JPH082920A - 高純度タングステン酸結晶の製造方法 - Google Patents
高純度タングステン酸結晶の製造方法Info
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- JPH082920A JPH082920A JP15788894A JP15788894A JPH082920A JP H082920 A JPH082920 A JP H082920A JP 15788894 A JP15788894 A JP 15788894A JP 15788894 A JP15788894 A JP 15788894A JP H082920 A JPH082920 A JP H082920A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 メタタングステン酸アンモニウムを出発原料
とした湿式精製法を改良し、不純物としてのNa等のア
ルカリ金属、U等の放射性元素、およびFe等の遷移元
素の含有量が極めて低い高純度タングステン酸結晶の製
造方法を提供する。 【構成】 (A)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、(B)この
溶液にアンモニアを添加してパラタングステン酸アンモ
ニウムを析出させ、固液分離操作後無機酸を添加して含
タングステン水溶液として再度溶解し、(C)この溶液
に無機酸を添加してタングステン酸結晶を析出させる。
とした湿式精製法を改良し、不純物としてのNa等のア
ルカリ金属、U等の放射性元素、およびFe等の遷移元
素の含有量が極めて低い高純度タングステン酸結晶の製
造方法を提供する。 【構成】 (A)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、(B)この
溶液にアンモニアを添加してパラタングステン酸アンモ
ニウムを析出させ、固液分離操作後無機酸を添加して含
タングステン水溶液として再度溶解し、(C)この溶液
に無機酸を添加してタングステン酸結晶を析出させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度タングステン酸
結晶の製造方法に関する。さらに詳しくはVLSI.M
OSデバイスのゲート電極及びドレイン電極に代表され
る半導体の電極用および配線用材料等の、各種電子工業
用高純度タングステン材料の原料として好適に使用され
る高純度タングステン酸結晶の製造方法に関する。
結晶の製造方法に関する。さらに詳しくはVLSI.M
OSデバイスのゲート電極及びドレイン電極に代表され
る半導体の電極用および配線用材料等の、各種電子工業
用高純度タングステン材料の原料として好適に使用され
る高純度タングステン酸結晶の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の電極用および配線用材料、
特にMOS・LSIのゲート電極及びドレイン電極用材
料として、抵抗率が低く高融点金属であるタングステ
ン、または高融点金属シリサイドであるタングステンシ
リサイドが注目されている。しかし、これらの材料から
なる現状の電極は、MOS・LSIの他の材料である多
結晶シリコン等と比べ、不純物の含有量が桁違いに多く
満足すべきものではなかった。
特にMOS・LSIのゲート電極及びドレイン電極用材
料として、抵抗率が低く高融点金属であるタングステ
ン、または高融点金属シリサイドであるタングステンシ
リサイドが注目されている。しかし、これらの材料から
なる現状の電極は、MOS・LSIの他の材料である多
結晶シリコン等と比べ、不純物の含有量が桁違いに多く
満足すべきものではなかった。
【0003】このMOS素子に影響する不純物は大きく
分けて次の3種類に分類される。 (1)Na等のアルカリ金属 (2)U、Th等の放射性元素 (3)Fe等の遷移金属 なかでもNa等のアルカリ金属はゲート絶縁膜中を容易
に移動し、MOS界面特性を劣化させ、また放射性元素
はこの元素より放出されるα線によってMOS素子の動
作信頼性に致命的影響を与える。さらに、Fe等の遷移
金属もMOS素子の動作の信頼性を阻害する。
分けて次の3種類に分類される。 (1)Na等のアルカリ金属 (2)U、Th等の放射性元素 (3)Fe等の遷移金属 なかでもNa等のアルカリ金属はゲート絶縁膜中を容易
に移動し、MOS界面特性を劣化させ、また放射性元素
はこの元素より放出されるα線によってMOS素子の動
作信頼性に致命的影響を与える。さらに、Fe等の遷移
金属もMOS素子の動作の信頼性を阻害する。
【0004】従って、タングステン及びタングステンシ
リサイドゲート電極及びドレイン電極の高純度化を図る
ためには、原料タングステン粉の純度アップ、さらに遡
ってタングステン粉自体の原料のグレードアップを図る
必要がある。そうしたタングステン粉の原料の有用なも
のの一つとしてタングステン酸結晶(H2WO4)があ
る。
リサイドゲート電極及びドレイン電極の高純度化を図る
ためには、原料タングステン粉の純度アップ、さらに遡
ってタングステン粉自体の原料のグレードアップを図る
必要がある。そうしたタングステン粉の原料の有用なも
のの一つとしてタングステン酸結晶(H2WO4)があ
る。
【0005】従来、このようなタングステン酸結晶の製
造方法として、メタンタングステン酸アンモニウム(A
MT)を出発原料として、このメタタングステン酸アン
モニウムの酸性溶液を加熱し、タングステン酸結晶を析
出させる方法がある。この方法は、生成するタングステ
ン酸の結晶が洗浄及び瀘過性ともに優れることから、高
純度タングステン酸結晶を工業的に製造する方法として
期待されている。
造方法として、メタンタングステン酸アンモニウム(A
MT)を出発原料として、このメタタングステン酸アン
モニウムの酸性溶液を加熱し、タングステン酸結晶を析
出させる方法がある。この方法は、生成するタングステ
ン酸の結晶が洗浄及び瀘過性ともに優れることから、高
純度タングステン酸結晶を工業的に製造する方法として
期待されている。
【0006】さらに、このような方法の改良技術として
