JPH0656427A - 高純度パラタングステン酸アンモニウム結晶の製造方法 - Google Patents
高純度パラタングステン酸アンモニウム結晶の製造方法Info
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- JPH0656427A JPH0656427A JP22777992A JP22777992A JPH0656427A JP H0656427 A JPH0656427 A JP H0656427A JP 22777992 A JP22777992 A JP 22777992A JP 22777992 A JP22777992 A JP 22777992A JP H0656427 A JPH0656427 A JP H0656427A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放射性元素及び遷移元素等の不純物に対する
精製効果に特に優れた高純度パラタングステン酸アンモ
ニウム結晶の製造方法の確立。 【構成】 メタタングステン酸アンモニウムを水に溶解
して含タングステン水溶液を生成し、含タングステン水
溶液(好ましくはpH:5.0〜7.0)をリン酸型又
はアミドキシム型キレート樹脂と接触させ精製パラタン
グステン酸アンモニウム結晶析出母液を生成し、精製パ
ラタングステン酸アンモニウム結晶析出母液を好ましく
はpHを6.0〜8.0に調整し、50℃以上に加熱す
ることによりパラタングステン酸アンモニウム結晶を析
出させる。放射性元素を0.01ppb未満まで、遷移
元素0.3ppm未満まで低減できるので、半導体デバ
イス作製用のスパッタリングターゲットの原料として有
用である。
精製効果に特に優れた高純度パラタングステン酸アンモ
ニウム結晶の製造方法の確立。 【構成】 メタタングステン酸アンモニウムを水に溶解
して含タングステン水溶液を生成し、含タングステン水
溶液(好ましくはpH:5.0〜7.0)をリン酸型又
はアミドキシム型キレート樹脂と接触させ精製パラタン
グステン酸アンモニウム結晶析出母液を生成し、精製パ
ラタングステン酸アンモニウム結晶析出母液を好ましく
はpHを6.0〜8.0に調整し、50℃以上に加熱す
ることによりパラタングステン酸アンモニウム結晶を析
出させる。放射性元素を0.01ppb未満まで、遷移
元素0.3ppm未満まで低減できるので、半導体デバ
イス作製用のスパッタリングターゲットの原料として有
用である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウラン(U)、トリウ
ム(Th)等の放射性元素或いは鉄(Fe)等の遷移元
素を従来の水準よりも更に低減した高純度タングステン
(W)材の製造方法に関するものである。本方法により
得られる高純度パラタングステン酸アンモニウム(AP
T)結晶は、VLSI・MOSデバイスのゲート電極、
配線等に代表される半導体デバイスの電極、配線等の作
製のためのスパッタリングプロセスにおいて用いられる
タングステンターゲット材料の製造のための原料として
殊に有用である。
ム(Th)等の放射性元素或いは鉄(Fe)等の遷移元
素を従来の水準よりも更に低減した高純度タングステン
(W)材の製造方法に関するものである。本方法により
得られる高純度パラタングステン酸アンモニウム(AP
T)結晶は、VLSI・MOSデバイスのゲート電極、
配線等に代表される半導体デバイスの電極、配線等の作
製のためのスパッタリングプロセスにおいて用いられる
タングステンターゲット材料の製造のための原料として
殊に有用である。
【0002】
【従来の技術】U、Thなどの放射性元素はα線を放射
しLSIデバイスの誤動作を誘発すること、Na等のア
ルカリ金属は素子の界面特性を劣化させること、又Fe
等の遷移元素についても素子の動作の信頼性を阻害する
ことが良く知られており、これらはいずれも半導体デバ
イスにとっては忌避元素というべきものである。このよ
うな不純物元素を低減する方法として従来から幾つかの
方法が提案され一部実用化されている。一方、半導体デ
バイスの集積度を益々高めていく上で、素子の電極、配
線等の作製に用いられるタングステン等の材料に含まれ
る前記不純物について従来の水準よりもさらに低減する
必要性が高まっている。例えば、U,Thの放射性元素
の場合、従来の0.n〜数ppbといった水準から0.
01ppb未満(数ppt)という水準まで、そしてF
e等の遷移元素の場合、従来の1ppm未満という水準
から0.3ppm未満という水準まで低減する必要が生
じている。
しLSIデバイスの誤動作を誘発すること、Na等のア
ルカリ金属は素子の界面特性を劣化させること、又Fe
等の遷移元素についても素子の動作の信頼性を阻害する
ことが良く知られており、これらはいずれも半導体デバ
イスにとっては忌避元素というべきものである。このよ
うな不純物元素を低減する方法として従来から幾つかの
方法が提案され一部実用化されている。一方、半導体デ
バイスの集積度を益々高めていく上で、素子の電極、配
線等の作製に用いられるタングステン等の材料に含まれ
る前記不純物について従来の水準よりもさらに低減する
必要性が高まっている。例えば、U,Thの放射性元素
の場合、従来の0.n〜数ppbといった水準から0.
