专利名称：一种低铁钼粉的制备方法
技术领域：
本发明属于稀有金属粉末冶金技术领域，具体涉及ー种低铁钥粉的制备方法。
背景技术：
金属钥是重要的难熔金属，具有卓越的高温強度和导电导热性能，其化学性质稳定，耐腐蚀，是ー种环境友好材料，在高温炉、电子及半导体器件、光电材料、溅射靶材及喷涂等领域有重要的应用。作为金属材料原料的钥粉，对钥制品性能及加工等有举足轻重的影响，降低钥粉中的铁、镍、铬等金属杂质是提高钥金属性能的重要保证。铁在钥材料中会降低钥金属的导热系数并可能会増大电子发射系数，因此在光电材料、靶材等应用领域中，铁含量越小钥金属的性能越优良。降低钥粉中的Fe含量，是提高钥粉的产品质量，扩大钥产品用途的重要途径。目前的エ业生产中通常采用降低钥酸铵、三氧化钥等原料的杂质来降低钥粉中的Fe含量，但是由于钥酸铵、三氧化钥转化为钥粉后杂质的富集作用，钥粉中Fe含量的降低是有限度的；另外，エ业生产中也可以通过金属熔炼エ艺来降低钥材料的Fe含量，但该エ艺的制备过程繁杂、生产成本高昂、对除杂设备要求严苛，不适合エ业化大規模生产。现有的エ业生产中通常选取Fe含量为Ippm 2ppm的钥原料制备低铁钥粉，然而采用现行エ艺制备的钥粉中Fe含量在15ppm以上，Fe会显著降低钥粉的导热系数并增大其电子发射系数，因此该钥粉用作光电材料、靶材等材料的性能较差
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种低铁钥粉的制备方法。该方法易于控制、操作简便、安全可靠，适合エ业化批量生产；采用该方法制备的钥粉形貌规则，粒度均匀，尺寸分散性小，杂质相不易进入晶格，Fe的质量含量仅为6ppm 9ppm,适用于光电材料、派射祀材及喷涂等领域。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是ー种低铁钥粉的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤一、将Fe质量含量为Ippm 2ppm的三氧化钥粉体装入料舟，在一次还原炉的还原温区对料舟中的三氧化钥粉体进行一次氢气还原，然后将料舟置于一次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到一次还原产物ニ氧化钥；所述一次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为400°C 430°C，第二温区的还原温度为500°C 530°C，第三温区的还原温度为570 600°C，各温区的还原时间均为Ih I. 5h ;所述一次氢气还原过程中控制氢气流量与三氧化钥粉体进料速率的比值为O. 5 O. 7，其中，所述氢气流量的单位为Nm3/h，所述三氧化钥粉体进料速率的单位为kg/h ;所述氢气的露点为1°C 15°C ；步骤ニ、将步骤一中装有ニ氧化钥的料舟推入二次还原炉中，在二次还原炉的还原温区对料舟中的ニ氧化钥进行二次氢气还原，然后将料舟置于二次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到二次还原产物粗制钥粉；所述二次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为880°C 910°C，第二温区的还原温度为940°C 960°C，第三温区的还原温度为980°C 1010°C，各温区的还原时间均为2h 2. 5h ;所述二次氢气还原过程中控制氢气流量与ニ氧化钥进料速率的比值为O. 6 O. 8，其中，所述氢气流量的单位为Nm3/h，所述ニ氧化钥进料速率的单位为kg/h ;所述氢气的露点为_60°C _40°C ；
步骤三、将步骤ニ中所述粗制钥粉过300目筛，得到低铁钥粉；所述低铁钥粉中Fe的质量含量为6ppm 9ppm。上述的ー种低铁钥粉的制备方法，其特征在于，步骤一中所述三氧化钥粉体的质量纯度> 99. 95%，平均粒度为100 μ m 400 μ m。上述的ー种低铁钥粉的制备方法，其特征在于，步骤ニ和步骤三中所述料舟均为质量纯度> 98%的钥质料舟。本发明与现有技术相比具有以下优点(I)本发明易于控制、操作简便、安全可靠，适合エ业化批量生产；(2)本发明通过选择适当Fe含量的钥原料，并对还原エ艺进行最佳优化，使三氧化钥还原为钥粉的过程中反应平稳可控，给每一歩还原产物的生长提供良好的环境，一次还原产物ニ氧化钥以及二次还原产物钥粉均得到了平衡、有序地生长，形貌规则，粒度均匀，尺寸分散性小，杂质相不易进入晶格中，因此制备的钥粉中Fe的质量含量仅为6ppm 9ppm,适用于光电材料、派射祀材及喷涂等领域。下面结合附图和实施例对本发明作进ー步详细说明。
