[发明专利]一种高纯球形钌粉的制备方法

说明书

本发明公开了一种高纯球形钌粉的制备方法，其步骤包括：(1)溶解：用盐酸溶解，获得氯钌酸溶液；(2)离子交换净化除杂，获得纯净钌溶液；(3)前驱体制备：调整步骤(2)所得钌溶液的初始pH值，加入沉淀引发剂，陈化，加热搅拌，生成钌粉前驱体——球形水合氧化钌；(4)煅烧脱水‑氢气还原：将步骤(3)所得前驱体置于管式炉中先进行煅烧脱水，再通入氢气进行高温还原，获得球形金属钌粉；(5)混酸煮洗过滤分离，用去离子水充分洗涤，真空干燥后，获得高纯球形钌粉。本发明方法工艺简单，制备的钌粉中杂质含量小于10ppm，钌粉微观形貌为球形，粒度小于5μm，可作为钌系溅射靶材的原料。

技术领域

本发明涉及贵金属粉末的制备，特别涉及一种高纯球形钌粉的制备方法。

背景技术

计算机硬盘记忆材料靶用钌粉有特殊的指标要求，必须十分严格地控制杂质和粉末形貌，纯度则必须99.999％以上，微观形貌要求球形或类球形。

目前国内钌粉的制备方法一般采用二次氧化蒸馏，吸收液浓缩结晶得到RuCl₃煅烧氢还原制备钌粉，或者将钌吸收液氧化后加入氯化铵沉淀、煅烧、氢还原制备钌粉。该法所得的钌粉颗粒粗，且不均匀，杂质含量高，不能用于钌靶材的生产。

中国专利ZL200580006772.5公布了高纯度Ru粉末、溅射靶、薄膜和高纯度Ru粉末的制造方法，具体步骤是用纯度99.9％的Ru原料作阳极，在溶液中电解精制，可获得99.99％以上的纯钌粉，其中Na、K等各碱金属的含量均在10ppm以下，Al的含量为1～50ppm，适合形成半导体存储器的电容器用电极材料。

中国专利ZL200610106338.0公开了制备钌粉末的方法，该方法是在煅烧六氯钌酸铵制备钌粉末的步骤中，将在500～800℃下煅烧六氯钌酸铵得到的粗钌粉碎，然后在800～1000℃下再次煅烧，由此使钌粉末中的氯含量为100ppm或以下。

中国专利ZL200810109294.6公开了六氯钌酸铵和钌粉的制造方法以及六氯钌酸铵，在钌的盐酸溶液中添加氯化铵而制成的六氯钌酸铵进行烧成来制备钌粉末。具体步骤是在80～95℃下保持钌的盐酸溶液3小时以上后，一边使搅拌机的转数达到每分钟200转以上进行搅拌一边加入氯化铵，一边在85～95℃下搅拌1小时以上一边保持，生成六氯钌酸铵的沉淀，通过过滤得到含水率是10％以下的六氯钌酸铵的结晶物。

中国专利201310112626.7公开了一种制备靶用钌粉的方法，通过步骤实现：溶解、沉淀、离心过滤、烘干、破碎、煅烧、还原、制粉。钌粉的铁、碳、钠、钾元素含量分别小于10ppm，氮、氯元素含量分别小于50ppm，总杂质不包含气体元素小于100ppm。钌粉粒度小于4μm，形貌呈规整球形，振实密度3.2～4.0g/cm³，松装密度2～2.6g/cm³。

日本企业生产高纯钌粉的工艺：用熔融的氢氧化钾和硝酸钾熔盐氧化和溶解钌金属，使其转变为可溶的钌酸盐。用水溶解提取钌盐，加热并通入氯气使钌离子氧化蒸馏成RuO₄，再用稀盐酸和乙醇的混合液吸收RuO₄，溶液经干燥得到固体三氯化钌，之后在通入氧气的条件下高温焙烧，使钌盐变成RuO₂，最后高温下氢还原得到钌粉。但生产出的钌粉中Na、K、Fe、Cl等杂质含量偏高。

中国专利ZL 201410540106.0一种用三氯化钌制备靶材用钌粉的方法，将固体三氯化钌用盐酸溶解，获得氯钌酸溶液，溶液通过离子交换树脂除去阳离子杂质，往纯净钌溶液中加入碱生成氢氧化钌沉淀，继续加去离子水浆化，置于高压反应釜中，加热，通入氢气保持一定氢气分压还原，获得纯钌粉。钌粉杂质含量低(小于100ppm)，钌粉微观形貌为球形，粒度2～5μm。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，发明了一种短流程制备高纯球形钌粉的方法。