專利名稱：鉭或鈮酸鹽化合物的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種鉭或鈮酸鹽化合物的生產(chǎn)方法。
目前，用于彩電和計(jì)算機(jī)顯示器等濾波器的基片材料主要有鉭酸鋰和鈮酸鋰等晶體材料，市場(chǎng)對(duì)鉭酸鋰和鈮酸鋰等晶體材料的需求量增長(zhǎng)迅猛，如何提高鉭酸鋰和鈮酸鋰晶體材料的加工質(zhì)量和成品率，成為目前晶體材料生產(chǎn)廠家急需解決的問題之一。
鉭或鈮酸鹽晶體的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝是用高純Ta2O5或Nb2O5跟高純碳酸鹽或氫氧化物混合后高溫?zé)Y(jié)、壓塊、拉晶，得到鉭或鈮酸鹽晶體。碳酸鹽或氫氧化物可以是Li2CO3或LiOH和堿金屬、堿土金屬和過渡金屬的碳酸鹽或氫氧化物及其復(fù)合碳酸鹽或氫氧化物。用該方法生產(chǎn)鉭或鈮酸鹽晶體時(shí)往往出現(xiàn)以下問題1.Ta2O5或Nb2O5和碳酸鹽或氫氧化物均為固體粉末，混料混合不均勻，導(dǎo)致拉出的鉭或鈮酸鹽晶體不均勻，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致晶體混濁或開裂。2.由于混料時(shí)稱量的不準(zhǔn)確，容易導(dǎo)致混料時(shí)組分偏離，甚至得不到鉭或鈮酸鹽晶體。這樣就造成晶體的成品率降低和成本上升。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明人經(jīng)過潛心研究，將傳統(tǒng)的高純Ta2O5或Nb2O5跟高純碳酸鹽或氫氧化物的混料、燒結(jié)工藝改為先生產(chǎn)一種含鉭或鈮的化合物，然后再將該含鉭或鈮化合物跟高純碳酸鹽或氫氧化物進(jìn)行均相混料、低溫烘干、燒結(jié)并使之反應(yīng)，得到鉭或鈮酸鹽化合物，該鉭或鈮酸鹽化合物再經(jīng)過酸洗、水洗、過濾、烘干后，得到純凈的可作為生產(chǎn)鉭或鈮酸鹽晶體用的鉭或鈮酸鹽化合物。酸洗所用的酸可以是H2C2O4、H2CO2等有機(jī)酸或HCl、HNO3等無機(jī)酸。
本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種生產(chǎn)鉭或鈮酸鹽化合物的方法，其特征在于用高純H2TaF7或H2NbF7和/或H2NbOF5溶液經(jīng)沉淀等一系列反應(yīng)后，先生產(chǎn)一種含鉭或鈮的化合物，然后再將該含鉭或鈮的化合物跟高純碳酸鹽或氫氧化物進(jìn)行均相混料、低溫烘干、燒結(jié)、酸洗、水洗、過濾、烘干后，得鉭或鈮酸鹽化合物。
根據(jù)本發(fā)明的一種具體方案，其方法為往高純H2TaF7或H2NbF7和/或H2NbOF5溶液中加入適量H2O2溶液，然后通入純凈NH3進(jìn)行沉淀，然后過濾，得(NH4)3TaO8或(NH4)3NbO8；再向得到的(NH4)3TaO8或(NH4)3NbO8中加入適量H2O2溶液和高純碳酸鹽或氫氧化物，經(jīng)均相混料、低溫烘干、燒結(jié)、酸洗、水洗、過濾、烘干后得鉭或鈮酸鹽化合物。本方案中在高純H2TaF7或H2NbF7和/或H2NbOF5溶液中加入H2O2溶液的量為理論量的1.05-1.15倍。
本發(fā)明技術(shù)方案中以Li2CO3和H2C2O4為例的化學(xué)反應(yīng)為