图I为本发明实施例I制备的低铁钥粉的扫描电镜照片。图2为本发明实施例I制备的ニ氧化钥的扫描电镜照片。图3为现有的溅射靶材用原料钥粉的扫描电镜照片。
具体实施例方式实施例I本实施例的低铁钥粉的制备方法包括以下步骤步骤一、将质量纯度彡99. 95%，平均粒度为250 μ m，Fe质量含量为Ippm的三氧化钥粉体装入质量纯度> 98%的钥质料舟中，在一次还原炉的还原温区对料舟中的三氧化钥粉体进行一次氢气还原，一次氢气还原结束后将料舟置于一次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到一次还原产物ニ氧化钥；所述一次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为400°C，第二温区的还原温度为500°C，第三温区的还原温度为600°C，各温区的还原时间均为Ih ;所述三氧化钥粉体的进料速率为2. 4kg/h ;所述一次还原炉中的氢气流量为1.5Nm3/h，氢气露点为10°C ;所述氢气流量与所述三氧化钥粉体进料速率的比值为O. 625 ；步骤ニ、将步骤一中装有ニ氧化钥的料舟推入二次还原炉中，在二次还原炉的还原温区对料舟中的ニ氧化钥进行二次氢气还原，二次氢气还原结束后将料舟置于二次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到二次还原产物粗制钥粉；所述二次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为900°C，第二温区的还原温度为950°C，第三温区的还原温度为1000°C，各温区的还原时间均为2h ;所述ニ氧化钥的进料速率为2. Okg/h ；所述二次还原炉中的氢气流量为I. 5Nm3/h，氢气露点为-40°C;所述氢气流量与所述ニ氧化钥进料速率的比值为O. 75 ；步骤三、将步骤ニ中所述粗制钥粉过300目筛，得到低铁钥粉。本实施例制备的低铁钥粉的扫描电镜照片如图I所示，一次还原产物ニ氧化钥的扫描电镜照片如图2所示，现有溅射靶材用钥粉的扫描电镜照片如图3所示。由图中可知，现有溅射靶材用原料钥粉的形貌各异，粒度不均，尺寸分散性大，杂质相很容易进入晶格中不易除去，经检测该现有溅射靶材用原料钥粉中Fe的质量含量为15ppm ;而本发明通过对原料的选取和エ艺的优化，制备的ニ氧化钥和钥粉的形貌规则，粒度均匀，尺寸分散性小，杂质相不易进入晶格；本实施例制备的钥粉中Fe的质量含量仅为6ppm。 实施例2本实施例的低铁钥粉的制备方法包括以下步骤步骤一、将质量纯度彡99. 95%，平均粒度为290 μ m，Fe质量含量为2ppm的三氧化钥粉体装入质量纯度> 98%的钥质料舟，在一次还原炉的还原温区对料舟中的三氧化钥粉体进行一次氢气还原，一次氢气还原结束后，将料舟置于一次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到一次还原产物ニ氧化钥；所述一次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为420°C，第二温区的还原温度为520°C，第三温区的还原温度为580°C，各温区的还原时间均为I. 5h ;所述三氧化钥的进料速率为3kg/h ;所述一次还原炉中的氢气流量为I. 5Nm3/h，氢气露点为6°C;所述氢气流量与所述三氧化钥粉体进料速率的比值为
