专利名称：超细氧化铌的制备方法
技术领域：
本发明属于无机材料领域，具体涉及一种超细电子用氧化铌的制备方法。
背景技术：
氧化铌是生产陶瓷电容器的基本材料，长期以来，其物性指标都是按市场通行标准平均粒径g Iym来控制。公开号CN102442700A的中国发明专利申请，公开了一种过氧化沉淀制取球状氧化铌的方法，该方法将双氧水和液氨加入氟氧铌酸溶液H2NbOF5中，获得过氧化铌酸铵(NH4) 3Nb08结晶，经焙烧，获得粒径O. 3 I μ m氧化铌。公开号CN102285687A的中国发明专利申请，公开了一种超细氧化铌的制备方法·及其装置。该方法是将液氨气化后通入氟氧铌酸溶液H2NbOF5中，制备粒径在O. Γ1. Oym的氧化铌，其D50>0. 5μπι。随着高科技材料的发展，要求陶瓷电容器容量更大，体积更小，介电常数更高，稳定性更好。对此就要求陶瓷电容器中添加的氧化铌颗粒更细、粒度分布更均匀。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种超细氧化铌的制备方法，利用本发明方法，可以制备D5tl在O. 30 0.45 μ m的氧化铌，与市场现有产品比较，本发明方法制备的氧化铌，具有颗粒更细、粒度分布更均匀的特性，能很好地满足制造容量大，体积小，介电常数高，稳定性强的高质量电容器的要求。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为
一种D5tl为O. 30 μ πΓΟ. 45 μ m的超细氧化铌的制备方法,包括氟氧铌酸溶液用氨中和沉淀，得到氢氧化铌料将，经过滤、洗涤、烘干、焙烧、磨筛；具体包括如下步骤
1)调配将氟氧铌酸溶液放入容器中，根据铌液的不同浓度和酸度，确定加入容器的调配前铌液的体积VI、所需要加入的纯水的体积V2
以Nb2O5计算，调配前铌液浓度NI > 70g/L时，
V1=A/N1，其中，A为容器中以Nb2O5计算氧化物总量，A=34 36kg，
V2=700-V1 ；
以Nb2O5计算，调配前铌液浓度NI ( 70g/L时，
Vl= (B2XV3)/B1，其中，BI为调配前铌液的酸度，单位克分子量N，
B2为调配后溶液的总酸度，Bl=3. 3 3. 5N，
V3为调配后溶液的总体积，V3 ( 90%V4,
其中，V4为所述容器的体积，单位升L，
V2=V3-V1 ；
2)中和中和前充分搅拌5 10分钟后，缓慢加入液氨，中和至PH=9 10；
3)过滤和洗涤将中和好的料浆过滤，滤饼用加热的含氨纯水进行洗涤，至流出液中氟浓度彡O. 15g/L后停止；
4)烘干滤饼在15(T250°C进行烘干，至用手能轻捻成粉；
5)煅烧烘干的滤饼在79(T850°C下煅烧f2小时，得到氧化铌；
6)磨筛冷却后过60目筛，即得所述D50为O.30 μ πΓΟ. 45 μ m的超细氧化铌。优选的，所述步骤I中，以Nb2O5计算调配前铌液浓度8(Tl00g/L时，容器中氧化物总量控制在34 36Kg，加纯水至总体积为700L。优选的，所述步骤I中，V3=80%V4"90%V4。优选的，所述步骤I中，以Nb2O5计算调配前铌液浓度45 65g/L时，容器中控制酸度在3. 3 3. 5N，加纯水至总体积为750 850L。
本发明还提供一种优选的实施方式，具体包括如下步骤
1)调配将389L浓度为80g/L的氟氧铌酸溶液放入容器中，容器中控制氧化物总量为35Kg，加纯水至总体积为700L ；
2)中和充分搅拌5分钟后，缓慢打开氨阀加入液氨，中和至PH=扩10；
3)过滤和洗涤将中和好的料浆压入压滤机，压榨过滤吹干，压入加热的含氨纯水进行洗涤，至流出液中氟浓度< O. 15g/L后停止，压榨吹干出料；
4)烘干滤饼盛于烘干料盘，从上至下装入烘箱，烘箱温度控制在15(T250°C进行烘干，至用手轻捻成粉，得到烘干的氢氧化铌；
5)煅烧烘干的氢氧化铌送至回转炉煅烧f2小时，煅烧温度控制在79(T850°C，得到氧化铌；
