[发明专利]一种利用等离子分解制备一氧化铌与铌粉混合物的方法

说明书

本发明公开了一种利用等离子分解制备一氧化铌与铌粉混合物的方法，以五氧化二铌为原料，对其进行等离子高温分解制备一氧化铌与铌粉混合物，具体步骤为：将五氧化二铌注入等离子枪内，通过等离子焰的高温进行分解作用得到一氧化铌与铌粉混合物，控制功率在10～100kw范围内；分解得到的一氧化铌与铌粉混合物落入冷却装置。本发明实现了简易快速的制备一氧化铌与铌粉混合物，能耗低，无污染，且所得一氧化铌与铌粉混合物的粒形为球形，是制作电容器用理想粒形，价廉物美。在以铌代钽，以铌电容器代替钽、铝电容器，制造超级电容器等方面都有非常重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种一氧化铌与铌粉混合物的制备方法，具体是一种利用等离子分解制备一氧化铌与铌粉混合物的方法。

背景技术

目前，国内外电容器的主要的原料是以钽粉为主。然而制备钽粉的工序十分复杂，且在自然界钽元素通常存储在花岗岩中，提炼十分困难，加之全球客观存在的钽元素十分稀缺。综合各方面考虑，国内外通常采用以铌代替钽粉的手段来解决电容器所用钽粉的短缺问题。

在现今的以铌代钽物品中，用的较多是铌粉或一氧化铌。一氧化铌可作为一种代替钽粉制作电解电容器的原料，以其高可靠特性、大容量、小型化、片式化等特点，尤其在低工作电压电容器领域内开始显露锋芒。然而一氧化铌电容器所采用的原料一氧化铌在本发明之前的提取工艺比较复杂，需要团化、还原等多道工序制取。由于现阶段一氧化铌的潜在市场大，传统工艺的提取方式耗费时间长、成本高、效率低、价格贵，无法促进市场发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用等离子分解制备一氧化铌与铌粉混合物的方法，实现了工艺简易、快速的制备一氧化铌与铌粉混合物，能耗低、无污染，且所得一氧化铌与铌粉混合物的粒形为球形粉末，耐高压，比容高，值得大幅推广。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用等离子分解制备一氧化铌与铌粉混合物的方法，以五氧化二铌为原料，对其进行等离子高温分解制备一氧化铌与铌粉混合物，具体制备步骤为，通过送粉器将五氧化二铌注入等离子枪内，通过等离子焰的2～3万℃高温改变粒形同时进行分解得到一氧化铌与铌粉混合物，控制分解功率在10～100kw范围内；通过重力作用，分解得到的一氧化铌与铌粉混合物落入装有纯水并具有循环系统的的冷却装置，同时在分解反应开始阶段往冷却装置中注入氩气对产品进行防氧化保护，得到一氧化铌与铌粉混合物。

作为本发明进一步的方案：通过送粉器将五氧化二铌送入等离子枪内的工艺条件为：送粉量15～100g/min；送粉气为氩气，流速为0.65～0.75m³/h；离子气为氩气，流速为2.2～2.5m³/h；控制分解功率在10～100kw范围内，分解反应产物的粒形均为球形，平均粒度一般在0.2～5.0μm范围内。

作为本发明进一步的方案：所述的送粉气和离子气用氩气的纯度不小于99.99%。

作为本发明进一步的方案：控制分解功率在10～100kw范围内，随着功率的增加，分解反应产物由一氧化铌向铌粉转变，铌粉的含量逐渐增加。

作为本发明进一步的方案：此反应可重复进行，分解反应产物的含氧量则逐渐降低。

作为本发明进一步的方案：当仅需要制得一氧化铌时，还可以在大气中将一氧化铌与铌粉混合物喷入装有纯水并具有循环系统的冷却装置，冷却得到一氧化铌球形粉末。

作为本发明进一步的方案：原料五氧化二铌还被预先制成0.5～5.0μm之间的圆粒形，利于均匀送粉。

作为本发明进一步的方案：所述的一氧化铌与铌粉混合物的含氧量为13.0～14.6%，低于一氧化铌理论含氧量14.6915%。

作为本发明进一步的方案：所述方法还适用于金属铌粉的制备。