01ppb未満(数ppt)という水準まで、そしてF
e等の遷移元素の場合、従来の1ppm未満という水準
から0.3ppm未満という水準まで低減する必要が生
じている。
【0003】ところで、半導体デバイスの電極、配線等
を作製するためには種々の方法があるが、その中でスパ
ッタリング法は最も好適な方法の一つである。例えば、
タングステン製の電極、配線等はタングステンターゲッ
トを用いたスパッタリング法により好適に形成される。
スパッタリング法の場合特にターゲット材料の純度が素
子の電極、配線等の純度を決定づける重要な要因となる
ので、タングステンターゲット中の放射性元素及び遷移
元素等を従来水準より更に一層低減化する必要が生じて
きた。そのためには、その原料と粉末の放射性元素及び
遷移元素等を従来水準より更に一層低減化する必要が生
じてきた。
を作製するためには種々の方法があるが、その中でスパ
ッタリング法は最も好適な方法の一つである。例えば、
タングステン製の電極、配線等はタングステンターゲッ
トを用いたスパッタリング法により好適に形成される。
スパッタリング法の場合特にターゲット材料の純度が素
子の電極、配線等の純度を決定づける重要な要因となる
ので、タングステンターゲット中の放射性元素及び遷移
元素等を従来水準より更に一層低減化する必要が生じて
きた。そのためには、その原料と粉末の放射性元素及び
遷移元素等を従来水準より更に一層低減化する必要が生
じてきた。
【0004】高純度タングステン粉末を製造するには、
原料タングステン化合物或いは原料タングステンメタル
をまずメタタングステン酸アンモニウム(AMT)のよ
うな水溶液の形とし、該水溶液を種々の方法で精製した
後、パラタングステン酸アンモニウム(APT)のよう
な精製結晶を水溶液から晶出させ、該精製タングステン
化合物結晶を水素還元してタングステン粉末を得るのが
一般的方法である。
原料タングステン化合物或いは原料タングステンメタル
をまずメタタングステン酸アンモニウム(AMT)のよ
うな水溶液の形とし、該水溶液を種々の方法で精製した
後、パラタングステン酸アンモニウム(APT)のよう
な精製結晶を水溶液から晶出させ、該精製タングステン
化合物結晶を水素還元してタングステン粉末を得るのが
一般的方法である。
【0005】従来から提案されている幾つかの高純度タ
ングステン製造法を紹介する。特公平2−27286
号、特公平2−27287号或いは特開平1−1722
26号は、AMT(メタタングステン酸アンモニウム)
を原料として、強酸性領域で晶出させた結晶性の良い水
溶性タングステン化合物を経由することによって高純度
APT(パラタングステン酸アンモニウム)を製造する
方法を開示している。
ングステン製造法を紹介する。特公平2−27286
号、特公平2−27287号或いは特開平1−1722
26号は、AMT(メタタングステン酸アンモニウム)
を原料として、強酸性領域で晶出させた結晶性の良い水
溶性タングステン化合物を経由することによって高純度
APT(パラタングステン酸アンモニウム)を製造する
方法を開示している。
【0006】また、特開昭61−295338号、特開
昭61−295339号或いは特開昭61−29534
0号には、タングステン粉末を原料とし過酸化水素水を
使用して得た水溶液を強酸性陽イオン交換樹脂と接触さ
せ、その後液の濃縮固形物を水素還元する方法を開示し
ている。
昭61−295339号或いは特開昭61−29534
0号には、タングステン粉末を原料とし過酸化水素水を
使用して得た水溶液を強酸性陽イオン交換樹脂と接触さ
せ、その後液の濃縮固形物を水素還元する方法を開示し
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
AMT(メタタングステン酸アンモニウム)を原料とし
て強酸性領域で晶出させた結晶性の良い水溶性タングス
テン化合物を経由することによって高純度APT(パラ
タングステン酸アンモニウム)を製造する方法はいずれ
も、製造工程が長く、しかも精製効果にもその限界があ
る。すなわち、タングステン中の放射性元素については
0.n〜数ppbといった水準までの低減が限度であ
り、Feについては0.3〜0.5ppmの水準までが
限度であり、本発明が目標とする水準である、放射性元
素については0.01ppb未満(数ppt)そしてF
eについては0.3ppm未満という水準までの低減は
達成できない。このような工程を繰り返すことも一つの
方法として考えられるが、繰り返しによって当然のこと
ながら工程は益々長くなり、元々酸・アルカリの使用量
も少なくない上、排水処理量も増大するという、コスト
面或いは作業面の問題が大きくなるため、これらに替わ
る効率的な製造方法の開発が望まれていた。
AMT(メタタングステン酸アンモニウム)を原料とし
て強酸性領域で晶出させた結晶性の良い水溶性タングス
テン化合物を経由することによって高純度APT(パラ
タングステン酸アンモニウム)を製造する方法はいずれ
も、製造工程が長く、しかも精製効果にもその限界があ
る。すなわち、タングステン中の放射性元素については
0.n〜数ppbといった水準までの低減が限度であ
り、Feについては0.3〜0.5ppmの水準までが
限度であり、本発明が目標とする水準である、放射性元
素については0.01ppb未満(数ppt)そしてF
eについては0.3ppm未満という水準までの低減は
達成できない。このような工程を繰り返すことも一つの
方法として考えられるが、繰り返しによって当然のこと
ながら工程は益々長くなり、元々酸・アルカリの使用量
も少なくない上、排水処理量も増大するという、コスト
面或いは作業面の問題が大きくなるため、これらに替わ
る効率的な製造方法の開発が望まれていた。
【0008】また、後者のタングステン粉末を原料とし
過酸化水素水を使用して得た水溶液を強酸性陽イオン交