6)筛磨氧化铌冷却后过60目筛；即得所述D5tl为O.30 μ πΓΟ. 45 μ m的超细氧化铌。本发明还提供另一种优选的实施方式，具体包括如下步骤
1)调配将652L浓度为62g/L，酸度为4.3N的氟氧铌酸溶液加入容器中，加入纯水至850L，使容器中酸度为3. 3N；
2)中和充分搅拌5分钟后，缓慢打开氨阀加入液氨，中和至PH=扩10；
3)过滤和洗涤将中和好的料浆压入压滤机，压榨过滤吹干，压入加热的含氨纯水进行洗涤，至流出液中氟浓度< O. 15g/L后停止，压榨吹干出料；
4)烘干滤饼盛于烘干料盘，从上至下装入烘箱，烘箱温度控制在15(T250°C进行烘干，至用手轻捻成粉，得到烘干的氢氧化铌；
5)煅烧烘干的氢氧化铌送至回转炉煅烧f2小时，煅烧温度控制在79(T850°C，得到氧化铌；
6)筛磨氧化铌冷却后过60目筛，即得所述D5tl为O.30 μ πΓΟ. 45 μ m的超细氧化铌。本发明所述的纯水，是指自来水经阴、阳离子树脂交换后的去离子水。本发明说明书所述的“氟氧铌酸溶液”或“铌液”，没有特别说明，都是指没有加水调配前的氟氧铌酸溶液。为了能够控制超细氧化铌的D50在O. 30 μ πΓθ· 45 μ m，本发明在现有技术基础上，对关键工艺参数，即氟氧铌酸溶液的浓度、酸度进行了优化选择。从理论上讲，铌液浓度大，沉淀时将生成细小的颗粒，也就是说得到的氧化铌的粒度应该小。但实践证明，因为新生成的晶体活性大，高浓度增加了晶体相互接触聚合的可能性，极易发生晶体团聚。而低浓度铌液沉淀生成的晶体，聚合可能性将大大减小，晶体团聚也相应减少，最后产出的氧化铌的Dki才会更小。另一方面，铌液的中和沉淀反应首先是游离的H+与NH3.H20的酸碱中和反应，伴随生成少量的Nb (OH) 5晶核，此反应较剧烈，属放热反应，其次才是大量的H2NbOF5与ΝΗ3.Η20的反应；生成Nb(OH)5晶体的过程包括晶核的形成与长大两个过程，晶核长大是个吸热过程。铌液酸度越低，中和反应越不激烈，放出的热量越少，越不利于晶核的长大，最后生成小粒径的晶体。因此，经过发明人研究，通过加入适量的纯水调配，可以将氟氧铌酸溶液的浓度、酸度调整到适当的范围，从而制备得到D50在30 μ πΓ50 μ m的超细氧化铌。具体控制方法是
1)以Nb2O5计算，氟氧铌酸溶液浓度NI> 70g/L时，控制容器中氧化物总量A在35± lKg，加纯水至总体积为700L再中和；氟氧铌酸溶液的体积Vl和纯水的体积V2的计算式为
V1=A/N1，其中，A为容器中以Nb2O5计算氧化物总量，A=34 36kg，
V2=700-V1 ；
调配前铌液浓度NI ( 70g/L时，
2)以Nb2O5计算，氟氧铌酸溶液浓度NI彡70g/L时，控制容器中加水后酸度B2=3. 3^3. 5N ;为了避免调配后溶液过满，中和时产生“冒槽”现象，控制总体积V3 ( 90%V4,其中，V4为所述容器的体积氟氧铌酸溶液的体积Vl和纯水的体积V2的计算式为
Vl= (B2XV3)/B1，其中，BI为调配前铌液的酸度，单位克分子量N，B2为调配后溶液的总酸度，Bl=3. 3 3. 5N，
V2=V3-V10本发明的优点和效果
本发明很好的解决了氧化铌粒度中值D5tl的问题。D5tl在O. 30 μ πΓΟ. 45 μ m时，产品具有颗粒细，粒度分布均匀的特性，能很好地满足制造容量大，体积小，介电常数高，稳定性强的高质量电容器的要求，满足市场的需求。
I、图I是实施例I制备得到的超细氧化铌的粒度分布图。2、图2是实施例2制备得到的超细氧化铌的粒度分布图。3、图3是实施例3制备得到的超细氧化铌的粒度分布图。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明做具体说明；但本发明并不限于以下实施例。
实施例I :超细氧化铌的制备
I、调配经分析已知氟氧铌酸溶液浓度NI为80g/L，酸度为4. 6N。根据工艺要求，控制容器中氧化物总量A为35Kg，则通过计算，需加入铌液体积Vl为
