Ultrajemný měděný prášek

Ultrajemný měděný prášek je velmi drahý prvek. Není to dáno množstvím použitého materiálu, ale spíše složitou výrobou. Pro získání měděného prášku, který lze použít pro lékařské účely a v leteckém průmyslu, nesmí být velikost částic větší než 1 µm, částice musí být přibližně kulaté a čistota musí být alespoň 99,999 %. Měděný prášek této kvality stojí mezi 300 a 2500 EURO za gram, v závislosti na kupovaném množství. K výrobě jednoho gramu tohoto prášku je potřeba mnohonásobně více mědi a mnohem více roztoků, katalyzátorů a přísad. Nejdražší na tomto procesu je však vybavení potřebné k jeho výrobě.

Celosvětová roční poptávka po ultrajemném měděném prášku je 12-15 tun. Jako finanční objekt se však používá mnohem větší množství mědi. Kolik měděného prášku zmizelo v bankovních trezorech po celém světě a pravděpodobně se už nikdy nevrátí, nelze ověřit.

Pokud vlastníte ultrajemný měděný prášek, můžete nás kontaktovat za účelem analýzy, vyhodnocení nebo prodeje.

Pokud hledáte ultrajemný měděný prášek, kontaktujte nás přímo.

Váš kontakt pro ultrajemný měděný prášek: ISE AG [chráněno e-mailem]

Následující popis z patentového rejstříku umožňuje nahlédnout do složitého postupu. Zde popsaný patent je registrován u společnosti Mitsubishi Gas Chemical Co. Inc. Tokio, Japonsko. Alternativní výrobou je filtrace a separace pomocí odstředivky. To je však ještě složitější a nákladnější než zde popsaná metodika.

[0001] Předložený vynález se týká způsobu výroby nového jemného měděného prášku obsahujícího téměř sférické primární částice mající průměrný průměr částic mezi 0,2 a 1 μm, měrný povrch mezi 5 a 0,5 m² / g a nízkou tendenci k aglomeraci. Jemný měděný prášek vyrobený způsobem podle vynálezu může být s výhodou použit jako elektricky vodivé plnivo, například pro nátěrové hmoty, pasty a pryskyřice, jako antibakteriální přísada a jako výchozí prášek pro práškovou metalurgii.

Obvykle známé způsoby výroby měděných prášků zahrnují elektrolytickou metodu, rozprašovací metodu a mechanickou rozmělňování, a takové měděné prášky vyrobené výše uvedenými způsoby se používají hlavně v práškové metalurgii.

Ačkoli tyto způsoby, které obvykle produkují prášky s relativně velkými průměry částic, byly pokročeny k výrobě jemnějších měděných prášků; Řízením výrobních podmínek nebo proséváním je účinnost výroby nízká a jemnost dosažitelná těmito způsoby je omezená.

Článek „Proces rozkladu formiátů železa, kobaltu, niklu a mědi“ publikovaný v Poroshku. Kov. (Kiev 1977 (5), 7-13 popisuje tepelný rozklad formiátů Fe, Co, Ni a Cu. Průměrná velikost částic Fe a Co získaných rozkladem formiátu byla 0,1 až 0,3, 60 um a měrný povrch byl asi XNUMX m² / g. Větší částice Ni a Cu byly získány slinováním.

Na druhé straně pro účely použití v nátěrových hmotách, pastách a pryskyřicích, s ohledem na rovnoměrnou disperzi a rovnoměrné potahování, musí být měděný prášek složen z práškových částic, které jsou jemnější, tj. 10 μm nebo méně a musí mít jednotný tvar. Pro použití v elektronických součástkách je výhodný měděný prášek, který obsahuje pouze zanedbatelné množství alkalických kovů, jako je Na nebo K, síra a halogeny, jako je Cl, s ohledem na prevenci koroze a zhoršení elektrických vlastností v důsledku vlhkosti.

Jemné měděné prášky pro výše uvedené účely se připravují například redukčním vysrážením sloučeniny mědi v kapalné fázi, odpařením ve vakuu nebo v inertním plynu, redukcí měděné soli v plynné fázi a redukcí oxidu na pevné fázi.

