JPH08253888A - 高純度コバルトの製造方法 - Google Patents
高純度コバルトの製造方法Info
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- JPH08253888A JPH08253888A JP8083195A JP8083195A JPH08253888A JP H08253888 A JPH08253888 A JP H08253888A JP 8083195 A JP8083195 A JP 8083195A JP 8083195 A JP8083195 A JP 8083195A JP H08253888 A JPH08253888 A JP H08253888A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3488—Constructional details of particle beam apparatus not otherwise provided for, e.g. arrangement, mounting, housing, environment; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/3491—Manufacturing of targets
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
- C25C1/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions or iron group metals, refractory metals or manganese
- C25C1/08—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions or iron group metals, refractory metals or manganese of nickel or cobalt
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 タ−ゲット材料等の用途に適したＮｉ、Ｆｅ
等の不純物を最小限しか含まない５Ｎ（９９．９９９
％）レベル以上の高純度コバルトを安定してかつ容易に
製造できる方法を開発する。 【構成】 少なくともＦｅ及び／又はＮｉを不純物とし
て含有し、塩酸濃度が７〜１２Ｎの塩化コバルト水溶液
を、陰イオン交換樹脂と接触させコバルトを吸着させた
後、１〜６Ｎの塩酸を用いてコバルトを溶離し、得られ
た溶離液を蒸発乾固又は濃縮した後、ｐＨ＝０〜６の高
純度塩化コバルト水溶液とし、該水溶液を電解液として
電解精製により電析コバルトを作製し、必要に応じ更に
該電析コバルトを真空溶解することを特徴とする。
等の不純物を最小限しか含まない５Ｎ（９９．９９９
％）レベル以上の高純度コバルトを安定してかつ容易に
製造できる方法を開発する。 【構成】 少なくともＦｅ及び／又はＮｉを不純物とし
て含有し、塩酸濃度が７〜１２Ｎの塩化コバルト水溶液
を、陰イオン交換樹脂と接触させコバルトを吸着させた
後、１〜６Ｎの塩酸を用いてコバルトを溶離し、得られ
た溶離液を蒸発乾固又は濃縮した後、ｐＨ＝０〜６の高
純度塩化コバルト水溶液とし、該水溶液を電解液として
電解精製により電析コバルトを作製し、必要に応じ更に
該電析コバルトを真空溶解することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度コバルトの製造
方法に関するものである。本発明により作製された高純
度コバルトは、ＶＬＳＩの電極及び配線形成用のタ−ゲ
ット材等として好適に用いることができる。
方法に関するものである。本発明により作製された高純
度コバルトは、ＶＬＳＩの電極及び配線形成用のタ−ゲ
ット材等として好適に用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体デバイスにおける電極材料
としてポリシリコンが主に用いられてきたが、ＬＳＩの
高集積化に伴い、モリブテン、タングステン等のシリサ
イドにかわり、さらにはチタン、コバルトシリサイドの
活用に関心が集まっている。また、従来から用いられて
きたＡｌ、Ａｌ合金にかえてコバルトを配線材として用
いる試みも進んでいる。こうした電極や配線は代表的
に、コバルト製タ−ゲットをアルゴン中でスパッタする