本出願人は、先に、メタタングステン酸アンモニウム
(AMT)から直接酸調整−加熱段階に至るこれまでの
方法に予備精製段階を組み込むことを内容とした方法を
提案している(特公平2−27286号公報)。すなわ
ち、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、この水溶液に高純度無機
酸を添加し、水溶性タングステン化合物の結晶を析出さ
せ、固液分離後、この水溶性タングステン化合物結晶を
再度水に溶解して精製タングステン酸結晶析出母液を生
成し、この精製タングステン酸結晶析出母液に高純度無
機酸を添加し、次にこの水溶液を加熱してタングステン
酸結晶を析出させることを特徴とする高純度タングステ
ン酸結晶の製造方法を提案している。
本出願人は、先に、メタタングステン酸アンモニウム
(AMT)から直接酸調整−加熱段階に至るこれまでの
方法に予備精製段階を組み込むことを内容とした方法を
提案している(特公平2−27286号公報)。すなわ
ち、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、この水溶液に高純度無機
酸を添加し、水溶性タングステン化合物の結晶を析出さ
せ、固液分離後、この水溶性タングステン化合物結晶を
再度水に溶解して精製タングステン酸結晶析出母液を生
成し、この精製タングステン酸結晶析出母液に高純度無
機酸を添加し、次にこの水溶液を加熱してタングステン
酸結晶を析出させることを特徴とする高純度タングステ
ン酸結晶の製造方法を提案している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法にお
いても、得られるタングステン酸結晶中に含まれる不純
物の含有量は、Na,K等のアルカリ金属が0.08p
pm未満、U,Th等の放射性元素が1ppb未満、お
よびFe等の遷移金属元素が1ppmであり、その上限
値は必ずしも十分に満足すべきものとはいえなかった。
また、この方法は多量の硝酸アンモニウムが生成し、高
温でガスとなるため、多量の白煙を生じることから作業
性に問題があるというような不都合があった。
いても、得られるタングステン酸結晶中に含まれる不純
物の含有量は、Na,K等のアルカリ金属が0.08p
pm未満、U,Th等の放射性元素が1ppb未満、お
よびFe等の遷移金属元素が1ppmであり、その上限
値は必ずしも十分に満足すべきものとはいえなかった。
また、この方法は多量の硝酸アンモニウムが生成し、高
温でガスとなるため、多量の白煙を生じることから作業
性に問題があるというような不都合があった。
【0008】本発明は上述の問題点に鑑みなされたもの
であり、メタタングステン酸アンモニウムを出発原料と
した湿式精製法を改良し、不純物としてのNa等のアル
カリ金属、U等の放射性元素、およびFe等の遷移元素
の含有量が極めて低い高純度タングステン酸結晶の製造
方法を提供することを目的とする。
であり、メタタングステン酸アンモニウムを出発原料と
した湿式精製法を改良し、不純物としてのNa等のアル
カリ金属、U等の放射性元素、およびFe等の遷移元素
の含有量が極めて低い高純度タングステン酸結晶の製造
方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため鋭意検討を重ねた結果、パラタングステン
酸アンモニウム結晶が意外にも少量の無機酸のみで溶解
し、メタタングステン酸アンモニウム溶液となることを
見いだした。これに基づき、メタタングステン酸アンモ
ニウムから直接パラタングステン酸アンモミウム結晶を
得、このパラタングステン酸結晶に少量の無機酸を添加
し、一旦メタタングステン酸アンモニウム溶液とした
後、さらに無機酸を添加してタングステン酸結晶を得る
ことが、Na,KやU,Thのみならず、Feの精製効
果にも効果的であることを知見し、本発明を完成させ
た。
達成するため鋭意検討を重ねた結果、パラタングステン
酸アンモニウム結晶が意外にも少量の無機酸のみで溶解
し、メタタングステン酸アンモニウム溶液となることを
見いだした。これに基づき、メタタングステン酸アンモ
ニウムから直接パラタングステン酸アンモミウム結晶を
得、このパラタングステン酸結晶に少量の無機酸を添加
し、一旦メタタングステン酸アンモニウム溶液とした
後、さらに無機酸を添加してタングステン酸結晶を得る
ことが、Na,KやU,Thのみならず、Feの精製効
果にも効果的であることを知見し、本発明を完成させ
た。
【0010】すなわち、本発明によれば、メタタングス
テン酸アンモニウム(AMT)を出発原料とした湿式精
製法を用いて、高純度のタングステン酸結晶を製造する
方法において、(A)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(AMT水溶液)
を生成し、(B)この含タングステン水溶液にアンモニ
アを添加してパラタングステン酸アンモニウム(AP
T)結晶を析出させ、固液分離操作後、得られたパラタ
ングステン酸アンモニウム結晶に無機酸を添加して含タ
ングステン水溶液(AMT水溶液)として再度溶解し、
(C)さらに、この含タングステン水溶液に無機酸を添
加してタングステン酸結晶を析出させることを特徴とす
る高純度タングステン酸結晶の製造方法が提供される。
テン酸アンモニウム(AMT)を出発原料とした湿式精
製法を用いて、高純度のタングステン酸結晶を製造する
方法において、(A)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(AMT水溶液)
を生成し、(B)この含タングステン水溶液にアンモニ
アを添加してパラタングステン酸アンモニウム(AP
T)結晶を析出させ、固液分離操作後、得られたパラタ
ングステン酸アンモニウム結晶に無機酸を添加して含タ
ングステン水溶液(AMT水溶液)として再度溶解し、
(C)さらに、この含タングステン水溶液に無機酸を添
加してタングステン酸結晶を析出させることを特徴とす
る高純度タングステン酸結晶の製造方法が提供される。
【0011】また、その好ましい態様として、前記
(A)工程および(B)工程の終了後(C)工程に進む