根據(jù)本發(fā)明的第二種具體方案，其方法為往高純H2TaF7或H2NbF7和/或H2NbOF5溶液中直接通入純凈NH3進(jìn)行沉淀，然后水洗、過濾，得Ta(OH)5或Nb(OH)5；再向得到的Ta(OH)5或Nb(OH)5中加入適量純水和高純碳酸鹽或氫氧化物，經(jīng)均相混料、低溫烘干、燒結(jié)、酸洗、水洗、過濾、烘干后得鉭或鈮酸鹽化合物。
本發(fā)明技術(shù)方案中以Li2CO3和H2C2O4為例的化學(xué)反應(yīng)為
根據(jù)本發(fā)明的第三種具體方案，其方法為往高純H2TaF7或H2NbF7和/或H2NbOF5溶液中直接通入純凈NH3進(jìn)行沉淀，然后水洗、過濾、烘干、焙燒，得Ta2O5或Nb2O5；再向得到的Ta2O5或Nb2O5中加入適量純水和高純碳酸鹽或氫氧化物，經(jīng)均相混料、低溫烘干、燒結(jié)、酸洗、水洗、過濾、烘干后得鉭或鈮酸鹽化合物。
本發(fā)明技術(shù)方案中以Li2CO3和H2C2O4為例的化學(xué)反應(yīng)為
以上三種具體方案中低溫烘干的溫度為45-100℃，含鉭物料的燒結(jié)溫度為800-1350℃，含鈮物料的燒結(jié)溫度為800-1150℃，更優(yōu)選含鉭物料的燒結(jié)溫度為950-1250℃，含鈮物料的燒結(jié)溫度為900-1100℃。
本發(fā)明三種具體方案中通入純凈NH3進(jìn)行沉淀時(shí)，沉淀的pH值為9-11，高純碳酸鹽或氫氧化物的加入量為理論量的0.95-1.05倍。
通過本發(fā)明獲得的鉭或鈮酸鹽化合物具有化學(xué)均勻性，且其化學(xué)雜質(zhì)含量均能達(dá)到生產(chǎn)鉭或鈮酸鹽晶體的標(biāo)準(zhǔn)，特別是其中不含氟或含微量氟，同時(shí)用該鉭或鈮酸鹽化合物可生產(chǎn)出質(zhì)量更為卓越的鉭或鈮酸鹽晶體。
附圖2-a是按本發(fā)明實(shí)施例1生產(chǎn)的粉末狀鉭酸鋰化合物的掃描電子顯微鏡照片。
附圖2-b是按本發(fā)明實(shí)施例2生產(chǎn)的粉末狀鉭酸鋰化合物的掃描電子顯微鏡照片。
附圖2-c是按本發(fā)明實(shí)施例3生產(chǎn)的粉末狀鉭酸鋰化合物的掃描電子顯微鏡照片。
附圖3是按本發(fā)明生產(chǎn)的晶體狀鉭酸鋰化合物的掃描電子顯微鏡照片。
附圖4-a是按本發(fā)明實(shí)施例4生產(chǎn)的粉末狀鈮酸鋰化合物的掃描電子顯微鏡照片。
附圖4-b是按本發(fā)明實(shí)施例5生產(chǎn)的粉末狀鈮酸鋰化合物的掃描電子顯微鏡照片。
附圖4-c是按本發(fā)明實(shí)施例6生產(chǎn)的粉末狀鈮酸鋰化合物的掃描電子顯微鏡照片。
附圖5是按本發(fā)明生產(chǎn)的晶體狀鈮酸鋰化合物的掃描電子顯微鏡照片。
附圖6-a是按本發(fā)明實(shí)施例1生產(chǎn)的鉭酸鋰化合物的X-射線衍射圖。
附圖6-b是按本發(fā)明實(shí)施例2生產(chǎn)的鉭酸鋰化合物的X-射線衍射圖。
附圖6-c是按本發(fā)明實(shí)施例3生產(chǎn)的鉭酸鋰化合物的X-射線衍射圖。
附圖7-a是按本發(fā)明實(shí)施例4生產(chǎn)的鈮酸鋰化合物的X-射線衍射圖。
附圖7-b是按本發(fā)明實(shí)施例5生產(chǎn)的鈮酸鋰化合物的X-射線衍射圖。
附圖7-c是按本發(fā)明實(shí)施例6生產(chǎn)的鈮酸鋰化合物的X-射線衍射圖。
附圖8-a是按本發(fā)明實(shí)施例1生產(chǎn)的鉭酸鋰化合物所拉出的鉭酸鋰晶體的X-射線衍射圖。
附圖8-b是按本發(fā)明實(shí)施例2生產(chǎn)的鉭酸鋰化合物所拉出的鉭酸鋰晶體的X-射線衍射圖。