ことにより形成される。
としてポリシリコンが主に用いられてきたが、ＬＳＩの
高集積化に伴い、モリブテン、タングステン等のシリサ
イドにかわり、さらにはチタン、コバルトシリサイドの
活用に関心が集まっている。また、従来から用いられて
きたＡｌ、Ａｌ合金にかえてコバルトを配線材として用
いる試みも進んでいる。こうした電極や配線は代表的
に、コバルト製タ−ゲットをアルゴン中でスパッタする
ことにより形成される。
【０００３】スパッタリング後に形成される半導体部材
は、信頼性のある半導体動作性能を保証するためには、
半導体デバイスに有害な金属不純物が最小限しか含まれ
ていないことが重要である。つまり、 （１）Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属 （２）Ｕ、Ｔｈ等の放射性元素 （３）Ｆｅ、Ｎｉ等の重金属 である。Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属は、ゲ−ト絶縁膜中
を容易に移動し、ＭＯＳ−ＬＳＩ界面特性の劣化の原因
となる。そして、Ｕ、Ｔｈ等の放射性元素は該元素より
放出するα線によって素子のソフトエラ−の原因とな
る。一方、Ｆｅ、Ｎｉ等の重金属もまた界面接合部のト
ラブルの原因となる。
は、信頼性のある半導体動作性能を保証するためには、
半導体デバイスに有害な金属不純物が最小限しか含まれ
ていないことが重要である。つまり、 （１）Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属 （２）Ｕ、Ｔｈ等の放射性元素 （３）Ｆｅ、Ｎｉ等の重金属 である。Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属は、ゲ−ト絶縁膜中
を容易に移動し、ＭＯＳ−ＬＳＩ界面特性の劣化の原因
となる。そして、Ｕ、Ｔｈ等の放射性元素は該元素より
放出するα線によって素子のソフトエラ−の原因とな
る。一方、Ｆｅ、Ｎｉ等の重金属もまた界面接合部のト
ラブルの原因となる。
【０００４】一般的に入手されるコバルト、いわゆる粗
コバルト塊は数十ｐｐｍのＦｅそして数百ｐｐｍのＮｉ
を不純物として含有している。これからの高純度コバル
トの製造方法としては、まず電解精製法が考えられる。
しかしながら、電解精製では不純物であるＮｉ及びＦｅ
とコバルトとの標準電極電位が非常に近いため、単なる
電解精製法による高純度化は難しい。
コバルト塊は数十ｐｐｍのＦｅそして数百ｐｐｍのＮｉ
を不純物として含有している。これからの高純度コバル
トの製造方法としては、まず電解精製法が考えられる。
しかしながら、電解精製では不純物であるＮｉ及びＦｅ
とコバルトとの標準電極電位が非常に近いため、単なる
電解精製法による高純度化は難しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決したもので、本発明の目的は、タ−ゲット等の用
途に適したＮｉ、Ｆｅ等の不純物を最小限しか含まない
５Ｎ（９９．９９９％、以下単に５Ｎと記す）レベル以
上の高純度コバルトを安定してかつ容易に製造できる方
法を開発することにある。
を解決したもので、本発明の目的は、タ−ゲット等の用
途に適したＮｉ、Ｆｅ等の不純物を最小限しか含まない
５Ｎ（９９．９９９％、以下単に５Ｎと記す）レベル以
上の高純度コバルトを安定してかつ容易に製造できる方
法を開発することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、高純度コ
バルトが安定して製造できるように鋭意検討した結果、
陰イオン交換法−電解精製法、そして必要に応じて真空
溶解法を組み合わせることにより、高純度コバルトを安
定してかつ容易に、しかも低コストで大量生産が可能で
あることが判明した。これに基づき、本発明は、 （１）少なくともＦｅ及び／又はＮｉを不純物として含
有し、塩酸濃度が７〜１２Ｎの塩化コバルト水溶液を、
陰イオン交換樹脂と接触させコバルトを吸着させた後、
１〜６Ｎの塩酸を用いてコバルトを溶離し、得られた溶
離液を蒸発乾固又は濃縮した後、ｐＨ＝０〜６の高純度
塩化コバルト水溶液とし、該水溶液を電解液として電解
精製により電析コバルトを得ることを特徴とする高純度
コバルトの製造方法。 （２）電解精製において、アノ−ドとカソ−ドを隔膜あ
るいは陰イオン交換膜で仕切り、かつ、高純度塩化コバ
ルト水溶液を少なくとも間欠的にカソ−ド側に入れると
