钽铌冶金课件

第一章钽铌冶金概述1.1钽铌冶金简史1.2钽铌及其主要化合物的性质1.3钽铌及其化合物的用途1.4钽铌冶金的原料1.1钽铌冶金简史（1）

1801年英国化学家哈特契特发现元素铌；1802年瑞典化学家埃卡别尔格发现了元素钽。（2）

1865年瑞士化学家马利尼亚克发明了钽铌分离的分步结晶法。（3）1866年，在高温下用氢还原五氯化铌首先得到了金属铌。（4）1903年，用钠还原钽氟络盐制备了可锻金属钽。（5）1922年，熔盐电解生产钽粉成功，使钽的生产达到工业规模。（6）1944年发明了铌的碳还原法，奠定了铌的工业生产基础1.2钽铌及其主要化合物的性质（1）

抗普通酸碱的浸蚀，只溶于氢氟酸及其混酸中；加热时容易吸收氢、氧和氮等气体。（2）

钽铌氧化物；钽铌酸盐（K、Na）；（3）钽铌氟化物；（4）钽铌的氯化物；（5）钽铌碳化物（TaC、Ta2C）1.4钽铌冶金的原料钽铌酸盐类（1）（钽铁矿和铌铁矿）(Mn,Fe)(Ta,Nb)2O6（2）褐钇铌矿{(Y)(Nb,Ta)O4}（3）

钽锡矿（SnTa2O7）钛钽铌酸盐类（4）黄绿石和细晶石{(Na,Ca...)2(Me,Ti...)2O6(F,OH)}（5）铈铌钙钛矿{(Na,Ca,Ce...)2(Ti,Nb)2O6}（6）黑稀金矿{(Y,Ca,Ce,U,Th...)2(Nb,Ta,Ti)2O6}第二章钽铌精矿的分解2.1氢氟酸-硫酸分解法2.2氯化法2.3碱熔融法2.1氢氟酸-硫酸分解法（1）-主要化学反应主要反应Fe(MeO3)2+16HF=2H2MeF7+FeF2+6H2OMn(MeO3)2+16HF=2H2MeF7+MnF2+6H2O副反应Fe2O3+12HF=2H3FeF6+3H2OSnO2+6HF=H2SnF6+2H2OTiO2+6HF=H2TiF6+2H2OWO3+8HF=H2WF8+3H2OSiO2+6HF=H2SiF6+2H2OU3O8+8HF=2UO2F2+UF4↓+4H2OUO22++4HF+2Fe2+=2Fe3++UF4↓+2H2ORE2O3+6HF+2REF3↓+3H2O2.1氢氟酸-硫酸分解法（2）-工业实践（1）先将计量好的工业氢氟酸和硫酸加入分解槽内，边搅拌边将90%<43μm的精矿慢慢加入分解槽，控制温度在80℃，保温4~6小时。（2）氢氟酸用量为理论量的105~110%；1kg(Ta+Nb)2O5加入0.73kgH2SO4；（3）

滤渣用2%氢氟酸洗涤；滤液用氢氟酸和硫酸调整酸度供萃取用。（4）分解槽材质为镍钼合金，或者是衬铅或衬橡胶带夹套蒸汽加热的分解槽。2.2氯化法（2）-工艺流程2.3碱熔融法（1）-钠碱熔融基本原理钠碱熔融反应Fe(Mn)[(Ta,Nb)O3]2+10NaOH=2Na5(Ta,Nb)O5+Fe(Mn)O+5H2OFeTiO3+2NaOH=Na2TiO3+FeO+H2OFe2O3+2NaOH=2NaFeO2+H2OMnO2+2NaOH=Na2MnO3+H2OFe(Mn)WO4+2NaOH=Na2WO4+Fe(Mn)O+H2OAl2O3+2NaOH+2NaAlO2+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSnO2+2NaOH=Na2SnO3+H2O热水浸出：水相-Na2WO4、2NaAlO2、Na2SiO3、Na2SnO3；渣相-Na5(Ta,Nb)O5、Na2TiO3、Fe2O3、MnO2盐酸分解：2Na5(Ta,Nb)O5+10HCl=(Ta,Nb)2O5.5H2O+10NaCl;

MnO2和Fe2O3溶于盐酸中与钽铌分离，而钛与钽铌混在一起2.3碱熔融法（2）-工艺流程2.3碱熔融法（3）-工业实践苛性钠熔融法(1)熔融：精矿(-100目):(90%NaOH+10%Na2CO3)=1:3;熔融温度800~850℃；保温时间10~15min。(2)水浸：L/S=3~4;T=90~100℃；(3)盐酸分解：盐酸浓度20%；L/S=4；T=100~120℃；苛性钾熔融法(1)熔融:精矿:碱=1:2~3;熔融温度700~750℃;保温时间60min(2)水浸：L/S=4;T=100℃;溶液中钽铌浓度:45g/l(Ta,Nb)2O5(3)盐酸分解：盐酸浓度1:1;L/S=6;T=100℃;盐酸用理论量的2倍。第三章钽铌纯化合物的制取3.1有机溶剂萃取法3.2氯化物精镏法3.3分步结晶法3.4离子交换法分离钽、铌和钛3.5选择还原法3.1有机溶剂萃取法（1）-萃取剂及萃取体系3.1有机溶剂萃取法（1）-萃取剂及萃取体系3.1有机溶剂萃取法（2）-工艺流程3.1有机溶剂萃取法（2）-工艺设备3.1有机溶剂萃取法（3）-影响萃取因素(1)氢氟酸和硫酸浓度(2)原液中钽铌浓度及其比例(3)萃取相比对钽铌萃取率的影响3.1有机溶剂萃取法（3）-影响萃取因素3.2氯化物精镏法3.2.1TaCl5和NbCl5的沸点分别为234℃和248.3℃：3.2.2原料如有氧氯化物则先在350℃用CCl4氯化3.2.3预精镏，将钽铌与杂质分开；主精镏制取高纯铌的氯化物和钽的富集物；3.2.4精镏钽镏分，制取纯氯化钽3.3分步结晶法第四章金属钽和金属铌的制备4.1钠还原氟钽酸钾生产金属钽粉