Verfahren zur Anreicherung oder Trennung von Niob und Tantal Die Elemente
Niob und Tantal kommen im allgemeinen in der Natur vergesellschaftet vor. Die übliche
Aufbereitung ider Erze und die Trennung dieser beiden im chemi-scihen Verhalten,
ähnlichen Elemente führt über einen Fluß.säureaufsch.luß zui Albtrennung des schwerlöslichen
Kaliumtantalfluorids K2 Ta F7 von dem leichter löslichen Kaliumnioboxyfluorid K2
NbO F5. Wegen der immerhin noch beachtlichen Löslichkeit des Kaliumtantalfluorids
bleibt hierbei aber auch noch eine bedeutende Menge Tantal in Lösung. Der aus dem
Filtrat des Niederschlags des Kaliumtantalfluorids beispielsweise mit Ammoniak abgeschiedenen
Niobsäureniederschlag enthält daher je nach den Arbeitsbedin:gungen noch etwa 5
Ibis 201/o Tantalsäure. Es stößt daher auf erhebliche Schwierigkeiten, nach den
bekannten Verfahren ein tatalfreies Niob zu gewinnen. Ein analytisches Verfahren,
aus Lösungen mit einem Gehalt an Tantal und Niob durch Behandlung mit Tannin oder
Phenylarsinsäure das Tantal bevorzugt auszufällen, hat für ein technisches Trennungsverfahren
schon im Hinblick auf dieKostspieligkeit @derReagenzien keineBedeutung.Process for the enrichment or separation of niobium and tantalum The elements
Niobium and tantalum generally occur together in nature. The usual
Processing of the ores and the separation of these two in chemical behavior,
Similar elements lead via a hydrofluoric acid digestion to the separation of the poorly soluble
Potassium tantalum fluoride K2 Ta F7 from the more soluble potassium niobium oxyfluoride K2
NbO F5. Because of the still considerable solubility of potassium tantalum fluoride
however, a significant amount of tantalum remains in solution. The one from the
Filtrate of the precipitate of potassium tantalum fluoride deposited with ammonia, for example
Niobic acid precipitate therefore still contains about 5, depending on the working conditions
Ibis 201 / o tantalic acid. It therefore encounters considerable difficulties after the
known method to win a death-free niobium. An analytical process,
from solutions containing tantalum and niobium by treatment with tannin or
Phenylarsinic acid to preferentially precipitate the tantalum has for a technical separation process
Already in view of the costliness of the reagents no meaning.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus dem erwähnten Erdsäurenniederschlag
mit einem Gehalt von ;beispielsweise 5 bis 2o '/o. Tantalsäure das Niob .in tantalfreier
Form zu gewinnen.The invention is based on the object from the above-mentioned earth acid precipitate
with a content of; for example 5 to 20%. Tantalic acid the niobium .in tantalum-free
To gain shape.
Die Lösung der Aufgabe beruht auf einer Auswertung der Beobachtung,
daß die N iobkomplexe eine größere Bildungsaffinität besitzen als die Tantalkomplexe.
Behandelt man einen Erdsäur eniederschlag, der Niob und Tantal enthält, in Gegenwart
eines Komplexbildners mit einem -lösenden Mittel, beispielsweise verdünnter Salzsäure,
dann geht das Niob bevorzugt in Lösung, während sich das Tantal im Niederschlag
anreichert.
Die Komplexbildner bilden hierbei Komplexsalze, worunter
im üblichen Sinne Salze verstanden sind, die nicht nur im festen Zustand beständig,
sondern auch in der Lösung mehr oder weniger stabil sind, zum Unterschied von Doppelsalzen,
bei denen man die Verbindung nur .in festem Zustand kennt, während sie in wäßriger
Lösung vollständig in Ionen zerfällt. Als Komplexbi-Idner kommen bei dem Verfahren
der Erfindung organische Stoffe, z. B. Dikanbonsäuren, wie Oxalsäure und Oxykarbonsäuren,
und anorganische Verbindungen, wie Wasserstoffperoxyd, in Betracht, das Peroxokomplexe
bildet, also Verbindungen, in denen Sauerstoffatomedurch die Peroxogruppe 0-O ersetzt
sind.The solution to the task is based on an evaluation of the observation,
that the nicob complexes have a greater affinity for formation than the tantalum complexes.
Treating an earth acid precipitate containing niobium and tantalum in the presence
a complexing agent with a solvent, for example dilute hydrochloric acid,
then the niobium preferentially goes into solution, while the tantalum is in the precipitate
enriches.
The complexing agents form complex salts, including
in the usual sense salts are understood that are not only stable in the solid state,
but are also more or less stable in the solution, in contrast to double salts,
where the compound is only known in a solid state, while it is known in a watery state
Solution completely disintegrates into ions. As complex identifiers come in the process
the invention organic substances, e.g. B. dicarboxylic acids, such as oxalic acid and oxycarboxylic acids,
and inorganic compounds such as hydrogen peroxide, the peroxo complex
forms, i.e. compounds in which oxygen atoms are replaced by the peroxo group 0-O
are.
