一種采用液相還原法生產銀粉的工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及銀粉生產領域，具體涉及一種采用液相還原法生產銀粉的工藝。
【背景技術】
[0002] 隨著電子工業的蓬勃發展，導電材料的需求也越來越大。銀粉，作為電子工業中應 用最廣泛的一種貴金屬粉末，是制作厚膜、電阻、陶瓷、介質等電子漿料的基本功能材料。因 此，對于銀粉的制備就顯得尤為重要。
[0003] 對于銀粉的制備方法，最常見的就是通過化學還原反應將硝酸銀制備成符合目標 參數的銀粉。化學還原反應結束后，由于銀粉里含有大量的雜質，需要用去離子水對銀粉進 行洗滌，當銀粉在反應釜里沉淀后，再抽取上層清液。洗滌一沉淀一抽取清液，這樣的程序 需反復進行數次，直至洗滌后水的電導率小于工藝的規定值為止。
[0004] 現在常見的銀粉制備工藝中，銀粉洗滌沉淀后采用耐酸堿抽水栗抽取上層清液 水，抽取時，由于抽水栗吸力較大，銀粉流失較多。也有改進后的銀粉的清洗流程，不用耐酸 堿抽水栗，而是利用虹吸原理，直接用水管抽取上層清液，這樣可大大減少抽取清液時銀粉 的流失。但是，利用虹吸原理抽取上層清液，抽水到接近銀粉沉淀的位置時，由于銀粉顆粒 很小，在抽水管口附近有較大虹吸力量，銀粉還是容易被抽水管抽走，使得銀粉少部分流 失，這樣銀粉的投入產出率只能達到98%左右，浪費了銀資源，增加了企業的生產成本。
[0005] 中國發明專利，公開號為:CN104325151A，名稱為:一種銀粉制備方法，由于在清洗 銀粉初成品時候，未采取保護措施，可能導致銀粉流失較嚴重，產率較的，導致生產成本較 高的弊端。因此需要對銀粉的生產工藝作進一步改進。
【發明內容】
[0006] 針對以上現有技術的不足，提供一種減少銀粉的流失、提高銀粉的產率、降低銀粉 生產成本的用液相還原法生產銀粉的工藝。
[0007] 實現本發明的技術方案為：一種采用液相還原法生產銀粉的工藝，該方法包括如 下步驟：
[0008] a、銀鹽溶液的準備:將硝酸銀溶于去離子水中，制得濃度為0.5~1.5mol/L的硝酸 銀溶液，再將所述硝酸銀溶液置入反應釜中待用；
[0009] b、銀粉的制備:先將所述硝酸銀溶液加熱到35~40°C，然后加入堿性物質溶液;接 著繼續加熱所述硝酸銀溶液到47~53°C，再加入分散劑;又繼續加熱所述硝酸銀溶液到58 ~61°C，加入還原劑;直到所述硝酸銀溶液里的化學反應完全，得銀粉初成品；
[0010] c、銀粉的清洗:①、先向所述反應釜中加入去離子水，對所述銀粉初成品進行洗 滌，然后靜置;②、待所述反應釜中的銀粉沉淀至下層后，再利用虹吸原理，用虹吸管抽取所 述反應釜里的上層清液;③、當所述虹吸管抽水到接近銀粉沉淀的位置時，在所述虹吸管入 口處放置一個帶凹槽的檔板;所述擋板的凹槽朝上，所述虹吸管的入口置于所述擋板的凹 槽內；所述凹槽的上端邊緣高于所述銀粉沉淀的位置且低于液面；當所述反應釜中的液面 低于所述擋板的凹槽的上端邊緣時，再重復前述過程①、②、③5~7次;最后烘干，得銀粉成 品。
[0011]優選的，為了能較快地將所述硝酸銀溶液中的銀離子完全變成固定的銀化合物， 所述步驟b中，所述堿性物質溶液為濃度為5~6.5mol/L氫氧化鈉溶液;加入氫氧化鈉溶液 時，所述硝酸銀溶液的溫度為37°C;所述氫氧化鈉溶液與所述硝酸銀溶液的體積比為18~ 22:100〇
[0012]優選的，為了防止所述固體銀化合物聚集，所述步驟b中，所述分散劑為聚乙烯吡 咯烷酮、明膠、單乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一種或一種以上的混合物。