換樹脂と接触させ、その後液の濃縮固形物を水素還元す
る方法によってタングステン中の放射性元素については
0.0nppbといった水準までの低減が可能となる
が、本発明が究極の目標とする0.01ppb未満(数
ppt)という水準までの低減は達成できない。さらに
タングステン粉末を原料とするため、過酸化水素水或い
はさらに強酸を使用し、イオン交換後の精製液を濃縮乾
固させることから加熱或いは薬品に要するコストが大き
く、総合的に優れた方法とは言えなかった。
過酸化水素水を使用して得た水溶液を強酸性陽イオン交
換樹脂と接触させ、その後液の濃縮固形物を水素還元す
る方法によってタングステン中の放射性元素については
0.0nppbといった水準までの低減が可能となる
が、本発明が究極の目標とする0.01ppb未満(数
ppt)という水準までの低減は達成できない。さらに
タングステン粉末を原料とするため、過酸化水素水或い
はさらに強酸を使用し、イオン交換後の精製液を濃縮乾
固させることから加熱或いは薬品に要するコストが大き
く、総合的に優れた方法とは言えなかった。
【0009】本発明の課題は、放射性元素及び遷移元素
等の不純物に対する精製効果に特に優れた高純度APT
(パラタングステン酸アンモニウム)結晶の製造方法を
開発することである。本発明のまた別の課題は、比較的
短い工程で効率良く前記不純物を除去でき、好ましくは
クローズドシステム化が可能であるような、コスト的に
有利な前記製造方法を確立することにある。
等の不純物に対する精製効果に特に優れた高純度APT
(パラタングステン酸アンモニウム)結晶の製造方法を
開発することである。本発明のまた別の課題は、比較的
短い工程で効率良く前記不純物を除去でき、好ましくは
クローズドシステム化が可能であるような、コスト的に
有利な前記製造方法を確立することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題解決に向け、本
発明者等は前記不純物の一層の低減効果に優れた方法を
種々検討した結果、従来タングステン酸等の水溶性の化
合物結晶中間体を経て精製していた工程を特定のキレー
ト樹脂による不純物吸着除去工程で置き換えることによ
り前記不純物の優れた精製効果が得られることを見出
し、本発明を完成するに至った。
発明者等は前記不純物の一層の低減効果に優れた方法を
種々検討した結果、従来タングステン酸等の水溶性の化
合物結晶中間体を経て精製していた工程を特定のキレー
ト樹脂による不純物吸着除去工程で置き換えることによ
り前記不純物の優れた精製効果が得られることを見出
し、本発明を完成するに至った。
【0011】キレート樹脂はこれまで重金属廃水中の有
害重金属を除去するために使用されてきた。キレート樹
脂による重金属処理については、例えば「キレート高分
子による重金属処理の現状と最近の動向」と題してPP
M−1985/5,P49−69に報告があり、これは
廃水、特にメッキ廃水処理或いは海水処理と関連して例
えば海水中のUをキレート樹脂で回収しようとする試み
を紹介している。しかし、タングステン原料溶液の精製
については一切言及していない。
害重金属を除去するために使用されてきた。キレート樹
脂による重金属処理については、例えば「キレート高分
子による重金属処理の現状と最近の動向」と題してPP
M−1985/5,P49−69に報告があり、これは
廃水、特にメッキ廃水処理或いは海水処理と関連して例
えば海水中のUをキレート樹脂で回収しようとする試み
を紹介している。しかし、タングステン原料溶液の精製
については一切言及していない。
【0012】本発明者は、AMT水溶液を対象として、
各種のキレート樹脂による精製効果を検討したところ、
リン酸型キレート樹脂及びアミド(オ)キシム型キレー
ト樹脂の使用が原料AMT水溶液の精製に好適で、高純
度のAPT結晶更には高純度タングステン粉末の製造を
可能とすることを見出した。
各種のキレート樹脂による精製効果を検討したところ、
リン酸型キレート樹脂及びアミド(オ)キシム型キレー
ト樹脂の使用が原料AMT水溶液の精製に好適で、高純
度のAPT結晶更には高純度タングステン粉末の製造を
可能とすることを見出した。
【0013】この知見に基づいて、本発明は、(イ)メ
タタングステン酸アンモニウムを水に溶解して含タング
ステン水溶液を生成し、(ロ)該含タングステン水溶液
をリン酸型又はアミドキシム型キレート樹脂と接触させ
て精製パラタングステン酸アンモニウム結晶析出母液を
生成し、そして(ハ)該精製パラタングステン酸アンモ
ニウム結晶析出母液のpHを調整後加熱することにより
パラタングステン酸アンモニウム結晶を析出させること
を特徴とする高純度パラタングステン酸アンモニウム結
晶の製造方法を提供する。前記含タングステン水溶液と
前記キレート樹脂を接触させるに先立ち、含タングステ
ン水溶液のpHを5.0〜7.0に調整することが好ま
しい。前記精製パラタングステン酸アンモニウム結晶析
出は母液にアンモニア水を添加してpHを6.0〜8.
0の範囲に調整し、50℃以上に加熱することが好まし
い。
タタングステン酸アンモニウムを水に溶解して含タング
ステン水溶液を生成し、(ロ)該含タングステン水溶液
をリン酸型又はアミドキシム型キレート樹脂と接触させ
て精製パラタングステン酸アンモニウム結晶析出母液を
生成し、そして(ハ)該精製パラタングステン酸アンモ
ニウム結晶析出母液のpHを調整後加熱することにより
パラタングステン酸アンモニウム結晶を析出させること
を特徴とする高純度パラタングステン酸アンモニウム結
晶の製造方法を提供する。前記含タングステン水溶液と
前記キレート樹脂を接触させるに先立ち、含タングステ
ン水溶液のpHを5.0〜7.0に調整することが好ま
しい。前記精製パラタングステン酸アンモニウム結晶析
出は母液にアンモニア水を添加してpHを6.0〜8.