共にアノライトを少なくとも間欠的に抜き出すことを特
徴とする前記（１）記載の高純度コバルトの製造方法。 （３）抜き出したアノライトの塩酸濃度を７〜１２Ｎと
した後、陰イオン交換樹脂に接触させることを特徴とす
る前記（２）記載の高純度コバルトの製造方法。 （４）電析コバルトを更に真空溶解することを特徴とす
る前記（１）乃至前記（３）記載の高純度コバルトの製
造方法。を提供する。
バルトが安定して製造できるように鋭意検討した結果、
陰イオン交換法−電解精製法、そして必要に応じて真空
溶解法を組み合わせることにより、高純度コバルトを安
定してかつ容易に、しかも低コストで大量生産が可能で
あることが判明した。これに基づき、本発明は、 （１）少なくともＦｅ及び／又はＮｉを不純物として含
有し、塩酸濃度が７〜１２Ｎの塩化コバルト水溶液を、
陰イオン交換樹脂と接触させコバルトを吸着させた後、
１〜６Ｎの塩酸を用いてコバルトを溶離し、得られた溶
離液を蒸発乾固又は濃縮した後、ｐＨ＝０〜６の高純度
塩化コバルト水溶液とし、該水溶液を電解液として電解
精製により電析コバルトを得ることを特徴とする高純度
コバルトの製造方法。 （２）電解精製において、アノ−ドとカソ−ドを隔膜あ
るいは陰イオン交換膜で仕切り、かつ、高純度塩化コバ
ルト水溶液を少なくとも間欠的にカソ−ド側に入れると
共にアノライトを少なくとも間欠的に抜き出すことを特
徴とする前記（１）記載の高純度コバルトの製造方法。 （３）抜き出したアノライトの塩酸濃度を７〜１２Ｎと
した後、陰イオン交換樹脂に接触させることを特徴とす
る前記（２）記載の高純度コバルトの製造方法。 （４）電析コバルトを更に真空溶解することを特徴とす
る前記（１）乃至前記（３）記載の高純度コバルトの製
造方法。を提供する。
【０００７】
【発明の具体的説明】本発明で用いる塩化コバルト水溶
液は、特に限定されるものではないが、通常市販されて
いる、いわゆる数十ｐｐｍのＦｅそして数百ｐｐｍのＮ
ｉを不純物として含有している粗コバルトを塩酸で溶解
したものが用いられる。
液は、特に限定されるものではないが、通常市販されて
いる、いわゆる数十ｐｐｍのＦｅそして数百ｐｐｍのＮ
ｉを不純物として含有している粗コバルトを塩酸で溶解
したものが用いられる。
【０００８】一方、粗コバルトの溶解に使用する塩酸
は、特に限定されるものではないが、工業用の純度の悪
い塩酸でもかまわない。この理由は、塩酸中に含まれる
不純物も本発明を実施することにより、除去することが
できるからである。
は、特に限定されるものではないが、工業用の純度の悪
い塩酸でもかまわない。この理由は、塩酸中に含まれる
不純物も本発明を実施することにより、除去することが
できるからである。
【０００９】コバルトを溶解する際の装置は、塩酸の有
効利用の為冷却筒や塩化水素ガスの回収装置を設けたも
のが望ましい。材質は、石英、グラファイト、テフロ
ン、ポリ容器等が好ましい。
効利用の為冷却筒や塩化水素ガスの回収装置を設けたも
のが望ましい。材質は、石英、グラファイト、テフロ
ン、ポリ容器等が好ましい。
【００１０】溶解する温度は、５０〜１００℃、好まし
くは８０〜９５℃である。５０℃未満では、溶解する速
度が遅く、また、１００℃を超えると、蒸発が激しく水
溶液のロスが大きい。
くは８０〜９５℃である。５０℃未満では、溶解する速
度が遅く、また、１００℃を超えると、蒸発が激しく水
溶液のロスが大きい。
【００１１】塩化コバルト水溶液中の塩酸濃度は、最終
的には、７〜１２Ｎとすることが好ましい。７Ｎ未満又
は１２Ｎを超えると、イオン交換する際、コバルトがあ
まり吸着しない。コバルト濃度は、１０〜７０ｇ／Ｌが
好ましい。コバルト濃度が１０ｇ／Ｌ未満であると、大
量の塩酸が必要であり、コスト増を招く。一方、７０ｇ
／Ｌを超えると、塩酸濃度の高い溶液では、室温即ち約
２０℃で塩化コバルトが析出してしまうため好ましくな
い。
的には、７〜１２Ｎとすることが好ましい。７Ｎ未満又
は１２Ｎを超えると、イオン交換する際、コバルトがあ
まり吸着しない。コバルト濃度は、１０〜７０ｇ／Ｌが
好ましい。コバルト濃度が１０ｇ／Ｌ未満であると、大
量の塩酸が必要であり、コスト増を招く。一方、７０ｇ
／Ｌを超えると、塩酸濃度の高い溶液では、室温即ち約
２０℃で塩化コバルトが析出してしまうため好ましくな
い。
【００１２】陰イオン交換においては、上記塩化コバル
ト水溶液を用いコバルトの吸着を行う。本発明におい
て、用いる樹脂は、陰イオン交換樹脂であれば特に限定
されないが、ＤＯＷＥＸ（ダウエックス）１×８、ＤＯ