前に、(B)工程だけをさらに少なくとも一回以上繰り
返してその後に(C)工程に進むことを特徴とする高純
度タングステン酸結晶の製造方法が提供される。
(A)工程および(B)工程の終了後(C)工程に進む
前に、(B)工程だけをさらに少なくとも一回以上繰り
返してその後に(C)工程に進むことを特徴とする高純
度タングステン酸結晶の製造方法が提供される。
【0012】また、(A)工程中の、メタタングステン
酸アンモニウムを溶解して含タングステン水溶液を生成
するための溶媒として、水の代わりにまたは水ととも
に、前記(B)工程中の固液分離操作によって得られた
分離液を用いることを特徴とする高純度タングステン酸
結晶の製造方法が提供される。
酸アンモニウムを溶解して含タングステン水溶液を生成
するための溶媒として、水の代わりにまたは水ととも
に、前記(B)工程中の固液分離操作によって得られた
分離液を用いることを特徴とする高純度タングステン酸
結晶の製造方法が提供される。
【0013】また、(B)工程中の、パラタングステン
酸アンモニウム結晶を析出させるために添加するアンモ
ニアの添加量が、メタタングステン酸アンモニウムから
パラタングステン酸アンモニウムを生成させるために必
要なアンモニアの理論値量の0.8〜2倍当量であるこ
とを特徴とする高純度タングステン酸結晶の製造方法が
提供される。
酸アンモニウム結晶を析出させるために添加するアンモ
ニアの添加量が、メタタングステン酸アンモニウムから
パラタングステン酸アンモニウムを生成させるために必
要なアンモニアの理論値量の0.8〜2倍当量であるこ
とを特徴とする高純度タングステン酸結晶の製造方法が
提供される。
【0014】また、(B)工程中の、パラタングステン
酸アンモニウム結晶に無機酸を添加して含タングステン
水溶液として再度溶解する操作が、パラタングステン酸
アンモニウム結晶を純水に投入し、さらに無機酸を添加
して、最終pHを1〜5に調整して、含タングステン水
溶液として再度溶解するものであることを特徴とする高
純度タングステン酸結晶の製造方法が提供される。
酸アンモニウム結晶に無機酸を添加して含タングステン
水溶液として再度溶解する操作が、パラタングステン酸
アンモニウム結晶を純水に投入し、さらに無機酸を添加
して、最終pHを1〜5に調整して、含タングステン水
溶液として再度溶解するものであることを特徴とする高
純度タングステン酸結晶の製造方法が提供される。
【0015】また、(B)工程中の、パラタングステン
酸アンモニウム結晶を含タングステン水溶液として再度
溶解するために添加する無機酸の添加量が、メタタング
ステン酸アンモニウムに変換するために必要な無機酸の
理論値量の0.5〜2倍当量であることを特徴とする高
純度タングステン酸結晶の製造方法が提供される。
酸アンモニウム結晶を含タングステン水溶液として再度
溶解するために添加する無機酸の添加量が、メタタング
ステン酸アンモニウムに変換するために必要な無機酸の
理論値量の0.5〜2倍当量であることを特徴とする高
純度タングステン酸結晶の製造方法が提供される。
【0016】また、(B)工程中の、パラタングステン
酸アンモニウム結晶に無機酸を添加して含タングステン
水溶液として再度溶解する際の操作温度が50〜100
℃であることを特徴とする高純度タングステン酸結晶の
製造方法が提供される。
酸アンモニウム結晶に無機酸を添加して含タングステン
水溶液として再度溶解する際の操作温度が50〜100
℃であることを特徴とする高純度タングステン酸結晶の
製造方法が提供される。
【0017】さらに、(C)工程中の析出したタングス
テン酸結晶の不純物の含有量が、Feが0.05ppm
未満、Uが0.01ppb未満、Thが0.01ppb
未満、Naが0.01ppm未満、およびKが0.01
ppm未満であることを特徴とする高純度タングステン
酸結晶の製造方法が提供される。
テン酸結晶の不純物の含有量が、Feが0.05ppm
未満、Uが0.01ppb未満、Thが0.01ppb
未満、Naが0.01ppm未満、およびKが0.01
ppm未満であることを特徴とする高純度タングステン
酸結晶の製造方法が提供される。
【0018】以下本発明を、本発明の工程の流れを模式
的に示す図1を参照しつつ具体的に説明する。本発明の
高純度タングステン酸結晶の製造方法の工程は、前述の
ように(A)〜(C)の三つの工程に大別される。
的に示す図1を参照しつつ具体的に説明する。本発明の
高純度タングステン酸結晶の製造方法の工程は、前述の
ように(A)〜(C)の三つの工程に大別される。
【0019】1.(A)含タングステン水溶液の生成工
程 この(A)工程においては、出発原料としてのメタタン
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
水溶液を生成する。
程 この(A)工程においては、出発原料としてのメタタン
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
水溶液を生成する。
【0020】本発明で用いるメタタングステン酸アンモ
ニウムのほかにメタタングステン酸のアルカリ塩として
メタタングステン酸ナトリウム,メタタングステン酸カ
リウム等があるが、メタタングステン酸アンモニウム以
外は、アルカリ金属を大量に含有しているので好ましく
ない。実用的には、メタタングステン酸アンモニウムが
用いられる。上記の理由で選択したメタタングステン酸
アンモニウムをまず純水に溶解し、瀘過して含タングス
テン水溶液を調製する。
ニウムのほかにメタタングステン酸のアルカリ塩として
メタタングステン酸ナトリウム,メタタングステン酸カ
リウム等があるが、メタタングステン酸アンモニウム以
外は、アルカリ金属を大量に含有しているので好ましく
ない。実用的には、メタタングステン酸アンモニウムが
用いられる。上記の理由で選択したメタタングステン酸
アンモニウムをまず純水に溶解し、瀘過して含タングス
テン水溶液を調製する。
【0021】2.(B)パラタングステン酸アンモニウ
ム結晶の析出および含タングステン水溶液への再溶解工
程 この(B)工程においては、前述の(A)工程で調製し
