一种高纯微米级球形钼粉的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高纯微米级球形钼粉的制备方法，该方法包括：一、将仲钼酸铵依次滴加氨水陈化和经树脂柱吸附进行纯化得纯化仲钼酸铵溶液；二、将纯化仲钼酸铵溶液的pH调节至中性后加入柠檬酸将pH调节至1.0；三、将pH 1.0的纯化仲钼酸铵溶液进行气流式雾化得仲钼酸铵粉末；四、将仲钼酸铵粉末置于管式回转炉中进行还原得钼粉。本发明专利技术将仲钼酸铵配制成溶液后纯化，从源头上提高了钼粉的质量纯度，然后加入表面活性剂柠檬酸，降低了纯化仲钼酸铵溶液的表面张力，使其在气流式雾化过程中形成球形度更高、粒径更小、更均匀的液滴，从而提高了钼粉的球形度，得到高纯度、微米级且粒径分布均匀的钼粉，同时提高了钼粉的粒度可控性。

Preparation of high purity micron spherical molybdenum powder

【技术实现步骤摘要】
一种高纯微米级球形钼粉的制备方法
本专利技术属于粉末冶金
，具体涉及一种高纯微米级球形钼粉的制备方法。
技术介绍
随着现代科技特别是电子信息、航空航天等高端技术的飞速发展，对高性能、高纯度、高致密度钼基制品需求急剧增加。目前，粉末净近成形是制备难加工、高质量块材的一种新技术，其主要工艺过程为粉末成形和烧结，而粉末成形为该技术中的核心。常规氢还原钼粉末粒度分布不均、颗粒球形度不好、流动性差，不能满足新兴领域对高质量钼粉的需求，因此制备纯度高、形貌圆整、微米级超细钼粉成为首先需要解决的问题。目前，制备球形钼粉的方法主要有射频等离子体球化法、溶胶-凝胶法、喷雾造粒-烧结法。赵盘巢等(稀有金属材料与工程，46(10)3123-3128)采用喷雾干燥结合微波煅烧氢还原法制备微米级球形钼粉，采用这种方法生产的钼粉平均粒径、粒度分布可控性好，具有工业化生产的技术优势。然而该技术工艺不能生产高纯度钼粉，且钼粉颗粒表面较为粗糙、致密性较差，不利于后续钼靶材的烧结使用。授权公告号为CN100506438C的中国专利中公开了一种制取喷涂钼粉的方法，采用喷雾造粒-烧结技术，先将粉末通过喷雾干燥，之后经过烧结得到合适的粉末。该方法添加了聚乙二醇、聚乙烯醇、乙醇等多种物质，且加入量大(超过10％)，易造成钼粉二次污染，后续烧结温度高(大于1550℃)，这不仅对烧结设备提出了高的要求，而且不利于能源节约。申请公布号为CN102615288A的中国专利中公开了一种冷喷涂用球形金属钼颗粒的制备方法，该方法限制了初始钼粉原料粒度，同时添加物种类繁杂，使工艺过程复杂化，另外，该专利技术中烧结的目的只是提高颗粒强度，因而采用该方法制备的钼粉仅限于冷喷涂领域。授权公告号为CN103170635的专利技术公开了一种制备球形钼粉末的方法，该方法为：一、将钼粉磨碎；二、配制聚乙烯醇水溶液；三、将磨碎后的钼粉加入聚乙烯醇水溶液中，搅拌均匀制成浆料；四、对浆料进行喷雾干燥，得到造粒粉末；五、对造粒粉末先进行脱脂处理，然后进行热处理，最后破碎过筛得到球形钼粉末。本专利技术以磨碎的方法制备初始钼粉，粉末球形度差、容易引入杂质、粒度分布不易控制，制备的钼粉不能满足高质量球形钼粉的要求，尤其是不适合做高纯靶材。授权公告号为CN103736991的专利技术具体涉及一种高纯钼粉及其制备方法。(NH4)6Mo7O24·4H2O)反应得到多钼酸盐沉淀，将多钼酸盐沉淀进行煅烧获得氧化钼粉体，将氧化钼粉体置于推板窑炉中进行氢气还原处理，即得高纯钼粉。该方法虽可获得高纯钼粉，但是粉体粒度为0.5～10微米，分布太宽，且沉淀法对于颗粒粒度控制也较差，球形度不好、分散差。