高純超細氧化鉍的生產方法
2023-04-24 06:10:16
專利名稱：高純超細氧化鉍的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種氧化鉍的生產方法，特別是一種用於製備電子工業用功能陶 瓷粉末的高純超細氧化鉍的生產方法。
背景技術：
在電子壓敏陶瓷應用中，氧化鉍的純度、粒度和形貌等對電子元器件性能的 影響至關重要。氧化鉍的生產方法有固相法和液相法。固相法包括化學氣相沉積、 等離子法等，液相法包括沉澱法、水解法、溶膠凝膠法、微乳液法等，各種方法 各有其特點。其中沉澱法工藝簡單，易於工業化。國內沉澱法生產氧化鉍多為一 次沉澱工藝。即將金屬鉍溶於硝酸，生成硝酸鉍溶液，加入過量的氫氧化鈉，在 強鹼條件下使硝酸鉍水解、轉化生成氧化鉍。該方法生產由於引入了鈉離子，使 氧化鉍純度不易控制，生成氧化鉍形貌為棒狀，在應用中難於混合均勻。此外， 還有將硝酸鉍直接與碳酸氫銨反應生成碳酸氧鉍，再煅燒生產氧化鉍的方法，這 種方法由於終點PH值較高，難於除去溶液中的雜質離子，產品純度難以保證。 溶膠凝膠法原料混合均勻度高，合成溫度低，容易得到納米級顆粒，但是原料成 本高，工業生產不現實。等離子法產品粒度細，純度高，但對設備和工藝參數要 求高。
發明內容
本發明的目的是提供一種通過室溫固相反應製備高純超細氧化鉍的生產方 法，以使氧化鉍產品純度高，雜質含量小，顆粒為球型，適用於電子工業陶瓷行 業的要求。
本發明的目的是這樣實現的 一種高純超細氧化鉍的生產方法，步驟如下 將鉍鹽化合物、分散劑、碳酸氫銨和少量溶劑一起進行球磨，得到碳酸氧鉍 用去離子水洗滌後，與一定量的碳酸氫銨混合均勻後進行煅燒，製得目標產品； 上述溶劑取自甲醇、乙醇或丙酮之一種，上述鉍鹽化合物為五水合硝酸鉍或醋酸 鉍，上述分散劑取自吐溫、司盤或乳化劑OP之一種；鉍鹽化合物中的鉍與分散 劑的重量比為1 : 0.01 0. 1，分散劑以100%純品計。本發明的製備工藝包括球磨固相反應、洗滌、混料、煅燒。原料為鉍鹽化合 物(五水合硝酸鉍或醋酸鉍)、分散劑(吐溫系列、司盤系列、乳化劑0P系列之 一種)、碳酸氫銨和少量溶劑(甲醇、乙醇或丙酮)，用量為鉍含量分散劑 碳酸氫銨=1: 0.01-0.1: 0.18-0.30。將所有原料加入球磨機進行球磨，反應生 成的碳酸氧鉍為球形，用去離子水洗滌後與碳酸氫銨混合，碳酸氧鉍與碳酸氫銨
混合的比例為l: 0.1-1。混合均勻後在450-60(TC下進行煅燒，即得高純超細氧
化鉍產品。煅燒產生的尾氣用水吸收後排放。
碳酸氫銨(白色單斜或斜方晶體，比重1.573.溶於水，不溶於乙醇) 碳酸氧鉍(又名鹼式碳酸鉍，白色粉末，比重6.86.不溶於水和乙醇，溶於
硝鹼和鹽酸)
本發明的有益效果是本發明加入的原料中所有雜質離子可在洗滌和煅燒工
序中輕鬆除去，保證了產品的高純度。K、 Na、 Ca、 Mg、 Fe、 Cd、 Cu、 Pb、 Cl等 雜質含量小於20ppm。而且顆粒為球形。非常適用於電子工業陶瓷行業的應用。 通過加入分散劑保證產品粒度細。產品粒度達到小於lPm。在煅燒中加入碳酸 氫銨避免氧化鉍在煅燒過程燒結團聚。
本發明製得的氧化鉍產品具有純度高、粒度細、分散性好、特別適用於電子 工業陶瓷行業。
具體實施例方式
一種高純超細氧化鉍的生產方法，步驟如下
將鉍鹽化合物、分散劑、碳酸氫銨和少量溶劑一起進行球磨，得到碳酸氧鉍 用去離子水洗滌後，與一定量的碳酸氫銨混合均勻後進行煅燒，製得目標產品； 上述溶劑取自甲醇、乙醇或丙酮之一種，上述鉍鹽化合物為五水合硝酸鉍或醋酸 鉍，上述分散劑取自吐溫、司盤或乳化劑OP之一種；鉍鹽化合物中的鉍與分散 劑的重量比為1:0.01 0. 1，分散劑按100%純品計。球磨步驟中碳酸氫銨的 用量為鉍鹽化合物中的鉍與碳酸氫銨的重量比為1:0. 18 0.30，其中，碳