ＷＥＸ２×８（室町化学（株）製）、ダイヤイオンＳＡ
１０Ａ等が例示される。コバルトは、高濃度の塩酸中で
は塩化物錯体を形成し、陰イオンとして存在するため樹
脂に吸着する。Ｆｅ及びＵもコバルトと同様な挙動を示
し陰イオン交換樹脂に吸着するが、主要不純物であるＮ
ｉそしてＮａ、Ｋ等のアルカリ金属及びＴｈは、塩化物
錯体を形成しないため、吸着せずカラムより流出する。
ト水溶液を用いコバルトの吸着を行う。本発明におい
て、用いる樹脂は、陰イオン交換樹脂であれば特に限定
されないが、ＤＯＷＥＸ（ダウエックス）１×８、ＤＯ
ＷＥＸ２×８（室町化学（株）製）、ダイヤイオンＳＡ
１０Ａ等が例示される。コバルトは、高濃度の塩酸中で
は塩化物錯体を形成し、陰イオンとして存在するため樹
脂に吸着する。Ｆｅ及びＵもコバルトと同様な挙動を示
し陰イオン交換樹脂に吸着するが、主要不純物であるＮ
ｉそしてＮａ、Ｋ等のアルカリ金属及びＴｈは、塩化物
錯体を形成しないため、吸着せずカラムより流出する。
【００１３】さらに、カラム内に残留した不純物を取り
除くために、７〜１２Ｎの塩酸で洗浄する。この範囲外
では、コバルトと陰イオン交換樹脂との結び付きが弱い
ため、コバルトが溶離されるため好ましくない。
除くために、７〜１２Ｎの塩酸で洗浄する。この範囲外
では、コバルトと陰イオン交換樹脂との結び付きが弱い
ため、コバルトが溶離されるため好ましくない。
【００１４】次に、陰イオン交換樹脂に吸着したコバル
トを溶離するために１〜６Ｎ、好ましくは３Ｎ〜４Ｎの
塩酸を使用する。１Ｎ未満では、不純物として吸着した
Ｆｅ及びＵも溶離してしまうため好ましくない。６Ｎを
超えると、コバルトが樹脂からなかなか溶離せず使用す
る塩酸量が多くなり好ましくない。なお、コバルト溶離
後の陰イオン交換樹脂に吸着しているＦｅ及びＵについ
ては、１Ｎ未満の塩酸を用いることにより容易に溶離す
ることができる。従って、陰イオン交換樹脂の吸着容量
等を考慮に入れ、適当な時期にＦｅ及びＵの溶離をする
ことにより、陰イオン交換樹脂を再生することができ
る。以上の操作により、不純物であるＮｉ、Ｆｅ等の重
金属、Ｎａ、Ｋａ等のアルカリ金属及びＵ、Ｔｈ等の放
射性元素とコバルトを分離することができる。
トを溶離するために１〜６Ｎ、好ましくは３Ｎ〜４Ｎの
塩酸を使用する。１Ｎ未満では、不純物として吸着した
Ｆｅ及びＵも溶離してしまうため好ましくない。６Ｎを
超えると、コバルトが樹脂からなかなか溶離せず使用す
る塩酸量が多くなり好ましくない。なお、コバルト溶離
後の陰イオン交換樹脂に吸着しているＦｅ及びＵについ
ては、１Ｎ未満の塩酸を用いることにより容易に溶離す
ることができる。従って、陰イオン交換樹脂の吸着容量
等を考慮に入れ、適当な時期にＦｅ及びＵの溶離をする
ことにより、陰イオン交換樹脂を再生することができ
る。以上の操作により、不純物であるＮｉ、Ｆｅ等の重
金属、Ｎａ、Ｋａ等のアルカリ金属及びＵ、Ｔｈ等の放
射性元素とコバルトを分離することができる。
【００１５】溶離した塩化コバルト水溶液は、塩酸濃度
が高いためそのままでは電解精製に用いることができな
い。そこで、本発明においては、溶離した塩化コバルト
水溶液を蒸発乾固又は濃縮した後、水を加えることによ
り、ｐＨ＝０〜６の高純度コバルト水溶液とし、該水溶
液を電解液として用いる。蒸発乾固又は濃縮する方法
は、ロ−タリ−エバポレ−ション装置等を使用して行う
と良い。蒸発乾固又は濃縮する温度は、８０℃以上、好
ましくは１００℃以上である。８０℃未満では、蒸発乾
固又は濃縮するのに時間がかかってしまう。また、その
際アスピレ−タ−等で弱減圧下にしながら行うと蒸発乾
固又は濃縮がスム−ズに行える。蒸発乾固又は濃縮する
ときの装置材質は、石英、グラファイト、テフロン等が
好ましい。この際発生する塩酸ガスは、冷却・凝縮させ
コバルト溶解、又は陰イオン交換の際に用いる塩酸等に
再利用することができる。
が高いためそのままでは電解精製に用いることができな
い。そこで、本発明においては、溶離した塩化コバルト
水溶液を蒸発乾固又は濃縮した後、水を加えることによ
り、ｐＨ＝０〜６の高純度コバルト水溶液とし、該水溶
液を電解液として用いる。蒸発乾固又は濃縮する方法
は、ロ−タリ−エバポレ−ション装置等を使用して行う
と良い。蒸発乾固又は濃縮する温度は、８０℃以上、好
ましくは１００℃以上である。８０℃未満では、蒸発乾
固又は濃縮するのに時間がかかってしまう。また、その
際アスピレ−タ−等で弱減圧下にしながら行うと蒸発乾