且该专利技术工艺过程周期长达几十个小时、粉体分布、平均粒径等可控性差。不适用于高纯靶材对微米级球形钼粉的要求。授权公告号为CN105499594的专利技术公开了一种微纳米钼粉的制备方法，以三氧化钼为原料，采用氢气进行一段低温连续还原，得到微纳米钼粉。该专利技术制备的钼粉纯度不高、粒度为纳米级且粒径分布、平均粒径等可控性差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高纯微米级球形钼粉的制备方法。该方法以仲钼酸铵为原料，将其配制成溶液后纯化，从源头上减少了杂质的混入，提高了钼粉的质量纯度，然后调节pH并加入表面活性剂柠檬酸，降低了纯化仲钼酸铵溶液的表面张力，使其在气流式雾化过程中形成球形度更高、粒径更小、更均匀的液滴，从而提高了钼粉的球形度，得到高纯度、微米级且粒径分布均匀的钼粉，在保证钼粉纯度基础上，改善了钼粉的微观形貌，提高了钼粉的粒度可控性。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高纯微米级球形钼粉的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将仲钼酸铵进行纯化，得到纯化仲钼酸铵溶液；所述纯化的具体过程为：将仲钼酸铵溶解于超纯水中得到仲钼酸铵溶液，在搅拌条件下向仲钼酸铵溶液中滴加分析纯氨水以调节仲钼酸铵溶液的pH至6.5，再密封并置于20℃～25℃下静置陈化，将经静置陈化后的仲钼酸铵溶液进行过滤，得到滤液，然后将滤液通过预先清洗、净化过的D380树脂柱，再用分析纯氨水进行解吸，得到纯化仲钼酸铵溶液；步骤二、将步骤一中得到的纯化仲钼酸铵溶液的pH调节至中性，然后加入柠檬酸，再将pH调节至1.0；步骤三、将步骤二中pH调节至1.0的纯化仲钼酸铵溶液进行气流式雾化，得到仲钼酸铵粉末；步骤四、将步骤三中得到的仲钼酸铵粉末置于管式回转炉中，采用超纯氢气进行还原，得到钼粉；所述钼粉中钼的质量纯度为99.99％～99.999％，钼粉为球形颗粒，粒径为0.5μm～5μm，平均粒径为3.5μm。本专利技术先将仲钼酸铵纯化得到纯化仲钼酸铵溶液，调节pH后采用气流式雾化的方法，得到微米级球形的仲钼酸铵粉末，经氢气还原得到高纯微米级球形钼粉。本专利技术首先将仲钼酸铵溶液调节pH并静置陈化进行除杂，然后经D380树脂除去不溶物杂质，得到纯化仲钼酸铵溶液，从源头上减少了杂质的混入，提高了钼粉的质量纯度；先将纯化仲钼酸铵溶液的pH调节至中性，再用柠檬酸调节至pH为1.0，柠檬酸作为一种有机酸，不仅可以调节pH，还可以起到表面活性剂的作用，降低了纯化仲钼酸铵溶液的表面张力，使其在气流式雾化过程中形成球形度更高、粒径更小、更均匀的液滴，从而提高了钼粉的球形度，得到高纯度、微米级且粒径分布均匀的钼粉。上述的一种高纯微米级球形钼粉的制备方法，其特征在于，步骤二中所述纯化仲钼酸铵溶液采用超纯水调节至浓度为14g/L，采用滴加分析纯盐酸溶液的方法将pH调节至中性，所述调节至中性的纯化仲钼酸铵溶液中柠檬酸的加入量为1.1g/L，在搅拌条件下采用滴加分析纯盐酸溶液的方法将pH调节至1.0。优选将纯化仲钼酸铵溶液调节至浓度为14g/L，从而控制了气流式雾化过程中仲钼酸铵液滴的颗粒大小，进而控制了钼粉的粒径尺寸，同时提高了钼粉的粒径分布均匀性。上述的一种高纯微米级球形钼粉的制备方法，其特征在于，步骤三中所述气流式雾化的工艺参数为：进料量0.05L/h～0.5L/h，温度170℃～220℃，雾化气压力0.5MPa～0.7MPa，热风流量20m3/h～50m3/h。