た含タングステン水溶液にアンモニアを添加してパラタ
ングステン酸アンモニウム結晶を析出させ、固液分離操
作後、得られたパラタングステン酸アンモニウム結晶に
無機酸を添加して含タングステン水溶液として再度溶解
する。本発明の最大の特徴は、パラタングステン酸結晶
に少量の無機酸を添加して含タングステン酸水溶液(A
MT水溶液)とした後、(C)工程で多量の無機酸を添
加してタングステン酸結晶とすることにある。すなわち
パラタングステン酸結晶に一度に多量の無機酸を入れる
とAPT結晶の表面のみがタングステン酸結晶となった
り、非常に微細なタングステン結晶が生成し瀘過性が悪
くなること等により、不純物の精製効果がほとんどなく
なるからである。
ム結晶の析出および含タングステン水溶液への再溶解工
程 この(B)工程においては、前述の(A)工程で調製し
た含タングステン水溶液にアンモニアを添加してパラタ
ングステン酸アンモニウム結晶を析出させ、固液分離操
作後、得られたパラタングステン酸アンモニウム結晶に
無機酸を添加して含タングステン水溶液として再度溶解
する。本発明の最大の特徴は、パラタングステン酸結晶
に少量の無機酸を添加して含タングステン酸水溶液(A
MT水溶液)とした後、(C)工程で多量の無機酸を添
加してタングステン酸結晶とすることにある。すなわち
パラタングステン酸結晶に一度に多量の無機酸を入れる
とAPT結晶の表面のみがタングステン酸結晶となった
り、非常に微細なタングステン結晶が生成し瀘過性が悪
くなること等により、不純物の精製効果がほとんどなく
なるからである。
【0022】添加するアンモニア量は、メタタングステ
ン酸アンモニウムからパラタングステン酸アンモニウム
を生成させるために必要な理論値量の0.8〜2倍当量
が好ましい。さらに好ましくは、1〜1.5倍当量であ
る。0.8倍当量未満では、溶液中に残留するタングス
テン量が多くなり好ましくない。一方2倍当量を超える
と、不純物が水酸化物となり、メタタングステン酸アン
モニウムの析出時に巻き込まれ、得られるメタタングス
テン酸アンモニウム結晶の純度が低下するので好ましく
ない。
ン酸アンモニウムからパラタングステン酸アンモニウム
を生成させるために必要な理論値量の0.8〜2倍当量
が好ましい。さらに好ましくは、1〜1.5倍当量であ
る。0.8倍当量未満では、溶液中に残留するタングス
テン量が多くなり好ましくない。一方2倍当量を超える
と、不純物が水酸化物となり、メタタングステン酸アン
モニウムの析出時に巻き込まれ、得られるメタタングス
テン酸アンモニウム結晶の純度が低下するので好ましく
ない。
【0023】また、この場合の含タングステン水溶液の
タングステン濃度は、50g/l以上であることが好ま
しい。さらに好ましくは400〜600g/lである。
50g/l未満であるとパラタングステン酸アンモニウ
ムの水への溶解度のため、パラタングステン酸アンモニ
ウム結晶の収率が悪くなり、600g/lを超えると不
純物が多くなる。
タングステン濃度は、50g/l以上であることが好ま
しい。さらに好ましくは400〜600g/lである。
50g/l未満であるとパラタングステン酸アンモニウ
ムの水への溶解度のため、パラタングステン酸アンモニ
ウム結晶の収率が悪くなり、600g/lを超えると不
純物が多くなる。
【0024】また、このときの溶液の温度は、35〜1
00℃が好ましく、さらに好ましいのは50〜90℃で
ある。35℃未満では、パラタングステン酸アンモニウ
ムの析出スピードが遅くなり、また得られるパラタング
ステン酸アンモニウム結晶の純度もよくない。100℃
を超えると溶液が沸騰し、蒸発を招くので好ましくな
い。
00℃が好ましく、さらに好ましいのは50〜90℃で
ある。35℃未満では、パラタングステン酸アンモニウ
ムの析出スピードが遅くなり、また得られるパラタング
ステン酸アンモニウム結晶の純度もよくない。100℃
を超えると溶液が沸騰し、蒸発を招くので好ましくな
い。
【0025】次に、所定の時間析出させ、上記固液分離
操作によって得られたパラタングステン酸アンモニウム
結晶を、純水に投入し、攪拌しながら温度を上げる。温
度は50℃〜100℃、より好ましくは80℃〜95℃
に加熱するとよい。これは、パラタングステン酸アンモ
ニウムの溶解量が、温度が高いほど多くなり、さらに
は、この溶液中に添加する無機酸との反応速度が速くな
り、容易にパラタングステン酸アンモニウムが溶解する
ためである。
操作によって得られたパラタングステン酸アンモニウム
結晶を、純水に投入し、攪拌しながら温度を上げる。温
度は50℃〜100℃、より好ましくは80℃〜95℃
に加熱するとよい。これは、パラタングステン酸アンモ
ニウムの溶解量が、温度が高いほど多くなり、さらに
は、この溶液中に添加する無機酸との反応速度が速くな
り、容易にパラタングステン酸アンモニウムが溶解する
ためである。
【0026】本工程(B)において使用する酸としては
特に制限はなく、硝酸,塩酸,硫酸等いずれでも使用可
能であるが、蒸留等により容易に高純度化しやすい硝酸
が好ましい。添加する硝酸量は、パラタングステン酸ア
ンモニウムからメタタングステン酸アンモニウムに変換
するために必要な理論値量の0.5〜2倍当量が好まし
く、さらに好ましくは0.8〜1.2倍当量である。
0.5倍当量未満であると溶解するパラタングステン酸
アンモニウムの量が減少し、2倍当量を超えると、水に
不溶なタングステン酸が多くできるため好ましくない。
添加する速度は、一気に入れてもよいが、最終pHは1
〜5の範囲に抑えることが好ましく、さらに好ましくは
pH2〜4の範囲内である。最終pHが1未満であると
タングステン酸が一部析出してしまい、また5を超える
とパラタングステン酸アンモニウム結晶の生成領域とな
りパラタングステン酸アンモニウムは溶解しない。
特に制限はなく、硝酸,塩酸,硫酸等いずれでも使用可
能であるが、蒸留等により容易に高純度化しやすい硝酸
が好ましい。添加する硝酸量は、パラタングステン酸ア
ンモニウムからメタタングステン酸アンモニウムに変換
するために必要な理論値量の0.5〜2倍当量が好まし
く、さらに好ましくは0.8〜1.2倍当量である。