Proces srážení pro redukci kapalné fáze je však špatný z hlediska výkonu a ceny, protože distribuce průměru částic je široká, redukční činidlo je drahé a proces musí být prováděn v dávkovém provozu. Odpařování ve vakuu nebo v inertním plynu je nedostatečné, protože ačkoli lze získat měděné prášky, které jsou extrémně jemné a mají velkou specifickou plochu povrchu, je prevence oxidace a manipulace s měděnými prášky obtížné, výrobní zařízení je drahé a hmotnostní výtěžek je nízká. Redukce měděné soli v plynné fázi, zejména halogenidu mědi, která se provádí při vysokých reakčních teplotách, má problémy, jako je koroze rostliny halogenem generovaným při rozkladu halogenidu a nepříjemný sběr vyrobeného prášku, a je také nedostatečná, protože V produkované mědi zůstává velké množství halogenu. Při provádění redukce oxidu v pevné fázi je nezbytné, aby byl výchozí materiál před použitím jemně rozmělněn a vyčištěn, protože tvar a čistota vyráběného práškového mědi závisí na výchozím materiálu a částice jsou aglomerovány a voskovány kvůli jejich dostatečnému kontaktu s redukčního plynu a také díky výrobě tepla doprovázející redukci. V důsledku toho je metoda redukce na pevné fázi nedostatečná, protože účinnost výroby je nízká a řízení výrobních podmínek je obtížné.

Za výše uvedených okolností vynálezci provedli intenzivní studie, aby vyvinuli způsob výroby jemného měděného prášku jednoduchými postupy. V důsledku svého úsilí našli způsob definovaný v nároku 1 pro výrobu měděného prášku, který má průměrný primární průměr částic 0,2 až 1 μm, měrný povrch 5 až 0,5 m² / g a nízkou tendenci k aglomeraci. Předkládaný vynález byl dokončen na základě výše uvedeného.

Výhodná provedení jsou uvedena v závislých nárocích 2 a 3.

V souladu s tím je cílem předkládaného vynálezu poskytnout způsob výroby jemného měděného prášku, jak je popsáno výše.

Způsob výroby jemného měděného prášku podle předkládaného vynálezu zahrnuje tepelně rozkládající bezvodý formiát mědi v neoxidační atmosféře při teplotě v rozmezí mezi 150 a 300 ° C za účelem získání jemného měděného prášku, který má průměrný primární průměr částic 0,2 až 1 μm , mající měrný povrch 5 až 015 m2 / ga nízkou tendenci k aglomeraci, přičemž bezvodým mravenčanem mědi je bezvodý mravenčan mědi, který má velikost částic 850 μm nebo méně a hmotnostní procenta nebo více 20 tepelný rozklad v teplotním rozmezí 90 až 160 ° C, když se bezvodý formiát měďnatý zahřívá v atmosféře plynného dusíku nebo vodíku rychlostí zahřívání 200 ° C / min. je zahříván.

Ve výhodném provedení předkládaného vynálezu získaný jemný měděný prášek obsahuje aglomeráty primárních částic jemného měděného prášku, přičemž průměrný průměr aglomerátů je 10 um nebo méně. Prášek bezvodého mravenčanu měďnatého se získá dehydratací hydrátu mravenčanu měďného při teplotě 130 ° C nebo nižší a potom rozemletím dehydratovaného mravenčanu mědi na prášek. Bezvodý formiát mědi v práškové formě je formiát mědi získaný reakcí alespoň jedné sloučeniny mědi vybrané ze skupiny sestávající z uhličitanu mědi, hydroxidu mědi a oxidu mědi s kyselinou mravenčí nebo methylformiátem a jemného měděného prášku získaného výše popsaným způsobem se pak promyje vodou, organickým rozpouštědlem nebo roztokem reziví pro měď ve vodě nebo organickém rozpouštědle tak, aby se v prášku redukoval alespoň jeden prvek nečistoty, který je vybrán ze skupiny halogenů, síry, alkalických kovů a těžkých kovů za účelem výroby čištěného jemného měděného prášku.

Podrobný popis vynálezu

Způsob podle předkládaného vynálezu bude podrobně popsán níže.

Bezvodým mravenčanem mědi použitým v předkládaném vynálezu je obecně mravenčan měďnatý. Bezvodý formiát mědi je bezvodý formiát mědi, který splňuje požadavek tepelného rozkladu, když je prášek obsažen v množství 10 mg v atmosféře plynného dusíku nebo vodíku při rychlosti zahřívání 3 ° C / min. Při zahřátí se tepelně rozloží 90 hmotnostní procenta nebo více prášku v teplotním rozmezí 160 až 200 ° C. Toto chování při tepelném rozkladu je výhodné z hlediska získání jemného měděného prášku, který má vyšší čistotu a menší tendenci k aglomeraci. S ohledem na získání měděného prášku, který má menší velikost částic aglomerátu, má bezvodý formiát mědi velikost částic 850 μm (20 mesh) nebo jemnější, a zejména prášek, který má velikost částic 150 μm (100 mesh nebo jemnější). Takový bezvodý mravenčan měďnatý může být získán dehydratací hydrátu mravenčanu měďného při teplotě 130 ° C nebo nižší, a pak rozmělňováním dehydratovaného mravenčanu mědi vytvořením krystalů bezvodého mravenčanu mědi přímo z vodného roztoku mravenčanu mědi a poté rozmělněním krystalů, nebo přímým vytvořením krystalického práškového formiátu mědi, který má velikost částic 850 μm (20 mesh) nebo jemnější z vodného roztoku mravenčanu měďnatého. Je výhodné, aby takto získaný bezvodý mravenčan měďnatý měl nízký obsah nečistotních prvků, zejména alkalických kovů, jako je Na nebo K, síra a halogeny, jako je Cl, za účelem výroby jemného měděného prášku se sníženým obsahem nečistot.