0の範囲に調整し、50℃以上に加熱することが好まし
い。
【0014】
【作用】従来はAMT水溶液から一旦タングステン酸等
の水溶性の化合物結晶を晶出させる方法等によって精製
した後、APTの精製結晶(高純度タングステン原料)
を得る方法を採っていたのに対し、本発明では、AMT
水溶液を、リン酸型キレート樹脂或いはアミドキシム型
キレート樹脂を充填したカラムに通液し、液中のU、T
h等の放射性元素及びFe等の遷移元素を吸着除去して
調製した精製AMT水溶液から高純度のAPT結晶を得
るものである。リン酸型キレート樹脂或いはアミドキシ
ム型キレート樹脂は、AMT液中のU、Th等の放射性
元素及びFe等の遷移元素と錯体を形成してそれらを効
率的に吸着除去する。
の水溶性の化合物結晶を晶出させる方法等によって精製
した後、APTの精製結晶(高純度タングステン原料)
を得る方法を採っていたのに対し、本発明では、AMT
水溶液を、リン酸型キレート樹脂或いはアミドキシム型
キレート樹脂を充填したカラムに通液し、液中のU、T
h等の放射性元素及びFe等の遷移元素を吸着除去して
調製した精製AMT水溶液から高純度のAPT結晶を得
るものである。リン酸型キレート樹脂或いはアミドキシ
ム型キレート樹脂は、AMT液中のU、Th等の放射性
元素及びFe等の遷移元素と錯体を形成してそれらを効
率的に吸着除去する。
【0015】
【実施例】本発明で出発原料とするAMT水溶液は市販
のAMT結晶を水に溶解して調整できる。AMT結晶が
入手出来ない場合は、APT等の他の原料タングステン
化合物或いは原料タングステンメタルを無機酸などを用
いて分解しAMT水溶液の形としてもよいが、水に対す
る溶解度が高くクローズドシステム化も容易であるため
AMT結晶を出発原料とするのが最も有利である。従来
はAMT水溶液から一旦タングステン酸等の水溶性の化
合物結晶を晶出させる方法等によって精製した後、AP
Tの精製結晶(高純度タングステン原料)を得る方法を
採っていた。本発明では、AMT水溶液を、リン酸型キ
レート樹脂或いはアミドキシム型キレート樹脂を充填し
たカラムに通液し、液中のU、Thを吸着除去して調整
した精製AMT水溶液から高純度のAPT結晶を得るも
のである。
のAMT結晶を水に溶解して調整できる。AMT結晶が
入手出来ない場合は、APT等の他の原料タングステン
化合物或いは原料タングステンメタルを無機酸などを用
いて分解しAMT水溶液の形としてもよいが、水に対す
る溶解度が高くクローズドシステム化も容易であるため
AMT結晶を出発原料とするのが最も有利である。従来
はAMT水溶液から一旦タングステン酸等の水溶性の化
合物結晶を晶出させる方法等によって精製した後、AP
Tの精製結晶(高純度タングステン原料)を得る方法を
採っていた。本発明では、AMT水溶液を、リン酸型キ
レート樹脂或いはアミドキシム型キレート樹脂を充填し
たカラムに通液し、液中のU、Thを吸着除去して調整
した精製AMT水溶液から高純度のAPT結晶を得るも
のである。
【0016】キレート樹脂は、通常キレート形成基の種
類により、アミノカルボン酸型、ポリアミン型、リン酸
型、アミノアルキレンリン酸型(リン酸型)、アミドキ
シム型、酸ヒドラジド型、クラウン固定型、硫黄含有
型、その他に分類される。U、Th或いはFe等の不純
物を吸着除去するという意味では、上記キレート樹脂の
多くがその可能性を有している。しかしながら、本発明
がリン酸型キレート樹脂或いはアミドキシム型キレート
樹脂に特に限定した理由は、所望のpH領域においてU
等対象不純物の吸着容量がある程度大きく、通液に伴う
体積変化が小さく取扱いが容易である等の条件を満たし
ており、本発明の目的を達成する上で有用であることが
判明したためである。
類により、アミノカルボン酸型、ポリアミン型、リン酸
型、アミノアルキレンリン酸型(リン酸型)、アミドキ
シム型、酸ヒドラジド型、クラウン固定型、硫黄含有
型、その他に分類される。U、Th或いはFe等の不純
物を吸着除去するという意味では、上記キレート樹脂の
多くがその可能性を有している。しかしながら、本発明
がリン酸型キレート樹脂或いはアミドキシム型キレート
樹脂に特に限定した理由は、所望のpH領域においてU
等対象不純物の吸着容量がある程度大きく、通液に伴う
体積変化が小さく取扱いが容易である等の条件を満たし
ており、本発明の目的を達成する上で有用であることが
判明したためである。
【0017】リン酸型キレート樹脂は、ベースポリマー
にリン酸基或いはその誘導体を導入した樹脂であり、そ
の例としてアミノアルキレンリン酸型キレート樹脂、エ
ポラスMX−2(ミヨシ油脂(株)製)を挙げることが
できる。アミドキシム型キレート樹脂は、例えばアクリ
ロニトリル(AN)−DVB樹脂をベースポリマーにし
て、ニトリル基をアミドキシム基に変換した樹脂で、市
販品としてはエポラスMX−1(ミヨシ油脂(株)
製)、ダイヤイオンCR−50(三菱化成(株)製)等
を挙げることができる。
にリン酸基或いはその誘導体を導入した樹脂であり、そ