O.5 ；步骤ニ、将步骤一中装有ニ氧化钥的料舟推入二次还原炉中，在二次还原炉的还原温区对料舟中的ニ氧化钥进行二次氢气还原，二次氢气还原结束后，将料舟置于二次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到二次还原产物粗制钥粉；所述二次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为900°C，第二温区的还原温度为950°C，第三温区的还原温度为980°C，各温区的还原时间均为2h ;所述三氧化钥的进料速率为2. 5kg/h,所述二次还原炉中的氢气流量为2. 0Nm3/h,氢气露点为_50°C ;所述氢气流量与所述ニ氧化钥进料速率的比值为O. 8 ；步骤三、将步骤ニ中所述粗制钥粉过300目筛，得到低铁钥粉。本实施例制备的低铁钥粉形貌规则，粒度均匀，尺寸分散性小，Fe的质量含量为7ppm0实施例3本实施例的低铁钥粉的制备方法包括以下步骤步骤一、将质量纯度彡99. 95%，平均粒度为350 μ m，Fe质量含量为2ppm的三氧化钥粉体装入质量纯度> 98%的钥质料舟，在一次还原炉的还原温区对料舟中的三氧化钥粉体进行一次氢气还原，一次氢气还原结束后，将料舟置于一次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到一次还原产物ニ氧化钥；所述一次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为400°C，第二温区的还原温度为500°C，第三温区的还原温度为600°C，各温区的还原时间均为I. 5h ;所述三氧化钥的进料速率为2kg/h ;所述一次还原炉中的氢气流量为1.4Nm3/h，氢气露点为1°C;所述氢气流量与所述三氧化钥粉体进料速率的比值为
0.7 ；步骤ニ、将步骤一中装有ニ氧化钥的料舟推入二次还原炉中，在二次还原炉的还原温区对料舟中的ニ氧化钥进行二次氢气还原，二次氢气还原结束后，将料舟置于二次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到二次还原产物粗制钥粉；所述二次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为910°C，第二温区的还原温度为960°C，第三温区的还原温度为1010°C，各温区的还原时间均为2. 5h ;所述ニ氧化钥的进料速率为 1.5kg/h ;所述二次还原炉中的氢气流量为I. 2Nm3/h，氢气露点为_55°C;所述氢气流量与所述ニ氧化钥进料速率的比值为O. 8 ；步骤三、将步骤ニ中所述粗制钥粉过300目筛，得到低铁钥粉。本实施例制备的低铁钥粉形貌规则，粒度均匀，尺寸分散性小，Fe的质量含量为7ppm0实施例4本实施例的低铁钥粉的制备方法包括以下步骤步骤一、将质量纯度彡99. 95%，平均粒度为100 μ m，Fe质量含量为Ippm的三氧化钥粉体装入质量纯度> 98%的钥质料舟，在一次还原炉的还原温区对料舟中的三氧化钥粉体进行一次氢气还原，一次氢气还原结束后，将料舟置于一次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到一次还原产物ニ氧化钥；所述一次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为430°C，第二温区的还原温度为530°C，第三温区的还原温度为570°C，各温区的还原时间均为Ih ;所述三氧化钥的进料速率为5kg/h ;所述一次还原炉中的氢气流量为2. 5Nm3/h，氢气露点为9°C ;所述氢气流量与所述三氧化钥粉体进料速率的比值为O. 5 ；步骤ニ、将步骤一中装有ニ氧化钥的料舟推入二次还原炉中，在二次还原炉的还原温区对料舟中的ニ氧化钥进行二次氢气还原，二次氢气还原结束后，将料舟置于二次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到二次还原产物粗制钥粉；所述二次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为880°C，第二温区的还原温度为940°C，第三温区的还原温度为980°C，各温区的还原时间均为2h ;所述ニ氧化钥的进料速率为4kg/h ；所述二次还原炉中的氢气流量为2. 4Nm3/h，氢气露点为-60°C ;所述氢气流量与所述ニ氧化钥进料速率的比值为O. 6 ;步骤三、将步骤ニ中所述粗制钥粉过300目筛，得到低铁钥粉。本实施例制备的低铁钥粉形貌规则，粒度均匀，尺寸分散性小，Fe的质量含量为8ppm0实施例5本实施例的低铁钥粉的制备方法包括以下步骤步骤一、将质量纯度彡99. 