氟化钽酸钾结晶的制造方法及氟化钽酸钾结晶技术

本发明专利技术公开了一种制造氟化钽酸钾结晶的方法，该方法包括在高纯度钽溶液中添加氢氟酸和盐酸、以及还可以添加水来制备原料液，将该原料液升温至６０℃以上，向得到的热溶液中添加氯化钾，以小于１５℃／小时的降温速度将该反应混合物降温至４０℃以下，由此使氟化钽酸钾结晶析出的步骤，其中，该原料液中的氢氟酸浓度在２０重量％以下。该方法可大幅度减轻设备及操作方面的负担，并可以大量制造大粒径且高纯度的氟化钽酸钾结晶。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
氟化钽酸钾结晶的制造方法及氟化钽酸钾结晶本申请是申请号为CN00816308.1(国际申请日为2000年12月28日)的进入国家阶段的PCT申请的分案申请。                      
本专利技术涉及氟化钽酸钾结晶的制造方法及氟化钽酸钾结晶。本专利技术的氟化钽酸钾结晶的制造方法可大幅度减轻设备以及操作方面的负担，并可大量制造大粒径且高纯度的氟化钽酸钾结晶。                      
技术介绍
氟化钽酸钾是制造钽粉末时所用的原料，尤其是作为钽电容器的制造原料极为重要。图3中示出了这种氟化钽酸钾的以往通常采用的制造工艺。如图3所示，首先将钽铁矿等的矿石或钽电容器的废料等原料粉碎，溶解于氢氟酸中后，加入硫酸调节溶液的浓度。然后，用压滤机过滤上述调节液，得到洁净溶液后进行溶剂萃取。将此调节液与有机溶剂MIBK接触，从而萃取钽和铌。由上述步骤得到的萃取液，用稀硫酸反萃取除去铌后，用水反萃取钽，得到精制的钽溶液。由上述步骤得到的钽溶液然后进行以下两个步骤。首先作为第一步骤，添加KF、KCl、K2CO3或KOH等含钾的水溶液，沉淀粗氟化钽酸钾结晶并过滤分离。然后作为第二步骤，将此粗氟化钽酸钾结晶溶解于经加热的稀氢氟酸溶液中后，进行冷却，重结晶得到高纯度的氟化钽酸钾结晶。这样，为了得到高纯度的氟化钽酸钾结晶，以往通常需要经过两个阶段的结晶步骤。但是，如上述以往的方法，在重结晶的步骤中使用稀氢氟酸溶液时，结晶的大小往往不充分，并且由于氟化钽酸钾的溶解度低，存在着每单位操作的结晶析出量少的问题。另一方面，特开昭49-32897号公报中公开了使用20～50重量％的高浓度氢氟酸溶液，而非稀氢氟酸溶液，结晶析出氟化钽酸钾的粗氟化钽酸钾的重结晶方法。根据该方法，虽可得到粗大的结晶，但由于冷却结晶后残留在氢氟酸溶液中的氟化钽酸钾的溶解量大，难以得到充分的收率。并且，由于反应性极高的氢氟酸溶液是以高浓度使用，-->易引起装置的侵蚀，溶液的操作也不得不谨慎而为等，增加了设备及操作方面的负担。                       专利技术的概要鉴于上述实际情况，本专利技术目的在于，提供大幅度减轻设备及操作方面的负担，同时可大量得到大粒径且高纯度的氟化钽酸钾结晶的氟化钽酸钾结晶的制造方法，以及提供由上述方法得到的氟化钽酸钾结晶。上述目的可通过本专利技术第一个实施方案来实现。即，本专利技术第一个实施方案的制造方法包括将在高纯度钽溶液中添加氢氟酸及盐酸，或再添加水而成的原料液升温至60℃以上后，添加氯化钾，用不到15℃/小时的降温速度降温至40℃以下，进而使氟化钽酸钾结晶析出的步骤；其中，上述原料液中的氢氟酸浓度在20重量％以下。并且，上述目的同样可通过本专利技术第二个实施方案来实现。即，本专利技术第二个实施方案的制造方法包括(a)在含钽的原料液中添加钾系电解质，使粗氟化钽酸钾结晶析出，过滤分离该结晶的第一步骤；(b)将含盐酸和氢氟酸的水溶液组成的重结晶溶剂升温至60℃以上后，将上述粗氟化钽酸钾结晶溶解在该重结晶溶剂中，用不到15℃/小时的降温速度降温至40℃以下，进而使氟化钽酸钾结晶析出的第二步骤。再者，本专利技术的氟化钽酸钾结晶提供i)杂质成分Fe、Ni、Cr、Mn及Cu的含量，换算成各金属元素的总量，相对于氟化钽酸钾结晶为50重量ppm以下，或ii)杂质成分Nb、Fe、Ni、Cr、Ca、Mg、Mn、Cu、Si、W、Al、Ti、Mo、Sn、Sb及S的含量，换算成各元素的总量，相对于氟化钽酸钾结晶为100重量ppm以下，且由过筛分析测定的粒径0.5mm以上的上述氟化钽酸钾结晶的含量在40重量％以上的氟化钽酸钾结晶。本专利技术具体涉及如下几个方面。