[0013]優選的，為了將所述固體的銀化合物較均勻地分散在溶液中，所述步驟b中，加入 的所述分散劑為明膠;加入明膠時，所述硝酸銀溶液的溫度為50°c;所述明膠的質量與所述 硝酸銀溶液的體積比為〇. 8~1 g/1L。
[0014]優選的，為了便于將含銀化合物還原成銀粉，所述步驟b中，所述還原劑為鋁、鐵、 鋅、銅、甲酸、甲酸鹽、水合肼、醛類、胺類、醇類、葡萄糖、脂肪酸或抗壞血酸中的一種。
[0015] 優選的，為了快速、方便、完全地將含銀化合物還原成銀粉，所述步驟b中，所述還 原劑為水合肼;加入水合肼時，所述硝酸銀溶液的溫度為60°c ;所述水合肼與所述硝酸銀溶 液的體積比為2~4/100。
[0016] 優選的，為了防止銀粉聚集，所述步驟c中，所述清洗后的銀粉在烘干前，還加入了 粒度為1~2um的玻璃粉;所述加入的玻璃粉與所述步驟a中溶于去離子水的硝酸銀的質量 比為 0.3 ~0.6:100。
[0017] 本發明的有益效果在于:本發明所提供的采用液相還原法生產銀粉的工藝，由于 在銀粉的清洗過程中，利用了虹吸原理，采用虹吸管來排除洗滌銀粉后的水，簡化了生產設 備，節約了生產成本;最重要的是，當所述虹吸管抽水到接近銀粉沉淀的位置時，在所述虹 吸管入口處放置一個帶凹槽的檔板，減小了虹吸管入口處的虹吸力，大大減少了排水時銀 粉的損失，使得銀粉的產出率能夠達到98.5%以上，大大降低了企業的成本。
【具體實施方式】
[0018] 下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。基于本發明中的實施 例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發 明保護的范圍。
[0019] 實施例1
[0020] 生產銀粉1的步驟如下：
[0021] a、銀鹽溶液的準備：將50重量份的硝酸銀溶于去離子水中，制得濃度為0.5mol/L 的硝酸銀溶液，再置入反應釜中待用；
[0022] b、銀粉的制備:先將所述硝酸銀溶液加熱到35°C，然后加入5mol/L氫氧化鈉溶液； 接著繼續加熱所述硝酸銀溶液到47°C，此時會產生固體銀化合物，為了防止固體銀化合物 聚集，可以通過加入分散劑來實現，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、明膠、單乙醇胺、二乙醇 胺和三乙醇胺中的一種或一種以上的混合物，本實施例中加入的是明膠；又繼續加熱所述 硝酸銀溶液到58°C，然后加入還原劑，進行還原反應，還原劑可以是常用的鋁、鐵、鋅、銅、甲 酸、甲酸鹽、水合肼、醛類、胺類、醇類、葡萄糖、脂肪酸或抗壞血酸中的一種都可以，本實施 例加入水合肼;直到所述硝酸銀溶液里的化學反應完全，得銀粉初成品；加入的所述氫氧化 鈉溶液與所述硝酸銀溶液的體積比為18:100;加入的所述明膠的質量與所述硝酸銀溶液的 體積比為0.8g/lL;加入的所述水合肼與所述硝酸銀溶液的體積比為2/100;
[0023] c、銀粉的清洗:①、先向所述反應釜中加入去離子水，對所述銀粉初成品進行洗 滌，然后靜置;②、待所述反應釜中的銀粉沉淀至下層后，再利用虹吸原理，用虹吸管抽取所 述反應釜里的上層清液;③、當所述虹吸管抽水到接近銀粉沉淀的位置時，在所述虹吸管入 口處放置一個帶凹槽的檔板;所述擋板的凹槽朝上，所述虹吸管的入口置于所述擋板的凹 槽內；所述凹槽的上端邊緣高于所述銀粉沉淀的位置且低于液面；當所述反應釜中的液面 低于所述擋板的凹槽的上端邊緣時，再重復前述過程①、②、③5次；最后再加入0.3重量份 的粒度為lum的玻璃粉，攪拌均勻后烘干，得成品。
[0024] 實施例2
[0025] 銀粉2的生產步驟如下：