95%，平均粒度为400 μ m，Fe质量含量为2ppm的三氧化钥粉体装入质量纯度> 98%的钥质料舟，在一次还原炉的还原温区对料舟中的三氧化钥粉体进行一次氢气还原，一次氢气还原结束后，将料舟置于一次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到一次还原产物ニ氧化钥；所述一次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为400°C，第二温区的还原温度为530°C，第三温区的还原温度为600°C，各温区的还原时间均为I. 5h ;所述三氧化钥的进料速率为3kg/h ;所述一次还原炉中的氢气流量为I. 8Nm3/h，氢气露点为5°C ;所述氢气流量与所述三氧化钥粉体进料速率的比值为
O.6 ；步骤ニ、将步骤一中装有ニ氧化钥的料舟推入二次还原炉中，在二次还原炉的还原温区对料舟中的ニ氧化钥进行二次氢气还原，二次氢气还原结束后，将料舟置于二次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到二次还原产物粗制钥粉；所述二次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为910°C，第二温区的还原温度为940°C，第三温区的还原温度为980°C，各温区的还原时间均为2h ;所述ニ氧化钥的进料速率为2. 2kg/h ;所述二次还原炉中的氢气流量为I. 6Nm3/h，氢气露点为-50°C;所述氢气流量与所述ニ氧化钥进料速率的比值为O. 73 ；
步骤三、将步骤ニ中所述粗制钥粉过300目筛，得到低铁钥粉。本实施例制备的低铁钥粉形貌规则，粒度均匀，尺寸分散性小，Fe的质量含量为8ppm0实施例6本实施例的低铁钥粉的制备方法包括以下步骤步骤一、将质量纯度彡99. 95%，平均粒度为400 μ m，Fe质量含量为2ppm的三氧化钥粉体装入质量纯度> 98%的钥质料舟，在一次还原炉的还原温区对料舟中的三氧化钥粉体进行一次氢气还原，一次氢气还原结束后，将料舟置于一次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到一次还原产物ニ氧化钥；所述一次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为430°C，第二温区的还原温度为500°C，第三温区的还原温度为600°C，各温区的还原时间均为I. 5h ;所述三氧化钥的进料速率为4kg/h ;所述一次还原炉中的氢气流量为2. 8Nm3/h，氢气露点为15°C ;所述氢气流量与所述三氧化钥粉体进料速率的比值为 O. 7;步骤ニ、将步骤一中装有ニ氧化钥的料舟推入二次还原炉中，在二次还原炉的还原温区对料舟中的ニ氧化钥进行二次氢气还原，二次氢气还原结束后，将料舟置于二次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到二次还原产物粗制钥粉；所述二次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为880°C，第二温区的还原温度为960°C，第三温区的还原温度为1010°C，各温区的还原时间均为2. 5h ;所述ニ氧化钥的进料速率为
2.8kg/h ;所述二次还原炉中的氢气流量为2. 0Nm3/h，氢气露点为_55°C;所述氢气流量与所述ニ氧化钥进料速率的比值为O. 71 ；步骤三、将步骤ニ中所述粗制钥粉过300目筛，得到低铁钥粉。本实施例制备的低铁钥粉形貌规则，粒度均匀，尺寸分散性小，Fe的质量含量为9ppm0实施例7本实施例的低铁钥粉的制备方法包括以下步骤步骤一、将质量纯度彡99. 95%，平均粒度为300 μ m，Fe质量含量为2ppm的三氧化钥粉体装入质量纯度> 98%的钥质料舟，在一次还原炉的还原温区对料舟中的三氧化钥粉体进行一次氢气还原，一次氢气还原结束后，将料舟置于一次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到一次还原产物ニ氧化钥；所述一次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为400°C，第二温区的还原温度为500°C，第三温区的还原温度为600°C，各温区的还原时间均为I. 