の例としてアミノアルキレンリン酸型キレート樹脂、エ
ポラスMX−2(ミヨシ油脂(株)製)を挙げることが
できる。アミドキシム型キレート樹脂は、例えばアクリ
ロニトリル(AN)−DVB樹脂をベースポリマーにし
て、ニトリル基をアミドキシム基に変換した樹脂で、市
販品としてはエポラスMX−1(ミヨシ油脂(株)
製)、ダイヤイオンCR−50(三菱化成(株)製)等
を挙げることができる。
【0018】キレート樹脂もイオン交換樹脂と同様、酸
またはアルカリで処理するとイオン型が変化し、それに
伴って体積も変化する。この体積変化の程度が大きい
と、カラムの充填状態ひいては原液との接触状態が不均
一となるのを始め、取扱いが困難となる。従って、樹脂
の体積変化が小さいことも重要な条件の一つである。
またはアルカリで処理するとイオン型が変化し、それに
伴って体積も変化する。この体積変化の程度が大きい
と、カラムの充填状態ひいては原液との接触状態が不均
一となるのを始め、取扱いが困難となる。従って、樹脂
の体積変化が小さいことも重要な条件の一つである。
【0019】ここで、本発明における好ましい通液条件
について述べる。一般的に、対象元素の(樹脂/液)間
の分配係数(吸着容量に対応)は強酸性ほど小さくpH
領域において大きくなるので、U、Th等を除去する場
合も溶液のpH値は大きいことが好ましい。AMT水溶
液は、AMT結晶を水で溶解した場合にはpH3.0〜
5.0の若干の酸性を示す。このままのpHでも充分
U、Th等の除去は可能であるが、吸着容量を高めるた
め或いは液の繰返しを容易にするためにAMT水溶液の
pHを5.0〜7.0に調整した上で通液するのが好ま
しい。しかし、pHを7.0を超えて上げすぎるとAM
Tの一部がAPT(パラタングステン酸アンモニウム)
となって晶出する現象が顕著になり、採集率の低下を招
くので注意を要する。
について述べる。一般的に、対象元素の(樹脂/液)間
の分配係数(吸着容量に対応)は強酸性ほど小さくpH
領域において大きくなるので、U、Th等を除去する場
合も溶液のpH値は大きいことが好ましい。AMT水溶
液は、AMT結晶を水で溶解した場合にはpH3.0〜
5.0の若干の酸性を示す。このままのpHでも充分
U、Th等の除去は可能であるが、吸着容量を高めるた
め或いは液の繰返しを容易にするためにAMT水溶液の
pHを5.0〜7.0に調整した上で通液するのが好ま
しい。しかし、pHを7.0を超えて上げすぎるとAM
Tの一部がAPT(パラタングステン酸アンモニウム)
となって晶出する現象が顕著になり、採集率の低下を招
くので注意を要する。
【0020】必要に応じpH調整したAMT溶液をキレ
ート樹脂に通液するが、その場合の通液速度について次
に述べる。通液速度はLV値(線速度、単位:m/h
r)で表すのが通常であるが、これが大きいほど大量の
原液を処理可能となり、生産性が向上する方向に働く
が、反面樹脂との接触時間が短くなり、吸着容量(分配
係数)が小さくなる。従って、実際には吸着容量をある
程度の大きさに保ち、しかも生産性を損なわない範囲、
言い替えれば充填カラムを最もコンパクトにできる好適
範囲が存在し、本発明におけるこの好適範囲はLV値で
0.1〜1.0m/hrである。
ート樹脂に通液するが、その場合の通液速度について次
に述べる。通液速度はLV値(線速度、単位:m/h
r)で表すのが通常であるが、これが大きいほど大量の
原液を処理可能となり、生産性が向上する方向に働く
が、反面樹脂との接触時間が短くなり、吸着容量(分配
係数)が小さくなる。従って、実際には吸着容量をある
程度の大きさに保ち、しかも生産性を損なわない範囲、
言い替えれば充填カラムを最もコンパクトにできる好適
範囲が存在し、本発明におけるこの好適範囲はLV値で
0.1〜1.0m/hrである。
【0021】ところで、キレート樹脂は購入した段階で
は一般にNa型であり、通液に先だってNH4 型又はH
型に変換しておく必要がある。
は一般にNa型であり、通液に先だってNH4 型又はH
型に変換しておく必要がある。
【0022】樹脂の充填カラムは、吸着容量をフルに利
用しまた樹脂の詰め替えの際の通液中断を避けるため
に、2段階、すなわち2塔を直列で通液することが一般
的に行われている。更に、原液中に特定不純物が高い含
有率で含まれるような場合に、前処理用の他のキレート
樹脂或いはイオン交換樹脂の充填カラムを通して1次吸
着(前処理)を行った上で、2次吸着(本処理)を行え
ば樹脂の負荷は軽減し長期にわたって樹脂本来の機能を
発揮することができる。この場合の1次吸着(前処理)
に使用するキレート樹脂或いはイオン交換樹脂について
も、中性pH付近で機能するものを選定することが、本
発明の目的達成上好ましい。また、吸着容量に達したキ
レート樹脂は充填カラムから抜き出し新たな樹脂と交換
するか、適当な脱着液を用いて樹脂中の不純物を脱着し
ていわゆる樹脂の再生を行い、寿命と判断されるまで再
利用するかは、コスト面から判断すればよい。
用しまた樹脂の詰め替えの際の通液中断を避けるため
