一種用三氯化釕制備靶材用釕粉的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用三氯化釕制備靶材用釕粉的方法，其步驟包括：(1)溶解：將固體三氯化釕用鹽酸溶解，獲得氯釕酸溶液；(2)離子交換凈化：將步驟(1)所得溶液通過離子交換樹脂除去陽離子雜質(zhì)，獲得純凈釕溶液；(3)前驅(qū)體制備：往純凈釕溶液中加入堿生成氫氧化釕沉淀，繼續(xù)加去離子水漿化，調(diào)整pH值，獲得釕粉前驅(qū)體；(4)加壓氫還原：將步驟(3)所得前驅(qū)體置于高壓反應(yīng)釜中，加熱，通入氫氣保持一定氫氣分壓還原，固液分離，用去離子水充分洗滌，真空干燥后，獲得純釕粉。本發(fā)明方法工藝簡單，釕粉雜質(zhì)含量低(小于100ppm)，直收率99％以上；所得釕粉微觀形貌為球形，粒度2～5μm，符合于釕鈀材生產(chǎn)要求。
【專利說明】一種用三氯化釕制備靶材用釕粉的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及貴金屬粉末的制備，特別涉及用三氯化釕制備靶材用釕粉的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 計算機硬盤記憶材料靶用釕粉有特殊的指標要求，總雜質(zhì)不包含氣體元素小于 lOOppm。目前國內(nèi)釕粉的制備方法一般采用二次氧化蒸餾，吸收液濃縮結(jié)晶得到RuC13煅 燒氫還原制備釕粉，或者將釕吸收液氧化后加入氯化銨沉淀、煅燒、氫還原制備釕粉。上述 方法所得的釕粉顆粒粗，且不均勻，雜質(zhì)含量高，不能用于釕靶材的生產(chǎn)。
[0003] 中國專利ZL200580006772. 5公布了高純度Ru粉末、濺射靶、薄膜和高純度Ru粉 末的制造方法，具體步驟是用純度在3N(99. 9% )以下的Ru原料作陽極，在溶液中電解精 制，可獲得4N(99. 99% )以上的純釕粉，其中Na、K等各堿金屬的含量均在IOppm以下，Al 的含量為1?50wtppm，適合形成半導(dǎo)體存儲器的電容器用電極材料。此方法僅能實現(xiàn)去除 Na、K和Al雜質(zhì)的目的，不能控制釕粉的粒度和形貌。
[0004] 中國專利ZL200610106338. 0公開了制備釕粉末的方法，該方法是在煅燒六氯釕 酸銨制備釕粉末的步驟中，將在500?800°C下煅燒六氯釕酸銨得到的粗釕粉碎，然后在 800?KKKTC下再次煅燒，由此使釕粉末中的氯含量為IOOppm或以下。此方法操作復(fù)雜， 僅能使釕粉氯含量降低，不能去除六氯釕酸銨沉淀過程夾雜的其它雜質(zhì)，最終得到的釕粉 雜質(zhì)含量較高不能用于靶的生產(chǎn)。
[0005] 中國專利ZL200810109294. 6公開了六氯釕酸銨和釕粉的制造方法以及六氯釕酸 銨，在釕的鹽酸溶液中添加氯化銨而制成的六氯釕酸銨進行燒成來制造釕粉末。具體步驟 是在80?95°C下保持釕的鹽酸溶液3小時以上后，一邊使攪拌機的轉(zhuǎn)數(shù)達到每分鐘200轉(zhuǎn) 以上進行攪拌一邊加入氯化銨，一邊在85?95°C下攪拌1小時以上一邊保持，生成六氯釕 酸銨的沉淀，通過過濾得到含水率是10%以下的六氯釕酸銨的結(jié)晶物。該方法主要改善釕 粉的粉碎性。
[0006] 中國專利201310112626. 7公開了一種制備靶用釕粉的方法，通過步驟實現(xiàn)：①溶 解、②沉淀、③離心過濾、④烘干、⑤破碎、⑥煅燒、⑦還原、⑧制粉。釕粉的鐵、碳、鈉、鉀元素 含量分別小于IOppm,氮、氯元素含量分別小于50ppm，總雜質(zhì)不包含氣體元素小于lOOppm。 釕粉粒度小于4 ii m，形貌呈規(guī)整球形，振實密度3. 2?4. 0g/cm3,松裝密度2?2. 6g/cm3。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，發(fā)明了一種高回收率、短流程用三氯化 釕制備鈀材用釕粉的方法。
[0008] 本發(fā)明方法分為四個步驟：（1)溶解；（2)離子交換凈化；（3)前驅(qū)體制備；(4)加 壓氫還原。
[0009] (1)溶解：將固體三氯化釕用6?12mol/L的鹽酸溶解，獲得氯釕酸溶液；
[0010] (2)離子交換凈化：將步驟（1)所得溶液通過離子交換樹脂除去陽離子雜質(zhì)，獲得 純凈釕溶液；
[0011] (3)前驅(qū)體制備：往步驟（2)所得純凈釕溶液中加堿生成氫氧化釕沉淀，加去離子 水漿化，調(diào)整pH值，獲得制備釕粉前驅(qū)體；
[0012] (4)加壓氫還原：將步驟（3)所得前驅(qū)體置于高壓反應(yīng)釜中，加熱，通入氫氣保持 一定氫氣分壓還原，固液分離，用去離子水充分洗滌，真空干燥后，獲得純釕粉。
[0013] 本發(fā)明有益效果：