固又は濃縮がスム−ズに行える。蒸発乾固又は濃縮する
ときの装置材質は、石英、グラファイト、テフロン等が
好ましい。この際発生する塩酸ガスは、冷却・凝縮させ
コバルト溶解、又は陰イオン交換の際に用いる塩酸等に
再利用することができる。
【００１６】この様にして作製された高純度コバルト水
溶液からなる電解液のｐＨは、０〜６、好ましくは１〜
４である。ｐＨ０未満では、水素の発生量が多くなり電
流効率が非常に低下するため好ましくない。ｐＨ６を超
えると、コバルトが水酸化コバルトとなり沈殿するので
好ましくない。
溶液からなる電解液のｐＨは、０〜６、好ましくは１〜
４である。ｐＨ０未満では、水素の発生量が多くなり電
流効率が非常に低下するため好ましくない。ｐＨ６を超
えると、コバルトが水酸化コバルトとなり沈殿するので
好ましくない。
【００１７】電解精製における電解液中のコバルト濃度
は、１０〜１６０ｇ／Ｌ、好ましくは３０〜１３０ｇ／
Ｌである。１０ｇ／Ｌ未満では、水素の発生量が多くな
るため電流効率が非常に悪くなり、また電析コバルト中
の不純物濃度も上がるため好ましくない。１６０ｇ／Ｌ
を超えると、塩化コバルトが析出して電析状態に悪影響
を及ぼすため好ましくない。
は、１０〜１６０ｇ／Ｌ、好ましくは３０〜１３０ｇ／
Ｌである。１０ｇ／Ｌ未満では、水素の発生量が多くな
るため電流効率が非常に悪くなり、また電析コバルト中
の不純物濃度も上がるため好ましくない。１６０ｇ／Ｌ
を超えると、塩化コバルトが析出して電析状態に悪影響
を及ぼすため好ましくない。
【００１８】電流密度の範囲は、０．００１〜０．１Ａ
／cm2である。０．００１Ａ／cm2未満では、生産性が低
下し効率的でない。０．１Ａ／cm2を超えると、不純物
濃度が上がり更に電流効率も低くなり好ましくない。
／cm2である。０．００１Ａ／cm2未満では、生産性が低
下し効率的でない。０．１Ａ／cm2を超えると、不純物
濃度が上がり更に電流効率も低くなり好ましくない。
【００１９】電解温度は、１０〜９０℃、好ましくは３
５〜５５℃である。１０℃未満では、電流効率が低下
し、９０℃を超えると、電解液の蒸発が多くなり好まし
くない。
５〜５５℃である。１０℃未満では、電流効率が低下
し、９０℃を超えると、電解液の蒸発が多くなり好まし
くない。
【００２０】カソ−ドとしては、コバルト、チタン板等
を用いる。電解槽の材質は、塩ビ、ポリプロピレン、ポ
リエチレン等が好ましい。なお、電解精製では、カソ−
ドとアノ−ドを隔膜あるいは陰イオン交換膜で仕切り、
アノ−ドから溶出した不純物がカソ−ド側に進入しない
ように、カソ−ド側に陰イオン交換により精製した高純
度塩化コバルト水溶液（カソライトとなる）を少なくと
も間欠的に入れると共にアノ−ド側から不純物濃度の高
いアノライトを少なくとも間欠的に抜き出すことが好ま
しい。この時添加するカソライト量は、少なくとも抜き
出すアノライト量と同等以上であることが好ましい。本
発明において、使用できる隔膜あるいは陰イオン交換膜
は特に限定されないが、隔膜としては、濾布ＰＰ−２０
２０、ＰＰ−１００（安積濾紙（株）製）、テビロン１
０１０、陰イオン交換膜膜としては、アイオナックＭＡ
−３４７５（室町化学（株）製）等が例示される。そし
て、抜き出したアノライトは、塩酸濃度を７〜１２Ｎと
した後、陰イオン交換樹脂に接触させることにより、循
環再利用することができ、これによって電解精製を連続
して行なうことができる。なお、本発明において、少な
くとも間欠的とは、連続又は間欠的ということを意味す
る。電解精製により、電解液中に残存する微量のＵ、Ｔ
ｈ等の放射性元素とコバルトを分離することができる。
を用いる。電解槽の材質は、塩ビ、ポリプロピレン、ポ
リエチレン等が好ましい。なお、電解精製では、カソ−
ドとアノ−ドを隔膜あるいは陰イオン交換膜で仕切り、
アノ−ドから溶出した不純物がカソ−ド側に進入しない
ように、カソ−ド側に陰イオン交換により精製した高純
度塩化コバルト水溶液（カソライトとなる）を少なくと
も間欠的に入れると共にアノ−ド側から不純物濃度の高
いアノライトを少なくとも間欠的に抜き出すことが好ま
しい。この時添加するカソライト量は、少なくとも抜き
出すアノライト量と同等以上であることが好ましい。本
発明において、使用できる隔膜あるいは陰イオン交換膜
は特に限定されないが、隔膜としては、濾布ＰＰ−２０
２０、ＰＰ−１００（安積濾紙（株）製）、テビロン１
０１０、陰イオン交換膜膜としては、アイオナックＭＡ