に、2段階、すなわち2塔を直列で通液することが一般
的に行われている。更に、原液中に特定不純物が高い含
有率で含まれるような場合に、前処理用の他のキレート
樹脂或いはイオン交換樹脂の充填カラムを通して1次吸
着(前処理)を行った上で、2次吸着(本処理)を行え
ば樹脂の負荷は軽減し長期にわたって樹脂本来の機能を
発揮することができる。この場合の1次吸着(前処理)
に使用するキレート樹脂或いはイオン交換樹脂について
も、中性pH付近で機能するものを選定することが、本
発明の目的達成上好ましい。また、吸着容量に達したキ
レート樹脂は充填カラムから抜き出し新たな樹脂と交換
するか、適当な脱着液を用いて樹脂中の不純物を脱着し
ていわゆる樹脂の再生を行い、寿命と判断されるまで再
利用するかは、コスト面から判断すればよい。
【0023】こうして、液中のU、Th等の放射性元素
及びFe等の遷移元素を吸着除去した精製AMT水溶液
が得られる。精製AMT溶液、即ちAPT結晶析出母液
のpHを調整し、さらに加熱することによりAPT結晶
を析出させる。次に、精製AMT水溶液(APT結晶析
出母液)の加熱温度についてであるが、ろ過・洗浄・乾
燥が良好に行えるAPT結晶(結晶水が少ないもしくは
無いもの)を得るために好ましくは50℃以上、より好
ましくは80℃以上沸点未満とする。析出時のpHにつ
いては6.0よりも低いとAPT以外の結晶が析出し、
他方8.0よりも高いとAPT結晶の回収率が低下して
好ましくないため、アンモニア水等を添加してpHを
6.0〜8.0の範囲に調整することが好ましい。
及びFe等の遷移元素を吸着除去した精製AMT水溶液
が得られる。精製AMT溶液、即ちAPT結晶析出母液
のpHを調整し、さらに加熱することによりAPT結晶
を析出させる。次に、精製AMT水溶液(APT結晶析
出母液)の加熱温度についてであるが、ろ過・洗浄・乾
燥が良好に行えるAPT結晶(結晶水が少ないもしくは
無いもの)を得るために好ましくは50℃以上、より好
ましくは80℃以上沸点未満とする。析出時のpHにつ
いては6.0よりも低いとAPT以外の結晶が析出し、
他方8.0よりも高いとAPT結晶の回収率が低下して
好ましくないため、アンモニア水等を添加してpHを
6.0〜8.0の範囲に調整することが好ましい。
【0024】硝酸(HNO3 )、アンモニア水(NH4
OH)等の薬品類は、いずれもELグレードのものを、
母液や薬品の濃度調整、樹脂の洗浄或いは結晶の溶解に
使用する純水については18MΩcm以上の超純水を用
いることが好ましい。また、使用する装置等の材質をテ
フロンや石英ガラス類としたり、これら装置の運転をク
リーンブース内で行う等の方法により極力汚染防止を図
ることが好ましい。
OH)等の薬品類は、いずれもELグレードのものを、
母液や薬品の濃度調整、樹脂の洗浄或いは結晶の溶解に
使用する純水については18MΩcm以上の超純水を用
いることが好ましい。また、使用する装置等の材質をテ
フロンや石英ガラス類としたり、これら装置の運転をク
リーンブース内で行う等の方法により極力汚染防止を図
ることが好ましい。
【0025】APT結晶からのタングステン粉末の製造
方法については従来の方法と同じである。すなわち、A
PT結晶を洗浄、乾燥、ばい焼した後無水のタングステ
ン酸とし、その後、水素還元することにより高純度タン
グステン粉末を得ることができる。
方法については従来の方法と同じである。すなわち、A
PT結晶を洗浄、乾燥、ばい焼した後無水のタングステ
ン酸とし、その後、水素還元することにより高純度タン
グステン粉末を得ることができる。
【0026】この生成されたタングステン粉末を原料と
して、アーク再溶解法を使用してその他の揮発性不純物
を低減することにより放射性元素や遷移元素のみなら
ず、アルカリ金属等に関しても従来より一段と高純度化
されたタングステンターゲット或いはタングステンシリ
ササイドターゲットを製造することができる。
して、アーク再溶解法を使用してその他の揮発性不純物
を低減することにより放射性元素や遷移元素のみなら
ず、アルカリ金属等に関しても従来より一段と高純度化
されたタングステンターゲット或いはタングステンシリ
ササイドターゲットを製造することができる。
【0027】以下、実施例及び比較例に基づいて本発明
の効果を説明する。
の効果を説明する。
【0028】(実施例1)アミノアルキレンリン酸型キ
レート樹脂として、エポラスMX−2(ミヨシ油脂
(株)製)を石英ガラス製吸着カラムに充填し、硝酸及
びアンモニア水溶液にて前処理を施して使用した。
レート樹脂として、エポラスMX−2(ミヨシ油脂
(株)製)を石英ガラス製吸着カラムに充填し、硝酸及
びアンモニア水溶液にて前処理を施して使用した。
【0029】原料AMT粉(U:0.1ppb、Th:
0.5ppb、Fe:0.2ppm)を純水で溶解し、
濃度を500g−AMT/lに調製した。このAMT溶
液をNH4 OHaq.(ELグレード)を用いてpH=
6.0に調整し、ポンプを用いてLV(線速度)値0.