采用上述工艺参数可以更好地控制前驱体仲钼酸铵粉末的粒径和形貌，并有利于后续的还原工艺，最终得到高纯微米级球形钼粉。上述的一种高纯微米级球形钼粉的制备方法，其特征在于，步骤四中所述超纯氢气的质量纯度大于99.999％，所述还原过程中管式回转炉的转速为60转/分钟～120转/分钟。采用上述质量纯度的超纯氢气避免二次引入杂质，进一步减少了污染源，有利于提高微米级球形钼粉的纯度；而还原过程中管式回转炉的转速则有效实现了钼粉的分散，防止了钼粉的团聚，有利于得到颗粒尺寸均匀的球形钼粉。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术以仲钼酸铵为原料，将其配制成溶液后纯化，从源头上减少了杂质的混入，提高了钼粉的质量纯度，然后调节pH并加入表面活性剂柠檬酸，降低了纯化仲钼酸铵溶液的表面张力，使其在气流式雾化过程中形成球形度更高、粒径更小、更均匀的液滴，从而提高了钼粉的球形度，得到高纯度、微米级且粒径分布均匀的钼粉，在保证钼粉纯度基础上，改善钼粉的微观形貌，提高了钼粉的粒度可控性。2、本专利技术制备得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯微米级球形钼粉的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将仲钼酸铵进行纯化，得到纯化仲钼酸铵溶液；所述纯化的具体过程为：将仲钼酸铵溶解于超纯水中得到仲钼酸铵溶液，在搅拌条件下向仲钼酸铵溶液中滴加分析纯氨水以调节仲钼酸铵溶液的pH至6.5，再密封并置于20℃～25℃下静置陈化，将经静置陈化后的仲钼酸铵溶液进行过滤，得到滤液，然后将滤液通过预先清洗、净化过的D380树脂柱，再用分析纯氨水进行解吸，得到纯化仲钼酸铵溶液；步骤二、将步骤一中得到的纯化仲钼酸铵溶液的pH调节至中性，然后加入柠檬酸，再将pH调节至1.0；步骤三、将步骤二中pH调节至1.0的纯化仲钼酸铵溶液进行气流式雾化，得到仲钼酸铵粉末；步骤四、将步骤三中得到的仲钼酸铵粉末置于管式回转炉中，采用超纯氢气进行还原，得到钼粉；所述钼粉中钼的质量纯度为99.99％～99.999％，钼粉为球形颗粒，粒径为0.5μm～5μm，平均粒径为3.5μm。

【技术特征摘要】
1.一种高纯微米级球形钼粉的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将仲钼酸铵进行纯化，得到纯化仲钼酸铵溶液；所述纯化的具体过程为：将仲钼酸铵溶解于超纯水中得到仲钼酸铵溶液，在搅拌条件下向仲钼酸铵溶液中滴加分析纯氨水以调节仲钼酸铵溶液的pH至6.5，再密封并置于20℃～25℃下静置陈化，将经静置陈化后的仲钼酸铵溶液进行过滤，得到滤液，然后将滤液通过预先清洗、净化过的D380树脂柱，再用分析纯氨水进行解吸，得到纯化仲钼酸铵溶液；步骤二、将步骤一中得到的纯化仲钼酸铵溶液的pH调节至中性，然后加入柠檬酸，再将pH调节至1.0；步骤三、将步骤二中pH调节至1.0的纯化仲钼酸铵溶液进行气流式雾化，得到仲钼酸铵粉末；步骤四、将步骤三中得到的仲钼酸铵粉末置于管式回转炉中，采用超纯氢气进行还原，得到钼粉；所述钼粉中钼的质量纯度为99.99％～99.999％，钼粉为球形颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：操齐高，赵盘巢，郑晶，王珊，党蕊，陈昆昆，孟晗琪，张卜升，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：陕西,61