JPH01192728A - 高純度フルオロタンタル酸カリウムの製造方法 - Google Patents

高純度フルオロタンタル酸カリウムの製造方法

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JPH01192728A
JPH01192728A JP1363088A JP1363088A JPH01192728A JP H01192728 A JPH01192728 A JP H01192728A JP 1363088 A JP1363088 A JP 1363088A JP 1363088 A JP1363088 A JP 1363088A JP H01192728 A JPH01192728 A JP H01192728A
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exchange resin
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JP1363088A
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Momozo Endo
遠藤 百三
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Fuji Kagaku Kenkyujo Co Ltd
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Fuji Kagaku Kenkyujo Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G35/00Compounds of tantalum
    • C01G35/006Compounds containing tantalum, with or without oxygen or hydrogen, and containing two or more other elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子材料特に高密度LSI用の電極配線、キ
ャパシタ等に使用するメンタルメタル用材料に係る高純
度フルオロタンタル酸カリウムの製造方法に関し、特に
W 、 Mo等高融点金属が殆んど完全に除去されると
ともに超LSIに悪影響を及tよすU等の放射性元素が
PPb以下のレベルまで低下せしめられて工業的スケー
ルで実施可能なフルオロタンタル酸カリウムの製造方法
に関する。
〔従来の技術〕
MOSメモリーの高缶展化に伴って、該メモリーの耐融
材料としてタンタルの!要件は益々大となりている。こ
れまで、W 、 Mo及びこれらのシリサイド等も実用
化されてはいるが、タンタルは配線羽科に好適である許
9でな(IC関係のキャパシターとして、従来のSiO
□等と比較して5〜6倍の肪を第t−有するため素子の
微小化と特性向上に大きく寄与しうるものである。
しかして、従来工業的スケールにおけるTaの高純度化
は、殆んど溶媒抽出法に依存しているが、この方法で製
造されるTa化合物の純度には限界があり、例えばEB
による精製を行ったものであっても不純物によるり−ク
電流が常に存在する等上記の電子材料としては禾だ十分
なものではなかった。
かかる事情から、含有される不純物の化学的除去につい
てさらに検討を喪すべき多くの問題があり、就中、高融
照会−や放射性元素の完全な化学的除去に関する対策の
出現が強く要望されていたものである。
〔発明の解決しようとする問題点〕
本発明は斜上の実状に麺みてなされたもので、各株不細
物を殆んど完全に除去して高純度のTa化合物を得る目
的を十分に達成するとともに、使用する原料の純度レベ
ルに変動があった場合でも、最終製品が安定し九純匿で
確保できるような工業的スケールにおけるfR造法全提
供することをその目的とするものである。
〔問題点を解決する友めの手段〕
本発明は、上記の問題点を解決するために、順序を経て
実施する下記の6工程によって構成されている。
(1)まず、第1工程は、Taを含む原料のHF−HC
1溶液を陽イオン交換樹脂に通じて、HFによシコンプ
レックスを生成しにくいU−ム、F・、 Co 。
Zu + Cr # 尼+ P b等の金属イオンの大
部分を除去するものである。
01)また、第2工程では、l金属、U等の大部分を除
去後のTa )IF−HCt浴gを陰イオン交換樹脂に
通じて該樹脂に溶液中のTat@着せしめるものである
。さらに、第3工程は、隘イオン樹脂にTaとともに吸
着された不純物t−数次段階で洗浄する工程である。
洗#液は、まず、電子材料として最も紋館的となるUi
主として除去するためHF (0,1〜0.5N)とI
C2(0,1〜IN)の混合液が使用される。この混合
敵の上記範囲の組成によれは、UのKD(吸着係数)が
0〜15の範囲で最適組成の洗浄液を遺足し吸着された
Uの大部分を流去せしめることができる。
次に、Tmと性質が類似し、かつ、含有型の比較的多い
Nbの流出は、3N HClと1.IN)IFとの混合
液が使用される。しかも、この混合液によれば、Nbの
ほか、TI 、Zr、Hf 、U、Co 、Cr、AL