一方面，本专利技术涉及一种制造氟化钽酸钾结晶的方法，该方法包括将在高纯度钽溶液中添加氢氟酸及盐酸、或进而添加水而制成的原料液升温至60℃至90℃，上述高纯度钽溶液中钽的纯度为95％以上，-->向上述原料液中添加氯化钾，并将混合物以小于15℃/小时的降温速度降温至40℃以下，使氟化钽酸钾结晶析出，其中，上述原料液中的氢氟酸浓度在1～20重量％，上述高纯度钽溶液中的钽浓度在20g/L以上，上述原料液中的盐酸浓度为1～6重量％。另一方面，本专利技术涉及一种制造氟化钽酸钾结晶的方法，该方法包括以下(a)(b)两个步骤；(a)在含有钽和氢氟酸的原料液中添加钾系电解质，使粗氟化钽酸钾结晶析出，并将该结晶过滤分离的第一步骤，其中上述原料液中的钽浓度在20g/L～200g/L，上述原料液中的氢氟酸浓度在1～20重量％，(b)将由含有盐酸及氢氟酸的水溶液构成的重结晶溶剂升温至60℃至90℃后，将上述粗氟化钽酸钾结晶溶解于该重结晶溶剂中，通过以小于15℃/小时的降温速度降温至40℃以下，使氟化钽酸钾结晶析出的第二步骤，其中上述重结晶溶剂中的盐酸浓度为1～6重量％，上述重结晶溶剂中的氢氟酸浓度在1～20重量％。又一方面，本专利技术涉及一种氟化钽酸钾结晶，该氟化钽酸钾结晶的特征在于，杂质成分Fe、Ni、Cr、Mn及Cu的含量，换算为各金属元素的总量，相对于氟化钽酸钾结晶为50重量ppm以下，且由过筛分析测定的粒径0.5mm以上的上述氟化钽酸钾结晶的含量在40重量％以上。                     附图的简单说明图1示出本专利技术第一个实施方案的制造方法中，氟化钽酸钾的制造工艺。图2示出本专利技术第二个实施方案的制造方法中，氟化钽酸钾的制造工艺。图3示出以往方法中，氟化钽酸钾的制造工艺的一个例子。                      专利技术的具体说明以下，对本专利技术的氟化钽酸钾结晶的制造方法以及氟化钽酸钾结晶进行具体说明。此外，本专利技术中氟化钽酸钾结晶是指基本上由氟化钽酸钾构成的结晶。-->第一个实施方案的氟化钽酸钾结晶的制造方法图1中示出本专利技术的氟化钽酸钾结晶的制造工艺。如图1所示，本专利技术中经过(I)原料液的调制步骤、(II)升温步骤、(III)氯化钾的溶解步骤、以及(IV)降温步骤等，制造氟化钽酸钾结晶。根据该第一个实施方案的制造方法，可大幅度减轻设备及操作方面的负担，同时可直接且大量得到大粒径的氟化钽酸钾结晶。并且，过滤分离结晶后得到的滤液可作为下一次结晶析出用的原料母液，几乎全部循环再利用，此时可基本上避免钽的损失。(I)原料液的调制本专利技术的制造方法中，作为原料液使用高纯度的钽溶液中添加氢氟酸以及盐酸、或再添加水而成的混合液。作为高纯度的钽溶液，可以使用由已知的种种方法制造的高纯度钽溶液，例如可使用上述图2的制造工艺所示，用水从MIBK中反萃取钽而得到的水溶液。对高纯度钽溶液中的钽浓度没有特殊的限定，优选20g/L以上，更优选25g/L。由此，可提高每单位操作的结晶析出量。并且，优选高纯度钽溶液中的钽纯度为99％以上，更优选为99.99％以上。本专利技术中，该高纯度钽溶液中添加氢氟酸及盐酸。此外，钽浓度过高时可添加水进行稀释。原料液中的氢氟酸浓度为20重量％以下，优选为1～10重量％，更优选为3～8重量％。氢氟酸浓度超过20重量％时，由于其极高的反应性，易引起制造装置的侵蚀，同时也给原料液的操作带来麻烦，所以不是很适用。将氢氟酸的浓度控制在1重量％以上时，可完全避免生成不同结晶结构的结晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造氟化钽酸钾结晶的方法，该方法包括将在高纯度钽溶液中添加氢氟酸及盐酸、或进而添加水而制成的原料液升温至６０℃至９０℃，上述高纯度钽溶液中钽的纯度为９５％以上，向上述原料液中添加氯化钾，并将混合物以小于１５℃／小时的降温速度降温至４０℃以下，使氟化钽酸钾结晶析出，其中，上述原料液中的氢氟酸浓度在１～２０重量％，上述高纯度钽溶液中的钽浓度在２０ｇ／Ｌ以上，上述原料液中的盐酸浓度为１～６重量％。

【技术特征摘要】
JP 2000-9-4 267395/00;JP 1999-12-28 373290/991.一种制造氟化钽酸钾结晶的方法，该方法包括将在高纯度钽溶液中添加氢氟酸及盐酸、或进而添加水而制成的原料液升温至60℃至90℃，上述高纯度钽溶液中钽的纯度为95％以上，向上述原料液中添加氯化钾，并将混合物以小于15℃/小时的降温速度降温至40℃以下，使氟化钽酸钾...

【专利技术属性】
技术研发人员：井阪浩通，东贤治，内野义嗣，桑原滋，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]