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生產(chǎn)金屬鉭的方法與流程

文檔序號(hào):12509635閱讀:來源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種生產(chǎn)金屬鉭的方法,包括以下步驟:

提供前體材料,所述前體材料包含第一金屬的鉭酸鹽,其中所述第一金屬是堿金屬或堿土金屬,

將所述前體材料布置成與電解池中的熔融鹽接觸,所述電解池還包括布置成與所述熔融鹽接觸的陽(yáng)極和陰極,以及

在所述陽(yáng)極與所述陰極之間施加電勢(shì),使得所述前體材料被還原成鉭,其中所述陽(yáng)極不包含碳材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中將所述前體材料布置成與所述陰極接觸,并且其中所述陽(yáng)極包括熔融的第二金屬,所述第二金屬不同于所述第一金屬并且所述第二金屬具有足夠低的熔點(diǎn)以使所述第二金屬在所述前體材料的還原期間處于熔融狀態(tài),其中當(dāng)在所述陽(yáng)極與所述陰極之間施加電勢(shì)時(shí)從所述前體材料中釋放的氧在所述陽(yáng)極處與所述熔融第二金屬反應(yīng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中所述第二金屬是工業(yè)純的金屬,或者其中所述第二金屬是合金。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法,其中所述第二金屬的熔點(diǎn)小于1000攝氏度且沸點(diǎn)小于1750攝氏度。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法,其中所述第二金屬是選自以下的任意金屬或者是選自以下的任意金屬的合金:鋅、碲、鉍、鉛、鎂、錫和鋁。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中當(dāng)在所述陽(yáng)極與所述陰極之間施加所述電勢(shì)時(shí),一定比例的所述第二金屬沉積在所述陰極處,使得金屬鉭包含一定比例的所述第二金屬,例如0.1重量%至5重量%的所述第二金屬,例如0.5重量%至2重量%。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,包括從所述金屬鉭中分離所述第二金屬以提供包含小于0.1重量%的所述第二金屬的產(chǎn)物的另一步驟。

8.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的方法,其中在還原期間從所述前體材料中除去的氧在所述陽(yáng)極處與所述熔融第二金屬反應(yīng)形成所述氧與所述第二金屬的氧化物。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中基本上全部的從所述前體材料中除去的氧在所述陽(yáng)極處與所述熔融第二金屬反應(yīng)形成所述氧與所述第二金屬的氧化物。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述陽(yáng)極是固體非碳析氧陽(yáng)極。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述第一金屬是鈣,而所述前體材料包含鉭酸鈣,或者其中所述第一金屬是鋰,而所述前體材料包含鉭酸鋰。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述前體材料包含可形成在鉭與金屬之間的熱力學(xué)最穩(wěn)定的鉭酸鹽。

13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述前體材料包含化學(xué)式為Ca3(CaTa2)O9的鉭酸鈣。

14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述前體材料由所述第一金屬的鉭酸鹽組成。

15.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述前體材料是所述第一金屬的鉭酸鹽與鉭氧化物的混合物,或者是所述第一金屬的鉭酸鹽與金屬鉭的混合物,或者是所述第一金屬的鉭酸鹽、鉭氧化物與金屬鉭的混合物。

16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述鹽包括所述第一金屬的鹽,優(yōu)選所述第一金屬的鹵化物鹽,特別優(yōu)選所述第一金屬的氯化物鹽。

17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述鹽包括CaCl2。

18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述前體材料為粉末、團(tuán)聚體或細(xì)粒的形式或者為多孔丸粒或成形的預(yù)成型體的形式。

19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,包括形成所述第一金屬的鉭酸鹽的另一步驟。

20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中所述第一金屬的鉭酸鹽通過鉭氧化物與所述金屬或包含所述金屬的化合物之間的反應(yīng)形成。

21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中所述第一金屬的鉭酸鹽為鉭酸鈣并且通過鉭氧化物與鈣之間的反應(yīng)形成,所述鉭氧化物優(yōu)選為Ta2O5,所述鈣優(yōu)選為CaCO3的形式。

22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中所述第一金屬的鉭酸鹽通過化學(xué)共沉淀或溶膠凝膠反應(yīng)形成。

23.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的方法,其中在形成金屬鉭酸鹽之前所述鉭氧化物具有預(yù)定的平均粒徑或者對(duì)所述鉭氧化物進(jìn)行處理以產(chǎn)生預(yù)定的平均粒徑。

24.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,還包括以下步驟:在布置到所述電解池中之前對(duì)所述前體材料進(jìn)行處理以提供預(yù)定的前體平均粒徑或預(yù)定的前體粒徑分布。

25.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述前體材料的平均粒徑為0.1微米至100微米。

26.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述前體材料的平均粒徑為約0.5微米至10微米。

27.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述熔融鹽在所述前體材料的還原期間不與碳材料接觸。

28.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述金屬鉭的碳含量低于250ppm,優(yōu)選低于200ppm,優(yōu)選低于150ppm,特別優(yōu)選低于100ppm。

29.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,包括使所述金屬鉭形成為電容器的另一步驟。

30.一種通過根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法形成的電容器,所述電容器具有由相同組成的金屬鉭形成的陽(yáng)極引線和陽(yáng)極體。

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