专利名称：一种钽电容器用电子级硝酸锰的制备方法
技术领域：
本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种钽电容器用电子级硝酸锰的制备方法。
背景技术：
硝酸锰(Mn(NO3)2 · 4H20)是一种多用途的化工原料，一般可用作陶瓷着色剂和金属磷化剂，也用作化学分析试剂，测定锑、分离银和稀土元素，用作硬化油的催化剂，电阻及铁氧体的原料，还是高品质二氧化锰的制备原料。高纯硝酸锰也是钽电容器电极制造的优质原料，在固体电解电容器中，固体电解质层实际上是电容器的阴极，目前的常规工艺是将赋能阳极在硝酸锰溶液中浸溃，然后在 200-300°C下分解得到具有导电能力的MnO2层，一般需反复进行多次浸溃、分解才能得到所需厚度的MnO2层。最初的干式硝酸锰热分解工艺是在干燥的空气中进行，不但使MnO2层松散、易脱落、电阻大，而且反复次数过多，造成被膜工序费时费工。水汽被膜工艺是目前研究的方向，它与干式硝酸锰热分解工艺最大的区别是在含有水蒸气的空气中进行热分解，得到的MnO2层均匀、致密、粒度小、附着牢、电阻率小，而且还可以显著减少被膜次数。使用一般的高纯硝酸锰产生的二氧化锰的纯度低、晶体结构差，得到的二氧化锰层不均匀、不致密、颗粒大小不一、附着不牢固；而且造成铁、钙、铅、钾、镁等化学杂质含量闻。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种可实现稳定生产的钽电容器用电子级硝酸锰的制备方法，该方法能够工业化批量生产液态硝酸锰产品，达到钽电容器用电子级产品使用标准。为实现本发明所采取的技术方案为一种钽电容器电子级硝酸锰的制备方法，其特征在于其工艺步骤为a.将经破碎、洗涤后的金属锰加入到稀硝酸中，边加边搅拌，至金属锰完全溶解， 后静置10 40分钟，b.将上述溶液粗过滤后用稀硝酸调pH值为2 4，c.将调酸后的溶液真空加热浓缩至所需比重，后用稀硝酸调pH值2 5，冷却，精密过滤后得到硝酸锰溶液产品。上述金属锰的破碎粒度为75 90目。上述a过程中的洗涤是指破碎后的金属锰放入纯水中静置10 40分钟，沉降后倒出上清液得到沉淀物。上述c过程中的真空加热浓缩的真空度为O. 03 O. 07Mpa，溶液温度为90 140。。。所述比重按照不同产品要求设置，为L64-L68g/cm3、1.84-L87g/cm3和大于
3I.97g/cm3。所述稀硝酸的体积浓度为10 % 40 %。所需比重为低比重时硝酸锰的冷却温度为60 80°C，高比重时硝酸锰的冷却温度为80 100°C。所述比重为高比重时的硝酸锰在浓缩蒸发时，溶液比重在I. 70-1. 75g/cm3破坏真空，溶液比重在I. 80-1. 85g/cm3恢复真空，破坏真空时，浓缩蒸发的真空度为0.01