Bezvodý formiát mědi vyrobený jakýmkoli z řady způsobů může být použit v předkládaném vynálezu, pokud použitý formiát mědi splňuje výše uvedené požadavky. Bezvodý formiát mědi připravený metodou používající uhličitan měďnatý, hydroxid měďnatý nebo oxid měďnatý jako výchozí sloučeninu mědi a reakci této výchozí sloučeniny mědi s kyselinou mravenčí nebo methylformiátem je však užitečný jako výchozí materiál pro způsob podle vynálezu, pokud je způsob průmyslový je proveden.

Protože uhličitan měďnatý, hydroxid měďnatý a oxid měďnatý, které jsou průmyslově vyráběny z levnějších solí mědi nebo odpadní mědi, jsou všechny prakticky nerozpustné ve vodě, lze snadno dosáhnout toho, že získané sloučeniny mědi mají snížený obsah takových nečistot, jak je popsáno výše, sloučeninami mědi před Sušení lze prát nebo podrobit jinému zpracování. Například v případě, kdy síran měďnatý reaguje s uhličitanem sodným nebo hydrogenuhličitanem sodným za vzniku uhličitanu měďnatého, mohou být nečistotové prvky přičitatelné výchozím sloučeninám, jako je Na a S, v uhličitanu mědi redukovány postupem, který zahrnuje přidání uhličitanu sodného nebo hydrogenuhličitanu sodného k sobě navzájem vodný roztok síranu měďnatého, umožňující reakční složce reagovat při teplotě od 60 do 85 ° C za vzniku sraženiny, a poté se sraženina promyje vodou bez jejího sušení.

Pořadí reaktivity výše popsaných sloučenin mědi s kyselinou mravenčí je: hydroxid měďnatý> uhličitan měďnatý >> oxid měďnatý, oxid měďnatý. Sloučenina mědi vybraná z těchto sloučenin se smísí s kyselinou mravenčí nebo methylformiátem obvykle ve vodném médiu, přičemž podíl kyseliny mravenčí nebo methylformiátu není menší než ekvivalentní podíl sloučeniny mědi, přičemž podíl se stanoví podle druhu sloučeniny mědi. Výsledná směs se udržuje po dobu 30 minut až 24 hodin při teplotě mezi teplotou místnosti a 100 ° C, aby se reakčním složkám umožnila reakce v kapalné fázi za vzniku vodného roztoku mravenčanu měďnatého.

Ve výše uvedeném postupu mohou výchozí sloučeniny zůstat nezreagované v závislosti na reakčních podmínkách, vedle mravenčanu mědi se mohou tvořit vedlejší produkty nebo mravenčan mědi může dále reagovat za vzniku dalších sloučenin. Takto obsahuje výsledný mravenčan mědi takové další sloučeniny. Například, protože mravenčan mědi je ve vodném roztoku pozoruhodně nestabilní, čím větší je podíl vody a čím vyšší je teplota, tím větší je tvorba produktů nerozpustných ve vodě, jako jsou základní mravenčany mědi, urychlována vedlejšími reakcemi nebo následnými reakcemi rozkladu. Jakékoli nezreagované výchozí sloučeniny, jako je uhličitan měďnatý, hydroxid měďnatý a oxid měďnatý, a produkty vedlejších reakcí nebo rozkladných reakcí, jako jsou základní mravenčany mědi, mohou být převedeny redukcí na kovovou měď, aniž by byla přítomna jakákoli látka obsažená v dodávané mědi. Protože však redukční reakce je doprovázena značnou tvorbou tepla a tím i tvorbou vody, nejsou takové sloučeniny mědi vhodné pro tepelný rozklad pevné fáze ve způsobu podle předkládaného vynálezu, protože použití takových sloučenin vyžaduje kalorimetrickou kontrolu a jiné komplikované postupy.