−３４７５（室町化学（株）製）等が例示される。そし
て、抜き出したアノライトは、塩酸濃度を７〜１２Ｎと
した後、陰イオン交換樹脂に接触させることにより、循
環再利用することができ、これによって電解精製を連続
して行なうことができる。なお、本発明において、少な
くとも間欠的とは、連続又は間欠的ということを意味す
る。電解精製により、電解液中に残存する微量のＵ、Ｔ
ｈ等の放射性元素とコバルトを分離することができる。
【００２１】回収した電析コバルトは、必要に応じて、
エレクトロンビ−ム溶解等の真空溶解方法で溶解し、そ
こに含まれる微量のＮａ、Ｋ等の揮発性元素を取り除く
ことができる。エレクトロンビ−ム溶解は、電極（ここ
では電析コバルト）をまず作製し、それを再溶解して高
純度のインゴットを得る方法である。電極の高温・高真
空下での溶解中に、揮発成分が蒸発する。例えば、次の
条件で、エレクトロンビ−ム溶解が実施される。 ［溶解量５ｋｇの場合］電流：０．７Ａ、電圧：２０Ｋ
Ｖ、真空度：１０-5ｍｍＨｇ、時間：２ｈｒ 以上の操作により製造した高純度コバルト中には、不純
物含有量が少なく、半導体製造用のタ−ゲット材料等と
して好ましい。
エレクトロンビ−ム溶解等の真空溶解方法で溶解し、そ
こに含まれる微量のＮａ、Ｋ等の揮発性元素を取り除く
ことができる。エレクトロンビ−ム溶解は、電極（ここ
では電析コバルト）をまず作製し、それを再溶解して高
純度のインゴットを得る方法である。電極の高温・高真
空下での溶解中に、揮発成分が蒸発する。例えば、次の
条件で、エレクトロンビ−ム溶解が実施される。 ［溶解量５ｋｇの場合］電流：０．７Ａ、電圧：２０Ｋ
Ｖ、真空度：１０-5ｍｍＨｇ、時間：２ｈｒ 以上の操作により製造した高純度コバルト中には、不純
物含有量が少なく、半導体製造用のタ−ゲット材料等と
して好ましい。
【００２２】
【実施例】以下に、本発明の実施例を呈示するが、これ
によって、本発明は、何ら制限されるものではない。
によって、本発明は、何ら制限されるものではない。
【００２３】表１に示すような純度の粗コバルト塊６０
０ｇを、約１２．５Ｌの１１．６Ｎの塩酸水溶液の容器
に装入した。そして、温度を９５℃にあげ７時間後に塩
酸濃度９Ｎ、コバルト濃度５０ｇ／Ｌの塩化コバルト水
溶液を得た。この液１２Ｌを、陰イオン交換樹脂（室町
化学：ＤＯＷＥＸ、２×８）１２Ｌを充填したポリプロ
ピレン製のカラム（１５０ｍｍφ×１２００ｍｍＬ）に
通液し、コバルトを吸着させた後、９Ｎの塩酸１２Ｌで
洗浄した。
０ｇを、約１２．５Ｌの１１．６Ｎの塩酸水溶液の容器
に装入した。そして、温度を９５℃にあげ７時間後に塩
酸濃度９Ｎ、コバルト濃度５０ｇ／Ｌの塩化コバルト水
溶液を得た。この液１２Ｌを、陰イオン交換樹脂（室町
化学：ＤＯＷＥＸ、２×８）１２Ｌを充填したポリプロ
ピレン製のカラム（１５０ｍｍφ×１２００ｍｍＬ）に
通液し、コバルトを吸着させた後、９Ｎの塩酸１２Ｌで
洗浄した。
【００２４】次にコバルトを溶離するために４Ｎの塩酸
１８Ｌを通液した。得られた精製塩化コバルト水溶液
を、ロ−タリ−エバポレ−ション装置を用いて温度１４
０℃で蒸発乾固させた。蒸発乾固物は、ＣｏＣｌ2・２
Ｈ2Ｏであり１６００ｇを得た。これを純水に溶かして
１０Ｌとした。この時のコバルト濃度は、６０ｇ／Ｌで
あった。そして、ＰＨを１に調整した後、この高純度コ
バルト溶液を電解槽に５Ｌ入れ、残りの５Ｌはカソライ
トの供給液として使用した。
１８Ｌを通液した。得られた精製塩化コバルト水溶液
を、ロ−タリ−エバポレ−ション装置を用いて温度１４
０℃で蒸発乾固させた。蒸発乾固物は、ＣｏＣｌ2・２
Ｈ2Ｏであり１６００ｇを得た。これを純水に溶かして
１０Ｌとした。この時のコバルト濃度は、６０ｇ／Ｌで
あった。そして、ＰＨを１に調整した後、この高純度コ
バルト溶液を電解槽に５Ｌ入れ、残りの５Ｌはカソライ
トの供給液として使用した。
【００２５】次に、電流密度０．０２Ａ／cm2、温度５
０℃とし、粗コバルト板をカソ−ドとして電解精製をお
こなった。この時、アノ−ド側とカソ−ド側は隔膜（安
積濾紙（株）製，ＰＰ２０２０）で区切った。カソ−ド
側には、高純度塩化コバルト水溶液を供給速度１２０ｍ
Ｌ／ｈｒで供給し、アノ−ド側から同じ速度で抜き出し
た。４０ｈｒ後、得られた電析物は、８３ｇであり、収
率は９５％であった。この電析コバルトをＥＢ溶解して
７９ｇの高純度コバルトを得た。この時の収率も９５％
であった。以上の操作により得られたコバルトの純度
を、表１に示す。