Vl=3500 g + 90g/L=389LV2=700-389=211L
容器中放入389L的所述氟氧铌酸溶液，加纯水至总体积为700L准备中和。2、中和中和前充分搅拌5分钟后，缓慢打开氨阀加入液氨，中和至PH=扩10。3、过滤和洗涤将中和好的料浆压入压滤机，压榨吹干，压入加热的含氨纯水进行洗涤，至流出液中氟浓度< O. 15g/L后停止，压榨吹干出料；
4、烘干滤饼盛于烘干料盘，从上至下装入烘箱，烘箱温度控制在150°C，将其烘干至用手轻捻成粉；
5、煅烧烘干的氢氧化铌送至回转炉进行煅烧I.5小时，煅烧温度控制在800°C ；
6、磨筛氧化铌冷却后过60目筛，即得所述超细氧化铌。取样分析，粒度测定结果见表I和图I。
实施例2 :超细氧化铌的制备
I、调配经分析已知铌液浓度NI为62g/L，酸度BI为4. 3N。根据工艺要求，控制容器中调配后酸度B2为3. 3N,总体积V3为850L，则 Vl=3. 3NX850L + 4. 3N=652LV2=850L-652L=198L
容器中放入652L所述氟氧铌酸铌液，加纯水至总体积为850L，准备中和。2、中和中和前充分搅拌10分钟后，缓慢打开氨阀加入液氨，中和至PH=扩10。3、过滤和洗涤将中和好的料浆压入压滤机，压榨吹干，压入加热的含氨纯水进行洗涤，至流出液中氟浓度< O. 15g/L后停止，压榨吹干出料；
4、烘干滤饼盛于烘干料盘，从上至下装入烘箱，烘箱温度控制在20(TC，将其烘干至用手轻捻成粉；
5、煅烧烘干的氢氧化铌送至回转炉进行煅烧2小时，煅烧温度控制在850°C；
6、磨筛氧化铌冷却后过60目筛，即得所述超细氧化铌。取样分析，粒度测定结果见表I和图2。实施例3 :超细氧化铌的制备
I、调配经分析已知铌液浓度NI为58g/L，酸度BI为4. 5N。根据工艺要求，控制容器中调配后酸度B2为3. 3N,总体积V3为850L，则Vl=3. 3NX850L + 4. 5N=623LV2=850L-623L=227L
容器中放入623L所述氟氧铌酸铌液，加纯水至总体积为850L，准备中和。2、中和中和前充分搅拌10分钟后，缓慢打开氨阀加入液氨，中和至PH=扩10。3、过滤和洗涤将中和好的料浆压入压滤机，压榨吹干，压入加热的含氨纯水进行洗涤，至流出液中氟浓度< O. 15g/L后停止，压榨吹干出料；
4、烘干滤饼盛于烘干料盘，从上至下装入烘箱，烘箱温度控制在250°C，将其烘干至用手轻捻成粉；
5、煅烧烘干的氢氧化铌送至回转炉进行煅烧I小时，煅烧温度控制在820°C；
6、磨筛氧化铌冷却后过60目筛，即得所述超细氧化铌。取样分析，粒度测定结果见表I和图3。表I粒度测定结果
权利要求
1.一种D5tl为O. 30μηΓ0. 45 μ m的超细氧化铌的制备方法,包括氟氧铌酸溶液用氨中和沉淀，得到氢氧化铌料浆，经过滤、洗涤、烘干、焙烧、磨筛；其特征在于具体包括如下步骤 1)调配将氟氧铌酸溶液放入容器中，根据铌液的不同浓度和酸度，确定加入容器的铌液的体积VI、所需要加入的纯水的体积V2 以Nb2O5计算，铌液浓度NI > 70g/L时， V1=A/N1，其中，A为容器中以Nb2O5计算氧化物总量，A=34^36kgV2=700-V1 ； 以Nb2O5计算，铌液浓度NI ( 70g/L时， Vl= (B1XV3)/B2，其中，BI为调配前铌液的酸度，单位克分子量N， B2为调配后溶液的总酸度，B2=3. 3 3. 5N， V3为调配后溶液的总体积，V3 ( 90%V4, 其中，V4为所述容器的体积，单位升L，V2=V3-V1 ； 2)中和中和前充分搅拌5 10分钟后，缓慢加入液氨，中和至PH=9 10； 3)过滤和洗涤将中和好的料浆过滤，滤饼用加热的含氨纯水进行洗涤，至流出液中氟含量彡O. 15g/L后停止； 4)烘干滤饼在15(T250°C进行烘干，至用手能轻捻成粉； 5)煅烧烘干的滤饼在79(T850°C下煅烧f2小时，得到氧化铌； 6)筛磨冷却后过60目筛，即得所述D50为O.30 μ πΓΟ. 45 μ m的超细氧化铌。