Chování při tepelném rozkladu těchto sloučenin mědi bylo zkoumáno pomocí diferenciální analýzy tepelné bilance, při které hydroxid měďnatý, zásaditý uhličitan měďnatý, bezvodý mravenčan měďnatý a produkt následné rozkladné reakce mravenčanu měďnatého, každý o hmotnosti 10 mg, v plynné atmosféře N2 nebo H2 s rychlostí ohřevu 3 ° C / min. byly zahřáté. Výsledky získané při špičkových teplotách v kalorimetrických změnách (endotermních, exotermních apod.) A v produktech rozkladu jsou uvedeny v tabulce 1.

Tabulka 1

Atmosféra N 2 plyn H 2 plyn Hydroxid měďnatý Základní monohydrát uhličitanu měďnatého Bezvodý mravenčan měďný Rozklad produktu mravenčanu měďného endotermický; Oxid mírně endotermický; Měděný prášek exotermický; Exotermická měď obsahující oxid; Měděný prášek

Tabulka 1 ukazuje, že všechny sloučeniny mědi jiné než bezvodý mravenčan měďnatý se rozkládají v atmosféře dusíku (plyn N2) za vzniku oxidu mědi nebo prášku obsahujícího hlavně oxid měďnatý a rozklad těchto sloučenin mědi je endotermický nebo exotermický. Kalorimetrické změny v těchto sloučeninách mědi jsou nejméně desetkrát větší než změny v bezvodém mravenčanu měďnatém a zejména endotermická změna v zásaditém monohydrátu uhličitanu měďnatého, který obsahuje krystalizační vodu, je stokrát větší než změna v bezvodém mravenčanu měďnatém.

Kromě toho, s výjimkou bezvodého mravenčanu měďnatého, musí být všechny sloučeniny mědi zahřívány v redukční atmosféře (plynný H2) za vzniku kovového práškového mědi a jejich reakce v redukční atmosféře jsou exotermické, jejich exotermické množství tepla je nejméně pětkrát vyšší než u bezvodého mravenčanu měďnatého jsou.

Tabulka 1 také ukazuje, že vrcholové teploty rozkladu neokluzivních sloučenin mědi bezvodého formiátu měďnatého jsou výrazně odlišné od teplot bezvodého formiátu mědi, i když některé z nich se mírně překrývají s druhým.

Z výše uvedeného je vidět, že bezvodý formiát mědi lze snadno tepelně rozložit na měděný prášek, aniž by došlo k kalorimetrickým změnám. Následujícímu lze také rozumět. V případě, že je bezvodý formiát mědi těmito sloučeninami mědi kontaminován, vytvoří se měděná měď redukční silou rozložené kyseliny mravenčí. Pokud je však podíl sloučenin jiných než bezvodý mravenčan mědi příliš velký, exotermické teplo doprovázející redukční reakce je příliš velké, a v důsledku toho se částice měděného prášku vytvořily aglomeráty navzájem kvůli lokálnímu zahřívání atd., Takže je obtížné pro získání jemného měděného prášku. Pokud je podíl těchto sloučenin větší, vygenerovaný měděný prášek se stane měděným práškem obsahujícím oxid mědi.

Proto je bezvodým mravenčanem mědi použitým v předkládaném vynálezu výhodně takový, který má malé množství těchto sloučenin jiných než mravenčan měďnatý. Praktickým opatřením je to, že když vzorek bezvodého formiátu mědi v množství 10 mg v atmosféře plynného dusíku nebo vodíku při rychlosti zahřívání 3 ° C / min. je zahříván, hmotnostní procenta nebo více vzorku 90 je tepelně rozloženo v teplotním rozmezí 160 až 200 ° C. Je výhodné vzít v úvahu výše uvedené, když je bezvodý formiát mědi průmyslově syntetizován pro použití v tomto vynálezu.

Ve způsobu podle předkládaného vynálezu se bezvodý formiát mědi, jak je popsán výše, tepelně rozkládá v pevné fázi za vzniku jemného měděného prášku.

Tepelný rozklad bezvodého formiátu mědi v pevné fázi se provádí v neoxidační atmosféře, obvykle za normálního tlaku, při teplotě v rozmezí mezi 150 a 300 ° C, s výhodou mezi 160 a 250 ° C. Způsob může být prováděn v dávkovém režimu, ve kterém je bezvodý formiát mědi balen do plechovky, plechovky nebo jiného kontejneru a zahříván a udržován na předem stanovené teplotě. Alternativně může být způsob prováděn kontinuálně, přičemž bezvodá měď je aplikována na kontinuální přenosová média, jako je dopravní pás, a přenosová činidla nepřetržitě dopravují mravenčan mědi do ohřívací zóny, která je zahřívána na předem stanovenou teplotu, kde je mravenčan mědi tepelně rozložen a produkt rozkladu je poté vypuštěn.