０℃とし、粗コバルト板をカソ−ドとして電解精製をお
こなった。この時、アノ−ド側とカソ−ド側は隔膜（安
積濾紙（株）製，ＰＰ２０２０）で区切った。カソ−ド
側には、高純度塩化コバルト水溶液を供給速度１２０ｍ
Ｌ／ｈｒで供給し、アノ−ド側から同じ速度で抜き出し
た。４０ｈｒ後、得られた電析物は、８３ｇであり、収
率は９５％であった。この電析コバルトをＥＢ溶解して
７９ｇの高純度コバルトを得た。この時の収率も９５％
であった。以上の操作により得られたコバルトの純度
を、表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
（１）５Ｎ以上の高純度コバルトが、陰イオン交換法−
電解精製法、そして必要に応じて真空溶解法を組み合わ
せることにより、品質が安定してかつ操作が容易に、し
かも低コストで得ることができる。 （２）得られた高純度コバルトは、半導体デバイス製造
用のタ−ゲット材料等として好適に用いられる。
電解精製法、そして必要に応じて真空溶解法を組み合わ
せることにより、品質が安定してかつ操作が容易に、し
かも低コストで得ることができる。 （２）得られた高純度コバルトは、半導体デバイス製造
用のタ−ゲット材料等として好適に用いられる。
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくともＦｅ及び／又はＮｉを不純物
として含有し、塩酸濃度が７〜１２Ｎの塩化コバルト水
溶液を、陰イオン交換樹脂と接触させコバルトを吸着さ
せた後、１〜６Ｎの塩酸を用いてコバルトを溶離し、得
られた溶離液を蒸発乾固又は濃縮した後、ｐＨ＝０〜６
の高純度塩化コバルト水溶液とし、該水溶液を電解液と
して電解精製により電析コバルトを得ることを特徴とす
る高純度コバルトの製造方法。 - 【請求項２】 電解精製において、アノ−ドとカソ−ド
を隔膜あるいは陰イオン交換膜で仕切り、かつ、高純度
塩化コバルト水溶液を少なくとも間欠的にカソ−ド側に
入れると共にアノライトを少なくとも間欠的に抜き出す
ことを特徴とする請求項１記載の高純度コバルトの製造
方法。 - 【請求項３】 抜き出したアノライトの塩酸濃度を７〜
１２Ｎとした後、陰イオン交換樹脂に接触させることを
特徴とする請求項２記載の高純度コバルトの製造方法。 - 【請求項４】 電析コバルトを更に真空溶解することを
特徴とする請求項１乃至請求項３記載の高純度コバルト
の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8083195A JPH08253888A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 高純度コバルトの製造方法 |
| DE19609439A DE19609439A1 (de) | 1995-03-14 | 1996-03-11 | Verfahren zum Erzeugen von hochreinem Kobalt und Sputtering-Targets aus hochreinem Kobalt |
| US08/615,005 US5667665A (en) | 1995-03-14 | 1996-03-12 | Process of producing high purity cobalt |
| US08/790,033 US5810983A (en) | 1995-03-14 | 1997-01-28 | High purity cobalt sputtering targets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8083195A JPH08253888A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 高純度コバルトの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08253888A true JPH08253888A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=13729357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8083195A Withdrawn JPH08253888A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 高純度コバルトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08253888A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6391172B2 (en) | 1997-08-26 | 2002-05-21 | The Alta Group, Inc. | High purity cobalt sputter target and process of manufacturing the same |