[0014] 本發(fā)明提供的方法是將三氯化釕固體采用鹽酸溶解，獲得氯釕酸溶液，通過離子 交換去除陽離子雜質(zhì)，獲得純凈的氯釕酸溶液，加堿沉淀，加去離子水漿化，制備釕粉前驅(qū) 體；前驅(qū)體采用加壓氫還原，通過調(diào)整氫氣分壓及體系溫度，可以控制釕粉的粒度及形貌， 獲得合格的鈀材用釕粉。相比氯釕酸銨焙燒制備釕粉的方法，本發(fā)明方法減少了煅燒、高溫 氫還原、粉碎等工序，不會引入新的雜質(zhì)，提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明工藝簡單，所得釕粉雜質(zhì) 含量低（小于IOOppm)，直收率99 %以上；釕粉微觀形貌為球形，粒度2?5 y m，符合于釕 鈀的生產(chǎn)要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 附圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明制備的釕粉形貌圖。
[0017] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。

【具體實施方式】
[0018] 實施例1，參見附圖1，將固體三氯化釕用6?12mol/L的鹽酸溶解，獲得氯釕酸溶 液，所得溶液通過陽離子交換樹脂除去陽離子雜質(zhì)，獲得純凈釕溶液，往所得純凈釕溶液中 加入氫氧化鈉生成氫氧化釕沉淀，加去離子水漿化，調(diào)整PH值為9,獲得制備釕粉前驅(qū)體， 將所得前驅(qū)體置于高壓反應(yīng)釜中，加熱至180°C，通入氫氣保持分壓2MPa還原6h，固液分 離，用去離子水充分洗滌，在120°C溫度下真空干燥后，獲得純釕粉。
[0019] 實施例2,參見附圖1，將固體三氯化釕用6?12mol/L的鹽酸溶解，獲得氯釕酸溶 液，所得溶液通過陽離子交換樹脂除去陽離子雜質(zhì)，獲得純凈釕溶液，往所得純凈釕溶液中 加入氫氧化鈉生成氫氧化釕沉淀，加去離子水漿化，調(diào)整PH值為10,獲得制備釕粉前驅(qū)體， 將所得前驅(qū)體置于高壓反應(yīng)釜中，加熱至200°C，通入氫氣保持分壓I. 5MPa還原6h，固液分 離，用去離子水充分洗滌，在120°C溫度下真空干燥后，獲得純釕粉。
[0020] 實施例3,參見附圖1，將固體三氯化釕用6?12mol/L的鹽酸溶解，獲得氯釕酸溶 液，所得溶液通過陽離子交換樹脂除去陽離子雜質(zhì)，獲得純凈釕溶液，往所得純凈釕溶液中 加入氫氧化鈉生成氫氧化釕沉淀，加去離子水漿化，調(diào)整PH值為10,獲得制備釕粉前驅(qū)體， 將所得前驅(qū)體置于高壓反應(yīng)釜中，加熱至220°C，通入氫氣保持分壓I. 2MPa還原8h，固液分 離，用去離子水充分洗滌，在120°C溫度下真空干燥后，獲得純釕粉。
[0021] 對本發(fā)明制備的釕粉采用GDMS進行分析，結(jié)果如下表1所示。
[0022] 表1釕粉GDMS雜質(zhì)分析結(jié)果
[0023]

【權(quán)利要求】
1. 一種用三氯化釕制備靶材用釕粉的方法，其特征在于按以下步驟完成： (1) 溶解：將固體三氯化釕用6?12mol/L的鹽酸溶解，獲得氯釕酸溶液； (2) 離子交換凈化：將步驟（1)所得溶液通過離子交換樹脂除去陽離子雜質(zhì)，獲得純凈 釕溶液； (3) 前驅(qū)體制備：往步驟（2)所得純凈釕溶液中加入堿溶液生成氫氧化釕沉淀，加去離 子水漿化，調(diào)整pH值，獲得制備釕粉的前驅(qū)體； (4) 加壓氫還原：將步驟（3)所得前驅(qū)體置于高壓反應(yīng)釜中，加熱，通入氫氣保持一定 氫氣分壓還原，固液分離，用去離子水充分洗滌，真空干燥后，獲得純釕粉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用三氯化釕制備靶材用釕粉的方法，其特征在于：步驟 (2) 所述的離子交換樹脂為強酸性陽離子交換樹脂，優(yōu)選OOl X 7強酸性苯乙烯系陽離子交 換樹脂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用三氯化釕制備靶材用釕粉的方法，其特征在于：步驟 (3) 所述的堿為氫氧化鈉、碳酸鈉中的任意一種，優(yōu)選氫氧化鈉，漿化后前驅(qū)體礦漿pH值 8 ?10。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用三氯化釕制備靶材用釕粉的方法，其特征在于：步驟 (4) 所述的加熱溫度為120?250°C，氫氣分壓0. 5?2MPa，還原時間1?8h。
【文檔編號】B22F9/26GK104308185SQ201410540106
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】董海剛, 趙家春, 李博捷, 楊海瓊, 吳躍東, 保思敏, 王亞雄, 童偉鋒, 吳曉峰 申請人:昆明貴金屬研究所