[0026] a、銀鹽溶液的準備：將50重量份的硝酸銀溶于去離子水中，制得濃度為1 .Omol/L 的硝酸銀溶液，再置入反應釜中待用；
[0027] b、銀粉的制備:先將所述硝酸銀溶液加熱到37°C，然后加入5.5mol/L氫氧化鈉溶 液;接著繼續加熱所述硝酸銀溶液到50°C，再加入明膠；又繼續加熱所述硝酸銀溶液到60 °C，加入三乙醇胺;直到所述硝酸銀溶液里的化學反應完全，得銀粉初成品；加入的所述氫 氧化鈉溶液與所述硝酸銀溶液的體積比為20:100;加入的所述明膠的質量與所述硝酸銀溶 液的體積比為〇. 9g/lL;加入的所述三乙醇胺與所述硝酸銀溶液的體積比為3/100;
[0028] c、銀粉的清洗:①、先向所述反應釜中加入去離子水，對所述銀粉初成品進行洗 滌，然后靜置;②、待所述反應釜中的銀粉沉淀至下層后，再利用虹吸原理，用虹吸管抽取所 述反應釜里的上層清液;③、當所述虹吸管抽水到接近銀粉沉淀的位置時，在所述虹吸管入 口處放置一個帶凹槽的檔板;所述擋板的凹槽朝上，所述虹吸管的入口置于所述擋板的凹 槽內；所述凹槽的上端邊緣高于所述銀粉沉淀的位置且低于液面；當所述反應釜中的液面 低于所述擋板的凹槽的上端邊緣時，再重復前述過程①、②、③6次；最后再加入0.2重量份 份的粒度為1.5um的玻璃粉，攪拌均勻后烘干，得成品。
[0029] 實施例3
[0030] 銀粉3的生產步驟如下：
[0031] a、銀鹽溶液的準備：將50重量份的硝酸銀溶于去離子水中，制得濃度為1.5mol/L 的硝酸銀溶液，再置入反應釜中待用；
[0032] b、銀粉的制備：先將所述硝酸銀溶液加熱到40°C，然后加入6.5mol/L氫氧化鈉溶 液;接著繼續加熱所述硝酸銀溶液到53°C，再加入明膠；又繼續加熱所述硝酸銀溶液到61 °C，加入三乙醇胺;直到所述硝酸銀溶液里的化學反應完全，得銀粉初成品；加入的所述氫 氧化鈉溶液與所述硝酸銀溶液的體積比為22:100;加入的所述明膠的質量與所述硝酸銀溶 液的體積比為1.0g/lL;加入的所述三乙醇胺與所述硝酸銀溶液的體積比為4/100;
[0033] c、銀粉的清洗:①、先向所述反應釜中加入去離子水，對所述銀粉初成品進行洗 滌，然后靜置;②、待所述反應釜中的銀粉沉淀至下層后，再利用虹吸原理，用虹吸管抽取所 述反應釜里的上層清液;③、當所述虹吸管抽水到接近銀粉沉淀的位置時，在所述虹吸管入 口處放置一個帶凹槽的檔板;所述擋板的凹槽朝上，所述虹吸管的入口置于所述擋板的凹 槽內；所述凹槽的上端邊緣高于所述銀粉沉淀的位置且低于液面；當所述反應釜中的液面 低于所述擋板的凹槽的上端邊緣時，再重復前述過程①、②、③7次;最后再加入0.15重量份 的粒度為2um的玻璃粉，攪拌均勻后烘干，得成品。
[0034] 對比實施例4~6
[0035] 在銀粉的清洗過程中，除了當所述虹吸管抽水到接近銀粉沉淀的位置時，不在所 述虹吸管入口處放置一個帶凹槽的檔板外，其他條件分別同實施例1~3。分別制得銀粉4、 銀粉5和銀粉6。
[0036] 分別檢測出實施例1~6中的成品中的金屬銀含量，再統計實施例1~6中金屬銀的 產率和金屬銀的損失率，詳見表1。
[0037] 表 1
[0040] 再從實施例1~3中分別選取適量的銀粉1、銀粉2和銀粉3進行物理性能測試，詳見 表2。
[0041] 表 2
[0042]
[0043] 由表1可以得出，采用本發明所提供的工藝來生產銀粉，與現有技術相比，銀的損 失量要小得多，這提高了銀的轉化率，大大節約了企業的生產成本。
[0044] 由表2可以得出，采用本發明所提供的工藝來生產銀粉，其粒度的要求完全符合導 電材料的使用要求。