0.5倍当量未満であると溶解するパラタングステン酸
アンモニウムの量が減少し、2倍当量を超えると、水に
不溶なタングステン酸が多くできるため好ましくない。
添加する速度は、一気に入れてもよいが、最終pHは1
〜5の範囲に抑えることが好ましく、さらに好ましくは
pH2〜4の範囲内である。最終pHが1未満であると
タングステン酸が一部析出してしまい、また5を超える
とパラタングステン酸アンモニウム結晶の生成領域とな
りパラタングステン酸アンモニウムは溶解しない。
【0027】なお、さらに高純度を得たい場合は、上記
のようにパラタングステン酸アンモニウムを溶解して
(B)工程を終了した後、(B)工程の最初に戻り、ア
ンモニアを添加して、再度パラタングステン酸アンモニ
ウム結晶を得る工程を必要に応じて一回以上繰り返して
もよい。
のようにパラタングステン酸アンモニウムを溶解して
(B)工程を終了した後、(B)工程の最初に戻り、ア
ンモニアを添加して、再度パラタングステン酸アンモニ
ウム結晶を得る工程を必要に応じて一回以上繰り返して
もよい。
【0028】3.(C)タングステン酸結晶の析出工程 この(C)工程においては、上記(B)工程で得られた
溶解液に、タングステン酸結晶を得るのに必要な酸を添
加する。
溶解液に、タングステン酸結晶を得るのに必要な酸を添
加する。
【0029】本工程(C)において使用する酸としては
特に制限はなく、硝酸,塩酸,硫酸等いずれでも使用可
能であり、蒸留等により容易に高純度化しやすい硝酸が
好ましいことは上記工程(B)の場合と同様である。酸
添加後のタングステン酸結晶析出母液中の酸濃度は、3
規定付近から12規定であることが好ましく、さらに好
ましくは3〜8規定、中でも5〜7規定が最も好まし
い。
特に制限はなく、硝酸,塩酸,硫酸等いずれでも使用可
能であり、蒸留等により容易に高純度化しやすい硝酸が
好ましいことは上記工程(B)の場合と同様である。酸
添加後のタングステン酸結晶析出母液中の酸濃度は、3
規定付近から12規定であることが好ましく、さらに好
ましくは3〜8規定、中でも5〜7規定が最も好まし
い。
【0030】また、酸添加後のタングステン酸結晶析出
母液中のタングステン濃度は50〜500g/lが好ま
しい。中でも100〜300g/lが特に好ましい。
母液中のタングステン濃度は50〜500g/lが好ま
しい。中でも100〜300g/lが特に好ましい。
【0031】この場合の温度は、50℃〜100℃が好
ましく、さらに好ましくは80℃〜95℃である。そし
て、所定の時間加熱し、成長したタングステン酸結晶は
通常の濾過洗浄を行い、高純度タングステン酸結晶を得
る。
ましく、さらに好ましくは80℃〜95℃である。そし
て、所定の時間加熱し、成長したタングステン酸結晶は
通常の濾過洗浄を行い、高純度タングステン酸結晶を得
る。
【0032】タングステン酸結晶析出母液からタングス
テン酸結晶を析出させる条件が上記の酸濃度,温度及び
タングステン濃度の条件から外れると、タングステン酸
結晶の析出スピードが非常に遅くなったり、またはタン
グステン酸結晶と水溶性タングステン酸化合物の結晶が
混在して析出し、洗浄・濾過時に水溶性のタングステン
酸化合物の結晶が溶解してしまうので好ましくない。
テン酸結晶を析出させる条件が上記の酸濃度,温度及び
タングステン濃度の条件から外れると、タングステン酸
結晶の析出スピードが非常に遅くなったり、またはタン
グステン酸結晶と水溶性タングステン酸化合物の結晶が
混在して析出し、洗浄・濾過時に水溶性のタングステン
酸化合物の結晶が溶解してしまうので好ましくない。
【0033】4.使用機器,容器 本発明における溶解,濾過,晶出などの湿式精製工程お
よび蒸留工程に用いる機器または容器の材質としては、
汚染を最大限に回避するためアルカリガラスは避けるべ
きで、テフロン,ポリプロピレン,石英ガラスのような
アルカリおよび放射性元素を含有しない耐食材、または
酸等に耐食性のある金属、Ti等を選択すべきである。
溶解,希釈,洗浄など製品純度に直接影響する工程に用
いられる水は、純水、好ましくは比抵抗18MΩcm以
上の超純水(以下単に超純水という)が好ましい。ま
た、大気など周囲の環境からの不純物の混入防止には最
大限の努力を払う必要がある。
よび蒸留工程に用いる機器または容器の材質としては、
汚染を最大限に回避するためアルカリガラスは避けるべ
きで、テフロン,ポリプロピレン,石英ガラスのような
アルカリおよび放射性元素を含有しない耐食材、または
酸等に耐食性のある金属、Ti等を選択すべきである。
溶解,希釈,洗浄など製品純度に直接影響する工程に用
いられる水は、純水、好ましくは比抵抗18MΩcm以
上の超純水(以下単に超純水という)が好ましい。ま
た、大気など周囲の環境からの不純物の混入防止には最
大限の努力を払う必要がある。
【0034】なお、上記の方法で得られた高純度タング
ステン酸結晶は、乾燥,焙焼し無水のタングステン酸と
し、さらに高温度で水素還元を行うことによって高純度
タングステン粉末を得ることができる。乾燥,焙焼,水
素還元の方法は特に制限はなく、従来の方法を採用する
ことができる。
ステン酸結晶は、乾燥,焙焼し無水のタングステン酸と
し、さらに高温度で水素還元を行うことによって高純度
タングステン粉末を得ることができる。乾燥,焙焼,水
素還元の方法は特に制限はなく、従来の方法を採用する
ことができる。
【0035】以上は、MOS.LSIまたはMOS.V
LSIのゲート及びドレイン電極に特定的に言及して説
明したが、本発明はその他の電子工業部品、さらには各
種セラミック物品用のタングステン材料の原料の製造方
法としても有用である。
LSIのゲート及びドレイン電極に特定的に言及して説
明したが、本発明はその他の電子工業部品、さらには各
種セラミック物品用のタングステン材料の原料の製造方
法としても有用である。
【0036】
【作用】本発明の高純度タングステン酸結晶の製造方法
においては、(A)工程から(C)工程に進む中間段階
として(B)工程を経由させている。すなわち、(A)
工程で得られた含タングステン水溶液にアンモニアを添
