鉭鈮冶金課件

第一章鉭鈮冶金概述1.1鉭鈮冶金簡史1.2鉭鈮及其主要化合物的性質(zhì)1.3鉭鈮及其化合物的用途1.4鉭鈮冶金的原料1.1鉭鈮冶金簡史（1）

1801年英國化學(xué)家哈特契特發(fā)現(xiàn)元素鈮；1802年瑞典化學(xué)家埃卡別爾格發(fā)現(xiàn)了元素鉭。（2）

1865年瑞士化學(xué)家馬利尼亞克發(fā)明了鉭鈮分離的分步結(jié)晶法。（3）1866年，在高溫下用氫還原五氯化鈮首先得到了金屬鈮。（4）1903年，用鈉還原鉭氟絡(luò)鹽制備了可鍛金屬鉭。（5）1922年，熔鹽電解生產(chǎn)鉭粉成功，使鉭的生產(chǎn)達到工業(yè)規(guī)模。（6）1944年發(fā)明了鈮的碳還原法，奠定了鈮的工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)1.2鉭鈮及其主要化合物的性質(zhì)（1）

抗普通酸堿的浸蝕，只溶于氫氟酸及其混酸中；加熱時容易吸收氫、氧和氮等氣體。（2）

鉭鈮氧化物；鉭鈮酸鹽（K、Na）；（3）鉭鈮氟化物；（4）鉭鈮的氯化物；（5）鉭鈮碳化物（TaC、Ta2C）1.4鉭鈮冶金的原料鉭鈮酸鹽類（1）（鉭鐵礦和鈮鐵礦）(Mn,Fe)(Ta,Nb)2O6（2）褐釔鈮礦{(Y)(Nb,Ta)O4}（3）

鉭錫礦（SnTa2O7）鈦鉭鈮酸鹽類（4）黃綠石和細晶石{(Na,Ca...)2(Me,Ti...)2O6(F,OH)}（5）鈰鈮鈣鈦礦{(Na,Ca,Ce...)2(Ti,Nb)2O6}（6）黑稀金礦{(Y,Ca,Ce,U,Th...)2(Nb,Ta,Ti)2O6}第二章鉭鈮精礦的分解2.1氫氟酸-硫酸分解法2.2氯化法2.3堿熔融法2.1氫氟酸-硫酸分解法（1）-主要化學(xué)反應(yīng)主要反應(yīng)Fe(MeO3)2+16HF=2H2MeF7+FeF2+6H2OMn(MeO3)2+16HF=2H2MeF7+MnF2+6H2O副反應(yīng)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氫氟酸-硫酸分解法（2）-工業(yè)實踐（1）先將計量好的工業(yè)氫氟酸和硫酸加入分解槽內(nèi)，邊攪拌邊將90%<43μm的精礦慢慢加入分解槽，控制溫度在80℃，保溫4~6小時。（2）氫氟酸用量為理論量的105~110%；1kg(Ta+Nb)2O5加入0.73kgH2SO4；（3）

濾渣用2%氫氟酸洗滌；濾液用氫氟酸和硫酸調(diào)整酸度供萃取用。（4）分解槽材質(zhì)為鎳鉬合金，或者是襯鉛或襯橡膠帶夾套蒸汽加熱的分解槽。2.2氯化法（2）-工藝流程2.3堿熔融法（1）-鈉堿熔融基本原理鈉堿熔融反應(yīng)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熱水浸出：水相-Na2WO4、2NaAlO2、Na2SiO3、Na2SnO3；渣相-Na5(Ta,Nb)O5、Na2TiO3、Fe2O3、MnO2鹽酸分解：2Na5(Ta,Nb)O5+10HCl=(Ta,Nb)2O5.5H2O+10NaCl;

MnO2和Fe2O3溶于鹽酸中與鉭鈮分離，而鈦與鉭鈮混在一起2.3堿熔融法（2）-工藝流程2.3堿熔融法（3）-工業(yè)實踐苛性鈉熔融法(1)熔融：精礦(-100目):(90%NaOH+10%Na2CO3)=1:3;熔融溫度800~850℃；保溫時間10~15min。(2)水浸：L/S=3~4;T=90~100℃；(3)鹽酸分解：鹽酸濃度20%；L/S=4；T=100~120℃；苛性鉀熔融法(1)熔融:精礦:堿=1:2~3;熔融溫度700~750℃;保溫時間60min(2)水浸：L/S=4;T=100℃;溶液中鉭鈮濃度:45g/l(Ta,Nb)2O5(3)鹽酸分解：鹽酸濃度1:1;L/S=6;T=100℃;鹽酸用理論量的2倍。第三章鉭鈮純化合物的制取3.1有機溶劑萃取法3.2氯化物精鎦法3.3分步結(jié)晶法3.4離子交換法分離鉭、鈮和鈦3.5選擇還原法3.1有機溶劑萃取法（1）-萃取劑及萃取體系3.1有機溶劑萃取法（1）-萃取劑及萃取體系3.1有機溶劑萃取法（2）-工藝流程3.1有機溶劑萃取法（2）-工藝設(shè)備3.1有機溶劑萃取法（3）-影響萃取因素(1)氫氟酸和硫酸濃度(2)原液中鉭鈮濃度及其比例(3)萃取相比對鉭鈮萃取率的影響3.1有機溶劑萃取法（3）-影響萃取因素3.2氯化物精鎦法3.2.1TaCl5和NbCl5的沸點分別為234℃和248.3℃：3.2.2原料如有氧氯化物則先在350℃用CCl4氯化3.2.3預(yù)精鎦，將鉭鈮與雜質(zhì)分開；主精鎦制取高純鈮的氯化物和鉭的富集物；3.2.4精鎦鉭鎦分，制取純氯化鉭3.3分步結(jié)晶法第四章金屬鉭和金屬鈮的制備4.1鈉還原氟鉭酸鉀生產(chǎn)金屬鉭粉