【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属单质制备，具体为一种高纯金属铌的提纯方法。
技术介绍
1、金属铌在多个领域中具有广泛的应用，尤其是在钢铁、航空航天、超导材料以及电子工业中。由于其能够提高材料的强度、耐腐蚀性和超导性能，高纯度的金属铌成为了许多高科技领域的关键材料。然而，金属铌的提纯一直是技术上的难题。
2、现有技术中，传统的金属铌提纯方法，如电解法、化学法等，虽然能够得到较为纯净的金属铌，但这些方法通常设备复杂、能耗高，并且可能产生大量的废弃物，不利于环境保护。同时，这些传统方法的提纯效率和产率也相对较低，难以满足日益增长的市场需求。
3、因此，我们需要一种高纯金属铌的提纯方法，用来解决现有金属铌提纯方法提纯纯度和生产效率也相对较低的问题；可以有效地提高金属的纯度和收率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高纯金属铌的提纯方法，以解决上述
技术介绍
中提出的现有金属铌提纯方法提纯效率和产率也相对较低的问题；可以有效地提高金属的纯度和收率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高纯金属铌的提纯方法，所述方法包括以下步骤：
3、原料准备；
4、原料混合；
5、反应装置准备；
6、装填原料；
7、反应过程控制；
8、产物分离与提纯；
9、产品检测与包装。
10、优选的，原料准备的具体操作包括：
11、选用纯度高的五氧化二铌nb2o5和铝
12、根据主反应方程式3nb2o5+10al＝6nb+5al2o3，精确计算和配制所需的五氧化二铌和铝粉的质量；
13、使用天平准确称量所需质量的五氧化二铌和铝粉；
14、将称量的原料放入干燥箱中，在80～100℃温度下进行干燥处理，确保原料中的水分和杂质被充分去除。
15、优选的，原料混合的具体操作包括：
16、选用球磨机或搅拌器作为混合器，将干燥后的五氧化二铌和铝粉放入混合器中，开启混合器，进行充分的混合和研磨，直至原料混合均匀，无明显的颗粒聚集，混合的时间通常根据混合器的类型和原料的性质而定。
17、优选的，反应装置准备的具体操作包括：
18、准备能承受2500℃高温的耐高温且耐腐蚀的铝热反应装置，清理反应装置，确保内部无杂质和残留物，在反应装置内部铺设一层薄薄的氧化铝或类似的耐火材料，以防止原料与装置直接接触并减少反应过程中的热量损失。
19、优选的，装填原料的具体操作包括：
20、将混合均匀的五氧化二铌和铝粉小心地装填到反应装置中，使用刮板或振动器将原料压实，确保原料在装置中填充均匀，无空隙。
21、优选的，反应过程控制的具体操作包括：
22、将反应装置放入高温炉或其他加热设备中；
23、缓慢加热反应装置，直至达到1000℃的反应温度；
24、点燃引发铝热反应，在反应装置上方放置一根点燃的引火线或使用其他点火方法来实现的；
25、控制反应温度在2200～2400℃之间，并持续加热数小时；
26、在反应过程中，密切关注反应装置的状态和反应过程的变化，确保反应装置不会过热或发生其他异常情况。
27、优选的，产物分离与提纯的具体操作包括：
28、待反应结束冷却90～120分钟后，将反应装置从加热设备中取出，并让其自然冷却至室温；
29、打开反应装置，取出反应产物，金属铌以固体形式沉积在装置底部，而氧化铝杂质则悬浮在上部；
30、使用锤子或者凿子将金属铌从反应装置中取出；
31、对金属铌进行初步清理，去除表面的氧化铝和其他杂质，清理就是经过敲碎、倾倒、分离铌块和未反应的氧化铝、渣渣；
32、对清理后的金属铌进行进一步提纯，首先进行1800℃真空热处理，以挥发掉部分铝和其他杂质，进行电解精炼，通过电解过程进一步去除杂质，最后进行电子束炉熔炼，通过高温熔炼和凝固过程，使金属铌达到5n～6n以上(杂志总量≤10个ppm)极高纯度。
33、优选的，产品检测与包装的具体操作包括：
34、对提纯后的金属铌进行质量检测，包括纯度、杂质含量指标，使用化学分析、光谱分析方法来检测产品的纯度；
35、根据检测结果，将合格的金属铌进行包装，包装材料应选用耐腐蚀、密封性好的材料，以确保产品在运输和储存过程中不会受到污染或损坏。
36、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
37、本专利技术提出的高纯金属铌的提纯方法，通过铝热还原法结合真空热处理、电解精炼和电子束炉熔炼等提纯技术，本技术能够制备出纯度高达99.9999％以上的金属铌，满足航空航天、核工业及超导等领域对高纯金属铌的需求；进一步解决了现有金属铌提纯方法提纯效率和产率也相对较低的问题；可以有效地提高金属的纯度和收率。
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1.一种高纯金属铌的提纯方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高纯金属铌的提纯方法，其特征在于：原料准备的具体操作包括：
3.根据权利要求1所述的一种高纯金属铌的提纯方法，其特征在于：原料混合的具体操作包括：
4.根据权利要求1所述的一种高纯金属铌的提纯方法，其特征在于：反应装置准备的具体操作包括：
5.根据权利要求1所述的一种高纯金属铌的提纯方法，其特征在于：装填原料的具体操作包括：
6.根据权利要求1所述的一种高纯金属铌的提纯方法，其特征在于：反应过程控制的具体操作包括：
7.根据权利要求1所述的一种高纯金属铌的提纯方法，其特征在于：产物分离与提纯的具体操作包括：
8.根据权利要求1所述的一种高纯金属铌的提纯方法，其特征在于：产品检测与包装的具体操作包括：
【技术特征摘要】
1.一种高纯金属铌的提纯方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高纯金属铌的提纯方法，其特征在于：原料准备的具体操作包括：
3.根据权利要求1所述的一种高纯金属铌的提纯方法，其特征在于：原料混合的具体操作包括：
4.根据权利要求1所述的一种高纯金属铌的提纯方法，其特征在于：反应装置准备的具体操作包括：
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：何云飞，李海军，周登明，何学凯，李奥红，
申请(专利权)人：中原关键金属实验室，
类型：发明
国别省市：
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