V předloženém vynálezu prášek bezvodého formiátu mědi v pevné fázi znamená bezvodý prášek formiátu mědi, který je balen v nádobě, jako je plechovka nebo podobně, vyrobený z materiálu, který je odolný vůči teplotám ohřevu a není napaden parou kyseliny mravenčí, prášek bezvodého formiátu mědi nanesený na běžící pás vyrobený z takového materiálu nebo prášek bezvodého formiátu mědi v podobném stavu. Množství bezvodého prášku mravenčanu měďnatého baleného v nádobě nebo umístěného na pohyblivém pásu není nijak zvlášť omezeno, protože vztah mezi množstvím prášku mravenčanu měďnatého a vlastnostmi aglomerátu získaného jemného práškového mědi je nevýznamný. Avšak bezvodý prášek mravenčanu měďnatého se obvykle používá v takovém množství, že vnitřní část bezvodého mravenčanu měďnatého může být zcela rozložena v požadovaném časovém období, například od několika minut do několika hodin. Neoxidační atmosférou se rozumí atmosféra N2, H2, C2, CO, Ar nebo jiného neoxidujícího plynu nebo atmosféra plynu generovaného při rozkladu bezvodého mravenčanu měďnatého. Ve výhodném vsádkovém způsobu je zajištěno, že atmosféra rozkladu sestává výhradně z plynu, který je vytvářen během rozkladu prášku mravenčanu měďnatého, například zmenšením objemu ohřívací zóny. Ve výhodném kontinuálním procesu je stejného efektu dosaženo tím, že jsou otevřené prostory vstupu do a výstupu z topné zóny malé. Tyto modifikace jsou výhodné v tom, že eliminují potřebu předem poskytnout systém pro vytváření atmosféry N2, H2 nebo jiné neoxidující plyny.

Ve výše popsaném způsobu tepelného rozkladu podle tohoto vynálezu probíhá tepelný rozklad postupně z vnější části bezvodého mravenčího mědi do jeho vnitřní části. Měděný prášek vytvořený při rozkladu dosahuje předem stanovené teploty, při které je udržována dekompoziční atmosféra v krátké časové periodě díky vynikající tepelné vodivosti práškového mědi, a měděný prášek se při této teplotě stává parou mravčanu mědi (měďnatého) Vytvořený mravenčan mědi a také plynný kyselina mravenčí, která se tvoří při rozkladu, a vystavená plynům produktů rozkladu kyseliny mravenčí. Tímto způsobem je měděný prášek vyrobený v počáteční fázi procesu vystaven těmto plynům při předem stanovené teplotě během tepelného rozkladu. Když teplota tepelného rozkladu přesáhne 300 ° C, má měděný prášek nevýhodně tendenci tvořit aglomeráty a dochází k sekundárnímu rozkladu, tj. K rozkladu kyseliny mravenčí vzniklé při rozkladu bezvodého mravenčanu mědi, což je nepříznivé vede k tvorbě vody. Když se však rozloží v podstatě veškerý bezvodý mravenčan mědi, může být teplota atmosféry zvýšena nad 300 ° C, pokud je vystavení takové vysoké teplotě krátkodobé, i když je měděný prášek po omezenou dobu vyšší Při vystavení 300 ° C se tendence prášku k tvorbě aglomerátů tolik nezvyšuje. Na druhé straně, pokud je teplota tepelného rozkladu nižší než 150 ° C, probíhá rozklad nepříznivě při nedostatečné rychlosti a trvá hodně času. Výhodnější rozmezí teplot tepelného rozkladu je mezi 160 a 250 ° C, přičemž tento rozsah je blízko spodní hranice rozsahu 150-300 ° C.

Měděný prášek vyrobený výše popsaným způsobem podle předkládaného vynálezu je obecně jemný měděný prášek mající průměrný průměr primárních částic mezi 0,2 a 1 μm, měrný povrch mezi 5 a 0,5 m² / g a nízkou tendenci k aglomeraci. Význačným znakem jemného měděného prášku získaného tepelným rozkladem bezvodého formiátu mědi podle vynálezu je to, že prášek má malou tendenci k aglomeraci ve srovnání s měděnými prášky připravenými redukční metodou a jinými konvenčními způsoby má.