2.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述步骤I中，以Nb2O5计算调配前铌液浓度8(Tl00g/L时，容器中氧化物总量控制在34 36Kg，加纯水至总体积为700L。
3.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述步骤I中，V3=80%Vr90%V4。
4.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述步骤I中，以Nb2O5计算调配前铌液浓度45 65g/L时，容器中控制酸度在3. 3 3. 5N，加纯水至总体积为75(T850L。
5.一种D5tl为O. 30 μ πΓΟ. 45 μ m的超细氧化铌的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤 1)调配将389L浓度为80g/L的氟氧铌酸溶液放入容器中，容器中控制氧化物总量为35Kg，加纯水至总体积为700L ； 2)中和充分搅拌5分钟后，缓慢打开氨阀加入液氨，中和至PH=扩10； 3)过滤和洗涤将中和好的料浆压入压滤机，压榨过滤吹干，压入加热的含氨纯水进行洗涤，至流出液中氟含量< O. 15g/L后停止，压榨吹干出料； 4)烘干滤饼盛于烘干料盘，从上至下装入烘箱，烘箱温度控制在15(T250°C进行烘干，至用手轻捻成粉，得到烘干的氢氧化铌； 5)煅烧烘干的氢氧化铌送至回转炉煅烧f2小时，煅烧温度控制在79(T850°C，得到氧化铌； 6)筛磨氧化铌冷却后过60目筛；即得所述D5tl为O.30 μ πΓΟ. 45 μ m的超细氧化铌。
6.一种D5tl为O. 30 μ πΓΟ. 45 μ m的超细氧化铌的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤1)调配将652L浓度为62g/L，酸度为4.3N的氟氧铌酸溶液加入容器中，加入纯水至850L，容器中酸度为3. 3N； 2)中和充分搅拌5分钟后，缓慢打开氨阀加入液氨，中和至PH=扩10； 3)过滤和洗涤将中和好的料浆压入压滤机，压榨过滤吹干，压入加热的含氨纯水进行洗涤，至流出液中氟浓度< O. 15g/L后停止，压榨吹干出料； 4)烘干滤饼盛于烘干料盘，从上至下装入烘箱，烘箱温度控制在15(T250°C进行烘干，至用手轻捻成粉，得到烘干的氢氧化铌； 5) 煅烧烘干的氢氧化铌送至回转炉煅烧f2小时，煅烧温度控制在79(T850°C，得到氧化铌；6)筛磨氧化铌冷却后过60目筛，即得所述D5tl为O.30 μ πΓΟ. 45 μ m的超细氧化铌。
全文摘要
本发明公开了一种D50为0.30μm~0.45μm的超细氧化铌的制备方法，具体包括如下步骤1)调配将氟氧铌酸溶液放入容器中，根据铌液的不同浓度和酸度，确定加入容器的铌液的体积V1、所需要加入的纯水的体积V22)液氨中和至PH=9~10；3)过滤和洗涤，至流出液中氟含量≤0.15g/L后停止；4)烘干滤饼在150~250℃进行烘干，至用手能轻捻成粉；5)煅烧烘干的滤饼在790~850℃下煅烧1~2小时，得到氧化铌；6)筛磨冷却后过60目筛，即得所述D50为0.30μm~0.45μm的超细氧化铌。本发明方法制备的超细氧化铌，不仅粒度小，而且分布均匀，能很好地满足制造容量大，体积小，介电常数高，稳定性强的高质量电容器的要求，填补市场空白。
文档编号C01G33/00GK102897836SQ20121040449
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者匡国珍, 胡志萍, 张国祥, 戴和平, 江燕, 李锋波 申请人:九江有色金属冶炼有限公司