5h ;所述三氧化钥的进料速率为8kg/h ;所述一次还原炉中的氢气流量为5. 0Nm3/h，氢气露点为15°C ;所述氢气流量与所述三氧化钥粉体进料速率的比值为 O. 625 ；步骤ニ、将步骤一中装有ニ氧化钥的料舟推入二次还原炉中，在二次还原炉的还原温区对料舟中的ニ氧化钥进行二次氢气还原，二次氢气还原结束后，将料舟置于二次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到二次还原产物粗制钥粉；所述二次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为880°C，第二温区的还原温度为960°C，第三温区的还原温度为1000°C，各温区的还原时间均为2. 5h ;所述ニ氧化钥的进料速率为6kg/h ;所述二次还原炉中的氢气流量为4. 8Nm3/h,氢气露点为_55°C;所述氢气流量与所述ニ氧化钥进料速率的比值为O. 8 ；步骤三、将步骤ニ中所述粗制钥粉过300目筛，得到低铁钥粉。 本实施例制备的低铁钥粉形貌规则，粒度均匀，尺寸分散性小，Fe的质量含量为9ppm0以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.ー种低铁钥粉的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 步骤一、将Fe质量含量为Ippm 2ppm的三氧化钥粉体装入料舟,在一次还原炉的还原温区对料舟中的三氧化钥粉体进行一次氢气还原，然后将料舟置于一次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到一次还原产物ニ氧化钥；所述一次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为400°C 430°C，第二温区的还原温度为500°C 530°C，第三温区的还原温度为570 600°C,各温区的还原时间均为Ih I. 5h ;所述一次氢气还原过程中控制氢气流量与三氧化钥粉体进料速率的比值为O. 5 O. 7，其中，所述氢气流量的单位为Nm3/h,所述三氧化钥粉体进料速率的单位为kg/h ;所述氢气的露点为1°C 15°C ； 步骤ニ、将步骤一中装有ニ氧化钥的料舟推入二次还原炉中，在二次还原炉的还原温区对料舟中的ニ氧化钥进行二次氢气还原，然 后将料舟置于二次还原炉的冷却区中冷却至25°C室温，在料舟中得到二次还原产物粗制钥粉；所述二次氢气还原为三温区还原制度，第一温区的还原温度为880°C 910°C，第二温区的还原温度为940°C 960°C，第三温区的还原温度为980°C 1010°C，各温区的还原时间均为2h 2. 5h ;所述二次氢气还原过程中控制氢气流量与ニ氧化钥进料速率的比值为O. 6 O. 8，其中，所述氢气流量的单位为Nm3/h，所述ニ氧化钥进料速率的单位为kg/h ;所述氢气的露点为_60°C _40°C ； 步骤三、将步骤ニ中所述粗制钥粉过300目筛，得到低铁钥粉；所述低铁钥粉中Fe的质量含量为6ppm 9ppm。
2.根据权利要求I所述的ー种低铁钥粉的制备方法，其特征在于，步骤一中所述三氧化钥粉体的质量纯度> 99. 95%，平均粒度为100 μ m 400 μ m。
3.根据权利要求I所述的ー种低铁钥粉的制备方法，其特征在于，步骤ニ和步骤三中所述料舟均为质量纯度> 98%的钥质料舟。
全文摘要
本发明提供了一种低铁钼粉的制备方法，包括以下步骤一、将三氧化钼粉体置于一次还原炉中进行一次氢气还原反应，生成二氧化钼；二、将二氧化钼置于二次还原炉中进行二次氢气还原反应，生成粗制钼粉；三、将粗制钼粉过筛，得到低铁钼粉。本发明制备工艺易于控制、操作简便、安全可靠，适合工业化批量生产；采用本发明制备的钼粉形貌规则，粒度均匀，尺寸分散性小，杂质相不易进入钼晶格内，钼粉中Fe质量含量仅为6ppm～9ppm，适用于光电材料、溅射靶材及喷涂等领域。
文档编号B22F9/22GK102728845SQ201210237150
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者刘俊怀, 李晶, 王仙琴, 赵虎 申请人:金堆城钼业股份有限公司