一种电子级柠檬酸的提纯方法技术

本发明专利技术提供一种电子级柠檬酸的提纯方法

【技术实现步骤摘要】
一种电子级柠檬酸的提纯方法


[0001]本专利技术涉及一种电子级化学品的生产方法，尤其涉及一种高纯度高收率电子级柠檬酸的生产方法
。
技术背景
[0002]柠檬酸生产方法简单，原料来源丰富，因而产能大，成本低，功耗的
、
无污染，对人体无害，因而广泛用于各个领域
。
因其物理性质稳定
、
有很强的络合能力，在半导体领域亦有大量应用
。
[0003]随半导体技术的不断提高，各类化学品的纯度要求也愈来愈高
。
柠檬酸作为一种重要的添加剂，广泛应用于各类半导体制造中的功能性湿电子化学品，如蚀刻液
、
清洗液等
。
因此，提高提纯技术增大收率
、
降低其金属和非金属杂质，让其能适用于
14nm、7nm
乃至未来更高端的制成则尤为重要
。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了一种纯度非常高的电子级柠檬酸的提纯方法，通过降温结晶提纯的方式制备超高纯的电子级柠檬酸，将金属降至将各金属含量均降至
1ppb
以下，
SO
42
‑
、Cl
‑
、NO3‑
等阴离子含量降至
5ppb
以下；通过多次蒸发结晶提高成品收率，可将收率提高至
70
％以上
。
[0005]具体的，本专利技术提供了一种高纯度高收率电子级柠檬酸的生产方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤1：将无水柠檬酸与超纯水混合后搅拌至完全溶解；步骤2：将步骤1的柠檬酸溶液通过混床树脂纯化除杂；步骤3：除杂后升温并浓缩至
65
％及以上；步骤4：将浓缩后的柠檬酸溶液降温至
25
‑
29℃
；步骤5：加入晶种后降温至
20℃
以下，再升温至
25℃
及以上；步骤6：将步骤5的柠檬酸溶液离心，分离出一次母液和晶体，将一次母液升温并浓缩至
65
％及以上；步骤7：重复上述步骤4～6过程直至母液质量低于初始溶液质量的
10
‑
20
％；步骤8：将多次结晶的晶体集中
、
洗涤过滤
、
溶解配成电子级柠檬酸
。
[0006]步骤1中柠檬酸稀溶液的质量浓度为
30
‑
35
％
。
[0007]步骤2中的树脂为强酸强碱型混床树脂，优选：
ZGNR8410、ZGNR8420、ZGNR8715、ZGNR8720、ZGNR6010、ZGNR6020、MB10、MB20、MB30、MB1301、MB1401、SEPLITE
@
Monojet
TM 6040U、SEPLITE
@
Monojet
TM
6150U
中的任意一种
。
[0008]值得注意的是：若仅使用单一的阳树脂，则不能够有效去除阴离子；若仅使用单一的阴树脂，则不能有效去除溶液中的阳离子
。
混床树脂中，阳树脂为
H
型强酸性树脂，阴树脂为
OH
型强碱阴树脂
。
选择混床树脂而非两种树脂分别使用的原因在于，混床树脂能够保证
一个较为平衡的离子环境，使得游离的
H+
或
OH
‑
始终保持在一个稳定的状态，从而让杂质离子能够稳定的进行交换，在交换容量内，不会因为离子浓度原因使交换减缓或停滞
。
同理，分别将阴阳树脂串联使用，则会因为离子的浓差原因，造成后段树脂的出料中有杂质离子过高的情况产生
。
[0009]通过混床树脂的速率为
10
～
50Bv/h
，优选为
10BV/h、20BV/h、30BV/h、40BV/h、
或
50BV/h
中的任意一种
。
事实上，过柱速率太快会导致停留时间过短
、
离子交换率和去除率不够，过柱效果不好，因而过柱速率越慢越好，但是慢到一定程度后，对品质的提升减缓，但增加了时间成本和能耗
。
[0010]步骤3中的升温终点为
32
‑
35℃
，优选为
32℃、33℃、34℃、35℃
中的任意一种
。
[0011]值得注意的是，这一升温过程在降温结晶过程中尤为必要，此过程中，可将二次成核而未长大的晶体溶解掉，将部分黏连的晶体熔化分开，去除包藏的母液，从而提高产品纯度及收率
