[发明专利]一种高纯度锡酸镁粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锡酸盐的制备方法，尤其涉及一种锡酸镁的制备方法，更具体是涉及一种适合于气敏元件、阻燃剂以及陶瓷行业使用的高纯度锡酸镁粉体的制备方法。

背景技术

 锡酸镁，如三水合锡酸镁、无水锡酸镁等是一种白色粉体，因其在介电陶瓷、气体传感器、湿度传感器、热稳定电器、电池电极材料、阻燃材料以及建筑陶瓷方面具有优良的应用性能，近年受到广泛关注。然而对于锡酸镁的合成工艺，国内外的文献少有公开报道，专利公开号为CN 101696335A的中国专利申请公开了一种铕掺杂锡酸镁发光材料的制备方法，该方法是采用锡酸、硝酸铕、硝酸镁和水混合形成水溶胶，水溶胶蒸发成凝胶，凝胶经过煅烧后得到铕掺杂锡酸镁发光粉体，其制作过程复杂，不适合工业化生产，而且该方法并非纯锡酸镁的制备方法，参考价值不大；也有人用混合锡酸钠和硫酸镁在850度高温下分解4小时制备锡酸镁来作为锂电池的电极，由于是固相反应，锡酸钠与硫酸镁并不能完全充分接触，制备的锡酸镁参杂大量的二氧化锡或氧化镁，因此不适合在气敏元件、阻燃剂以及陶瓷行业中使用。

发明内容

本发明的目的在于g服以上存在的问题而提供一种高纯度锡酸镁粉体的制备方法，由该方法制得的锡酸镁粉体，纯度高，粒径小，能满足介电陶瓷、建筑陶瓷、阻燃剂等行业对锡酸镁的要求。

为实现以上目的，本发明的高纯度锡酸镁粉体的制备方法，是将锡酸钠与氯化镁分别配制成溶液，先将锡酸钠溶液加热至60～80℃后保温，再取与锡酸钠溶液等摩尔质量的氯化镁溶液，在搅拌的条件下滴加至锡酸钠溶液中，控制氯化镁的滴加速度使得反应液的pH值保持在9.8～10.8，在氯化镁滴加完毕后将反应液陈化、沉降、洗涤、固液分离和烘干后得三水合锡酸镁，再将得到的三水合锡酸镁在700～850℃下煅烧脱水，冷却得到无水锡酸镁成品；上述锡酸钠为游离碱在0.1－0.5%的三水合试剂级锡酸钠晶体，氯化镁为试剂级六水合氯化镁或无水氯化镁。

上述游离碱在0.1－0.5%的三水合试剂级锡酸钠晶体，优选采用将市售分析纯的锡酸钠加纯水溶解至锡酸钠浓度为50-100g/L的溶液，然后加入试剂级水合氢氧化锡，调整溶液中游离氢氧化钠浓度至5～20g/L，再过滤、浓缩结晶、离心而制得。

上述游离碱在0.1－0.5%的三水合试剂级锡酸钠晶体，优选采用如下方法制备：

（1）将锡花、氢氧化钠、纯水分别放入到反应釜中，升温至90～110℃，通入臭氧，反应至反应液中的游离氢氧化钠浓度为50～90g/L，得到含锡碱性溶液，其中锡花与氢氧化钠的投料质量比控制在1︰1－1.4，纯水的加入量控制在使氢氧化钠的浓度为100g/L～160g/L；

（2）在步骤（1）得到的含锡碱性溶液中加入试剂级水合氢氧化锡，调整溶液中游离氢氧化钠浓度至5～20g/L，再次通入臭氧至溶液为无色透明，过滤得锡酸钠原液；

（3）将步骤（2）得到的锡酸钠原液加入到浓缩反应釜中，在搅拌速度为10～30转/分钟的条件下，蒸发浓缩至溶液中有大部分结晶析出时，停止浓缩，下料至离心机，离心所得结晶为成品锡酸钠。

上述低游离碱锡酸钠的制备方法中，步骤（2）的水合氢氧化锡优选将步骤（1）得到的含锡碱性溶液过滤掉未反应完全的锡渣，将滤液放入合成反应釜中，开启搅拌装置，通入二氧化碳气体，当反应液的pH值为9.0-10.0时，停止通入二氧化碳气体，将反应液过滤、洗涤、离心而制得。

为了更好控制反应速度，上述锡酸镁的制备方法中，锡酸钠先配制成锡离子含量为22.25～44.45g/L的锡酸钠溶液，氯化镁先配制成镁离子含量为4.55～9.11g/L的氯化镁溶液。

为了减少杂质在沉淀表面的吸附，上述锡酸镁粉体的制备方法中，反应液的陈化条件是在60～80℃保温搅拌1小时以上，然后静置沉降1小时以上。

为了更好除去没有完全反应的氯化镁和锡酸钠，上述锡酸镁粉体的制备方法中，洗涤是用60-80℃的去离子水搅拌洗涤30分钟，静置沉降3小时，洗涤次数优选3-6次。

为了控制三水合锡酸镁结晶水的含量，上述锡酸镁粉体的制备方法中，烘干温度优选90-100℃。

为了更好控制无水锡酸镁的纯度，上述锡酸镁粉体的制备方法中，煅烧温度优选750～800℃，煅烧时间为2～6小时。

上述低游离碱锡酸钠的制备方法中，步骤（1）的锡花优选0#锡，氢氧化钠优选试剂级氢氧化钠。