一種高純二氧化碲粉體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高純二氧化碲粉體的制備方法，包括研磨原料碲粉，采用濃硝酸在加熱條件下氧化碲粉，然后用去離子水清理沉淀物并調(diào)節(jié)pH值，在高溫脫水后，進行煅燒，得到高純度的二氧化碲，然后將煅燒充分的物料裝入磨粉機中磨粉，最后將用200目不銹鋼震動篩進行篩分，可得粒徑在75～150μm的3N、4N高純二氧化碲粉體。本發(fā)明的二氧化碲制備步驟減少、所用化學試劑減少，能耗降低、效率得以提高，其工藝流程簡化、設備簡單、有利于工業(yè)化生產(chǎn)以及環(huán)境保護。
【專利說明】一種高純二氧化碲粉體的制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高純二氧化碲粉體制備工藝的方法創(chuàng)新。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化碲是重要的稀有化工原料，目前工業(yè)上二氧化碲的制備方法，但都存在著工藝步驟復雜，能耗大，對學試劑原料使用浪費，副產(chǎn)物多，對環(huán)境有污染的缺點。中國專利申請?zhí)?01210412763.8中介紹二氧化碲提純方法，包括堿浸、中和、水洗、烘干等步驟，而且還需要在堿浸和堿浸過濾液中和的過程中加入除雜劑，不僅工藝復雜，而且試劑使用多，不方便工業(yè)生產(chǎn)，也不利于環(huán)境保護。
[0003]中國專利申請?zhí)?01310264501.6介紹一種高純二氧化碲分體的制備方法、采用濃硝酸或含有濃硝酸的混合酸使單質(zhì)Te氧化為二氧化碲初料，然后用濃鹽酸將其轉(zhuǎn)化為四氯化碲，濾除未反應的單質(zhì)Te，再用堿與其反應過濾、烘干得到純的二氧化碲粉料，后面還要將二氧化碲粉料再次清洗、烘干、煅燒去除低熔點雜質(zhì)猜得到高純二氧化碲粉體。以及中國專利申請?zhí)?00910167643.4介紹一種以粗碲為原料制備二氧化碲的方法，都將原料碲用雙氧水氧化后，鹽酸還原，最后堿中和生產(chǎn)二氧化碲。
[0004]綜上所述，傳統(tǒng)二氧化碲制備方法，單質(zhì)Te和硝酸、雙氧水反應，二氧化碲粉體中都會包裹單質(zhì)Te，降低產(chǎn)品純度，而不得不增加鹽酸反應生成四氯化碲，濾除不反應的單質(zhì)Te，然后用堿中和生產(chǎn)二氧化碲。
[0005]為了 克服以上所述之技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高純二氧化碲粉體的制備方法，二氧化碲制備步驟減少、所用化學試劑減少，能耗降低、效率得以提高，其工藝流程簡化、設備簡單、有利于工業(yè)化生產(chǎn)以及環(huán)境保護。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決目前二氧化碲生產(chǎn)工藝步驟復雜，能耗大，對學試劑原料使用浪費，對環(huán)境有污染等問題，本發(fā)明公開了一種高純二氧化碲粉體的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟:
[0007](I)將原料碲粉細磨至粒徑≤150um ；
[0008](2)硝酸氧化
[0009]將濃度為65~68%的硝酸加入反應釜中，加熱至溫度60~70°C，加入步驟(1)的碲粉，在75~85°C恒溫下，攪拌1.5~2.5小時至反應完全，反應式為:
[0010]Te+HN03 — Te2O3 (OH) N03+Te02+N02+H20
[0011](3)調(diào)節(jié) pH 值
[0012]待溫度降至≤ 50°C，分離上清液和物料沉淀，用去離子水洗滌步驟(2)的物料沉淀至PH值為6~7 ;
[0013](4)脫水和煅燒
[0014]控制物料溫度為200°C進行烘干2~3小時，再控制溫度為650°C，煅燒1.5~2.5小時；反應式為:
[0015]Te2O3 (OH) NO3 — Te02+N02+H20
[0016](5)磨粉和篩分
[0017]將步驟(4)所得物料用磨粉機磨粉，再用200目不銹鋼震動篩進行篩分。
[0018]發(fā)明使用5個步驟，制備高純二氧化碲粉體，制備步驟簡單，所用化學試劑少，能耗低，設備簡單方便。本發(fā)明的原理如下:
[0019]原料碲粉研磨成細粉粒徑< 150 U m,和濃硝酸在75~85°C恒溫下攪拌，充分反應，單質(zhì)Te被氧化為二氧化碲沉淀及堿式硝酸鹽結(jié)晶體Te2O3 (OH) NO3,經(jīng)過脫水后，在低于二氧化碲熔點的溫度下煅燒，Te2O3 (OH) NO3分解為二氧化碲。在這個過程中，由于原料碲粉與硝酸反應接觸面積大，生成的二氧化碲中不會再包裹Te單質(zhì)，減少了雜質(zhì)的存在，因而不需要增加濃鹽酸將Te單質(zhì)轉(zhuǎn)化為四氯化碲，然后再用堿中和的步驟。生產(chǎn)的Te2O3(OH) NO3經(jīng)過高溫煅燒后也得到高純度的二氧化碲粉體，使得最終獲得的產(chǎn)品純度高。本發(fā)明反應完沉淀后，上清液可以回收再利用，可用于電解二氧化碲，篩分后，篩上物料也可用于電解二氧化碲，回收利用率高，對環(huán)境污染大大減少。