Bei niobreichen Ausgangsstoffen ei@hällt man so in einem Arbeitsgang
ein Niob mit einem Reinheitsgrad von 9g °/o und höher. Gegebenenfalls läßt sich
aus der Lösung nach an sich bekannten Verfahren ein Niederschlag ausscheiden und
dieser nochmals mit einem Lösungsmittel, das einen Komplexbildner enthält, behandeln
und so der Reinheitsgrad weiter steigern. Man kann aber auch den Komplexibildner
in der Lösung stufenweise zerstören, beispielsweise Oxalsä'ure durch A,ufoxydieren,
und so eine tantalreiche Fällung erhalten.In the case of non-bio-rich raw materials, you can do this in one step
a niobium with a purity of 9g% and higher. If necessary, can
precipitate and precipitate from the solution according to processes known per se
treat this again with a solvent that contains a complexing agent
and thus further increase the degree of purity. But you can also use the complex builder
gradually destroy in the solution, for example oxalic acid by A, ufoxidize,
and thus obtain a precipitate rich in tantalum.
Das Verfahrender Erfindung sei noch an einem Beispiel erläutert. Die
nach üblichen Verfahren gefällten Erdsäuren mit einem Gehalt von insgesamt ioo Gewichtsteilen
Niobpentoxyd. und Tantalpentoxyd wenden mit i8oo Gewichtsteilen 2n-Salzsäure und
i8o Gewichtsteilen Oxalsäure@dihydrat versetzt. Dann wird unter Rühren 'während,
6 Stunden auf 6o° erwärmt. Nach oder Abtrennung des verbleibenden Rückstandes ergeben
sich für die Zusammensetzung von Lösung und Rückstand die in der folgenden. Zusammenstellung
gegebenen Werte, wobei sich die angegebenen Prozentgehalte auf die Oxydsumme -von
Nidb und Tantal beziehen.
Eingesetzter Zusammensetzung
Erdsäurenniederschlag der Lösung des Rückstandes
°% Nb20a °% Taz0s °@o Nb20s °@° Ta2fls °@° Nb20s °% Taz0a
78 22 go 1o 66 34
9= 9 99 I 84 16
Bei Wiederholung des Verfahrens ,geht also das Niab schließlich praktisch tantalfrei
in Lösung. Der verbleibende Rückstand .ist dann tantalreicher geworden. Er kann
nochmals mit Salzsäure und Oxylsäure behandelt werden oder wird in den Fluoridtrennungsprozeß,
zurückgegeben; hierbei wird dann ein. Teil des Tantal<s als Kailitumtantalfluori,d
abgetrennt, während die verbleibende niobreiche Lösung erneut der Oxalsäuretrennung
zugeführt wird.The method of the invention will be explained using an example. The earth acids precipitated by conventional methods with a total content of 100 parts by weight of niobium pentoxide. and tantalum pentoxide are mixed with 180 parts by weight of 2N hydrochloric acid and 180 parts by weight of oxalic acid dihydrate. The mixture is then heated to 60 ° for 6 hours while stirring. After or after the remaining residue has been separated off, the composition of the solution and residue is as follows. The values given are compiled, the percentages given refer to the sum of oxides of Nidb and tantalum. Inserted composition
Earth acid precipitate on the solution of the residue
°% Nb20a °% Taz0s ° @ o Nb20s ° @ ° Ta2fls ° @ ° Nb20s °% Taz0a
78 22 go 1o 66 34
9 = 9 99 I 84 16
If the process is repeated, the niab finally goes into solution practically free of tantalum. The remaining residue has then become richer in tantalum. It can be treated again with hydrochloric acid and oxylic acid or is returned to the fluoride separation process; here is then a. Part of the tantalum is separated off as potassium tantalum fluorine, while the remaining niobium-rich solution is fed back to the oxalic acid separation process.
Das Verfahren der Erfindung .ist also eine wertvolle Ergänzung der
bisher üblichen Fluoridfällung, indem aus den tantalarmen Lösungen das Niob in reiner
Form gewonnen wird. Durch Vereinigung .der Fluoridfällung und des Verfahrens der
Erfindung können also Niob-Tantal-Gemische in einfacher Weise völlig in die Bestandteile
Nieb und Tantal zerlegt werden.The method of the invention .is a valuable addition to the
Up to now usual fluoride precipitation, by converting the niobium in pure form from the low-tantalum solutions
Form is obtained. By combining fluoride precipitation and the process of
According to the invention, niobium-tantalum mixtures can easily be completely incorporated into the constituents
Nieb and tantalum are dismantled.
Dabei bietet sich noch ein besonderer Vorteil, daß Elemente wie Wolfram
und Titan, die häufige Begleiter in Niob und Tantal enthaltenden Erzen darstellen,
im Niederschlag bleiben sind es so zum Unterschied von den bekannten Verfahren gelingt,
Niob auch von diesen Metallen leicht abzutrennen.There is also a particular advantage that elements such as tungsten
and titanium, which are common companions in ores containing niobium and tantalum,
Remaining in the precipitation it succeeds in contrast to the known methods,
Niobium can also be easily separated from these metals.