O.03Mpa。本发明具有以下技术特点I、破碎后的金属锰粉经过纯水洗涤、澄清，除去了金属锰粉中的钾、钠等金属杂质。2、溶解后的溶液经过粗过滤、精密过滤两次过滤，除去了溶液中的不溶物以及细小的杂质颗粒。3、过滤后的溶液经过调整pH、澄清，使溶液中溶解的铁等杂质以沉淀的形式除去。4、在浓缩蒸发时，通过破坏真空，除去硝酸锰产品中多余的硝酸，使产品的酸度等符合要求。5、浓缩蒸发后的硝酸锰溶液经过精密过滤，除去产品中高温氧化的二氧化锰颗粒。6、金属锰粉几本完全溶解，不溶解的锰粉下次加硝酸时会完全溶解，溶解时经过冷却水冷凝，防止了因溶解时放热硝酸挥发损失。7、溶解产生的尾气经过碱液的吸收，达到了无污染排放。8、通过本发明生产的电子级硝酸锰产生的二氧化锰的纯度高、晶体结构好、化学活性好，得到的二氧化锰层均匀、致密、颗粒细、附着牢固、电阻率小、使用的单耗低；而且产生二氧化锰的铁、钙、铅、钾、镁等化学杂质含量都比较低，适合于作为高纯催化剂、氧化剂、 吸附剂等。电子级硝酸锰比一般的高纯硝酸锰的纯度高，铁、钙、铅、钾、镁等化学杂质含量低，如表I所示。综上所述，本发明的方法设计结构合理，资源综合利用率高、材料消耗适当、无三废排放、过程受控能力强、产品质量档次高、工艺流程自动化程度高，利于实现规模化的工业生产。
具体实施例方式实施例I加入950L纯水，开启搅拌桨和通风，缓慢加入分析纯硝酸180L，搅拌均匀，得到稀硝酸溶液。将破碎(使用磨筛机破碎电解金属锰片)、洗涤(破碎后的电解锰粉，使用纯水洗涤，放置10分钟后，沉降后倒出上清液所得沉淀)后平均粒度为85目的一批金属锰^Okg) 加入到盛有稀硝酸的溶解槽中，边加边搅拌，O. 5小时后完全溶解，溶液pH值为6. 9，静置 10分钟；打开溶解槽出口阀，将溶液放入过滤槽进行粗过滤，滤液过滤至贮槽中，再使用稀硝酸对滤液进行调酸，PH值为2. O ;将1100L清液打入真空浓缩锅，真空度为O. 03Mpa，加热蒸发24h，蒸发温度91°C，溶液的比重为I. 64g/cm3时，停止加热，关闭真空，放出溶液再调酸，PH值达到2. O。冷却6h，液温为60°C时，放料到精密过滤机中，过滤后得到硝酸锰溶液
女口
广叩ο实施例2加入970L纯水，开启搅拌桨和通风，缓慢加入分析纯硝酸190L，搅拌均匀，得到稀硝酸溶液。将破碎(使用磨筛机破碎电解金属锰片)、洗涤(破碎后的电解锰粉，使用纯水洗涤，放置40分钟后，沉降后倒出上清液所得沉淀)后平均粒度为85目的一批次金属锰 (62kg)加入到盛有稀硝酸的溶解槽中，边加边搅拌，O. 5小时后完全溶解，溶液pH值为7. 0， 静置22分钟；打开溶解槽出口阀，将溶液放入过滤槽进行粗过滤，滤液过滤至贮槽中，再使用稀硝酸对滤液进行调酸，PH值为3. 2 ;将1120L清液打入真空浓缩锅，真空度为O. 04Mpa, 加热蒸发24h，蒸发温度115°C，溶液的比重为I. 68g/cm3时，停止加热，关闭真空，放出溶液再调酸，PH值达到2. 9。冷却6h，液温为80°C时，放料到精密过滤机中，过滤后得到硝酸锰溶液产品。实施例3加入1000L纯水，开启搅拌桨和通风，缓慢加入分析纯硝酸190L，搅拌均匀，得到