。
且升温速率和升温终点可以调节，任何能够达到最终目的的升温速率和升温终点都可以
。
[0012]步骤4中的降温速率为
10
～
60min/℃
，优选为
10、20、30、40、50、60min/℃
中的任意一种
。
[0013]事实上，降温速率过快，从机理上来讲，过饱和浓度曲线和饱和浓度曲线之间的宽度越大，生长稳定性越差，越容易爆核，因而降温速率越慢，晶体的形貌和纯度越好，但是过慢的降温速率会降低生产效率
、
提高成本
。
因此选择一个适中的降温速率十分重要
。
[0014]所述步骤4中，降温终点的温度为
29℃
，从机理上来讲，此温度所在的饱和浓度与此时的过饱和度恰在一个较优的温度点，加入晶种后，不至于爆核的同时，晶体生长的速度也较为可观
。
[0015]步骤5中的晶种加入量为晶种添加量为固含量的
0.5
～2％，晶种尺寸为1～
5mm
，晶种尺寸愈均匀愈佳
。
[0016]事实上，添加晶种的原因在于生长诱导和平衡溶液体系的过饱和度
。
晶体添加量过少时，溶液中过饱和浓度较大，状态不稳定，容易二次爆发成核，晶体量添加量达到一定比例后，状态基本稳定，该变量不大，因而继续添加晶种，对体系的改善不大，同时增加成本造成浪费
。
添加晶种的尺寸过大时，容易沉底，且继续生长缓慢，表面形貌较差，晶种尺寸过小则不易在其表面继续生长
。
[0017]降温速率为
10
～
60min/℃
，优选为
10、20、30、40、50、
或
60min/℃
中的任意一种；降温终点的温度为
10
～
20℃
，优选为
10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、
或
20℃
中的任意一种
。
降温终点过高，单次结晶收率太低，降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电子级柠檬酸的提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将无水柠檬酸与超纯水混合后搅拌至完全溶解；步骤2：将步骤1的柠檬酸溶液通过混床树脂纯化除杂；步骤3：除杂后升温并浓缩至
65%
及以上；步骤4：将浓缩后的柠檬酸溶液降温至
25
‑
29℃
；步骤5：加入晶种后降温至
20℃
以下，再升温至
25℃
及以上；步骤6：将步骤5的柠檬酸溶液离心，分离出一次母液和晶体，将一次母液升温并浓缩至
65%
及以上；步骤7：重复上述步骤
4~6
过程直至母液质量低于初始溶液质量的
10
‑
20%
；步骤8：将多次结晶的晶体集中
、
洗涤过滤
、
溶解配成电子级柠檬酸
。2.
根据权利要求1所述的电子级柠檬酸的提纯方法，其特征在于，步骤1中柠檬酸稀溶液的质量浓度为
30
‑
35%。3.
根据权利要求1所述的电子级柠檬酸的提纯方法，其特征在于，步骤2中的树脂为强酸强碱型混床树脂，优选：
ZGNR8410、ZGNR8420、ZGNR8715、ZGNR8720、ZGNR6010、ZGNR6020、MB10、MB20、MB30、MB1301、MB1401、SEPLITE
@
Monojet
TM 6040U、 SEPLITE
@
Monojet
TM
6150U
中的任意一种
。4. 根据权利要求1所述的电子级草酸的提纯方法，其特征在于，通过混床树脂的速率为
10~50Bv/h
，优选为
10 BV/h、20 BV/h、30 BV/h、40 BV/h、
或
50 BV/h
中的任意一种
。5.
根据权利要求1所述的电子级柠檬酸的提纯方法，其特征在于，步骤3中的升温终点为
32
‑
35℃
，优选为<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣，贺兆波，叶瑞，张庭，欧阳克银，吴昊，彭俊杰，苗茁，章玲，吴文静，李琴，
申请(专利权)人：湖北兴福电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：