、St等も同時に除去できる。さらに、0.5N HN
O3と1.0NHFとの混合液によって、比較的溶去が
困難とされているSnも除去され、また、Zr *Ni
 5AJLsIL’Os Bi sW、Hf等も治山さ
れる。
また、主としてF@1r:#r出させるために、比較的
低111度の0.1〜0.3 N IC2が使用される
。この洗浄は、低−度HC1によりコンプレックスを作
らない金属の溶出に都合がよい。Feのt′よかCo 
、 Zn 、 Cd。
Aj、Cr等も同時に浴出する。
さらに、EDTAによる各金属類の溶出がある。これは
、流出液の声が3近くなるまでH2Oで陰イオン交換樹
脂を洗浄したのち、同−声のEDTAの0.05M溶液
を使用して当該−でEDTAとのキレート化合物を生成
するF・、 Hg 、 Pb 、 Ni等釡属を溶出せ
しめるものである。但し、必要のない場合、この洗浄を
省略しても目的となるTaO高純度化には実質的な影智
が生じないことが多い。
以上のとおシネ細物となる各撞金楓知の浴出除去のため
に数次の洗浄手段があるが、Ta原料中に含有される不
純物の1類と童とによってこれらを適宜変更、省略する
等の手段がとられうることはいうまでもない。
次に、このような洗浄を経た隘イオン交換樹脂にNH4
No、及びNH4Fの混合″/f!Lを通したのち溶離
液のトップ・フラクションを除去する第4工程と、該ト
ップ・フラクションを除去した残余の溶離液にNH3’
i吹込みpi”l’t6.8に11整してタンタルオキ
シフルオライド全沈殿させ、同時に不純物を溶離液中に
残存させる第5工程とについて説明する。
まず、第4工程では、イオン交換樹脂では除去が必ずし
も完全に行われない微量の高融点不純物が含まれるトッ
プ・フジクシ、ンを分離し、また、第5工程では、残り
の溶離液を中和してTaのオキシフルオライドをうるも
のであるが、これに使用する溶離液に対して例えは3M
のNH4NO3とIMのNH4Fとの混合液が−3〜3
.5になるように使用される。この場合NH2Cl等を
使用する方法もあるが、Ctは微量であっても、その除
去が比較市困難であるから電子材料用には好ましくない
ので避けるほうがよい。この工程で重要な手段は溶離液
のトップ・フラクションが分離されることである。
#離液の1〜丁のトップ・フラクションが分離されるこ
とVcより、特にW 、 Mo等の1金鵜が除去される
こととなりTaO高M度化が進み、鞘装効果を格段に高
めることとなる。
次の第5工程は、上述のトップ・フラクションを除去し
た残余の溶離液からタンタル金オキシフルオライドのか
たちで沈殿せしめようとするもので、これがため、トッ
プ・フラクション全除去した残余の溶離液にNH3を通
じ、−6,8に一部する。
この−の厳密な調整によって一部不純物がオキシフルオ
ライド沈殿に混入することを防止する顕著な効果を奏し
うる。
さらに、次の第6工程では、第5工程で生成し〕克 たメンタルオキシフルオライドのfy−JE物をP’S
洗浄後未乾燥のま′!高純度のHFで浴解し該浴液にN
H,を通じてT1の一部と共沈によシネ細物も同時に沈
殿(吸y#)せしめて高純度化を増進したのち濾過しそ
のF液に酸性KNO、を反応喝せてに2TaF。
の結晶を得る。さらにこれを濾過、洗浄、乾燥してな終
製品とするものである。
なお、オキシフルオライドを分離した溶離液部ち母液中
には未反応のTaが残存するが、同時にSl。
F等も溶存しているので、これにHNO,を加えて酸性
にしたのちNH,全通じて一9以上とし、T a (O
H)s全生成させると、液中の不純物は該Ta (OH
) sに完全に収着される。このものは/Fi足の組成
に調整されたのち純度の商い第5工根の溶離液として再
利用できるので紅隣的である。ま几、最終の第61程で
使用される高純度のKNO、は、下記の方法で得られる
。部ち、KNOの結晶又はKOHとHNO、と金反応さ
せて得られるKNO3の浴液に、酸性の状態で1〜2%
のTaのHF浴液を加え、KOH浴液で中和し−1を9
以上にするとT a (OH) sが生成する。Ta(
O均。
を戸去したF液を)(NO3で敵性にしたものを反応に
供する。Ta (OH) sは強力な不純物吸着力を有
するので高純度の藷0 #液が得られる。KNO,溶液
の磯度は15%程度が適当である。
第1図は、以上の第1〜第6工程金示す工程図である。
〔実施例〕
以下、実施例に基ついて本発明を説明する。
原料として、Mnが7〜i ohm%のはか各種不純物
が含有されるメンタルコンデンサスクラップが使用され
た。このスクシンfは王水処理でMnlを百程度に減少
できる。このスクラップにHFとHClとの混合fLを
作用させるとMnの触媒作用により小振の)(NO6で
激しく反応しTai含む原料のHF−HC1洛液が生成
する。
夫々501の陽イオン交換樹脂會光填した交換塔2本を
セットで使用して、上記スクシンf50kg分のHF 
−HC1混酸組成を調整した溶液の鞘製が行われた。
ついで、夫々1501の陰イオン交換樹脂を充填した交
換塔2本を使用し、その第1塔でTaを吸着し、第2塔
でなす溶液中に残存する微量のTaを捕集する。第1塔
には、メタルとして約25ゆのTaが吸着された。
0.3 N HF −0,5N HC1混台液、1.I
 NHF −3NHC6混合液、1.0NHF−・0.