[0045]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種采用液相還原法生產銀粉的工藝，其特征在于，該方法包括如下步驟： a、 銀鹽溶液的準備:將硝酸銀溶于去離子水中，制得濃度為0.5~1.5mol/L的硝酸銀溶 液，再將所述硝酸銀溶液置入反應釜中待用； b、 銀粉的制備:將所述硝酸銀溶液加熱到35~40°C，然后加入堿性物質溶液;接著繼續 加熱所述硝酸銀溶液到47~53°C，再加入分散劑;又繼續加熱所述硝酸銀溶液到58~61°C， 加入還原劑;直到所述硝酸銀溶液里的化學反應完全，得銀粉初成品； c、 銀粉的清洗:①、先向所述反應釜中加入去離子水，對所述銀粉初成品進行洗滌，然 后靜置;②、待所述反應釜中的銀粉沉淀至下層后，再利用虹吸原理，用虹吸管抽取所述反 應釜里的上層清液;③、當所述虹吸管抽水到接近銀粉沉淀的位置時，在所述虹吸管入口處 放置一個帶凹槽的檔板;所述擋板的凹槽朝上，所述虹吸管的入口置于所述擋板的凹槽內； 所述凹槽的上端邊緣高于所述銀粉沉淀的位置且低于液面；當所述反應釜中的液面低于所 述擋板的凹槽的上端邊緣時，再重復前述過程①、②、③5~7次;最后烘干，得銀粉成品。2. 根據權利要求1所述的采用液相還原法生產銀粉的工藝，其特征在于:所述步驟b中， 所述堿性物質溶液為濃度為5~6.5mol/L氫氧化鈉溶液;加入氫氧化鈉溶液時，所述硝酸銀 溶液的溫度為37°C ;所述氫氧化鈉溶液與所述硝酸銀溶液的體積比為18~22:100。3. 根據權利要求1所述的采用液相還原法生產銀粉的工藝，其特征在于:所述步驟b中， 所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、明膠、單乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一種或一種以上 的混合物。4. 根據權利要求3所述的采用液相還原法生產銀粉的工藝:所述步驟b中，加入的所述 明膠時，所述硝酸銀溶液的溫度為50°C;所述明膠的質量與所述硝酸銀溶液的體積之比為 0.8~lg/lL〇5. 根據權利要求1所述的采用液相還原法生產銀粉的工藝，其特征在于:所述步驟b中， 所述還原劑為鋁、鐵、鋅、銅、甲酸、甲酸鹽、水合肼、醛類、胺類、醇類、葡萄糖、脂肪酸或抗壞 血酸中的一種。6. 根據權利要求5所述的采用液相還原法生產銀粉的工藝，其特征在于:所述步驟b中， 加入所述水合肼時，所述硝酸銀溶液的溫度為60°C;所述水合肼與所述硝酸銀溶液的體積 比為2~4/100。7. 根據權利要求1所述的采用液相還原法生產銀粉的工藝，其特征在于:所述步驟c中， 所述清洗后的銀粉在烘干前，還加入了粒度為1~2um的玻璃粉;所述加入的玻璃粉與所述 步驟a中溶于去離子水的硝酸銀的質量比為0.3~0.6:100。
【專利摘要】本發明公開了一種采用液相還原法生產銀粉的工藝，該方法包括如下步驟：a、銀鹽溶液的準備；b、銀粉的制備：先將所述硝酸銀溶液加熱到35～40℃，然后加入堿性物質溶液；接著繼續加熱所述硝酸銀溶液到47～53℃，再加入分散劑；又繼續加熱所述硝酸銀溶液到58～61℃，加入還原劑；直到所述硝酸銀溶液里的化學反應完全，得銀粉初成品；c、銀粉的清洗：向所述反應釜中加入去離子水，將所述銀粉初成品清洗干凈、烘干后，得銀粉成品。采用本發明所提供的工藝來生產銀粉，大大降低了銀粉在清洗過程中的流失，提高了銀粉的產率，降低了銀資源的浪費，也降低了企業的生產成本。
【IPC分類】B22F9/24
【公開號】CN105710387
【申請號】CN201610120347
【發明人】蔣志全, 韓玉成, 沈邃科, 胡滔, 鄭周榮, 張洪英, 吳丹菁
【申請人】中國振華集團云科電子有限公司