[发明专利]高纯超细氧化铋的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铋的生产方法，特别是一种用于制备电子工业用功能陶瓷粉末的高纯超细氧化铋的生产方法。

背景技术

在电子压敏陶瓷应用中，氧化铋的纯度、粒度和形貌等对电子元器件性能的影响至关重要。氧化铋的生产方法有固相法和液相法。固相法包括化学气相沉积、等离子法等，液相法包括沉淀法、水解法、溶胶凝胶法、微乳液法等，各种方法各有其特点。其中沉淀法工艺简单，易于工业化。国内沉淀法生产氧化铋多为一次沉淀工艺。即将金属铋溶于硝酸，生成硝酸铋溶液，加入过量的氢氧化钠，在强碱条件下使硝酸铋水解、转化生成氧化铋。该方法生产由于引入了钠离子，使氧化铋纯度不易控制，生成氧化铋形貌为棒状，在应用中难于混合均匀。此外，还有将硝酸铋直接与碳酸氢铵反应生成碳酸氧铋，再煅烧生产氧化铋的方法，这种方法由于终点PH值较高，难于除去溶液中的杂质离子，产品纯度难以保证。溶胶凝胶法原料混合均匀度高，合成温度低，容易得到纳米级颗粒，但是原料成本高，工业生产不现实。等离子法产品粒度细，纯度高，但对设备和工艺参数要求高。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过室温固相反应制备高纯超细氧化铋的生产方法，以使氧化铋产品纯度高，杂质含量小，颗粒为球型，适用于电子工业陶瓷行业的要求。

本发明的目的是这样实现的：一种高纯超细氧化铋的生产方法，步骤如下：

将铋盐化合物、分散剂、碳酸氢铵和少量溶剂一起进行球磨，得到碳酸氧铋用去离子水洗涤后，与一定量的碳酸氢铵混合均匀后进行煅烧，制得目标产品；上述溶剂取自甲醇、乙醇或丙酮之一种，上述铋盐化合物为五水合硝酸铋或醋酸铋，上述分散剂取自吐温、司盘或乳化剂OP之一种；铋盐化合物中的铋与分散剂的重量比为：1∶0.01～0.1，分散剂以100％纯品计。

本发明的制备工艺包括球磨固相反应、洗涤、混料、煅烧。原料为铋盐化合物(五水合硝酸铋或醋酸铋)、分散剂(吐温系列、司盘系列、乳化剂OP系列之一种)、碳酸氢铵和少量溶剂(甲醇、乙醇或丙酮)，用量为：铋含量：分散剂：碳酸氢铵＝1：0.01-0.1：0.18-0.30。将所有原料加入球磨机进行球磨，反应生成的碳酸氧铋为球形，用去离子水洗涤后与碳酸氢铵混合，碳酸氧铋与碳酸氢铵混合的比例为1：0.1-1。混合均匀后在450-600℃下进行煅烧，即得高纯超细氧化铋产品。煅烧产生的尾气用水吸收后排放。

碳酸氢铵(白色单斜或斜方晶体，比重1.573.溶于水，不溶于乙醇)

碳酸氧铋(又名碱式碳酸铋，白色粉末，比重6.86.不溶于水和乙醇，溶于硝碱和盐酸)

本发明的有益效果是：本发明加入的原料中所有杂质离子可在洗涤和煅烧工序中轻松除去，保证了产品的高纯度。K、Na、Ca、Mg、Fe、Cd、Cu、Pb、Cl等杂质含量小于20ppm。而且颗粒为球形。非常适用于电子工业陶瓷行业的应用。通过加入分散剂保证产品粒度细。产品粒度达到小于1μm。在煅烧中加入碳酸氢铵避免氧化铋在煅烧过程烧结团聚。

本发明制得的氧化铋产品具有纯度高、粒度细、分散性好、特别适用于电子工业陶瓷行业。

具体实施方式

一种高纯超细氧化铋的生产方法，步骤如下：

将铋盐化合物、分散剂、碳酸氢铵和少量溶剂一起进行球磨，得到碳酸氧铋用去离子水洗涤后，与一定量的碳酸氢铵混合均匀后进行煅烧，制得目标产品；上述溶剂取自甲醇、乙醇或丙酮之一种，上述铋盐化合物为五水合硝酸铋或醋酸铋，上述分散剂取自吐温、司盘或乳化剂OP之一种；铋盐化合物中的铋与分散剂的重量比为：1∶0.01～0.1，分散剂按100％纯品计。球磨步骤中碳酸氢铵的用量为：铋盐化合物中的铋与碳酸氢铵的重量比为：1∶0.18～0.30，其中，碳酸氢铵按100％纯品计。煅烧步骤中碳酸氧铋中的铋与碳酸氢铵的重量比为1∶0.1～1，其中，碳酸氢铵按100％纯品计。煅烧温度为450～600℃，煅烧时间为6～12小时。

实施例1：

将五水合硝酸铋1000克、10ml吐温-80、碳酸氢铵250克、甲醇200ml加入球磨机，球磨反应后得白色的碳酸氧铋，用去离子水过滤洗涤三次，将滤饼与过100筛的碳酸氢铵混合均匀后放入煅烧炉中600℃下煅烧6小时。所得的氧化铋为球形，粒度为0.89μm，K、Na、Ca、Mg、Fe、Cd、Cu、Pb、Cl等杂质含量小于20ppm。

实施例2：