湿法冶金中钽铌分离技术综述(最终).doc

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1、湿法冶金中钳锯分离技术综述摘要钥锐化学性质相似，在£

2、然界中相互共生，因此极难将其分离。多年来，钮锐分离方法涉及到使用如仲辛醇、二（2■乙基己基）磷酸（DEHPA）＞丙氨酸336、甲基异丁基酮（MIBK）、磷酸三丁酯（TBP）或环已酮等溶剂提取剂进行苹取，从五氟锐酸钾水合物屮分级结晶制取氟钮酸钾，不过此种方法已经被含氟化物溶液的溶剂萃取方法取而代Z。木文各种不同工艺给予详细评价，包括钳探原矿石的分解处理、萃取和分离以及最新的萃取工艺，对不同萃取技术进行了讨论。1.引言锯化学符号Nb,英国化学家查理斯•哈契特

3、（1765-1847）于1801年发现,锯是一种稀有过渡金属，柔软、灰色并有一定韧性，通常用于超导磁铁、纪念币、医疗设备、珠宝、电弧管密封、电容器、光学透镜、气压计、原了能应用、射频超导腔、电了辐射探测器，也可用于钦基、钻基及铁基超合金屮，这些超合金通常使用在喷气发动机部件、火箭部件、耐热设备及阻燃设备屮。钮化学符号Ta,瑞典化学家埃克贝格（1767■⑻3）于1802年发现，钮是一种蓝灰色并且很硬、有光泽的稀有过渡金属，一般川于合金和钮丝、外科仪器、反应容器和管材、超高频电了管、透镜、真空炉部件以及手表屮，

4、另外由于钮具有化学情性，作为钳的替代品被用于电容器屮。甸铁矿、钮铁矿、甸钮铁矿、烧绿石及黑稀金矿成为钮锐的主要原矿石，矿藏主要集屮分布在加拿大、巴西、尼日利亚、扎伊尔和俄罗斯。钮觇这两种元素化学性质相似，因此在白然界相互共生，二者的氧化物化学性质相似,原了半径几乎相同，因此从钮屮将银分离出来非常困难。多年来钳锯分离的工业技术采用分层结晶法把钮（七氟钮酸钾）从锭（一水合五氟氧锐酸钾）中提取出来，徳马里尼亚于1X66年发明此工艺，今天这种工艺方法已经被溶剂萃取法（对含氟化物的钮溶液进行溶剂萃取）所代替。2.原矿

5、石的分解处理为了分解原矿石，已经开发出多道化学处理操作规程，其中许多工艺方法已经用于商业生产，而另外一些处于批量测试阶段，还有少量处在实验室试验阶段。所有这些过程实质上可以分为金属或化合物还原工艺、氯化处理工艺、加碱熔化工艺以及酸溶解（过滤）工艺。2.1还原过稈钮觇原精矿矿石，特别是烧绿石和钢钮铁矿分解处理最简单的方法Z—是铝热、碳热还原反应，即使用铝或碳、添加或者不加入铁或铁氧化物育接进行还原。2.1.1铝热、碳热还原反应铝热还原反应能释放出大量热量，即使在室温条件下在热力学上也是可行的。在铝热还原期间，

6、所有氧化物具有的H由能比还原成金属态并熔结成铁合金的氧化铝要少，某些报告屮将熔结的铁合金称为渣相。碳热还原反应在高温下（一般超过1500°C）热力学是可行的，实质上是高度吸热。此外，钮和覩可以和过量的碳发生化学反应，形成钮锯碳化物。因此，铝热还原反应后的产品通常是铁合金，而碳热还原反应可能使全部钮和锐与精矿投料中存在的许多其它元素生成一种铁合金或碳化物合金块。2.2氯化处理氯化处理是对含多种难熔金屈，哄至某些非常诱人的常丿IJ金属的矿石和精矿进行分解的过稈，氯化处理的重要特点包括氯的高活性，多数氯化物具有高

7、挥发性和高水溶性，因而精矿中多成分相对容易气化。由于不同成分的蒸汽压力不同，或者在蛍还原过稈中与氧和/或水蒸气反应的活性存在差异，因此形成的氯化物也会轻易地分离出來。氯化处理过程不仅适用于矿石或精矿分解，而且适用于精矿屮不同伴生元素的分离/提纯，也适用于将其还原成金属态。2.3碱熔化碱熔化也是矿石或精矿分解的T序Z—。许多受调查者大量使用碱性熔剂，例如火碱、纯碱、苛性碱、草碱以及它们的混合物，并且其屮添加或不添加硝酸钠和过氧化钠等氧化剂。碱熔化与酸洗结合使用，是T业规模生产屮首先采用的方法乙一，可实现钢铁矿

8、和钳铁矿精矿同时分离，并滤出铁、镭、锡、钛和硅，提升钮锯价值。2.4酸洗酸洗是将固体物料溶解并去除某些材料的过程。在化学过程屮工业使用酸洗方法，但工艺上通常称为萃取，经常会使用有机溶剂。在T业酸洗屮，溶剂和固体物混合，要考虑到接近平衡，然麻将这两相分离。通常液体和固体会反方向地运动到相邻工序。溶剂相，称为萃取，当反向接触富溶质网体物时就会变成浓缩物。残液相可溶解材料会变得较少，这是因为残液相向着新鲜溶剂相运动。3•钮、锯的萃取和分离3.1萃取和分离过程矿石分解处理Z麻，可以获得Ta?。：和Nbg的混合物。工

9、艺第一步是氢氟酸和氧化物的反应：Ta2O5+14HF—2H2[TaF7]+5H2O(1)Nb2O5+10HFf2H2[NbOF5]+3H2O(2)瑞士化学家马利格纳克开发的首次工业分离技术使用了水屮钮和银复合氟化物、五氟觇酸钾水合物(K2[NbOF5]>H2O)及氟钳酸钾(K2[TaF7])Zl'uJ的溶解度养异。最新工艺是从有机溶剂如辛醇、二(2■乙基己基)磷酸(DEHPA)、丙氨酸336、甲基异丁基酮(MIB