过滤，放入远红外干燥机进行烘干，然后取出过筛， 得到碳酸钡粉体成品。扫描电镜照片(8000倍)显示，该粉体粒子形貌为球 形，粒径为0. 2—0. 3 y m，并且分散性好(图l所示)。用比表面积吸附仪测 量其比表面积为11.3平方米/克。
实施例2:将氯化钡溶解于去离子水中，配制成0. 8M氯化钡溶液，然后往氯化钡溶液中添加0. 5H酰基ED3A，搅拌均匀备用；将碳酸氢氨溶解于 去离子水中，配制成0.8M碳酸氢氨溶液，搅拌均匀备用；将碳酸氢氨溶液以 500ml/s的流量缓慢流入低温型反应釜中，在搅拌的条件下，将氯化钡溶液以 500ml/s的流量缓慢流入低温型反应釜中与碳酸氢氨反应，反应温度控制在0 'C，恒温反应1小时之后，分离沉淀，得到碳酸钡沉淀物；将碳酸钡沉淀物 用去离子水洗涤，当洗涤至洗涤水中氯离子含量小于150ppm时，取碳酸钡沉 淀物放入去离子水池中，往去离子水中加入其总重4%的N-酰基ED3A，搅拌 30分钟后，取出碳酸钡沉淀物用去离子水再洗涤一次，当洗涤至洗涤水中氯 离子含量小于30ppm时过滤，放入远红外干燥机进行烘干，然后取出过筛， 得到碳酸钡粉体成品。扫描电镜照片(8000倍)显示，该粉体形貌完整，粒 径为0.3—0.4Bm，并且分散性好，没有团聚现象，(图2所示)。用比表面积 吸附仪测量其比表面积为10.4平方米/克。
实施例3:将氯化钡溶解于去离子水中，配制成1.0M氯化钡溶液，然后 往氯化钡溶液中添加0.3%QN-酰基ED3A，搅拌均匀备用；将碳酸氢氨溶解于 去离子水中，配制成1.0 M碳酸氢氨溶液，搅拌均匀备用；将碳酸氢氨溶液 以800ml/s的流量缓慢流入低温型反应釜中，在搅拌的条件下，将氯化钡溶 液以800ml/s的流量缓慢流入低温型反应釜中与碳酸氢氨反应，反应温度控 制在(TC，恒温反应l小时之后，分离沉淀，得到碳酸钡沉淀物；将碳酸钡沉 淀物用去离子水洗涤，当洗涤至洗涤水中氯离子含量小于150ppm时，取碳酸 钡沉淀物放入去离子水池中，往去离子水中加入其总重3y。的N-酰基ED3A，搅 拌30分钟后，取出碳酸钡沉淀物用去离子水再洗涤一次，当洗涤至洗涤水中 氯离子含量小于30卯m时过滤，放入远红外干燥机进行烘干，然后取出过筛， 得到碳酸钡粉体成品。扫描电镜照片(8000倍)显示，该粉体形貌完整，粒 径为0.2—0.3ym，并且分散性好，没有团聚现象。用比表面积吸附仪测量 其比表面积为11. 9平方米/克。
权利要求
1. 一种高纯电子级碳酸钡的生产方法，其特征是在该方法包括以下步骤a.将氯化钡溶解于去离子水中，配制成0.5-1.0M氯化钡溶液，然后往氯化钡溶液中添加0.2‰-0.5‰N-酰基ED3A，搅拌均匀备用，将碳酸氢氨溶解于去离子水中，配制成0.5-1.0M碳酸氢氨溶液，搅拌均匀备用；b.将碳酸氢氨溶液倒入低温型反应釜中，在搅拌的条件下，将氯化钡溶液以500——1000ml/s的流量缓慢流入低温型反应釜中与碳酸氢氨反应，反应温度控制在0℃，恒温反应30分钟后，将反应温度缓慢上升至15℃，恒温反应20分钟，然后分离沉淀，得到碳酸钡沉淀物；c将碳酸钡沉淀物用去离子水洗涤，当洗涤至洗涤水中氯离子含量小于150ppm时，取碳酸钡沉淀物放入去离子水池中，往去离子水中加入其总重2-4％的N-酰基ED3A，搅拌30分钟后，取出碳酸钡沉淀物用去离子水再洗涤一次，当洗涤至洗涤水中氯离子含量小于30ppm时过滤，放入远红外干燥机进行烘干，然后取出过筛，得到碳酸钡粉体成品。
全文摘要
一种高纯电子级碳酸钡的生产方法，该方法包括以下步骤将氯化钡溶解于去离子水中，然后往氯化钡溶液中添加0.2‰-0.5‰N-酰基ED3A；将碳酸氢氨溶液倒入低温型反应釜中，将氯化钡溶液缓慢流入低温型反应釜中与碳酸氢氨反应，得到碳酸钡沉淀物；将碳酸钡沉淀物用去离子水洗涤，当洗涤至洗涤水中氯离子含量小于150ppm时，往去离子水中加入其总重2-4％的N-酰基ED3A，搅拌30分钟后，放入远红外干燥机进行烘干，得到碳酸钡粉体成品。采用本发明工艺制备的碳酸钡粉体分散性好，不团聚，纯度在99.9％以上。粒子性貌为球形，粒度分布集中，粒径为0.3-0.4цm，因此完全可以满足生产精密电子元件的需要。
文档编号C01F11/00GK101302027SQ200810047870
公开日2008年11月12日 申请日期2008年5月30日 优先权日2008年5月30日
发明者刘洪祥 申请人:仙桃市展朋新材料有限公司