[0020]優(yōu)選地，步驟(3)中所述上清液通過虹吸法吸出。虹吸法可以最大程度的移出上清液而不擾動沉淀，提高反應的產(chǎn)率，也避免化學損耗。
[0021]優(yōu)選地，步驟(2)的原料碲粉投料速度是90~150g/min。再次投料速度范圍內(nèi)，反應最快速最充分，即避免 了二氧化碲包裹碲單質(zhì)，反應有效進行。
[0022]優(yōu)選地,所述原料締粉酸不溶物質(zhì)量分數(shù)< 0.05%,硒質(zhì)量分數(shù)< 0.05%,其他雜質(zhì)總和< 0.05%。所得高純二氧化碲粉末的粒徑為約75~150 u m( 100目~200目)，純度為3N (Te的質(zhì)量分數(shù)> 99.96%)級別，晶體的尺寸均勻，純度高。原料碲的純度越高，二氧化碲產(chǎn)物的純度也會越高。
[0023]優(yōu)選地,所述原料締粉酸不溶物質(zhì)量分數(shù)為0,硒質(zhì)量分數(shù)< 0.01%,其他雜質(zhì)總和<0.01%。所得高純二氧化碲粉末的粒徑為約75~150 iim (100目~200目)，純度為4N (Te的質(zhì)量分數(shù)> 99.99%)級別，晶體的尺寸均勻，純度高。原料碲的純度越高，二氧化碲產(chǎn)物的純度也越高。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:
[0025]1、本發(fā)明先將碲粉磨細，再與濃硝酸反應，能夠提高原料間的接觸面積，反應生成的二氧化碲不會包裹Te單質(zhì)，減少了雜質(zhì)的存在，也就減少了使用濃鹽酸將Te單質(zhì)轉(zhuǎn)化為四氯化碲，然后再用堿中和的步驟，大大簡化了生產(chǎn)工藝，也提高了產(chǎn)品的純度。
[0026]2、本發(fā)明將碲粉與特定高濃度的硝酸在特定溫度范圍內(nèi)反應，直接生成了二氧化碲沉淀物及堿式硝酸鹽結(jié)晶體Te2O3 (OH) NO3,反應后只需要脫水煅燒，即可得到高純度的二氧化碲，簡化生產(chǎn)工藝，有利于工業(yè)化生產(chǎn)以及環(huán)境保護，產(chǎn)品純度達3N或4N級別。
【具體實施方式】
[0027]下面通過實施例對本發(fā)明做進一步說明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明的內(nèi)容而非限制本發(fā)明的保護范圍。
[0028]具體實施例1
[0029]在500升的鈦反應釜中，加入68%工業(yè)硝酸350L、加熱至反應釜溫度為70°C，以150g/min投入研磨的原料碲粉100kg，原料碲粉的粒徑為的粒徑為150 u m,酸不溶物質(zhì)量分數(shù)0.05%,硒質(zhì)量分數(shù)0.05%,其他雜質(zhì)總和0.05%,投料完畢后，繼續(xù)在80°C下恒溫攪拌2小時，停止攪拌和加熱，待溫度降低到50°C，虹吸將上清液吸出，用去離子水100L洗滌沉淀，調(diào)節(jié)PH值為6，停止洗滌，將物料放置于煅燒盤上，爐溫200°C，恒溫3小時，待水分烘干后，在650°C恒溫煅燒2小時，將煅燒后的二氧化碲裝入磨粉機，磨粉完后用200目不銹鋼震動篩進行篩分。得到高純二氧化碲粉末的粒徑為約75~150 um (100目~200目)，純度為3N (Te的質(zhì)量分數(shù)≥99.96%)級別，晶體的尺寸均勻，純度高。
[0030]具體實施例2
[0031]在500升的鈦反應釜中，加入65%工業(yè)硝酸300L、加熱至反應釜溫度為65°C，以90g/min投入研磨的原料締粉80kg,原料締粉的粒徑為的粒徑為150 u m,酸不溶物質(zhì)量分數(shù)0.02%，硒質(zhì)量分數(shù)0.03%，其他雜質(zhì)總和0.04%，投料完畢后，繼續(xù)在75°C下恒溫攪拌1.5小時，停止攪拌和加熱，待溫度降低到45°C，將上清液用導管排出，用去離子水80L洗滌沉淀，調(diào)節(jié)PH值為7，停止洗滌，將物料放置于煅燒盤上，爐溫200°C，恒溫2小時，待水分烘干后，在650°C恒溫煅燒1.5小時，將煅燒后的二氧化碲裝入磨粉機，磨粉完后用200目不銹鋼震動篩進行篩分。得到高純二氧化締粉末的粒徑為約75~150 u m (100目~200目),純度為3N (Te的質(zhì)量分數(shù)> 99.96%)級別，晶體的尺寸均勻，純度高。
[0032]具體實施例3