5 N HNO,混合液、0.2 N HCt溶液、0
.05 M EDTAの各種洗浄液を順次夫々樹脂量の
3〜5倍使用して不純物t−浴離させる。各洗浄液中に
は平均100〜150 ppm前徴のTaが溶出するが
、これらは第2塔で捕集する。
最終製品のT1の分析結果は下表のとおシである。
〔発明の効果〕
本発明は以上の構成に基づき、第1工程〜第6工程の7
1次の実施によって高純度フルオロタンタル酸カリウム
をnfJ4する方法であって、特に、第1工程に陽イオ
ン交換樹脂を使用して行う各種金属イオンの除去は中量
生産規模においてTa t−製造する場合最も効率がよ
い手段であシ、従来性われていた陰イオン交換樹脂のみ
によるTa成分の吸着手段では安定した純度の確保に十
分適切でなかった点を補完しうるものとして極めて好ま
しい工程であり、また、第4工程において、浴取液のト
ップ・フラクションを分離することにより、重金属イオ
ンが分離除去されたTaの一層の純度化を進めることと
なシ、さらに、オキシフロオライドを沈殿せしめる第5
工程において、トップ・フラクションを分離した残余の
浴隘液にのけるpti6.8の調整により一部不純物が
オキジグオライド沈*に混入することを防止し得るもの
であり、また、第6工程でオキシフルロライド沈殿のH
F浴液にNH5’i通じて共沈せしめ不純物を可及的除
去する工夫を施している等、生産スケールで稍Hを進め
る一層、高純度化の同上Vこついて数多くの配慮がなさ
れた製造方法であって、結果的に不純物を殆んど官有し
ない高純度のフルオロタンタル酸カリウムが効率よく得
られるものであり、極めて有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る製造方法の工程を示す工程図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、Taを含む原料のHF−HCl溶液を陽イオン交換
    樹脂に通じてFe、Mn、Ni等各種不純物を除去する
    第1工程と、 上記不純物を除去した前記溶液を陰イオン交換樹脂に通
    じて該溶液中のTa成分を吸着せしめる第2工程と、 該陰イオン樹脂にTa成分とともに吸着されている不純
    物を数次段階で洗浄する第3工程と、Ta成分を吸着し
    た前記陰イオン交換樹脂をNH_4NO_3及びNH_
    4Fの混合液で溶離し、該溶離液のトップ・フラクショ
    ンを分離する第4工程と、 上記トップ・フラクションを除去した残りのTa溶離液
    にNH_3を通じてpHを6.8に調整しタンタルオキ
    シフルオライドを沈殿せしめるとともに不純物を該溶離
    液中に残存せしめる第5工程と、上記タンタルオキシフ
    ルオラドの沈殿を濾過、洗浄しHFで溶解せしめてなる
    溶液にNH_3を通じてTaの一部共沈せしめたるのち
    濾過し、濾液に酸性KNO_3を反応させてK_2Ta
    F_7の結晶を得てこれを濾過、洗浄、乾燥して最終製
    品とする第6工程と、から構成されることを特徴とする
    高純度フルオロタンタル酸カリウムの製造方法。 2、第6工程においてタンタルオキシフルオライドを濾
    過した母液にHNO_3を加えNH_3ガスを通じてp
    H9以上としTa(OH)_5を生成させて不純物を吸
    着せしめ溶離液を所定の組成に調整して再び第6工程で
    使用する請求項1記載の高純度フルオロタンタル酸カリ
    ウムの製造方法。 3、第6工程において使用するKNO_3が、KNO_
    3にフッ化タンタル酸溶液を少量添加後KOHでアルカ
    リ性とするとき生成するTa(OH)_5により含有不
    純物を吸着除去してなる請求項1記載の高純度フルオロ
    タンタル酸カリウムの製造方法。
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Cited By (4)

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WO2001047813A1 (fr) * 1999-12-28 2001-07-05 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Procede pour produire un cristal de tantalate de potassium fluore et cristal de tantalate de potassium fluore
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KR100425795B1 (ko) * 2001-06-02 2004-04-03 태원필 탄탈륨산칼륨 나노 졸-입자의 제조방법
RU2623522C1 (ru) * 2016-04-21 2017-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Русредмет" (ООО "НПК "Русредмет") Способ получения фтортанталата калия из танталсодержащих растворов

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WO2002083568A1 (en) * 2001-04-06 2002-10-24 Mitsui Mining & Smelting Co.,Ltd. Method for producing high purity potassium fluorotantalate crystal or high purity potassium fluoroniobate crystal and recrystallization vessel for use in the method for production, and potassium fluorotantalate crystal or high purity potassium fluoroniobate crystal produced by the method for production
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