2m/hrで室温(21℃)にて吸着カラムに連続通液
した。樹脂中に気泡が入るのを防ぐために、吸着カラム
の前に脱気カラムを取り付けた。AMT溶液は、脱気カ
ラムに続いて樹脂の詰まった吸着カラムを通すことによ
り精製された。AMT液の通液に伴う樹脂の体積変化は
ほとんど無視できた。
0.5ppb、Fe:0.2ppm)を純水で溶解し、
濃度を500g−AMT/lに調製した。このAMT溶
液をNH4 OHaq.(ELグレード)を用いてpH=
6.0に調整し、ポンプを用いてLV(線速度)値0.
2m/hrで室温(21℃)にて吸着カラムに連続通液
した。樹脂中に気泡が入るのを防ぐために、吸着カラム
の前に脱気カラムを取り付けた。AMT溶液は、脱気カ
ラムに続いて樹脂の詰まった吸着カラムを通すことによ
り精製された。AMT液の通液に伴う樹脂の体積変化は
ほとんど無視できた。
【0030】通液後の精製AMT液に、NH4 OHa
q.(ELグレード)を必要量加え、80℃に一晩保温
し、APT結晶を晶出させた。
q.(ELグレード)を必要量加え、80℃に一晩保温
し、APT結晶を晶出させた。
【0031】晶出したAPT結晶をろ過しそして純水で
洗浄した後、乾燥、ばい焼(大気雰囲気、300℃−5
hr)、及び還元(水素雰囲気での2段還元、565℃
−80min+1050℃−3hr)を行った。
洗浄した後、乾燥、ばい焼(大気雰囲気、300℃−5
hr)、及び還元(水素雰囲気での2段還元、565℃
−80min+1050℃−3hr)を行った。
【0032】還元により得られたタングステン粉中の
U,Th及びFeを分析したところ、U<0.01pp
b、Th<0.01ppb、Fe<0.1ppmであり
いずれの元素も定量下限を下回った。
U,Th及びFeを分析したところ、U<0.01pp
b、Th<0.01ppb、Fe<0.1ppmであり
いずれの元素も定量下限を下回った。
【0033】(実施例2)アミドキシム型キレート樹脂
としてダイヤイオンCR−50(三菱化成(株)製)を
石英ガラス製吸着カラムに充填し、硝酸及びアンモニア
水溶液にて前処理を施して使用した。
としてダイヤイオンCR−50(三菱化成(株)製)を
石英ガラス製吸着カラムに充填し、硝酸及びアンモニア
水溶液にて前処理を施して使用した。
【0034】実施例1と同一のAMT水溶液を出発原料
とし実施例1と同様の方法により、カラム通液、APT
結晶晶出、ろ過、洗浄、乾燥及びばい焼、そして最後に
還元を行った。AMT液の通液に伴う樹脂の体積変化は
最大で2%であった。
とし実施例1と同様の方法により、カラム通液、APT
結晶晶出、ろ過、洗浄、乾燥及びばい焼、そして最後に
還元を行った。AMT液の通液に伴う樹脂の体積変化は
最大で2%であった。
【0035】還元により得られたタングステン粉中の
U,Th及びFeを分析したところ、U<0.01pp
b、Th<0.01ppb、Fe=0.1ppmであ
り、実施例1よりは若干多めの鉄が検出された。
U,Th及びFeを分析したところ、U<0.01pp
b、Th<0.01ppb、Fe=0.1ppmであ
り、実施例1よりは若干多めの鉄が検出された。
【0036】(比較例1)実施例1と同一のAMT水溶
液を出発原料とし、このAMT溶液にELグレードの硝
酸を加えて90℃に加熱保持し、タングステン酸結晶を
晶出させた。タングステン酸結晶を超純水で充分に洗浄
し、ろ過した。次いで、該タングステン酸結晶をELグ
レードのアンモニア水で溶解し、ろ過してAPT晶出母
液を調製した。その後、該母液のpH調整後、80℃に
加熱して精製APT結晶を晶出させた。晶出したAPT
結晶を、実施例1と同様の方法により、ろ過、洗浄、乾
燥及び水素還元を行った。
液を出発原料とし、このAMT溶液にELグレードの硝
酸を加えて90℃に加熱保持し、タングステン酸結晶を
晶出させた。タングステン酸結晶を超純水で充分に洗浄
し、ろ過した。次いで、該タングステン酸結晶をELグ
レードのアンモニア水で溶解し、ろ過してAPT晶出母
液を調製した。その後、該母液のpH調整後、80℃に
加熱して精製APT結晶を晶出させた。晶出したAPT
結晶を、実施例1と同様の方法により、ろ過、洗浄、乾
燥及び水素還元を行った。
【0037】還元により得られたタングステン粉中の
U、Th及びFeを分析したところ、U:0.06pp
b、Th:0.05ppb及びFe:0.2ppmであ
った。
U、Th及びFeを分析したところ、U:0.06pp
b、Th:0.05ppb及びFe:0.2ppmであ
った。
【0038】(比較例2)強酸性陽イオン交換樹脂とし
てレバチットMDS1368(バイエル製)を石英ガラ
ス製吸着カラムに充填し、硝酸及びアンモニア水溶液に
て前処理を施して使用した。
てレバチットMDS1368(バイエル製)を石英ガラ
ス製吸着カラムに充填し、硝酸及びアンモニア水溶液に
て前処理を施して使用した。
【0039】実施例1と同様にして、カラム通液、AP
T結晶晶出、ろ過、洗浄、乾燥及び水素還元を行った。
LV値が0.1〜0.2(m/Hr)となるようにAM
T液の通液を行なった。通液に伴う樹脂の体積変化は最
大で11%にもなった。
T結晶晶出、ろ過、洗浄、乾燥及び水素還元を行った。
LV値が0.1〜0.2(m/Hr)となるようにAM
T液の通液を行なった。通液に伴う樹脂の体積変化は最
大で11%にもなった。
【0040】還元により得られたタングステン粉中の
U、Th及びFeを分析したところ、U:0.03pp
b、Th:0.01ppb、Fe<0.1ppmであ
り、若干のウラン及びトリウムが検出された。
U、Th及びFeを分析したところ、U:0.03pp
b、Th:0.01ppb、Fe<0.1ppmであ
り、若干のウラン及びトリウムが検出された。
【0041】
【発明の効果】放射性元素及び遷移元素等の前記不純物
