本发明属于高纯金属制备领域,涉及一种超高纯度镉的制备方法以及使用方法,具体而言,涉及一种6n高纯镉的制备方法。
背景技术:
1、高纯镉在半导体、光电材料和电子器件以及能源材料用于储能和核能等高科技领域有着广泛的应用。随着高科技领域的不断发展,这些领域对材料纯度的要求越来越高,制备高纯镉的技术也逐渐引起广泛关注。目前,常用的用于制备高纯镉的方法主要包括电解精炼法、化学沉淀法、真空挥发熔炼法等。其中电解精炼法在制备高纯镉中通常以粗镉为原料铸成阳极,在进行电解过程中杂质pb、zn、ti等元素与镉电位相近容易进入电解液中,从而影响电解过程的进行,以pb为例,pb进入电解液会改变电解液的ph值,影响电解过程的稳定性和效率,且在阳极表面形成沉淀层从而缩短电极寿命影响电解过程的进行。专利号为cn201110448870.1的工艺采用将原料镉放在区熔料管内并通入还原气体进行融化,重复上述操作最后得到高纯镉。通过加热熔炼的方法制备高纯镉的工艺技术流程复杂且处理效率低,物料浪费率也较高。
2、鉴于此,提出利用两次真空挥发熔炼的方法来制备6n高纯镉,利用真空挥发熔炼的优势,来解决传统制备6n高纯镉所存在的工艺;流程复杂、处理效率低且物料浪费率高的问题。
技术实现思路
1、要解决的技术问题
2、为了避免现有技术的不足之处,本发明提出一种超高纯度镉的制备方法以及使用方法,提供一种基于两次真空挥发熔炼制备6n高纯镉的制备方法,从而克服上述现有技术存在的缺陷。
3、技术方案
4、一种超高纯度镉的制备方法,其特征在于步骤如下:
5、步骤1:将原料镉在500到700℃下进行第一次真空挥发熔炼,以金属蒸汽的方式将原料镉中的低沸点易挥发性杂质除去;
6、步骤2:将步骤1处理过后的原料镉在800-900℃下进行第二次真空挥发熔炼,使得所述原料镉中的金属主体镉挥发,得到金属镉蒸汽;
7、步骤3:将步骤2得到的金属镉蒸汽进行冷凝收集得到6n超高纯镉。
8、所述步骤1和步骤2真空挥发的真空度为1.0-9.0×10-3-10-5pa。
9、所述步骤1真空挥发的时间为2.00-6.00h。
10、所述步骤1真空挥发的时间为6.00-12.00h。
11、所述原料镉包括粗镉和精镉中的一种或者多种。
12、所述步骤1的加热过程采用感应加热逐步升温:将原料镉放置于模具中在200℃-400℃下进行预热0.50-1.00h,然后在500℃-700℃下加热2.00-6.00h,进行第一次真空挥发熔炼。
13、所述步骤2中的加热过程采用感应加热逐步升温:将步骤1处理得到的原料镉在800℃-900℃下加热6.00-12.00h,进行第二次真空挥发熔炼得到金属镉蒸汽。
14、所述步骤1中的低沸点易挥发性杂质包括水锌、铝、镁、铅、铊中的一种或多种。
15、所述步骤2中的高沸点难挥发杂质包括铜、铁、锡、硅和硫中的的一种或多种。
16、一种所述方法制备的超高纯镉的使用方法,其特征在于:所述超高纯镉用于半导体、光电材料和电子器件以及能源材料用于储能和核能高科技领域。
17、有益效果
18、本发明提出的一种超高纯度镉的制备方法以及使用方法,属于高纯金属制备领域。本发明提供的超高纯度镉的制备方法,主要包括:s1)将原料镉在500到700℃下进行第一次真空挥发熔炼将原料镉中的低沸点易挥发性杂质以金属蒸汽的方式除去;s2)将s1)中的原料镉在800-900℃下进行第二次真空挥发熔炼,使得所述原料镉中的金属主体镉挥发;s3)将s2)中的金属镉蒸汽进行冷凝收集得到超高纯镉,而其中的高沸点难挥发性杂质留在残料中。本发明通过采用两次真空高温熔炼挥发工艺提炼高纯镉可以有效的去除金属镉中的两类杂质:首先在s1)中将去除低沸点易挥发杂质,其次在s2)中将去除金属镉中的难挥发杂质,最后得到6n高纯镉。
1.一种超高纯度镉的制备方法,其特征在于步骤如下:
2.根据权利要求1所述超高纯度镉的制备方法,其特征在于:所述步骤1和步骤2真空挥发的真空度为1.0-9.0×10-3-10-5pa。
3.根据权利要求1所述超高纯度镉的制备方法,其特征在于:所述步骤1真空挥发的时间为2.00-6.00h。
4.根据权利要求1所述超高纯度镉的制备方法,其特征在于:所述步骤1真空挥发的时间为6.00-12.00h。
5.根据权利要求1所述超高纯度镉的制备方法,其特征在于:所述原料镉包括粗镉和精镉中的一种或者多种。
6.根据权利要求1所述超高纯度镉的制备方法,其特征在于:所述步骤1的加热过程采用感应加热逐步升温:将原料镉放置于模具中在200℃-400℃下进行预热0.50-1.00h,然后在500℃-700℃下加热2.00-6.00h,进行第一次真空挥发熔炼。
7.根据权利要求1所述超高纯度镉的制备方法,其特征在于:所述步骤2中的加热过程采用感应加热逐步升温:将步骤1处理得到的原料镉在800℃-900℃下加热6.00-12.00h,进行第二次真空挥发熔炼得到金属镉蒸汽。
8.根据权利要求1所述超高纯度镉的制备方法,其特征在于:所述步骤1中的低沸点易挥发性杂质包括水锌、铝、镁、铅、铊中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述超高纯度镉的制备方法,其特征在于:所述步骤2中的高沸点难挥发杂质包括铜、铁、锡、硅和硫中的的一种或多种。
10.一种权利要求1~9任一项所述方法制备的超高纯镉的使用方法,其特征在于:所述超高纯镉用于半导体、光电材料和电子器件以及能源材料用于储能和核能高科技领域。