附圖8-c是按本發(fā)明實(shí)施例3生產(chǎn)的鉭酸鋰化合物所拉出的鉭酸鋰晶體的X-射線衍射圖。
附圖9-a是按本發(fā)明實(shí)施例4生產(chǎn)的鈮酸鋰化合物所拉出的鈮酸鋰晶體的X-射線衍射圖。
附圖9-b是按本發(fā)明實(shí)施例5生產(chǎn)的鈮酸鋰化合物所拉出的鈮酸鋰晶體的X-射線衍射圖。
附圖9-c是按本發(fā)明實(shí)施例6生產(chǎn)的鈮酸鋰化合物所拉出的鈮酸鋰晶體的X-射線衍射圖。
附

圖10-a是按本發(fā)明實(shí)施例l生產(chǎn)的鉭酸鋰化合物所拉出的鉭酸鋰晶體的介電溫譜曲線。
附圖10-b是按本發(fā)明實(shí)施例2生產(chǎn)的鉭酸鋰化合物所拉出的鉭酸鋰晶體的介電溫譜曲線。
附圖10-c是按本發(fā)明實(shí)施例3生產(chǎn)的鉭酸鋰化合物所拉出的鉭酸鋰晶體的介電溫譜曲線。
附圖11-a是按本發(fā)明實(shí)施例4生產(chǎn)的鈮酸鋰化合物所拉出的鈮酸鋰晶體的介電溫譜曲線。
附圖11-b是按本發(fā)明實(shí)施例5生產(chǎn)的鈮酸鋰化合物所拉出的鈮酸鋰晶體的介電溫譜曲線。
附圖11-c是按本發(fā)明實(shí)施例6生產(chǎn)的鈮酸鋰化合物所拉出的鈮酸鋰晶體的介電溫譜曲線。
將實(shí)施例1和/或?qū)嵤├?和/或?qū)嵤├?中得到的純凈的可作為生產(chǎn)鉭酸鋰晶體用的粉末狀鉭酸鋰化合物在1300-1350℃燒結(jié)10小時(shí)，或直接將上述低溫烘干的混合料在1300-1350℃燒結(jié)10小時(shí)，均可以得到純凈的可作為生產(chǎn)鉭酸鋰晶體用的晶體狀鉭酸鋰化合物，其掃描電子顯微鏡照片見說明書附圖3。
將實(shí)施例4和/或?qū)嵤├?和/或?qū)嵤├?中得到的純凈的可作為生產(chǎn)鈮酸鋰晶體用的粉末狀鈮酸鋰化合物在1100-1150℃燒結(jié)10小時(shí)，或直接將上述低溫烘干的混合料在1100-1150℃燒結(jié)10小時(shí)，均可以得到純凈的可作為生產(chǎn)鈮酸鋰晶體用的晶體狀鈮酸鋰化合物，其掃描電子顯微鏡照片見說明書附圖5。
將實(shí)施例1-3中得到的純凈的可作為生產(chǎn)鉭酸鋰晶體用的粉末狀或晶體狀鉭酸鋰化合物中的任意一種或兩種或多種混合后壓塊，裝入鉑金坩堝并裝爐，然后升溫至1680℃熔料5小時(shí)。待上述鉭酸鋰化合物全部熔融后下種、引頸提拉、放肩、拉身，待鉭酸鋰晶體生長(zhǎng)到預(yù)定長(zhǎng)度后停止提拉、降溫、出爐，得到鉭酸鋰晶體。
將實(shí)施例4-6中得到的純凈的可作為生產(chǎn)鈮酸鋰晶體用的粉末狀或晶體狀鈮酸鋰化合物中的任意一種或兩種或多種混合后壓塊，裝入鉑金坩堝并裝爐，然后升溫至1350℃熔料5小時(shí)。待上述鈮酸鋰化合物全部熔融后下種、引頸提拉、放肩、拉身，待鈮酸鋰晶體生長(zhǎng)到預(yù)定長(zhǎng)度后停止提拉、降溫、出爐，得到鈮酸鋰晶體。表1鉭或鈮酸鋰化合物的粒度

表2鉭或鈮酸鋰化合物的雜質(zhì)元素含量

權(quán)利要求