Ve srovnání s měděnými prášky získanými redukční metodou a podobně je jemný měděný prášek vyrobený způsobem podle vynálezu pomaleji oxidován ve vzduchu. Proto, i když jemný měděný prášek podle předkládaného vynálezu zůstává ve vzduchu, nedochází k žádné změně barvy způsobené oxidací, pokud není doba expozice krátká. Protože vyrobený jemný měděný prášek obsahuje nečistoty, které byly původně obsaženy v bezvodém prášku mravenčanu měďnatého, který byl očekáván a který většinou přilne k povrchu práškových částic, je výhodné, když se jemný měděný prášek smísí s vodou, organickým rozpouštědlem nebo organickým rozpouštědlem Roztok inhibitoru rzi pro měď ve vodě nebo v organickém rozpouštědle se promývá, aby se redukovaly nečistoty, jako jsou halogeny, síra, alkalické kovy a těžké kovy. Takovýmto promýváním lze například odstranit 90% nebo více alkalických kovů a halogenů přítomných jako nečistoty, i když v závislosti na množství těchto nečistot.

Ve výhodném promývacím zpracování se voda nebo organické rozpouštědlo, jako je alkohol, z nichž každé obsahuje inhibitor nebo podobně, používá jako promývací kapalina v jednostupňovém praní nebo v závěrečném stupni vícestupňového praní a během praní, ultrazvukového disperzního ošetření, disperzního ošetření s Mixér nebo něco podobného hotovo. Tento způsob je výhodný, protože může dosáhnout redukce nečistotních prvků, ošetření proti korozi a redisperze aglomerovaných částic.

Jak je zřejmé z výše uvedeného popisu a jak bude ukázáno v následujících příkladech a srovnávacích příkladech, způsob výroby jemného měděného prášku tepelným rozkladem bezvodého formiátu mědi podle předkládaného vynálezu může poskytnout jemný měděný prášek díky použití speciálního bezvodého formiátu mědi který má malý průměr primárních částic a nízkou tendenci k aglomeraci. Tento konkrétní bezvodý formiát mědi může být snadno vyroben průmyslově za nízkou cenu z levnější sloučeniny mědi, a v tomto případě lze nečistoty obsažené ve výchozím materiálu snadno redukovat.

Proto předkládaný vynález, který poskytuje praktický a nový způsob průmyslové výroby jemného měděného prášku, má značný význam.

Předkládaný vynález bude vysvětlen podrobněji s odkazem na následující příklady a srovnávací příklady, ale příklady by neměly být vykládány jako omezující rozsah vynálezu. V těchto příkladech, pokud není uvedeno jinak, jsou všechny díly a procenta vztažena na hmotnost.

Příklad 1

1 kg 3% vodného roztoku kyseliny mravenčí bylo přidáno k 2 kg bazického uhličitanu měďnatého (= CUCO2 Cu (OH) 2,4H40). Výsledná směs byla zahřátá na 80 ° C a udržována na této teplotě po dobu 30 minut, zatímco byla směs míchána. Voda byla poté odstraněna odpařením při 80 ° C za sníženého tlaku, aby se zakoncentrovala a vysušila reakční produkt, čímž se získalo 1,28 kg krystalů bezvodého mravenčanu měďnatého. Vlastnosti tepelného rozkladu tohoto bezvodého formiátu mědi byly testovány přidáním 10 mg bezvodého formiátu mědi v atmosféře plynného dusíku nebo vodíku při rychlosti ohřevu 3 ° C / min. byly zahřáté. Ve výsledku bylo zjištěno, že podíl složek, které se rozložily v teplotním rozmezí 160 až 200 ° C (dále jen „stupeň tepelného rozkladu“), byl prakticky 100%.

Krystaly bezvodého mravenčanu mědi získaného výše byly rozdrceny na prášek mající velikost částic 150 μm (100 mesh) nebo jemnější a 1 kg prášku bylo zabaleno do plechovky o velikosti 15 cm x 15 cm x 8 cm (výška). Tato puška byla umístěna do elektrické pece o objemu 3 litrů, ve které byla atmosféra nahrazena dusíkem. Teplota v elektrické peci byla měřena rychlostí 4 ° C / min. a poté byla teplota udržována na 200 ° C po dobu 1,5 hodin, aby se provedl tepelný rozklad. Po ochlazení elektrické pece na pokojovou teplotu byla nádoba vyjmuta a bylo získáno 414 g tepelně rozloženého práškového produktu vykazujícího měděnou barvu.

Tento prášek byl jemný měděný prášek s obsahem kyslíku 0,4% nebo méně, sestávajícím z téměř sférických primárních částic stejnoměrné velikosti a se středním průměrem částic asi 0,3 μm a majícím specifický povrch 3 m² / g měli.

