仲钨酸铵深度纯化除杂的方法技术

本发明专利技术公开了一种仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，包括：将国标零级或一级的仲钨酸铵溶解制得待处理溶液，用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂依次吸附，然后用解析剂解析所述阴离子交换树脂吸附的钨酸根离子得解析后溶液，将所述解析后溶液蒸发结晶，得高纯仲钨酸铵。本发明专利技术工艺简单、易于实现、适应性广，且得到的仲钨酸铵纯度高。

【技术实现步骤摘要】
仲钨酸铵深度纯化除杂的方法
本专利技术涉及钨冶炼
，具体涉及到一种仲钨酸铵深度纯化除杂的方法。
技术介绍
微电子技术中大规模集成电路集成度的提高对材料提出了更高要求，传统的Si基器件已不再适用。高纯钨或超纯钨(5N或6N)由于具有高电子迁移抗力、高温稳定性以及非常高的电子发射系数，广泛用作半导体大规模集成电路的门电路电极材料、布线材料和屏蔽金属材料。高纯金属钨靶是制造集成电路的基本材料之一，其市场前景与集成电路发展密切相关；若钨靶纯度不高，将造成大规模集成电路的作业可靠性降低，甚至产生泄电现象。采用高纯钨，可减少甚至消除有害杂质的影响，提高终端产品的性能。随着微电子工业和光电技术的发展，高纯钨的用途日益增加，其中5N及以上高纯钨在2010年消耗量为500t，预计到2020年其消耗量将增加到1200t，需求量日益增加，同时对钨的纯度也将提出更高要求。在钨行业，仲钨酸铵产品依旧是制取下游钨制品所必需的中间原料产品，所以仲钨酸铵产品质量的好坏决定和影响着下游钨制品的质量。为了制取超高纯度钨制品必须从上游严格把控仲钨酸铵产品的纯度。目前国内仲钨酸铵产品都是以GBT10116—2007为质量标准，该标准零级和一级品中钾和钠含量分别为10PPM、15PPM，其产品纯度只能达到99.9％，这样的国标产品只能满足下游普通钨产品的生产需求。随着科学技术的发展，越来越多的用户对钨材纯度提出了更严格的要求，因此不仅对阴离子杂质，而且对阳离子杂质含量均要求进一步降低。在生产高纯度、高科技含量的钨制品时，这样的普通仲钨酸铵产品中杂质含量较高，为下游深度除杂带来相当大的困难，严重制约着下游产品质量的提高。尤其仲钨酸铵产品中钾和钠因其自身化学性质活泼，目前钨行业普遍采用碱压煮法对钨矿浸出，后段采用离子交换法除杂，一系列过程中钾和钠很难被除去，影响仲钨酸铵的纯度和质量。目前国内对仲钨酸铵产品的纯化除杂方法都是对产品中磷、砷、硅、锡等杂质进行进一步净化，但都没有很好的解决产品中夹带的极其活泼的钾和钠等金属阳离子。工厂实际生产过程中通过严格控制氢氧化钠、氯化铵等辅助原料中钾、钠的含量来降低产品中金属杂质的引入。相关的文献报道及专利方面：专利CN86108390A中论述的两步离子交换法制备高纯仲钨酸铵，两次都采用碱性阴离子交换树脂净化除杂，对产品中磷、砷、硅等有一定的净化效果，但无法出去产品中钾钠；专利CN101643245B中提到的一种制取高纯仲钨酸铵的工艺技术，其方法是对离子交换过程进行调节，通过强化吸附和后续过滤进行深度除杂，但该技术方法无法深度净化除杂钾钠等活泼金属杂质。所以针对上述情况，本专利技术针对普通仲钨酸铵产品进行深度纯化除杂，制备高纯度仲钨酸铵产品满足下游高纯钨制品生产需求。
技术实现思路
本专利技术还有一个目的是提供一种仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，其得到的仲钨酸铵纯度高，且工艺简单、易于实现、适应性广。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，包括：将国标零级或一级的仲钨酸铵溶解制得待处理溶液，用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂依次吸附，然后用解析剂解析所述阴离子交换树脂吸附的钨酸根离子得解析后溶液，将所述解析后溶液蒸发结晶，得高纯仲钨酸铵。优选的是，所述的仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，具体包括以下步骤：步骤一、将达到国标零级或一级的仲钨酸铵用盐酸溶解，制得待处理溶液；步骤二、将步骤一得到的待处理溶液依次流经第一阳离子树脂交换柱、第二阳离子树脂交换柱和第三阳离子树脂交换柱，得初步处理溶液；步骤三、将步骤二得到的初步处理溶液流经阴离子交换树脂柱并排出，然后用解析剂洗涤阴离子交换树脂柱，并收集解析后溶液；其中，所述阴离子交换树脂柱中具有的阴离子交换树脂为201×7阴离子交换树脂，所述解析剂为氯化铵和氨水的混合溶液；步骤四、将步骤三得到的解析后溶液在80～85℃下蒸发结晶，当溶液体积减少至原体积的50～60％，取出结晶，得高纯仲钨酸铵。优选的是，所述的仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，在所述步骤一中，所述待处理溶液中WO3的浓度为220～260g/L。优选的是，所述的仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，第一阳离子树脂交换柱、第二阳离子树脂交换柱和第三阳离子树脂交换柱中具有的阳离子交换树脂均为K6-4阳离子交换树脂。优选的是，所述的仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，所述解析剂中氯化铵与氨水的浓度分别为4.5mol/L和2mol/L。优选的是，所述的仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，在所述步骤二中，第一阳离子树脂交换柱、第二阳离子树脂交换柱和第三阳离子树脂交换柱的直径均为10cm，待处理溶液在第一阳离子树脂交换柱、第二阳离子树脂交换柱和第三阳离子树脂交换柱中的流量为20～30ml/s。优选的是，所述的仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，在所述步骤三中，阴离子树脂交换柱的直径均为10cm，初步处理溶液在阴离子树脂交换柱中的流量为60～80ml/s。优选的是，所述的仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，在所述步骤四中，还包括：向一布袋中装入银粉末和水滑石粉末，然后将布袋用绳索密封，放入所述解析后溶液中，并拖动布袋以2～3m/min的速度在所述解析后溶液中作圆周运动；其中，所述银粉末与所述水滑石粉末的重量比为1:2～4，且所述银粉末与所述水滑石粉末每30～50min更换一次。本专利技术至少包括以下有益效果：(1)本专利技术采用二步离子交换法对仲钨酸铵产品进行深度净化除杂，第一步采用强酸性阳离子交换树脂对钾、钠等金属阳离子吸附，达到净化除杂目的；第二步通过强碱性阴离子交换树脂进一步净化除杂并对溶液中钨转型制备成高纯钨酸铵溶液。本专利技术方法不但工艺技术简单、除杂效果显著，仲钨酸铵产品纯度由最初的99.95％，经过本技术方法步离子交换净化除杂，得到的仲钨酸铵产品纯度达到99.999％，大大提高了仲钨酸铵产品的纯度和质量，为下游制备超高纯度钨产品提供了保障。(2)本专利技术采用的阳离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂，用于交换的离子为氢离子，采用的阴离子交换树脂为201×7强碱性阴离子交换树脂，用于交换的离子为氯离子，这是由于钨酸根离子对氯离子的替换率较高。采用含有氯化铵和氨水的解析剂不仅可以将钨酸根离子解析，还可以将阴离子交换树脂复原。氨水的存在为解析过程创造一个碱性的环境，促进解析，而氨水挥发性好，容易去除，其中，氯化铵与氨水优选的浓度分别为4.5mol/L和2mol/L，在这两个浓度下，解析效果最好。(3)本专利技术首先将仲钨酸铵用酸溶解制得待处理溶液，其中，待处理溶液中WO3的最佳浓度为220～260g/L时，这是因为，当WO3的浓度小于220g/L时，钨酸根离子不容易被阴离子交换树脂吸附，造成钨酸根的浪费，当WO3的浓度小于220g/L时，钨酸根离子不容易被阴离子交换树脂吸附，造成钨酸根的浪费，当WO3的浓度小于260g/L时，钨酸根离子不容易被解析剂解析。(4)当解析后溶液的体积减少至原体积的50～60％即取出结晶，可以减少氯离子吸附在结晶上，减少高纯仲钨酸铵中氯离子的含量。(5)在本专利技术的步骤四中，向一布袋中装入银粉末和水滑石粉末，然后将布袋用绳索密封，放入所述解析后溶液中，并拖动布袋以2～3m/min的速度在所述解析后溶液中作圆周运动；解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，其特征在于，包括：将国标零级或一级的仲钨酸铵溶解制得待处理溶液，用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂依次吸附，然后用解析剂解析所述阴离子交换树脂吸附的钨酸根离子得解析后溶液，将所述解析后溶液蒸发结晶，得高纯仲钨酸铵。