1.一種鉭或鈮酸鹽化合物的生產(chǎn)方法，其特征在于用高純H2TaF7或H2NbF7和/或H2NbOF5溶液經(jīng)沉淀等一系列反應(yīng)后，先生產(chǎn)一種含鉭或鈮的化合物，然后再將該含鉭或鈮的化合物跟高純碳酸鹽或氫氧化物進(jìn)行均相混料、低溫烘干、燒結(jié)、酸洗、水洗、過濾、烘干后，得鉭或鈮酸鹽化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)鉭或鈮酸鹽化合物的方法，其特征在于沉淀等一系列反應(yīng)為往高純H2TaF7或H2NbF7和/或H2NbOF5溶液中加入適量H2O2溶液，然后通入純凈NH3進(jìn)行沉淀，然后過濾，得(NH4)3TaO8或(NH4)3NbO8；再向得到的(NH4)3TaO8或(NH4)3NbO8中加入適量H2O2溶液和高純碳酸鹽或氫氧化物，經(jīng)均相混料、低溫烘干、燒結(jié)、酸洗、水洗、過濾、烘干后得鉭或鈮酸鹽化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)鉭或鈮酸鹽化合物的方法，其特征在于沉淀等一系列反應(yīng)為往高純H2TaF7或H2NbF7和/或H2NbOF5溶液中直接通入純凈NH3進(jìn)行沉淀，然后水洗、過濾，得Ta(OH)5或Nb(OH)5；再向得到的Ta(OH)5或Nb(OH)5中加入適量純水和高純碳酸鹽或氫氧化物，經(jīng)均相混料、低溫烘干、燒結(jié)、酸洗、水洗、過濾、烘干后得鉭或鈮酸鹽化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)鉭或鈮酸鹽化合物的方法，其特征在于沉淀等一系列反應(yīng)為往高純H2TaF7或H2NbF7和/或H2NbOF5溶液中直接通入純凈NH3進(jìn)行沉淀，然后水洗、過濾、烘干、焙燒，得Ta2O5或Nb2O5；再向得到的Ta2O5或Nb2O5中加入適量純水和高純碳酸鹽或氫氧化物，經(jīng)均相混料、低溫烘干、燒結(jié)、酸洗、水洗、過濾、烘干后得鉭或鈮酸鹽化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于低溫烘干的溫度為45-100℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于含鉭物料的燒結(jié)溫度為800-1350℃，含鈮物料的燒結(jié)溫度為800-1150℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于更優(yōu)選含鉭物料的燒結(jié)溫度為950-1250℃，含鈮物料的燒結(jié)溫度為900-1100℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于往高純H2TaF7或H2NbF7和/或H2NbOF5溶液中加入H2O2溶液的量為理論量的1.05-1.15倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于通入純凈NH3進(jìn)行沉淀時(shí)，沉淀的pH值為9-11。
10.根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于高純碳酸鹽或氫氧化物的加入量為理論量的0.95-1.05倍。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鉭或鈮酸鹽化合物的生產(chǎn)方法，該方法是用高純H
文檔編號(hào)C01G33/00GK1417128SQ02150089
公開日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2002年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月30日
發(fā)明者江祥民, 李靜, 曹永平, 王偉, 張偉寧, 劉軍 申請(qǐng)人:寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司