[0033]在500升的鈦反應釜中，加入66%工業(yè)硝酸400L、加熱至反應釜溫度為60°C，以120g/min投入研磨的原料締粉150kg,原料締粉的粒徑為的粒徑為100 y m,酸不溶物質(zhì)量分數(shù)0，硒質(zhì)量分數(shù)0.01%，其他雜質(zhì)總和0.01%，投料完畢后，繼續(xù)在85°C下恒溫攪拌2.5小時，停止攪拌和加熱，待溫度降低到40°C，將上清液倒出，用去離子水100L洗滌沉淀，調(diào)節(jié)pH值為6.5，停止洗滌，將物料放置于煅燒盤上，爐溫200°C，恒溫2.5小時，待水分烘干后，在650°C恒溫煅燒2.5小時，將煅燒后的二氧化碲裝入磨粉機，磨粉完后用200目不銹鋼震動篩進行篩分。得到高純二氧化締粉末的粒徑為約75~150 u m (100目~200目),純度為4N (Te的質(zhì)量分數(shù)> 99.99%)級別，晶體的尺寸均勻，純度高。
[0034]具體實施例4
[0035]在500升的鈦反應釜中，加入67%工業(yè)硝酸350L、加熱至反應釜溫度為63°C，以150g/min投入研磨的原料締粉IlOkg,原料締粉的粒徑為的粒徑為100 y m,酸不溶物質(zhì)量分數(shù)0，硒質(zhì)量分數(shù)0.008%,其他雜質(zhì)總和0.007%,投料完畢后，繼續(xù)在80°C下恒溫攪拌2小時，停止攪拌和加熱，待溫度降低到35°C，虹吸將上清液吸出，用去離子水100L洗滌沉淀，調(diào)節(jié)PH值為6.2，停止洗滌，將物料放置于煅燒盤上，爐溫200°C，恒溫2.8小時，待水分烘干后，在650°C恒溫煅燒2小時，將煅燒后的二氧化碲裝入磨粉機，磨粉完后用200目不銹鋼震動篩進行篩分。得到高純二氧化碲粉末的粒徑為約75~150 (100目~200目)，純度為4N (Te的質(zhì)量分數(shù)> 99.99%)級別，晶體的尺寸均勻，純度高。
[0036]具體實施例5
[0037]在500升的鈦反應釜中，加入68%工業(yè)硝酸350L、加熱至反應釜溫度為78°C，以90g/min投入研磨的原料締粉120kg,原料締粉的粒徑為的粒徑為120 y m,酸不溶物質(zhì)量分數(shù)0.01%,硒質(zhì)量分數(shù)0.02%,其他雜質(zhì)總和0.03%,投料完畢后，繼續(xù)在75°C下恒溫攪拌
1.5小時，停止攪拌和加熱，待溫度降低到45°C，虹吸將上清液吸出，用去離子水100L洗滌沉淀，調(diào)節(jié)pH值為7，停止洗滌，將物料放置于煅燒盤上，爐溫200°C，恒溫2小時，待水分烘干后，在650°C恒溫煅燒1.5小時，將煅燒后的二氧化碲裝入磨粉機，磨粉完后用200目不銹鋼震動篩進行篩分。得到高純二氧化碲粉末的粒徑為約75~150 (100目~200目)，純度為3N (Te的質(zhì)量分數(shù)> 99.96%)級別，晶體的尺寸均勻，純度高。
[0038]根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的一些修改和變更也應當落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是 為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種高純二氧化碲粉體的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟: (1)將原料碲粉細磨至粒徑<150 ii m ; (2)硝酸氧化 將濃度為65~68%的硝酸加入反應釜中，加熱至溫度60~70°C，加入步驟(1)的碲粉，在75~85°C恒溫下，攪拌1.5~2.5小時至反應完全； (3)調(diào)節(jié)pH值 待溫度降至< 50°C，分離上清液和物料沉淀，用去離子水洗滌步驟(2)的物料沉淀至pH值為6~7; (4)脫水和煅燒 控制物料溫度為200°C進行烘干2~3小時，再控制溫度為650°C，煅燒1.5~2.5小時； (5)磨粉和篩分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純二氧化碲粉體的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述上清液通過虹吸法吸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純二氧化碲粉體的制備方法，其特征在于，步驟(2)的原料碲粉投料速度是90~150g/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純二氧化碲粉體的制備方法，其特征在于，所述原料碲粉酸不溶物質(zhì)量分數(shù)< 0.05%，硒質(zhì)量分數(shù)< 0.05%，其他雜質(zhì)總和< 0.05%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純二氧化碲粉體的制備方法，其特征在于，所述原料碲粉酸不溶物質(zhì)量分數(shù)為0，硒質(zhì)量分數(shù)< 0.01%，其他雜質(zhì)總和< 0.01%。
【文檔編號】C01B19/04GK103803510SQ201410046634
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月10日
【發(fā)明者】梁文正 申請人:張家港綠能新材料科技有限公司