稀硝酸溶液。将破碎(使用磨筛机破碎电解金属锰片)、洗涤(破碎后的电解锰粉，使用纯水洗涤，放置30分钟后，沉降后倒出上清液所得沉淀)后平均粒度为90目的一批次金属锰 (75kg)加入到盛有稀硝酸的溶解槽中，边加边搅拌，O. 5小时后完全溶解，溶液pH值为6. 7， 静置25分钟；打开溶解槽出口阀，将溶液放入过滤槽进行粗过滤，滤液过滤至贮槽中，再使用稀硝酸对滤液进行调酸，PH值为3. 4 ;将1200L清液打入真空浓缩锅，真空度为O. 05Mpa, 加热蒸发24h，蒸发温度120°C，溶液比重在I. 70g/cm3破坏真空，溶液比重在I. 80g/cm3恢复真空，破坏真空时，浓缩蒸发的真空度为O. OlMpa。溶液的比重为I. 84g/cm3时，停止加热， 关闭真空，放出溶液再调酸，pH值达到2. 9。冷却6h，液温为80°C时，放料到精密过滤机中， 过滤后得到硝酸锰溶液产品。实施例4加入1000L纯水，开启搅拌桨和通风，缓慢加入分析纯硝酸200L，搅拌均匀。将破碎(使用磨筛机破碎电解金属锰片)、洗涤(破碎后的电解锰粉，使用纯水洗涤，放置20分钟后，沉降后倒出上清液所得沉淀)后平均粒度为90目的一批次金属锰 (75kg)加入到盛有稀硝酸的溶解槽中，边加边搅拌，O. 5小时后完全溶解，溶液pH值为6. 9， 静置25分钟；打开溶解槽出口阀，将溶液放入过滤槽进行粗过滤，滤液过滤至贮槽中，再使用稀硝酸对滤液进行调酸，PH值为4. O ;将1200L清液打入真空浓缩锅，真空度为O. 06Mpa, 加热蒸发24h，蒸发温度125°C，溶液比重在I. 75g/cm3破坏真空，溶液比重在I. 85g/cm3恢复真空，破坏真空时，浓缩蒸发的真空度为O. 03Mpa。溶液的比重为I. 87g/cm3时，停止加热， 关闭真空，放出溶液再调酸，pH值达到2. 7。冷却6h，液温为80°C时，放料到精密过滤机中， 过滤后得到硝酸锰溶液产品。实施例5加入1000L纯水，开启搅拌桨和通风，缓慢加入分析纯硝酸210L，搅拌均匀。将破碎(使用磨筛机破碎电解金属锰片)、洗涤(破碎后的电解锰粉，使用纯水洗涤，放置30分钟后，沉降后倒出上清液所得沉淀)后平均粒度为75目的一批次金属锰 (80kg)加入到盛有稀硝酸的溶解槽中，边加边搅拌，O. 5小时后完全溶解，溶液pH值为6. 8， 静置30分钟；打开溶解槽出口阀，将溶液放入过滤槽进行粗过滤，滤液过滤至贮槽中，再使用稀硝酸对滤液进行调酸，PH值为3. O ;将1100L清液打入真空浓缩锅，真空度为O. 06Mpa, 加热蒸发24h，蒸发温度130°C，溶液比重在I. 72g/cm3破坏真空，溶液比重在I. 82g/cm3恢复真空，破坏真空时，浓缩蒸发的真空度为O. 02Mpa。溶液的比重为I. 97g/cm3时，停止加热， 关闭真空，放出溶液再调酸，pH值达到2. 9。冷却6h，液温为90°C时，放料到精密过滤机中， 过滤后得到硝酸锰溶液产品。实施例6加入980L纯水，开启搅拌桨和通风，缓慢加入分析纯硝酸200L，搅拌均匀。将破碎(使用磨筛机破碎电解金属锰片)、洗涤(破碎后的电解锰粉，使用纯水洗涤，放置25分钟后，沉降后倒出上清液所得沉淀)后平均粒度为75目的一批次金属锰 (78kg)加入到盛有稀硝酸的溶解槽中，边加边搅拌，O. 5小时后完全溶解，溶液pH值为6. 7， 静置40分钟；打开溶解槽出口阀，将溶液放入过滤槽进行粗过滤，滤液过滤至贮槽中，再使用稀硝酸对滤液进行调酸，PH值为2. 8 ;将1080L清液打入真空浓缩锅，真空度为O. 07Mpa, 加热蒸发24h，蒸发温度140°C，溶液比重在I. 71g/cm3破坏真空，溶液比重在I. 80g/cm3恢复真空，破坏真空时，浓缩蒸发的真空度为O. 02Mpa。溶液的比重为1.98g/cm3时，停止加热，关闭真空，放出溶液再调酸，PH值达到5. O。冷却6h，液温为100°C时，放料到精密过滤机中，过滤后得到硝酸锰溶液产品。本发明的实施方式包含但不限于上述实施例所提供的具体实例。表I实施例生产硝酸锰产品检测结果)