K 0,1 g jemného měděného prášku získaného výše bylo přidáno 0,3 g povrchově aktivní látky (sorbitanový ester mastné kyseliny, "LEODOL", produkt Kao Corporation) a 150 g vody a tato směs byla podrobena působení ultrazvukové disperze. Poté byla získaná disperze analyzována na průměr aglomerátových částic pomocí analyzátoru distribuce velikosti částic laserového typu. Ve výsledku bylo zjištěno, že průměr částic aglomerátu (v průměru) byl asi 3 um.

Příklad 2

S výjimkou výjimek, že se jako výchozí materiály použilo 0,66 kg práškového oxidu měďnatého a 2,4 kg 80-procentního roztoku kyseliny mravenčí a výchozí látky se míchaly a míchaly při 80 ° C 20 po dobu několika hodin, krystaly bezvodého formiátu mědi v množství 1,28 kg v stejným způsobem jako v příkladu 1. Stupeň tepelného rozkladu takto získaného bezvodého formiátu mědi byl prakticky 100%.

Krystaly bezvodého mravenčanu mědi získaného výše se rozmělnily na prášek mající velikost částic 150 μm (100 mesh) nebo jemnější a za použití 1 kg prášku, s tou výjimkou, že se prášek udržoval při 300 ° C jednu hodinu tepelný rozklad stejným způsobem jako v příkladu 1. Tímto způsobem se získá 414 g prášku, který byl produktem tepelného rozkladu.

Tento prášek byl jemný měděný prášek sestávající z téměř kulovitých primárních částic stejnoměrné velikosti, majících jednotný průměr částic asi 0,4 um a mající specifický povrch 2 m2 / g. Průměr aglomerovaných částic prášku byl změřen (v průměru) poté, co byl prášek dispergován ve vodě zpracováním mixérem a bylo zjištěno, že je přibližně 8 um.

Srovnávací příklad 1

K 0,66 kg prášku oxidu měďnatého bylo přidáno 2,4 kg 16-procentního vodného roztoku kyseliny mravenčí. Výsledná směs byla zahřívána na 80 ° C po dobu tří hodin a voda byla poté odstraněna odpařením při 100 ° C za sníženého tlaku, aby se zakoncentrovala a vysušila reakční produkt za získání 1,2 kg bezvodých krystalů mravenčanu měďnatého. Stupeň tepelného rozkladu tohoto bezvodého formiátu mědi byl 85%. Takto získané krystaly byly rozpuštěny ve vodě pro stanovení obsahu ve vodě nerozpustných složek a obsah byl 15%. Složky nerozpustné ve vodě byly analyzovány rentgenovou difraktometrií a bylo zjištěno, že mají složení odpovídající přibližně 1: 1 směsi nezreagovaného oxidu měďnatého a bazického formiátu mědi.

Krystaly bezvodého formiátu mědi získané výše byly podrobeny tepelnému rozkladu stejným způsobem jako v příkladu 2 a poté ochlazeny na teplotu místnosti.

Takto získaný prášek, který byl produktem tepelného rozkladu, měl hnědou barvu, měl obsah kyslíku asi 3% a sestával z jednotných téměř kulovitých primárních částic majících průměrný průměr částic asi 0,3 um. Průměr aglomerovaných částic prášku byl změřen (v průměru) poté, co byl prášek dispergován ve vodě zpracováním mixérem a bylo zjištěno, že je přibližně 15 um.

Srovnávací příklad 2

S použitím stejného bezvodého mravenčanu měďnatého, jaký byl použit ve srovnávacím příkladu 1, byl tepelný rozklad proveden stejným způsobem jako v srovnávacím příkladu 1 s tím rozdílem, že tepelný rozklad byl proveden, zatímco plynný vodík mohl proudit do nádoby obsahující výchozí materiál. ,

Takto získaný prášek, který byl produktem tepelného rozkladu, vykazoval měděnou barvu a sestával z jednotných téměř kulovitých primárních částic majících průměrný průměr částic asi 0,3 um. Prášek však během relativně krátké doby zhnědl. Kromě toho byl změřen průměr částic aglomerátu v průměru (v průměru) poté, co byl prášek dispergován ve vodě zpracováním mixérem a bylo zjištěno, že je přibližně 20 um.

Příklady 3 a 4 a srovnávací příklady 3 a 4

K 1,62 kg prášku hydroxidu měďnatého bylo přidáno 4,8 kg 80-procentního vodného roztoku kyseliny mravenčí a tato směs byla míchána po dobu jedné hodiny. Filtrací získané směsi byl získán tetrahydrát mravenčanu měďnatého, který byl potom dehydratován při 100 ° C ve vakuu, čímž byl získán bezvodý mravenčan měďnatý.