| JP2003512525A (ja) * | 1999-10-15 | 2003-04-02 | ビーエイチピー ミネラルズ インターナショナル インコーポレイテッド | 酸化物鉱浸出スラリーからのニッケルおよびコバルト回収のためのパルプ内樹脂法 |
| KR100813816B1 (ko) * | 2000-09-29 | 2008-03-17 | 소니 가부시끼 가이샤 | 고순도 철 및 고순도 철 타겟 |
| KR100817003B1 (ko) * | 2000-09-29 | 2008-03-27 | 소니 가부시끼 가이샤 | 고순도 코발트 및 고순도 코발트 타겟 |
| US20140178790A1 (en) * | 2011-08-08 | 2014-06-26 | Showa Denko K.K. | Process for producing oxygen reducing catalyst and uses thereof |
| JP2020169358A (ja) * | 2019-04-03 | 2020-10-15 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | ジルコニウムの精製方法およびジルコニウムの精製装置 |
-
1995
- 1995-03-14 JP JP8083195A patent/JPH08253888A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6391172B2 (en) | 1997-08-26 | 2002-05-21 | The Alta Group, Inc. | High purity cobalt sputter target and process of manufacturing the same |
| US6585866B2 (en) | 1997-08-26 | 2003-07-01 | Honeywell International Inc. | High purity cobalt sputter target and process of manufacturing the same |
| JP2003512525A (ja) * | 1999-10-15 | 2003-04-02 | ビーエイチピー ミネラルズ インターナショナル インコーポレイテッド | 酸化物鉱浸出スラリーからのニッケルおよびコバルト回収のためのパルプ内樹脂法 |
| KR100813816B1 (ko) * | 2000-09-29 | 2008-03-17 | 소니 가부시끼 가이샤 | 고순도 철 및 고순도 철 타겟 |
| KR100817003B1 (ko) * | 2000-09-29 | 2008-03-27 | 소니 가부시끼 가이샤 | 고순도 코발트 및 고순도 코발트 타겟 |
| US20140178790A1 (en) * | 2011-08-08 | 2014-06-26 | Showa Denko K.K. | Process for producing oxygen reducing catalyst and uses thereof |
| US9780385B2 (en) * | 2011-08-08 | 2017-10-03 | Showa Denko K.K. | Process for producing oxygen reducing catalyst and uses thereof |
| JP2020169358A (ja) * | 2019-04-03 | 2020-10-15 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | ジルコニウムの精製方法およびジルコニウムの精製装置 |
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