加してパラタングステン酸アンモニウム結晶を析出さ
せ、得られたパラタングステン酸アンモニウム結晶に無
機酸を添加して含タングステン水溶液として再度溶解
し、最終段階である(C)工程へと継続させている。ま
ず、(A)工程で得られた含タングステン水溶液よりパ
ラタングステン酸結晶を析出させることにより、主とし
てFe,U,Th,Naを低減させ、さらに(B)工程
で得られる含タングステン水溶液よりタングステン酸結
晶を析出させて、主にK,Na,Uを低減させることに
より、タングステン酸結晶中の不純物の量を大幅に低減
することができる。
においては、(A)工程から(C)工程に進む中間段階
として(B)工程を経由させている。すなわち、(A)
工程で得られた含タングステン水溶液にアンモニアを添
加してパラタングステン酸アンモニウム結晶を析出さ
せ、得られたパラタングステン酸アンモニウム結晶に無
機酸を添加して含タングステン水溶液として再度溶解
し、最終段階である(C)工程へと継続させている。ま
ず、(A)工程で得られた含タングステン水溶液よりパ
ラタングステン酸結晶を析出させることにより、主とし
てFe,U,Th,Naを低減させ、さらに(B)工程
で得られる含タングステン水溶液よりタングステン酸結
晶を析出させて、主にK,Na,Uを低減させることに
より、タングステン酸結晶中の不純物の量を大幅に低減
することができる。
【0037】
【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに具体的
に説明する。 [実施例1]市販のメタタングステン酸アンモニウム
(AMT)400g(w;290g)を透明石英ビーカ
ーに採取し、比抵抗18MΩcmの超純水で溶解し、計
1リットルとして、石英製フィルターで濾過した。その
後、温度を80℃に上げ、アンモニア水(conc.2
9%,比重=0.9)を41ml添加して、20時間後
パラタングステン酸アンモニウム(APT)結晶を瀘別
分離した。さらに、この結晶を純水250mlで2回洗
浄した。生成した結晶はwetで400g(w;261
g)であった。その後、純水2000ml、温度95℃
の中に、このパラタングステン酸アンモニウム(AP
T)結晶を投入し、攪拌しながら、硝酸(conc.6
1%,比重=1.38)28mlを徐々に添加した。最
終pHを3に調整し、結晶を溶解した溶液を、濾過し、
未溶解分を除去した。この液に、さらに前記アンモニア
水を35ml添加し、20時間後に結晶を瀘別分離、純
水洗浄した。このパラタングステン酸アンモニウム(A
PT)の再結晶の重量は、wetで362g(w;26
0g)であった。さらに、温度95℃の純水1700m
lのなかに、この結晶を添加し、前記硝酸22mlを徐
々に添加した。溶解した溶液中の残渣を除去し、さらに
前記硝酸1700mlを添加し、タングステン酸結晶2
92g(w;229g)を得た。収率は約79%であっ
た。メタタングステン酸アンモニウム(AMT)原料お
よび各結晶中の不純物の量(純度)を、下記表1に示
す。
に説明する。 [実施例1]市販のメタタングステン酸アンモニウム
(AMT)400g(w;290g)を透明石英ビーカ
ーに採取し、比抵抗18MΩcmの超純水で溶解し、計
1リットルとして、石英製フィルターで濾過した。その
後、温度を80℃に上げ、アンモニア水(conc.2
9%,比重=0.9)を41ml添加して、20時間後
パラタングステン酸アンモニウム(APT)結晶を瀘別
分離した。さらに、この結晶を純水250mlで2回洗
浄した。生成した結晶はwetで400g(w;261
g)であった。その後、純水2000ml、温度95℃
の中に、このパラタングステン酸アンモニウム(AP
T)結晶を投入し、攪拌しながら、硝酸(conc.6
1%,比重=1.38)28mlを徐々に添加した。最
終pHを3に調整し、結晶を溶解した溶液を、濾過し、
未溶解分を除去した。この液に、さらに前記アンモニア
水を35ml添加し、20時間後に結晶を瀘別分離、純
水洗浄した。このパラタングステン酸アンモニウム(A
PT)の再結晶の重量は、wetで362g(w;26
0g)であった。さらに、温度95℃の純水1700m
lのなかに、この結晶を添加し、前記硝酸22mlを徐
々に添加した。溶解した溶液中の残渣を除去し、さらに
前記硝酸1700mlを添加し、タングステン酸結晶2
92g(w;229g)を得た。収率は約79%であっ
た。メタタングステン酸アンモニウム(AMT)原料お
よび各結晶中の不純物の量(純度)を、下記表1に示
す。
【0038】 [表1] ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Na K Fe U Th ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ AMT原料 16 1.5 11 31 3.8 APT結晶 0.69 1.0 0.54 0.59 0.29 APT再結晶 0.03 0.65 0.05 <0.01 <0.01 H2WO4結晶 <0.01 <0.01 <0.05 <0.01 <0.01 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ (ppm: U,Thのみppb)
【0039】[実施例2]市販のメタタングステン酸ア
ンモニウム(AMT)400g(w;290g)を透明
石英ビーカーに採取し、比抵抗18MΩcmの超純水で
溶解し、計1リットルとして、石英製フィルターで濾過
した。その後、温度を80℃に上げ、アンモニア水(c
onc.29%,比重=0.9)を41ml添加して、
80℃で6時間保持した後50℃に冷却して14時間後
に取り出し、純水500mlで洗浄し、パラタングステ
ン酸アンモニウム結晶をwetで400g(w;261
g)得た。さらに、このパラタングステン酸アンモニウ
ム結晶を温度が90℃の前記純水1800ml中に投入
し、攪拌しながら前記硝酸34mlを徐々に添加し、最
終pHを3にした。残渣約4gを瀘別分離し、さらにそ
の溶液に前記硝酸1800mlを添加し90℃で20時
間保持した後、冷却し、純水洗浄して乾燥後タングステ