Při použití bezvodého formiátu mědi získaného výše, s výjimkou, že velikost částic prášku a podmínky tepelného rozkladu byly pro každý výchozí prášek uvedeny v tabulce 2, byl měděný prášek získán postupem použitým v příkladu 1. Získané výsledky jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 2

Příklad Srovnávací příklad Velikost částic bezvodého mravenčanu měďnatého (mesh) µm Podmínky tepelného rozkladu: - Teplota - Doba (hodiny) Vyrobený Cu prášek - Primární částice ∅ (µm) - Specifický povrch (m² / g) - Aglomerátové částice ∅ (µm)

Příklad 5

Jako výchozí materiál bylo použito pět typů bezvodého formiátu mědi, z nichž každý měl obsah nečistot, jak je uvedeno v tabulce 3, s výjimkou základních uhličitanů mědi, které se lišily svým obsahem Na, Cl a S stejným způsobem jako v příkladu 1. Bezvodé formiáty mědi byly tepelně rozloženy stejným způsobem jako v příkladu 1, aby se získal měděný prášek.

Každý z takto získaných měděných prášků byl promyt stejným způsobem, jak je uvedeno v tabulce 3, aby se získal měděný prášek, který má výrazně zlepšenou čistotu. Získané výsledky jsou uvedeny v tabulce 3.

Tabulka 3

Nečistoty v bezvodém mravenčanu měďnatém (ppm) nečistoty ve vyrobeném Cu prášku (ppm) promývací kapaliny a technologické nečistoty v promytém Cu prášku (ppm)

Promývací kapaliny a technika praní pro každý měděný prášek uvedené v tabulce 3 jsou následující.

Promývací kapaliny:

1: 0,5-procentní benzotriazolový roztok ve vodě.

2: voda.

3: 0,5 procento benzotriazolového roztoku v methanolu.

4: methanol.

Mycí technologie:

Pro operaci promývání bylo použito 100 ml promývání na 20 g práškového mědi

a míchání nebo ultrazvukové ošetření (označené *) bylo prováděno po dobu deseti minut. V případech, kdy byla mycí operace opakována, je počet opakovaných mycích operací uveden v tabulce za znakem „x“ (např. „X9“ znamená „promýt devětkrát“).

I když byl vynález popsán podrobně a s odkazem na jeho konkrétní provedení, odborníkům v oboru bude zřejmé, že lze provést různé změny a modifikace, aniž by došlo k odchýlení od rozsahu nároků.

Nárok [en]

1. 1. Způsob výroby jemného měděného prášku, který zahrnuje tepelný rozklad bezvodého formiátu mědi v neoxidační atmosféře při teplotě v rozmezí mezi 150 a 300 ° C v pevné fázi za získání jemného měděného prášku, který má primární průměr částic 0,2 až 1 μm, specifický Povrch 5 až 0,5 m² / g a mající nízký sklon pro aglomeraci, přičemž uvedený bezvodý mravenčan mědi je prášek bezvodého mravenčanu mědi, který má průměr částic 20 ok nebo jemnější a hmotnostní procenta 90 nebo více v teplotním rozmezí mezi 160 a 200 ° C podléhá tepelnému rozkladu, když je bezvodý prášek mravenčanu mědi zahříván v atmosféře plynného dusíku nebo vodíku rychlostí zahřívání 3 ° C / min. a uvedený bezvodý mravenčan měďnatý se získá dehydratací hydrátu mravenčanu mědi při teplotě 130 ° C nebo nižší a potom rozmělněním bezvodého mravenčanu mědi nebo alespoň jednou sloučeninou mědi vybranou ze skupiny sestávající z uhličitanu měďnatého, hydroxidu měďnatého a oxid mědi reaguje s kyselinou mravenčí nebo methylformiátem.

2. 9. Způsob podle nároku 1, kde uvedený jemný měděný prášek obsahuje aglomeráty primárních částic jemného měděného prášku, přičemž průměr uvedených aglomerátů je 10 um nebo méně.

3. 9. Způsob podle nároku 1 pro výrobu čištěného jemného měděného prášku, který zahrnuje promytí jemného měděného prášku získaného způsobem podle nároku 1 vodou, organickým rozpouštědlem nebo roztokem inhibitoru rzi pro měď ve vodě nebo v organickém Rozpouštědlo, aby se v uvedeném prášku redukoval alespoň jeden nečistotový prvek vybraný ze skupiny sestávající z halogenů, síry, alkalických kovů a těžkých kovů.

Zdroj: www.patent-de.com

Majitel patentu: Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. Tokio, Japonsko

Dokument: DE69024884T2

Další odkazy na ultrajemný měděný prášek:

Cena za velmi jemný měděný prášek -> ceny za vysoce čisté kovy

ISE - srpen 2019