权利要求
1.一种钽电容器电子级硝酸锰的制备方法，其特征在于其工艺步骤为a.将经破碎、洗涤后的金属锰加入到稀硝酸中，边加边搅拌，至金属锰完全溶解，后静置10 40分钟，b.将上述溶液粗过滤后用稀硝酸调pH值为2 4，c.将调酸后的溶液真空加热浓缩至所需比重，后用稀硝酸调pH值2 5，冷却，精密过滤后得到硝酸锰溶液产品。
2.按照权利要求I所述钽电容器电子级硝酸锰的制备方法，其特征是上述金属锰的破碎粒度为75 90目。
3.按照权利要求I所述钽电容器电子级硝酸锰的制备方法，其特征是上述a过程中的洗涤是指破碎后的金属锰放入纯水中静置10 40分钟，沉降后倒出上清液得到沉淀物。
4.按照权利要求I所述钽电容器电子级硝酸锰的制备方法，其特征是上述c过程中的真空加热浓缩的真空度为O. 03 O. 07Mpa，溶液温度为90 140°C。
5.按照权利要求I所述钽电容器电子级硝酸锰的制备方法，其特征在于所述比重按照不同产品要求设置，为 I. 64 — I. 68g/cm3、l. 84 — I. 87g/cm3 和大于 I. 97g/cm3。
6.按照权利要求I所述钽电容器电子级硝酸锰的制备方法，其特征在于所述稀硝酸的体积浓度为10% 40%。
7.按照权利要求I或5所述钽电容器电子级硝酸锰的制备方法，其特征在于所需比重为低比重时硝酸锰的冷却温度为60 80 0C，高比重时硝酸锰的冷却温度为80 100 0C。
8.按照权利要求7所述钽电容器电子级硝酸锰的制备方法，其特征是所述比重为高比重时的硝酸锰在浓缩蒸发时，溶液比重在1.70 - 1.75g/cm3破坏真空，溶液比重在I.80 - I. 85g/cm3恢复真空，破坏真空时，浓缩蒸发的真空度为O. 01 O. 03Mpa。
全文摘要
本发明涉及一种钽电容器电子级硝酸锰的制备方法，其工艺步骤为a.将经破碎、洗涤后的金属锰加入到稀硝酸中，边加边搅拌，至金属锰完全溶解，后静置10～40分钟，b.将上述溶液粗过滤后用稀硝酸调pH值为2～4，c.将调酸后的溶液真空加热浓缩至所需比重，后用稀硝酸调pH值2～5，冷却，精密过滤后得到硝酸锰溶液产品。本发明能够工业化批量生产液态硝酸锰产品，达到钽电容器用电子级产品使用标准。通过本发明生产的电子级硝酸锰产生的二氧化锰的纯度高、晶体结构好、化学活性好，得到的二氧化锰层均匀、致密、颗粒细、附着牢固、电阻率小、使用的单耗低；而且产生二氧化锰的铁、钙、铅、钾、镁等化学杂质含量都比较低，适合于作为高纯催化剂、氧化剂、吸附剂等。
文档编号C01G45/08GK102583564SQ201210078589
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者万军, 严国元, 李明阳, 李辉, 汪文涛, 温新宁, 米玺学, 邓六良, 郑培生, 颉维平, 鲁东 申请人:宁夏东方钽业股份有限公司