ン酸(H2WO4)324g得た。収率は87%であっ
た。メタタングステン酸アンモニウム(AMT)原料,
および各結晶中の不純物の量を表2に示す。
ンモニウム(AMT)400g(w;290g)を透明
石英ビーカーに採取し、比抵抗18MΩcmの超純水で
溶解し、計1リットルとして、石英製フィルターで濾過
した。その後、温度を80℃に上げ、アンモニア水(c
onc.29%,比重=0.9)を41ml添加して、
80℃で6時間保持した後50℃に冷却して14時間後
に取り出し、純水500mlで洗浄し、パラタングステ
ン酸アンモニウム結晶をwetで400g(w;261
g)得た。さらに、このパラタングステン酸アンモニウ
ム結晶を温度が90℃の前記純水1800ml中に投入
し、攪拌しながら前記硝酸34mlを徐々に添加し、最
終pHを3にした。残渣約4gを瀘別分離し、さらにそ
の溶液に前記硝酸1800mlを添加し90℃で20時
間保持した後、冷却し、純水洗浄して乾燥後タングステ
ン酸(H2WO4)324g得た。収率は87%であっ
た。メタタングステン酸アンモニウム(AMT)原料,
および各結晶中の不純物の量を表2に示す。
【0040】 [表2] ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Na K Fe U Th ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ AMT原料 16 1.5 1.0 6.0 2.5 APT結晶 0.25 1.0 <0.05 0.15 0.01 H2WO4結晶 <0.01 <0.01 <0.05 <0.01 <0.01 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ (ppm: U,Thのみppb)
【0041】[実施例3]実施例1で使用した市販のメ
タタングステン酸アンモニウム(AMT)384g
(w:279g)を透明石英ビーカーに採取し、比抵抗
18MΩcmの超純水の代りに、実施例1で再結晶パラ
タングステン酸アンモニウム(APT)を作製する際に
得られた瀘液(w:11g)を用いて溶解し、合計1リ
ットルとした以外は実施例1と同様の操作を行い、タン
グステン酸結晶342g(w:250g)を得た。純度
は実施例1と同等であり、収率は90%と実施例1の7
9%より高くなった。なお、使用した瀘液中の不純物を
下記表3に示す。
タタングステン酸アンモニウム(AMT)384g
(w:279g)を透明石英ビーカーに採取し、比抵抗
18MΩcmの超純水の代りに、実施例1で再結晶パラ
タングステン酸アンモニウム(APT)を作製する際に
得られた瀘液(w:11g)を用いて溶解し、合計1リ
ットルとした以外は実施例1と同様の操作を行い、タン
グステン酸結晶342g(w:250g)を得た。純度
は実施例1と同等であり、収率は90%と実施例1の7
9%より高くなった。なお、使用した瀘液中の不純物を
下記表3に示す。
【0042】 [表3] ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Na K Fe U Th ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 瀘液 0.18 0.19 0.1 0.01 0.06 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ (mg/l: U,Thのみμg/l)
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
不純物の含有量が極めて低い、すなわちNa,K等のア
ルカリ金属がそれぞれ0.01ppm未満、U,Th等
の放射性元素がそれぞれ0.01ppb未満、そしてF
e等の遷移元素が0.05ppm未満の高純度タングス
テン酸結晶を得ることができ、これを原料としたタング
ステン粉末、さらにはこの粉末から作製される各種電子
工業用の部品等の品質を飛躍的に高めることができる。
不純物の含有量が極めて低い、すなわちNa,K等のア
ルカリ金属がそれぞれ0.01ppm未満、U,Th等
の放射性元素がそれぞれ0.01ppb未満、そしてF
e等の遷移元素が0.05ppm未満の高純度タングス
テン酸結晶を得ることができ、これを原料としたタング
ステン粉末、さらにはこの粉末から作製される各種電子
工業用の部品等の品質を飛躍的に高めることができる。
【図1】本発明の高純度タングステン酸結晶の製造方法
の工程の流れを模式的に示す工程図である。
の工程の流れを模式的に示す工程図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 メタタングステン酸アンモニウム(AM
T)を出発原料とした湿式精製法を用いて、高純度のタ
ングステン酸結晶を製造する方法において、 (A)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(AMT水溶液)を生成し、 (B)この含タングステン水溶液にアンモニアを添加し
てパラタングステン酸アンモニウム(APT)結晶を析
出させ、固液分離操作後、得られたパラタングステン酸
アンモニウム結晶に無機酸を添加して含タングステン水
溶液(AMT水溶液)として再度溶解し、 (C)さらに、この含タングステン水溶液に無機酸を添
加してタングステン酸結晶を析出させることを特徴とす
る高純度タングステン酸結晶の製造方法。 - 【請求項2】 前記(A)工程および(B)工程の終了
後、(C)工程に進む前に、(B)工程だけをさらに少
なくとも一回以上繰り返して、その後に(C)工程に進
むことを特徴とする請求項1記載の高純度タングステン
酸結晶の製造方法。 - 【請求項3】 前記(A)工程中の、メタタングステン
酸アンモニウムを溶解して含タングステン水溶液を生成
するための溶媒として、水の代わりにまたは水とともに
前記(B)工程中の固液分離操作によって得られた分離
液を用いることを特徴とする請求項1または2記載の高
純度タングステン酸結晶の製造方法。 - 【請求項4】 前記(B)工程中の、パラタングステン