酸氫銨按100%純品計。煅燒步驟中碳酸氧鉍中的鉍與碳酸氫銨的重量比為1 : 0. 1 1，其中，碳酸氫銨按100%純品計。煅燒溫度為450 600°C，煅燒時間為 6 12小時。實施例1:
將五水合硝酸鉍1000克、10ml吐溫-80、碳酸氫銨250克、甲醇200ml加 入球磨機，球磨反應後得白色的碳酸氧鉍，用去離子水過濾洗滌三次，將濾餅與 過100篩的碳酸氫銨混合均勻後放入煅燒爐中600'C下煅燒6小時。所得的氧化 鉍為球形，粒度為O. 89yra， K、 Na、 Ca、 Mg、 Fe、 Cd、 Cu、 Pb、 Cl等雜質含量 小於20ppra。
實施例2:
將五水合硝酸鉍1000克、10ml司盤-80 (國外商品名span，非離型乳化 劑，學名山梨糖醇酐脂肪酸酯)、碳酸氫銨200克、乙醇200ml加入球磨機， 球磨反應後得白色的碳酸氧鉍，用去離子水過濾洗滌三次，將濾餅與過100篩的 碳酸氫銨混合均勻後放入煅燒爐中55(TC下煅燒6小時。所得的氧化鉍為球形， 粒度為O. 92nm， K、 Na、 Ca、 Mg、 Fe、 Cd、 Cu、 Pb、 Cl等雜質含量小於20ppm。
實施例3:
將醋酸鉍1000克、10ml乳化劑0P-4、碳酸氫銨250克、丙酮200ml加入球 磨機，球磨反應後得白色的碳酸氧鉍，用去離子水過濾洗滌三次，將濾餅與過 100篩的碳酸氫銨混合均勻後放入煅燒爐中45(TC下煅燒7小時。所得的氧化鉍 為球形，粒度為O. 92um， K、 Na、 Ca、 Mg、 Fe、 Cd、 Cu、 Pb、 Cl等雜質含量小 於20ppm。
權利要求
1、一種高純超細氧化鉍的生產方法，其特徵是步驟如下將鉍鹽化合物、分散劑、碳酸氫銨和少量溶劑一起進行球磨，得到碳酸氧鉍用去離子水洗滌後，與一定量的碳酸氫銨混合均勻後進行煅燒，製得目標產品；上述溶劑取自甲醇、乙醇或丙酮之一種，上述鉍鹽化合物為五水合硝酸鉍或醋酸鉍，上述分散劑取自吐溫、司盤或乳化劑OP之一種；鉍鹽化合物中的鉍與分散劑的重量比為1∶0.01～0.1，分散劑以100％純品計。
2、 根據權利要求1所述高純超細氧化鉍的生產方法，其特徵是所述球磨 步驟中碳酸氫銨的用量為鉍鹽化合物中的鉍與碳酸氫銨的重量比為l : 0. 18 0.30，其中，碳酸氫銨按100%純品計。
3、 根據權利要求2所述高純超細氧化鉍的生產方法，其特徵是所述煅燒步驟中碳酸氧鉍中的鉍與碳酸氫銨的重量比為1:0.1 1，其中，碳酸氫銨按 100%純品計。
4、 根據權利要求1或2或3所述高純超細氧化鉍的生產方法，其特徵是-所述煅燒溫度為450 600°C，煅燒時間為6 12小時。
全文摘要
一種高純超細氧化鉍的生產方法，步驟如下將鉍鹽化合物、分散劑、碳酸氫銨和少量溶劑一起進行球磨，得到碳酸氧鉍用去離子水洗滌後，與一定量的碳酸氫銨混合均勻後進行煅燒，製得目標產品；上述溶劑取自甲醇、乙醇或丙酮之一種，上述鉍鹽化合物為五水合硝酸鉍或醋酸鉍，上述分散劑取自吐溫、司盤或乳化劑OP之一種；鉍鹽化合物中的鉍與分散劑的重量比為1∶0.01～0.1。本發明具有純度高，雜質含量小，分散性好、特別適用於電子級工業陶瓷行業。
文檔編號C01G29/00GK101439874SQ200810147959
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月23日 優先權日2008年12月23日
發明者付雲德, 春 劉, 許則良 申請人:成都蜀都納米材料科技發展有限公司