[发明专利]一种电子级高纯焦磷酸铜的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种焦磷酸盐的制备方法，尤其涉及一种焦磷酸铜的制备方法，更具体是涉及一种适合于电子行业使用的高纯度焦磷酸铜的制备方法。

背景技术

  焦磷酸铜（Cupric pyrophosphate）为淡绿色粉末，溶于酸，不溶于水，可与焦磷酸钾起络合反应，形成水溶性的焦磷酸铜钾络盐。焦磷酸铜钾络盐主要用于无氰电镀行业，如焦磷酸盐镀铜、镀青铜、镀镍铜锡合金以及镀镍钨合金等，也适用于作为装饰性保护层的铜底层和要求渗碳零件的局部防渗碳涂层。焦磷酸铜是焦磷酸盐镀铜溶液中供给铜离子的主盐，与镀液中焦磷酸钠（或钾）络合而成焦磷酸铜钠（或钾），使金属离子以络离子形式稳定存在，是镀铜的理想原料，同时是含氰铜镀的有效取代物之一。

目前国内对高品质焦磷酸铜产品的研究较少，大多数厂家提供的焦磷酸铜产品质量标准不高，以工业级居多，而国外进口产品络合能力强、稳定性好、纯度高、杂质离子少，相比国内产品具有非常明显的优势，因此长期以来在国内市场占垄断地位。焦磷酸铜的纯度是影响焦磷酸盐电镀的最重要因素，焦磷酸铜是一种聚合物，传统制备方法是利用可溶性焦磷酸盐与可溶性铜盐复分解反应生成焦磷酸铜，而一般可溶性焦磷酸盐为焦磷酸钠，因此最终产品焦磷酸铜含有较高的杂质钠，同时原料中铁、锌和铅等杂质会随沉淀进入产品焦磷酸铜中，这些都对焦磷酸盐电镀有很大的影响。另外，传统制备法还存在堆积密度小，流动性差等问题。因此，寻找到一种纯度高、金属杂质含量低的焦磷酸铜的制备方法，是本领域技术人员致力解决的问题。

发明内容

为克服以上存在的问题，本发明的目的是提供一种新的焦磷酸铜制备方法，该方法操作简单、工艺参数容易控制，且由该方法获得的焦磷酸铜纯度高，金属杂质含量低，适合于电子行业使用。

为实现以上目的，本发明的高纯度焦磷酸铜的制备方法，依次包括如下步骤：

（1）硝酸铜溶液制备：称取一定量的浓HNO₃溶液，加入纯水配制成浓度为4-6 mol/L的HNO₃溶液，再称取与HNO₃等当量且稍过量的电解铜，分若干次将电解铜缓慢加入到稀HNO₃溶液中，待反应进行7-8小时后，将溶液加热到60-70℃，逐步赶出氧化氮气体，待反应至无黄烟产生时，过滤，并将滤液用纯水调到浓度为1-2mol/L的硫酸铜；

（2）一水合磷酸氢铜的制备：称取一定量步骤（1）得到的 Cu(NO₃)₂溶液，再称取与Cu(NO₃)₂等当量的无水(NH₄)₂HPO₄，用纯水溶解，配制成浓度为1-2 mol/L的(NH₄)₂HPO₄溶液，采用对加的方式，将(NH₄)₂HPO₄溶液和Cu(NO₃)₂溶液同时滴加到反应容器中，通过控制(NH₄)₂HPO₄溶液和Cu(NO₃)₂溶液的滴加速度，使反应的pH值控制在4-6，同时反应器的搅拌速度控制在60～200r/min，反应温度控制在70-80℃，反应结束后，将反应液陈化、沉降、洗涤、抽滤和烘干，得一水合磷酸氢铜；

（3）焦磷酸铜的制备：将步骤（2）得到的一水合磷酸氢铜置于500~600℃的高温下进行煅烧聚合，时间为2~3 h，冷却得成品焦磷酸铜。

上述(NH₄)₂HPO₄溶液的滴加速度优选11－16 ml/s、Cu(NO₃)₂的滴加速度优选10-15ml/min。

上述制备方法中，步骤（2）的陈化条件是在60-70℃下保温搅拌1小时以上，然后静置沉降1小时以上。

上述制备方法中，步骤（2）的洗涤是用温度为60~70℃的热纯水搅拌30 min，静置沉降1 h，洗涤次数为2－3次

上述制备方法中，步骤（1）的金属铜优选高纯度的电解铜，步骤（2）的无水(NH₄)₂HPO₄优选试剂级的磷酸氢二铵，步骤（1）的浓硝酸优选重量百分比65％的试剂级浓硝酸。