酸アンモニウム結晶を析出させるために添加するアンモ
ニアの添加量が、メタタングステン酸アンモニウムから
パラタングステン酸アンモニウムを生成させるために必
要なアンモニアの理論値量の0.8〜2倍当量であるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の高純
度タングステン酸結晶の製造方法。 - 【請求項5】 前記(B)工程中の、パラタングステン
酸アンモニウム結晶に無機酸を添加して含タングステン
水溶液として再度溶解する操作が、パラタングステン酸
アンモニウム結晶を純水に投入し、さらに無機酸を添加
して、最終pHを1〜5に調整して、含タングステン水
溶液として再度溶解するものであることを特徴とする請
求項1〜4のいずれか1項記載の高純度タングステン酸
結晶の製造方法。 - 【請求項6】 前記(B)工程中の、パラタングステン
酸アンモニウム結晶を含タングステン水溶液として再度
溶解するために添加する無機酸の添加量が、メタタング
ステン酸アンモニウムに変換するために必要な無機酸の
理論値量の0.5〜2倍当量であることを特徴とする請
求項1〜5のいずれか1項記載の高純度タングステン酸
結晶の製造方法。 - 【請求項7】 前記(B)工程中の、パラタングステン
酸アンモニウム結晶に無機酸を添加して含タングステン
水溶液として再度溶解する際の操作温度が、50〜10
0℃であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1
項記載の高純度タングステン酸結晶の製造方法。 - 【請求項8】 前記(C)工程中の、析出したタングス
テン酸結晶の不純物の含有量が、Feが0.05ppm
未満、Uが0.01ppb未満、Thが0.01ppb
未満、Naが0.01ppm未満、およびKが0.01
ppm未満であることを特徴とする請求項1〜7のいず
れか1項記載の高純度タングステン酸結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15788894A JPH082920A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 高純度タングステン酸結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15788894A JPH082920A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 高純度タングステン酸結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH082920A true JPH082920A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15659615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15788894A Pending JPH082920A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 高純度タングステン酸結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH082920A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005298238A (ja) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Nikko Materials Co Ltd | 高純度v2o5及びその製造方法 |
| JP2007111691A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-05-10 | Sumitomo Chemical Co Ltd | タングステンの回収方法 |
| EP1942094A4 (en) * | 2005-09-21 | 2010-11-24 | Sumitomo Chemical Co | METHOD OF RECOVERING TUNGSTEN TREES |
| CN105800691A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-07-27 | 中国海洋石油总公司 | 一种四硫代钨酸铵的制法 |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP15788894A patent/JPH082920A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005298238A (ja) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Nikko Materials Co Ltd | 高純度v2o5及びその製造方法 |
| JP2007111691A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-05-10 | Sumitomo Chemical Co Ltd | タングステンの回収方法 |
| EP1942094A4 (en) * | 2005-09-21 | 2010-11-24 | Sumitomo Chemical Co | METHOD OF RECOVERING TUNGSTEN TREES |
| US7993614B2 (en) | 2005-09-21 | 2011-08-09 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for recovering tungsten |
| CN105800691A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-07-27 | 中国海洋石油总公司 | 一种四硫代钨酸铵的制法 |
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