【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体材料，具体涉及一种高纯度四水合硫酸铪及其制备方法。
技术介绍
1、铪在最新一代半导体中可全面替代二氧化硅作为高k介电材料，其特有的化学性能要得到充分的发挥，对其纯度有了更高的要求。而硫酸铪是用于制备其他铪化合物的中间产品，其纯度决定了下游产品的纯度，如氧化铪、四氯化铪、金属铪、铪合金材料等产品，因此铪的纯度是目前亟待解决的问题。
2、目前不同铪产品除杂工序冗长而复杂，主要有萃取、氯化、熔盐电解等，其普遍存在回收率低、成本高的缺点。
3、中国专利申请cn 112142105 a公开了一种无水硫酸铪制备方法，其制备步骤包括将hfo2加入浓硫酸中，并加入hf(oh)4作为反应引发剂以增加反应速率，该混合物在磁力搅拌加热条件下反应，加热温度为溶液沸点(约170℃)，反应20h后停止加热和搅拌冷却到室温，溶液出现白色沉淀，固液分离后可得到无水硫酸铪。其中硫酸铪与浓硫酸的固液分离也是将悬浮硫酸铪的浓硫酸溶液与去离子水混合稀释后用普通滤纸抽滤。该方法虽然实现了无水硫酸铪制备，但未进行相应的除杂处理，产品纯度无法得到保证。且通过加入去离子水混合稀释后用普通滤纸抽滤的方式分离硫酸铪产品会导致产物收率降低。
4、中国专利申请cn 101723452 a公开了一种碳酸铪的制备工艺，通过调整转化剂so42-与hf4+的摩尔比，可以使第一步水解沉淀更加完全，水解母液中hf4+的浓度很低，金属回收率很高，显著降低了除钠离子之外的杂质含量。但该现有技术是降低碱式硫酸铪转化为碳酸铪过程中杂质含量，对于如何
5、因此，如何实现硫酸铪产品的制备并对其进行净化除杂处理，以提高其纯度是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法。本专利技术制备方法采用蒸发法和化学反应法相结合的方式净化硫酸铪晶体，具有提纯效果好，操作安全简便的优点，所得四水合硫酸铪可用于制备不同目的高纯度铪产品。
2、本专利技术的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的高纯度四水合硫酸铪。
3、本专利技术目的通过以下技术方案实现：
4、一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法，包括如下制备步骤：
5、(1)硫酸铪料液制备：将氢氧化铪原料加入到硫酸中溶解，过滤去除不溶物，得到硫酸铪料液；
6、(2)蒸发浓缩：将硫酸铪料液在负压加热条件下进行蒸发浓缩，待蒸发结晶母液密度到达1.4～1.5g/ml，关闭加热进行冷却结晶；
7、(3)冷却结晶：待冷却结晶母液温度为25～30℃时，离心分离获得硫酸铪晶体；
8、(4)饱和硫酸铪溶液制备：将硫酸铪晶体按硫酸铪的饱和溶解度加水进行溶解，制备饱和硫酸铪溶液；
9、(5)净化除杂：在步骤(4)的饱和硫酸铪溶液中加入反应剂浓硫酸，使硫酸铪晶体在常温析出，净化硫酸铪晶体中的杂质；
10、(6)固液分离：将步骤(5)净化后的硫酸铪晶体混合液离心，得到高纯度四水合硫酸铪晶体。
11、优选地，步骤(1)中所述硫酸的质量浓度为25％～35％。
12、优选地，步骤(1)中所述氢氧化铪的加入量控制为使硫酸铪料液中金属铪的浓度为70～90g/l。
13、优选地，步骤(2)中所述蒸发浓缩过程将蒸发冷凝水收集并用于步骤(4)中溶解硫酸铪晶体。
14、优选地，步骤(2)中所述冷却结晶采用冷凝水冷却。
15、优选地，步骤(4)中所述加水进行溶解是指按质量比为1:1加蒸发冷凝水进行溶解。
16、优选地，步骤(5)中所述浓硫酸的加入速度为10～30ml/min。
17、优选地，步骤(5)中所述硫酸铪晶体析出后继续搅拌反应30～60min。
18、一种高纯度四水合硫酸铪，通过上述方法制备得到。
19、优选地，所述高纯度四水合硫酸铪的纯度＞99.9％，杂质含量为na≤1ppm，p＜10ppm，nb≤10ppm，al＜1ppm，fe≤5ppm，ca≤11ppm，zn＜1ppm。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
21、(1本专利技术采用蒸发法和化学反应法相结合的方式净化硫酸铪晶体，采用蒸发法可以实现大部分杂质与铪初步分离，再结合化学反应法达到硫酸铪晶体净化除杂的效果，无需采用硫氰酸、氢氟酸或混酸条件下萃取提纯，避免产生有害废气、废水，有利于环境保护，且能降低成本。
22、(2本专利技术方法提纯反应时间短，工艺路线短，提纯效果好，操作安全简单；所用试剂低价易得，成本低。
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1.一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述硫酸的质量浓度为25％～35％。
3.根据权利要求1所述的一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氢氧化铪的加入量控制为使硫酸铪料液中金属铪的浓度为70～90g/L。
4.根据权利要求1所述的一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述蒸发浓缩过程将蒸发冷凝水收集并用于步骤(4)中溶解硫酸铪晶体。
5.根据权利要求1所述的一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述冷却结晶采用冷凝水冷却。
6.根据权利要求1所述的一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述加水进行溶解是指按质量比为1:1加蒸发冷凝水进行溶解。
7.根据权利要求1所述的一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述浓硫酸的加入速度为10～30mL/min。
8.根据权利要求1所述的一种高
9.一种高纯度四水合硫酸铪，其特征在于，通过权利要求1～8任一项所述的方法制备得到。
10.根据权利要求9所述的一种高纯度四水合硫酸铪，其特征在于，所述高纯度四水合硫酸铪的纯度＞99.9％，杂质含量为Na≤1ppm，P＜10ppm，Nb≤10ppm，Al＜1ppm，Fe≤5ppm，Ca≤11ppm，Zn＜1ppm。
...【技术特征摘要】
1.一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述硫酸的质量浓度为25％～35％。
3.根据权利要求1所述的一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氢氧化铪的加入量控制为使硫酸铪料液中金属铪的浓度为70～90g/l。
4.根据权利要求1所述的一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述蒸发浓缩过程将蒸发冷凝水收集并用于步骤(4)中溶解硫酸铪晶体。
5.根据权利要求1所述的一种高纯度四水合硫酸铪的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述冷却结晶采用冷凝水冷却。
6.根据权利要求1所述的一种高纯度四水合硫酸铪的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈芳会，邱叶红，蔡灵，殷亮，
申请(专利权)人：广东先导稀材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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