【技术特征摘要】
1.一种仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，其特征在于，包括：将国标零级或一级的仲钨酸铵溶解制得待处理溶液，用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂依次吸附，然后用解析剂解析所述阴离子交换树脂吸附的钨酸根离子得解析后溶液，将所述解析后溶液蒸发结晶，得高纯仲钨酸铵；具体包括以下步骤：步骤一、将达到国标零级或一级的仲钨酸铵用盐酸溶解，制得待处理溶液；步骤二、将步骤一得到的待处理溶液依次流经第一阳离子树脂交换柱、第二阳离子树脂交换柱和第三阳离子树脂交换柱，得初步处理溶液；步骤三、将步骤二得到的初步处理溶液流经阴离子交换树脂柱并排出，然后用解析剂洗涤阴离子交换树脂柱，并收集解析后溶液；其中，所述阴离子交换树脂柱中具有的阴离子交换树脂为201×7阴离子交换树脂，所述解析剂为氯化铵和氨水的混合溶液；步骤四、将步骤三得到的解析后溶液在80～85℃下蒸发结晶，当溶液体积减少至原体积的50～60％，取出结晶，得高纯仲钨酸铵。2.如权利要求1所述的仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述待处理溶液中WO3的浓度为220～260g/L。3.如权利要求1所述的仲钨酸铵深度纯化除杂的方法，其特征在于，第一阳离子树脂交换柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：班双，李敏，
申请(专利权)人：中国有色集团广西平桂飞碟股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45