钽铌冶金.ppt

第一章钽铌冶金概述
钽铌冶金简史
钽铌及其主要化合物的性质
钽铌及其化合物的用途
钽铌冶金的原料
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
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)
钽铌及其化合物的用途
(1) 电子工业(~70%的钽)
(2) 钢铁工业
(3) 化学工业
(4) 原子能工业
(5)航天航空
(6)硬质合金
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
氢氟酸-硫酸分解法
氯化法

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+6H2O
Mn(MeO3)2+16HF=2H2MeF7+MnF2+6H2O
副反应
Fe2O3+12HF=2H3FeF6+3H2O
SnO2+6HF=H2SnF6+2H2O
TiO2+6HF=H2TiF6+2H2O
WO3+8HF=H2WF8+3H2O
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
U3O8+8HF=2UO2F2+UF4↓+4H2O
UO22++4HF+2Fe2+=2Fe3++UF4↓+2H2O
RE2O3+6HF+2REF3↓+3H2O
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);
(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。
氯化法(1)-基本原理
Nb2O5+3Cl2+=2NbOCl3+(∆G01000k=-417kj)
Nb2O5+5Cl2+=2NbCl5+
Ta2O5+5Cl2+=2TaCl5+
TiO2+2Cl2+C=TiCl4+CO2 (∆G01000k=-248kj)
Ce2O3+3Cl2+=2CeCl3+(∆G01000k=-1610kj)
CO2+C=2CO
Nb2O5+3Cl2+3CO=2NbOCl3+3CO2 (∆G01000k=-407kj)
TiO2+2Cl2+2CO=TiCl4+2CO2 (∆G01000k=-1221kj)
氯化法(2)-工艺流程