に対する精製効果に特に優れ、また比較的短い工程で効
率良く前記不純物を除去でき、好ましくはクローズドシ
ステム化が可能であるような、コスト的に有利な高純度
パラタングステン酸アンモニウム結晶の製造方法の確立
に成功した。半導体デバイスの電極、配線等を作製する
ためスパッタリング法において使用されるタングステン
ターゲットにおいてU,Thの放射性元素場合、従来の
0.n〜数ppbといった水準から0.01ppb未満
(数ppt)という水準まで、そしてFe等の遷移元素
の場合、従来の1ppm未満という水準から0.3pp
m未満という水準まで低減することができるようにな
り、今後の半導体デバイスの要求に対応する。
に対する精製効果に特に優れ、また比較的短い工程で効
率良く前記不純物を除去でき、好ましくはクローズドシ
ステム化が可能であるような、コスト的に有利な高純度
パラタングステン酸アンモニウム結晶の製造方法の確立
に成功した。半導体デバイスの電極、配線等を作製する
ためスパッタリング法において使用されるタングステン
ターゲットにおいてU,Thの放射性元素場合、従来の
0.n〜数ppbといった水準から0.01ppb未満
(数ppt)という水準まで、そしてFe等の遷移元素
の場合、従来の1ppm未満という水準から0.3pp
m未満という水準まで低減することができるようにな
り、今後の半導体デバイスの要求に対応する。
Claims (3)
- 【請求項1】 (イ)メタタングステン酸アンモニウム
を水に溶解して含タングステン水溶液を生成し、 (ロ)該含タングステン水溶液をリン酸型又はアミドキ
シム型キレート樹脂と接触させて精製パラタングステン
酸アンモニウム結晶析出母液を生成し、そして (ハ)該精製パラタングステン酸アンモニウム結晶析出
母液のpHを調整後加熱することによりパラタングステ
ン酸アンモニウム結晶を析出させることを特徴とする高
純度パラタングステン酸アンモニウム結晶の製造方法。 - 【請求項2】 前記含タングステン水溶液と前記キレー
ト樹脂を接触させるに先立ち、該含タングステン水溶液
のpHを5.0〜7.0に調整することを特徴とする請
求項1の高純度パラタングステン酸アンモニウム結晶の
製造方法。 - 【請求項3】 前記精製パラタングステン酸アンモニウ
ム結晶析出母液にアンモニア水を添加してpHを6.0
〜8.0の範囲に調整し、さらに加熱温度を50℃以上
とすることを特徴とする請求項1又は2の高純度パラタ
ングステン酸アンモニウム結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22777992A JPH0656427A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 高純度パラタングステン酸アンモニウム結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22777992A JPH0656427A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 高純度パラタングステン酸アンモニウム結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0656427A true JPH0656427A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=16866254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22777992A Withdrawn JPH0656427A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 高純度パラタングステン酸アンモニウム結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656427A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010229017A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-10-14 | Mitsubishi Materials Corp | 高純度パラタングステン酸アンモニウムの製造方法 |
| CN102531061A (zh) * | 2010-12-21 | 2012-07-04 | 厦门钨业股份有限公司 | 一种保证仲钨酸铵结晶纯度并提高结晶率的方法 |
| CN114477291A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-05-13 | 中南大学 | 仲钨酸铵的制备方法 |
-
1992
- 1992-08-05 JP JP22777992A patent/JPH0656427A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010229017A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-10-14 | Mitsubishi Materials Corp | 高純度パラタングステン酸アンモニウムの製造方法 |
| CN102531061A (zh) * | 2010-12-21 | 2012-07-04 | 厦门钨业股份有限公司 | 一种保证仲钨酸铵结晶纯度并提高结晶率的方法 |
| CN114477291A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-05-13 | 中南大学 | 仲钨酸铵的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |