RU2611869C1 - Method of producing highly pure tantalum oxide from tantalum-containing solutions - Google Patents
Method of producing highly pure tantalum oxide from tantalum-containing solutions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611869C1 RU2611869C1 RU2015150738A RU2015150738A RU2611869C1 RU 2611869 C1 RU2611869 C1 RU 2611869C1 RU 2015150738 A RU2015150738 A RU 2015150738A RU 2015150738 A RU2015150738 A RU 2015150738A RU 2611869 C1 RU2611869 C1 RU 2611869C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tantalum
- extraction
- hydroxide
- washing
- solution
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G35/00—Compounds of tantalum
- C01G35/003—Preparation involving a liquid-liquid extraction, an adsorption or an ion-exchange
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химических технологий, в частности, к способам получения высокочистых оксидов из кислых растворов содержащих тантал, которые могут быть получены, например, при выщелачивании колумбитовых и танталитовых концентратов растворами фтористоводородной и/или других минеральных кислот, а также в других способах получения оксидов тантала из танталсодержащего сырья.The invention relates to the field of chemical technologies, in particular, to methods for producing high-purity oxides from acid solutions containing tantalum, which can be obtained, for example, by leaching columbite and tantalite concentrates with solutions of hydrofluoric and / or other mineral acids, as well as in other methods for producing oxides tantalum from tantalum-containing raw materials.
Высокочистые металлический тантал и его оксид приобретают все более важное значение в электронной промышленности для получения усовершенствованных электронных материалов, используемых при изготовлении таких приборов, как поверхностные акустические волновые фильтры, пироэлектрические датчики инфракрасного излучения и оптоэлектрические приборы.High-purity tantalum metal and its oxide are becoming increasingly important in the electronics industry to produce advanced electronic materials used in the manufacture of devices such as surface acoustic wave filters, pyroelectric infrared sensors, and optoelectric devices.
Танталовые конденсаторы широко применяются в аэрокосмическом приборостроении, автомобильной электронике, сотовых телефонах, компьютерах, и других электронных устройствах. Они незаменимы в электронной аппаратуре специального назначения, где требуется особая надежность. Танталовые конденсаторы, по сравнению с другими видами конденсаторов, обладают большей емкостью на единицу объема, широким диапазоном рабочих температур (-60°С до 200°С), высокой степенью надежности и длительным сроком сохранности (до 25 лет) и эксплуатации (до 150000 часов). Одна из наиболее значимых областей применения тантала - производство жаропрочных сплавов, которые используются в производстве газовых турбин и различных деталей реактивных двигателей. Кроме того, оксид тантала высокой чистоты требуется для получения танталовых рентгеновских люминофоров, необходимых при изготовлении экранов для рентгеновских усилителей. Оксид и гидроксид тантала являются исходным продуктом для получения металлического тантала.Tantalum capacitors are widely used in aerospace instrumentation, automotive electronics, cell phones, computers, and other electronic devices. They are indispensable in special-purpose electronic equipment where special reliability is required. Tantalum capacitors, in comparison with other types of capacitors, have a larger capacity per unit volume, a wide range of operating temperatures (-60 ° С to 200 ° С), a high degree of reliability and a long shelf life (up to 25 years) and operation (up to 150,000 hours) ) One of the most significant applications of tantalum is the production of heat-resistant alloys, which are used in the production of gas turbines and various parts of jet engines. In addition, high purity tantalum oxide is required to obtain tantalum x-ray phosphors, which are necessary in the manufacture of screens for x-ray amplifiers. Tantalum oxide and hydroxide are the starting material for producing tantalum metal.
Чистота металлического тантала и его оксида, используемых в производстве указанных материалов, должна превышать 99,99% и предпочтительно составлять 99,9999%.The purity of the metal tantalum and its oxide used in the manufacture of these materials should exceed 99.99% and preferably be 99.9999%.
Существуют три основных способа очистки танталосодержащих материалов: дистилляция (или хлорирование), жидкостная экстракция и ионный обмен. При дистилляционном способе смесь из загрязненного танталосодержащего материала и углерода взаимодействует с газообразным хлором при температуре 600-800°С. Хотя дистилляция представляет собой хорошо изученный и действующий промышленный процесс очистки танталосодержащих материалов, здесь сталкиваются с проблемой разделения тантала и ниобия ввиду близких точек кипения у хлорида тантала (239°С) и хлорида ниобия (249°С). Так как ниобий является повсеместной примесью танталосодержащих материалов, методы экстрагирования с помощью растворителя и ионный обмен являются предпочтительными по сравнению с дистилляцией в тех случаях, когда желательно получение тантала и его оксида высокой чистоты.There are three main methods for purifying tantalum-containing materials: distillation (or chlorination), liquid extraction, and ion exchange. In the distillation method, a mixture of contaminated tantalum-containing material and carbon interacts with gaseous chlorine at a temperature of 600-800 ° C. Although distillation is a well-studied and operating industrial process for the purification of tantalum-containing materials, they are faced with the problem of separation of tantalum and niobium due to the close boiling points of tantalum chloride (239 ° C) and niobium chloride (249 ° C). Since niobium is a ubiquitous impurity of tantalum-containing materials, solvent extraction methods and ion exchange are preferred over distillation in those cases where it is desirable to obtain tantalum and its high purity oxide.
В методах с использованием ионного обмена загрязненный танталосодержащий материал растворяют в среде фтористоводородной кислоты и затем пропускают через анионнообменную колонку, которая селективно удерживает металлический тантал. Примеси остаются в растворе и удаляются со сточными водами. Удерживаемые соединения тантала затем элюируют из колонны и осаждают в виде гидроксида тантала описанным выше способом. Пример такого метода описан в патенте США №4446115. Однако из-за довольно низкой обменной способности анионнообменной смолы этот способ является дорогостоящим для применения в промышленном масштабе.In ion exchange methods, the contaminated tantalum-containing material is dissolved in hydrofluoric acid and then passed through an anion-exchange column that selectively holds tantalum metal. Impurities remain in solution and are removed with wastewater. The retained tantalum compounds are then eluted from the column and precipitated as tantalum hydroxide as described above. An example of such a method is described in US patent No. 4446115. However, due to the relatively low exchange capacity of the anion exchange resin, this method is expensive for use on an industrial scale.
Известен способ получения оксида тантала путем жидкофазного физико-химического взаимодействия хлорсодержащих соединений тантала с кислородосодержащими химическими реагентами, причем в качестве исходного хлорсодержащего химического соединения тантала и/или ниобия используют полимерное металлоорганическое соединение тантала, которое подвергают физико-химическому взаимодействию с концентрированной перекисью водорода и концентрированной серной кислотой при нормальных условиях; полученный раствор хлоридно-сульфатно-пероксидного комплексного соединения тантала разбавляют дистиллированной водой и нагревают до выделения взвеси гидроксида тантала, которую сгущают, отфильтровывают, смешивают с концентрированной серной кислотой и выпаривают до удаления белых паров серного ангидрида, полученный твердый остаток выщелачивают горячей дистиллированной водой и прокаливают до получения кристаллической оксида тантала (Патент РФ №2092441, опубл. 10.10.1997 г.).A known method of producing tantalum oxide by liquid-phase physico-chemical interaction of chlorine-containing compounds of tantalum with oxygen-containing chemicals, moreover, as the initial chlorine-containing chemical compounds of tantalum and / or niobium use a polymer organometallic compound of tantalum, which is subjected to physico-chemical interaction with concentrated hydrogen peroxide and concentrated sulfuric acid under normal conditions; The resulting solution of the tantalum chloride-sulfate-peroxide complex compound is diluted with distilled water and heated until a suspension of tantalum hydroxide is separated, which is concentrated, filtered off, mixed with concentrated sulfuric acid and evaporated to remove white sulfuric anhydride vapor, the resulting solid residue is leached out with hot distilled water and calcined to for producing crystalline tantalum oxide (RF Patent No. 2092441, publ. 10.10.1997).
Способ получения оксида тантала осуществляют следующим образом. В реактор с перемешивающим и теплообменным устройством заливают отмеренное количество концентрированной перекиси водорода (33% Н2О2) с добавлением концентрированной серной кислоты (плотностью 1,84 г/см3) H2SO4. В полученный раствор загружают твердое полимерное металлоорганическое соединение тантала (ниобия) небольшими порциями (для поддержания комнатной температуры в реакторе, так как реакция взаимодействия полимерного металлоорганического соединения тантала с перекисью водорода проходит с выделением тепловой энергии, и при большой загрузке возможно вскипание и быстрое разложение перекиси водорода). Суспензию эффективно перемешивают и охлаждают с помощью теплообменного устройства реактора до комнатной температуры. Полученный в результате физико-химического взаимодействия (исходного продукта с реагентами) раствор хлоридно-сульфатно-пероксидного комплексного соединения тантала разбавляют дистиллированной водой и нагревают до разложения комплексного химического соединения тантала, при этом происходит гидролиз с выделением взвеси гидроксида тантала, которая при нагревании становится крупнозернистой. Взвесь гидроксида тантала (ниобия) сгущают и отфильтровывают, осадок переводят в выпарную чашу, смешивают с концентрированной серной кислотой и выпаривают на песчаной бане до удаления плотных белых паров серного ангидрида (SO3). Твердый остаток смывают в реактор и выщелачивают горячей дистиллированной водой до полного удаления всех водорастворимых примесей. Суспензию отфильтровывают, осадок сушат при температуре 105°С до постоянного веса и прокаливают затем в муфельной печи при температуре 830-900°С с целью получения устойчивой модификации кристаллического оксида тантала.The method of producing tantalum oxide is as follows. A measured amount of concentrated hydrogen peroxide (33% H 2 O 2 ) with the addition of concentrated sulfuric acid (density 1.84 g / cm 3 ) H 2 SO 4 is poured into the reactor with a stirring and heat exchange device. The tantalum (niobium) solid polymeric organometallic metal compound is loaded into the resulting solution in small portions (to maintain room temperature in the reactor, since the reaction of the tantalum polymeric organometallic compound with hydrogen peroxide takes place with the release of thermal energy, and with a large load, boiling and rapid decomposition of hydrogen peroxide is possible ) The suspension is effectively mixed and cooled using a heat exchanger device of the reactor to room temperature. The solution of the tantalum chloride-sulfate-peroxide complex compound obtained as a result of physicochemical interaction (the initial product with the reagents) is diluted with distilled water and heated until the complex chemical compound of tantalum decomposes, and hydrolysis takes place with the release of a suspension of tantalum hydroxide, which becomes coarse-grained when heated. A suspension of tantalum (niobium) hydroxide is concentrated and filtered off, the precipitate is transferred to an evaporation bowl, mixed with concentrated sulfuric acid and evaporated in a sand bath to remove dense white vapor of sulfuric anhydride (SO 3 ). The solid residue is washed into the reactor and leached with hot distilled water until all water-soluble impurities are completely removed. The suspension is filtered off, the precipitate is dried at a temperature of 105 ° C to constant weight and then calcined in a muffle furnace at a temperature of 830-900 ° C in order to obtain a stable modification of crystalline tantalum oxide.
Недостатками жидкофазного способа гидролиза являются: трудности фильтрации и высокая сорбционная способность получающихся осадков гидроксидов, ведущая к загрязнению продукта; применение громоздкой аппаратуры для гидролиза, фильтрации, сушки и прокалки.The disadvantages of the liquid-phase hydrolysis method are: difficulties in filtering and high sorption ability of the resulting hydroxide precipitates, leading to contamination of the product; the use of bulky equipment for hydrolysis, filtration, drying and calcination.
Известен способ получения оксида тантала (патент РФ №2259321, опубликован 10.10.2004 г.) в котором, в качестве исходного танталсодержащего соединения используют фтортанталат калия (ФТК) крупностью -100+40 мкм более 85%, которая достигается 1-3-кратным нагреванием крупнокристаллического ФТК до температуры 220-250°С с промежуточным охлаждением до 70-80°С. В результате многократного полиморфного превращения кристаллы самоизмельчаются до требуемых размеров. Обработка аммиачной водой ФТК приводит к образованию (NH4)KTa(OH)5F2 с сохранением размера и формы первоначальных частиц. Осадок быстро (1-2 минуты) и полностью, с образованием плотного слоя, отстаивается. Это позволяет в дальнейшем исключить фильтрацию при промежуточных операциях. Аммиачная обработка проводится при комнатной температуре, что позволяет сократить в 2,0-2,5 раза расход аммиачной воды, причем после первой аммиачной обработки проводят водную промывку осадка, что исключает потери тантала при кислотной обработке. Кислотная обработка введется соляной кислотой. В зависимости от требуемой чистоты конечного продукта проводят повторение циклов аммиачная солянокислая обработка (2-4 цикла).A known method of producing tantalum oxide (RF patent No. 2259321, published October 10, 2004) in which, as the initial tantalum-containing compound is used potassium fluorotantalate (FTK) with a particle size of -100 + 40 μm more than 85%, which is achieved by 1-3 times heating coarse crystalline FTK to a temperature of 220-250 ° C with intermediate cooling to 70-80 ° C. As a result of multiple polymorphic transformations, the crystals self-grind to the required sizes. Treatment with FTK with ammonia water leads to the formation of (NH 4 ) KTa (OH) 5 F 2 while maintaining the size and shape of the initial particles. The precipitate quickly (1-2 minutes) and completely, with the formation of a dense layer, settles. This allows us to further eliminate filtering during intermediate operations. Ammonia treatment is carried out at room temperature, which allows to reduce the consumption of ammonia water by a factor of 2.0-2.5, and after the first ammonia treatment, water washing of the precipitate is carried out, which eliminates the loss of tantalum during acid treatment. Acid treatment is introduced by hydrochloric acid. Depending on the desired purity of the final product, cycles of ammonia-hydrochloric acid treatment are carried out (2-4 cycles).
На операциях разложения ФТК допускается применение хозяйственно-питьевой или артезианской воды и реагентов марки «технический», без механических загрязнений. И только на последней кислотной обработке обязательно применение дистиллированной воды и соляной кислоты марки «ч.д.а.», «х.ч.».In FTK decomposition operations, it is allowed to use household drinking or artesian water and reagents of the “technical” grade, without mechanical impurities. And only at the last acid treatment is it necessary to use distilled water and hydrochloric acid of the brand “analytical grade”, “chemical grade”.
После окончания всех циклов аммиачно-солянокислой обработки пульпу перемешивают 0,5 часа и фильтруют. Отфильтрованный осадок промывают на фильтре дважды по 50 мл воды и сушат при температуре 120°С. Содержание в осадке фтора <0,1%, калия 0,009% в пересчете на Ta2O5. Прокаливание осадка проводят при температуре 300-550°С.After completion of all cycles of ammonia-hydrochloric acid treatment, the pulp is stirred for 0.5 hours and filtered. The filtered precipitate is washed on the filter twice with 50 ml of water and dried at a temperature of 120 ° C. The content in the precipitate of fluorine <0.1%, potassium 0.009% in terms of Ta 2 O 5 . Calcination of the precipitate is carried out at a temperature of 300-550 ° C.
Недостатком данного способа является длительность процесса (не менее 4-х циклов разложения ФТК), а также вызывающая сомнение степень очистки от примесей, так как танталу обязательно, кроме других примесей, сопутствует ниобий и основная трудность получения чистых соединений тантала и заключается в их разделении. Однако при оценке полученного оксида тантала в качестве примеси ниобий не указан.The disadvantage of this method is the duration of the process (at least 4 cycles of FTK decomposition), as well as the questionable degree of purification from impurities, since tantalum is required, in addition to other impurities, to niobium and the main difficulty in obtaining pure tantalum compounds is to separate them. However, when evaluating the obtained tantalum oxide, niobium is not indicated as an impurity.
В настоящее время наибольшее применение в промышленности получили способы получения высокочистого оксида тантала с применением разделения тантала и ниобия методом жидкостной экстракции.Currently, the most widely used in industry are methods for producing high-purity tantalum oxide using separation of tantalum and niobium by liquid extraction.
При жидкостной экстракции загрязненный танталосодержащий материал растворяют в среде фтористо-водородной кислоты и приводят в контакт с органическим растворителем. Соединения тантала селективно экстрагируют в органическую фазу, подвергают далее обратной экстракции в водный раствор и осаждают в виде гидроксида тантала путем гидролиза с помощью водного аммиака. Осажденный гидроксид можно перевести в оксид тантала кальцинированием на воздухе. Однако для получения продукта высокой чистоты необходим многоступенчатый циклический процесс "экстракция-реэкстракция". Примеры использования жидкостной экстракции приведены в патентах США №№3117833, 3712939 и 4673554, а также патентах РФ №№2245305, 2269582.During liquid extraction, the contaminated tantalum-containing material is dissolved in a medium of hydrofluoric acid and brought into contact with an organic solvent. Tantalum compounds are selectively extracted into the organic phase, then back extracted into an aqueous solution, and precipitated as tantalum hydroxide by hydrolysis with aqueous ammonia. Precipitated hydroxide can be converted to tantalum oxide by calcination in air. However, to obtain a high-purity product, a multi-stage cyclic extraction-re-extraction process is required. Examples of the use of liquid extraction are given in US patents No. 31117833, 3712939 and 4673554, as well as RF patents No. 2245305, 2269582.
Наиболее полные исследования экстракционного способа разделения тантала и ниобия приведены в диссертации Е.А. Коваль «Экстракция тантала и ниобия из фторидно-сульфатных растворов спиртами» (автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидат химических наук, Москва, 2006 г.), которая и была принята в качестве прототипа предлагаемому техническому решению.The most complete studies of the extraction method for the separation of tantalum and niobium are given in the dissertation of EA Koval “Extraction of tantalum and niobium from fluoride-sulfate solutions with alcohols” (abstract of the dissertation for the degree of candidate of chemical sciences, Moscow, 2006), which was adopted as a prototype of the proposed technical solution.
Условия экстракции тантала были выбраны так, чтобы они обеспечивали возможность достижения в органической фазе необходимой концентрации тантала и минимально допускаемой концентрации мешающих примесей, а также соответствующей полноты их извлечения.The conditions for the extraction of tantalum were chosen so that they ensured the possibility of achieving in the organic phase the necessary concentration of tantalum and the minimum permissible concentration of interfering impurities, as well as the corresponding completeness of their extraction.
Параметры процесса экстракции выбирались в зависимости от природы исходного танталосодержащего раствора, способа его подготовки (растворения) к экстракции и применяемого экстрагента.The parameters of the extraction process were selected depending on the nature of the initial tantalum-containing solution, the method of its preparation (dissolution) for extraction, and the extractant used.
Отработку условий проведения экстракционного отделения тантала от ниобия проводили на лабораторной экстракционной установке типа смеситель-отстойник, используя водный раствор, полученный после растворения гидроксида тантала. В качестве экстрагента использовали ОКЛ-2, а также 60% (объемн.) смесь МИБК с ОКЛ-1 и 80% (объемн.) смесь ТБФ с ОКЛ-1.Testing of the conditions for the extraction separation of tantalum from niobium was carried out on a laboratory extraction plant of the mixer-settler type using an aqueous solution obtained after dissolution of tantalum hydroxide. OKL-2 was used as an extractant, as well as a 60% (vol.) Mixture of MIBK with OKL-1 and 80% (vol.) A mixture of TBP with OKL-1.
Изучалось влияние концентрации серной кислоты в исходном водном растворе на извлечение тантала и ниобия при экстракции изомерами октанолов.The effect of the concentration of sulfuric acid in the initial aqueous solution on the extraction of tantalum and niobium during extraction with octanol isomers was studied.
Экстракционное разделение тантала и ниобия проводили из фторидно-сульфатного раствора. Содержание фторид-иона не превышало суммарного содержания металлов в стехиометрическом соотношении не более 7:1, содержание серной кислоты менялось в пределах 100-400 г/л, соотношении объемов органической и водной фаз О:В=1:1.The extraction separation of tantalum and niobium was carried out from a fluoride-sulfate solution. The fluoride ion content did not exceed the total metal content in a stoichiometric ratio of not more than 7: 1, the sulfuric acid content varied in the range of 100-400 g / l, the ratio of the volumes of organic and aqueous phases was O: B = 1: 1.
В результате оптимальным были признаны: в качестве экстрагента применение смеси МИБК (60 об. %) и октанола-1 - остальное, при содержании в растворе серной кислоты более 250 г/л.As a result, the following were considered optimal: as an extractant, the use of a mixture of MIBK (60 vol.%) And octanol-1 - the rest, when the content of sulfuric acid in the solution is more than 250 g / l.
Почти полное извлечение тантала, по сравнению с ниобием, достигается из менее кислых растворов. В случае тантала достаточно иметь в растворе 23 М кислоты, в то время как для ниобия она должна быть выше 7 М. Такой характер зависимости извлечения от концентрации кислоты делает возможным разделение металлов за счет поддержания ее на определенном концентрационном уровне. Характер изменения экстрагируемости металлов коррелирует с их формой существования и характером ее изменения с возрастанием концентрации кислоты.The almost complete extraction of tantalum, in comparison with niobium, is achieved from less acidic solutions. In the case of tantalum, it is sufficient to have 23 M acid in the solution, while for niobium it should be higher than 7 M. This character of the dependence of the extraction on the acid concentration makes it possible to separate the metals by maintaining it at a certain concentration level. The nature of the change in the extractability of metals correlates with their form of existence and the nature of its change with increasing acid concentration.
После экстракции в работе принята промывка водой при О:В=(15-7):1. Конкретное значение указанного соотношения, как и число ступеней промывки, определяется требованиями к качеству и полноте выделения тантала в конечную продукцию. Чем меньше это соотношение и больше число ступеней промывки, тем больше вымывается тантала из органической фазы. Получающийся промывной раствор объединяется с исходным раствором и, после проведения корректировки состава, направляется на экстракцию. Такая организация процесса экстракции минимизирует потери тантала на этой операции.After extraction, washing with water at O: B = (15-7): 1 was accepted. The specific value of this ratio, as well as the number of washing steps, is determined by the requirements for the quality and completeness of tantalum separation in the final product. The smaller this ratio and the greater the number of washing steps, the more tantalum is washed out of the organic phase. The resulting wash solution is combined with the original solution and, after adjusting the composition, is sent to the extraction. Such an organization of the extraction process minimizes the loss of tantalum in this operation.
Полученный реэкстракт подвергается обработке по традиционной схеме: разбавление полученного реэкстракта тантала, осаждение гидроксида тантала, фильтрация и промывка осадка с последующей репульпацией его; сушка и прокалка гидроксида тантала при температуре выше 550°С при которой происходит обезвоживание гидроксида тантала с получением оксида тантала.The obtained re-extract is subjected to processing according to the traditional scheme: dilution of the obtained tantalum re-extract, precipitation of tantalum hydroxide, filtration and washing of the precipitate, followed by its repulpation; drying and calcining tantalum hydroxide at a temperature above 550 ° C at which tantalum hydroxide is dehydrated to produce tantalum oxide.
Физико-химические характеристики получаемых материалов из оксида тантала сильно зависят от его чистоты. По этой причине при получении оксида тантала необходимы эффективные методы выделения и контроля за содержанием большой группы мешающих элементов на следовом уровне, поэтому температура прокалки зависит от способа дальнейшего использования оксида тантала.The physicochemical characteristics of the obtained materials from tantalum oxide strongly depend on its purity. For this reason, when producing tantalum oxide, effective methods are needed to isolate and control the content of a large group of interfering elements at a trace level, therefore, the calcination temperature depends on the method of further use of tantalum oxide.
В процессе применения известной технологии получения оксида тантала было выявлено, что параметры отдельных операции не являются оптимальными, что влияет на качество готового продукта, поэтому требуется их оптимизировать, а также повысить надежность работы оборудования на отдельных стадиях технологического процесса.In the process of applying the known technology for the production of tantalum oxide, it was revealed that the parameters of individual operations are not optimal, which affects the quality of the finished product, therefore it is necessary to optimize them, as well as to increase the reliability of the equipment at certain stages of the technological process.
Задачей настоящего изобретения является осуществление получения чистых оксидов тантала с высоким выходом конечного продукта наименее затратным способом.The present invention is the implementation of the production of pure tantalum oxides with a high yield of the final product in the least expensive way.
Технический результат достигается за счет того, что в известный способ получения высокочистого оксида тантала из танталсодержащих растворов, включающий подготовку гидроксида тантала к очистной экстракции путем последовательного проведения операций осаждения гидроксида тантала, выдержку и фильтрацию пульпы, промывку осадка, затем растворение гидроксида тантала в смеси серной и плавиковой кислот, очистную экстракцию полученного раствора экстрагентом, содержащим октанол-1, промывку насыщенного экстракта и реэкстракцию, дальнейшее разбавление полученного реэкстракта тантала, осаждение гидроксида тантала, фильтрацию и промывку осадка с последующей репульпацией его, а затем сушку и прокалку гидроксида тантала с получением оксида тантала, внесены дополнения и изменения, а именно:The technical result is achieved due to the fact that in the known method for producing high-purity tantalum oxide from tantalum-containing solutions, which includes preparing tantalum hydroxide for purification extraction by sequentially performing tantalum hydroxide precipitation, soaking and filtering the pulp, washing the precipitate, then dissolving the tantalum hydroxide in a mixture of sulfur and hydrofluoric acid, purification extraction of the resulting solution with an extractant containing octanol-1, washing the saturated extract and reextraction, further ra bavlenie obtained reextract tantalum, tantalum hydroxide precipitation, filtration and washing of the precipitate, followed by repulping it, and then drying and calcination of tantalum hydroxide to afford, amended and changed tantalum oxide, namely:
- растворение гидроксида тантала смесью серной и плавиковой кислоты ведут до получения исходного раствора для очистной экстракции состава, имеющего следующие концентрации компонентов: оксида тантала - 140-160 г/л; общего фторид иона - 80-97 г/л и серной кислоты 200-300 г/л;- dissolution of tantalum hydroxide with a mixture of sulfuric and hydrofluoric acid is carried out to obtain the initial solution for the purification extraction of a composition having the following concentrations of components: tantalum oxide - 140-160 g / l; total ion fluoride - 80-97 g / l and sulfuric acid 200-300 g / l;
- в качестве эктрагента используют только октанол-1;- as an extractant use only octanol-1;
- промывку насыщенного экстракта осуществляют последовательно в две стадии, причем на первой стадии ведут серной кислотой с концентрацией 250-300 г/л, а на второй денонсированной водой при соотношении О:В=(20-15):1 на обеих стадиях;- washing of the saturated extract is carried out sequentially in two stages, with the first stage being sulfuric acid with a concentration of 250-300 g / l, and the second with denounced water at a ratio of O: B = (20-15): 1 in both stages;
- разбавление реэкстракта тантала заканчивают при достижении содержания оксида тантала в пределах 60-80 г/л;- dilution of the tantalum reextract is completed when the tantalum oxide content is in the range of 60-80 g / l;
- сушку гидроксида тантала осуществляют в две стадии, при различной температуре, а прокалку при высокой температуре (около 1000°С) и времени от 6-8 часов.- drying of tantalum hydroxide is carried out in two stages, at different temperatures, and calcination at high temperature (about 1000 ° C) and time from 6-8 hours.
Выбор промышленного экстрагента определяется компромиссом между многочисленными, зачастую противоречивыми требованиями. Среди них наиболее важными являются экстракционная и реакционная способность, селективность, межфазное натяжение, плотность, токсичность и стоимость. В значительной степени удовлетворяющими этой совокупности требований оказались метилизобутилкетон (МИБК), октанол (ОКЛ), трибутилфосфат (ТБФ) и циклогексанон (ЦКН), что подтверждает практика использования их в производстве соединений ниобия и тантала. По экстракционной способности ОКЛ близок, но несколько уступает МИБК и ЦГН. Однако указанные экстрагенты обладают рядом недостатков: высокая растворимость в водных растворах, пожаро- и взрывоопасность (в особенности МИБК), высокой летучестью, поэтому в качестве экстрагента и был выбран октанол-1. Кроме того, ЦКН в кислой среде легко подвергается глубоким химическим превращениям. Вследствие того, что ОКЛ является менее основным экстрагентом чем ТБФ, экстракцию тантала и ниобия необходимо проводить при более высоких значениях отношения объемов органической и водной фаз. Наряду с отмеченными выше недостатками ОКЛ по сравнению с ТБФ имеет ряд преимуществ. Важной характеристикой экстрагента является его устойчивость при длительном контакте с технологическими растворами, поэтому ОКЛ остается пригодным для повторного использования.The choice of industrial extractant is determined by a compromise between numerous, often conflicting requirements. Among them, the most important are extraction and reactivity, selectivity, interfacial tension, density, toxicity and cost. Methylisobutylketone (MIBK), octanol (OKL), tributyl phosphate (TBP) and cyclohexanone (CCN) proved to be substantially satisfying this set of requirements, which confirms the practice of using them in the production of niobium and tantalum compounds. OKL is close in extraction ability, but somewhat inferior to MIBK and TsGN. However, these extractants have several disadvantages: high solubility in aqueous solutions, fire and explosion hazard (especially MIBK), high volatility, therefore, octanol-1 was chosen as the extractant. In addition, CCN in an acidic environment is easily subjected to deep chemical transformations. Due to the fact that OKL is a less basic extractant than TBP, the extraction of tantalum and niobium must be carried out at higher values of the ratio of the volumes of the organic and aqueous phases. Along with the disadvantages noted above, OKL has several advantages over TBP. An important characteristic of the extractant is its stability during prolonged contact with technological solutions, so OKL remains suitable for reuse.
Селективную экстракцию тантала предпочтительнее вести из фторидно-сернокислых растворов. Введение в экстракционную систему серной кислоты позволяет в несколько раз снизить соотношение VO:VB.Selective extraction of tantalum is preferable to carry out from fluoride-sulfate solutions. Introduction to the extraction system of sulfuric acid allows several times to reduce the ratio of V O : V B.
Согласно прототипу можно сделать также вывод, что лучшее разделение тантала и ниобия реализуется при содержании серной кислоты более 200 г/л. При меньшей концентрации H2SO4 соизвлечение ниобия существенно ниже, однако уменьшается и степень экстракции тантала, что не позволяет достигнуть его полного извлечения либо требует реализации слишком большого числа ступеней равновесия на экстракционном каскаде.According to the prototype, we can also conclude that the best separation of tantalum and niobium is realized when the content of sulfuric acid is more than 200 g / l. At a lower concentration of H 2 SO 4, the co-extraction of niobium is much lower, however, the degree of tantalum extraction is reduced, which does not allow its complete extraction to be achieved or requires the implementation of too many equilibrium steps on the extraction cascade.
Компоненты исходного раствора для очистной экстракции были определен на основании многочисленных исследований процесса экстракции растворов, содержащих оксид тантала.The components of the initial extraction extraction solution were determined based on numerous studies of the extraction process of solutions containing tantalum oxide.
Ниже приведены результаты экспериментов по выбору оптимальных параметров процесса непрерывной экстракции, промывки экстракта и реэкстракции тантала.Below are the results of experiments on the selection of optimal parameters for the continuous extraction process, washing the extract and re-extraction of tantalum.
Экстракционная очистка фтортанталовой кислоты, которая образовалось при растворении гидроксида тантала, от примесей была организована следующим образом.Extraction purification of fluorotantalic acid, which was formed upon dissolution of tantalum hydroxide, from impurities was organized as follows.
В непрерывном противоточном экстракционном каскаде было задействовано 24 рабочих и 4 отстойных ступени противоточных смесительно-отстойных экстракторов. В процессе непрерывных испытаний экстракционной очистки фтортанталовой кислоты был проведен поиск оптимальных режимов экстракционного передела.The continuous countercurrent extraction cascade involved 24 working and 4 sedimentary stages of countercurrent mixing-sedimentary extractors. In the process of continuous testing of the extraction purification of fluorotantalic acid, a search was carried out for optimal extraction redistribution modes.
Серия исследований в рамках данного этапа была направлена на поиск оптимальных режимов для получения реэкстракта тантала требуемого качества.A series of studies in this phase was aimed at finding the optimal modes for obtaining a tantalum reextract of the required quality.
Количество ступеней в контурах каскада:The number of steps in the contours of the cascade:
- общее количество рабочих ступеней в каскаде n=28- the total number of working steps in the cascade n = 28
- количество ступеней в экстракционной части n=8- the number of steps in the extraction part n = 8
- количество ступеней в промывочной части n=8 (6+2)- the number of steps in the washing part n = 8 (6 + 2)
- количество ступеней на реэкстракции ниобия n=8- the number of steps on the re-extraction of niobium n = 8
- количество камер отстоя органической и водной фаз n=4.- the number of sludge chambers of the organic and aqueous phases n = 4.
Параметры рабочих растворовParameters of working solutions
1. Исходный танталсодержащий раствор - в соответствии с табл. 1;1. The initial tantalum-containing solution is in accordance with table. one;
2. Промывной раствор №1: H2SO4 - переменного состава в соответствии с табл. 3;2. Wash solution No. 1: H 2 SO 4 - variable composition in accordance with table. 3;
3. Промывной раствор №2: вода деионизированная;3. Wash solution No. 2: deionized water;
4. Реэкстрагирующий раствор: вода деионизированная;4. Reextracting solution: deionized water;
5. Экстрагент - оборотный октанол-1 (ρ=0,825 г/л).5. The extractant is circulating octanol-1 (ρ = 0.825 g / l).
Об эффективности работы экстракционного каскада судили по содержанию элементов-примесей в оксиде тантала, полученном из разбавленного до концентрации 60-80 г/л по Та2O5 реэкстракта тантала.The efficiency of the extraction cascade was judged by the content of impurity elements in tantalum oxide obtained from a tantalum reextract diluted to a concentration of 60-80 g / l using Ta 2 O 5 .
Ниже в таблице 1 представлены данные по химическому составу исходных танталосодержащих растворов, поступающий на экстракционный каскад. В таблице 2 представлены результаты определения содержания примесей в полученных образцах оксида тантала.Table 1 below presents data on the chemical composition of the initial tantalum-containing solutions entering the extraction cascade. Table 2 presents the results of determining the content of impurities in the obtained samples of tantalum oxide.
Анализ данных табл. 1 и 2 показывает, что оптимальным исходным раствором для проведения процесса экстракционной очистки фтортанталовой кислоты является раствор состава, г/л: H2SO4 - 300; Та2O5 - 150; F- - 90. Снижение концентрации серной кислоты ниже 200 г/л приводит к увеличению содержания примесей (в первую очередь ниобия) в готовой продукции - высокочистом оксиде тантала; также следует отметить, что снижается степень экстракции Та2O5 в органическую фазу. При увеличении содержания серной кислоты выше 300 г/л увеличивается экстрагируемость Nb2O5 и его содержание в оксиде тантала, а также растет количество требуемой дорогостоящей серной кислоты для приготовления исходного раствора.Data analysis table. 1 and 2 shows that the optimal starting solution for the process of extraction purification of fluorotantalic acid is a solution of the composition, g / l: H 2 SO 4 - 300; Ta 2 O 5 - 150; F - - 90. A decrease in the concentration of sulfuric acid below 200 g / l leads to an increase in the content of impurities (primarily niobium) in the finished product — high-purity tantalum oxide; It should also be noted that the degree of extraction of Ta 2 O 5 into the organic phase is reduced. With an increase in sulfuric acid content above 300 g / l, the extractability of Nb 2 O 5 and its content in tantalum oxide increase, and the amount of expensive sulfuric acid required to prepare the initial solution increases.
Увеличение концентрации F- выше 100 г/л в исходном растворе приводит к повышению содержания Nb2O5 в оксиде тантала из-за увеличивающейся экстрагируемости Nb2O5, при этом при содержании F- - 80 г/л и менее уменьшается экстрагируемость Та2О5 в органическую фазу и снижается эффективность последующей промывки насыщенного экстракта. Также при этом могут наблюдаться потери Та2О5 с рафинатом.An increase in the concentration of F - above 100 g / l in the initial solution leads to an increase in the content of Nb 2 O 5 in tantalum oxide due to the increasing extractability of Nb 2 O 5 , while with the content of F - - 80 g / l and less extractability of Ta 2 About 5 to the organic phase and the effectiveness of the subsequent washing of the saturated extract is reduced. Also, losses of Ta 2 O 5 with raffinate may be observed.
Концентрация Та2O5 равная 140-160 г/л обеспечивает оптимальную плотность и вязкость водной и органических фаз и предотвращает вероятность инверсии фаз в камерах экстракционного каскада.The concentration of Ta 2 O 5 equal to 140-160 g / l ensures optimal density and viscosity of the aqueous and organic phases and prevents the possibility of phase inversion in the chambers of the extraction cascade.
Ниже в таблице 3 представлены данные по условиям промывки насыщенного экстракта на стадии промывки №1. В таблице 4 представлены результаты определения содержания примесей в полученных при различных условиях промывки №1 образцах оксида тантала.Table 3 below presents data on the washing conditions of the saturated extract at the washing stage No. 1. Table 4 presents the results of determining the content of impurities in samples of tantalum oxide obtained under various washing conditions No. 1.
Анализ данных табл. 3 и 4 показывает, что оптимальным промывным раствором для проведения стадии промывки №1 является раствор состава H2SO4 - 280-300 г/л и соотношение О:В=(20÷15):1. При увеличении концентрации H2SO4 до 320 не наблюдается существенного снижения содержания примесей в готовой продукции - высокочистом окси-де тантала. При снижении концентрации H2SO4 до 250 г/л наблюдается увеличение содержания "вульгарных" примесей в готовой продукции.Data analysis table. 3 and 4 shows that the optimal washing solution for the washing stage No. 1 is a solution of the composition H 2 SO 4 - 280-300 g / l and the ratio O: B = (20 ÷ 15): 1. With an increase in the concentration of H 2 SO 4 to 320, there is no significant decrease in the content of impurities in the finished product — highly pure oxy-de tantalum. With a decrease in the concentration of H 2 SO 4 to 250 g / l, an increase in the content of "vulgar" impurities in the finished product is observed.
При снижении соотношения О:В до 10:1 не наблюдается существенного увеличения содержания "вульгарных" примесей в готовой продукции, при этом увеличивается расход дорогостоящей серной кислоты. При увеличении соотношения О:В до 25:1 наблюдается увеличение содержания "вульгарных" примесей в готовой продукции - высокочистом оксиде тантала.With a decrease in the O: B ratio to 10: 1, there is no significant increase in the content of "vulgar" impurities in the finished product, while the consumption of expensive sulfuric acid increases. With an increase in the O: B ratio to 25: 1, there is an increase in the content of “vulgar” impurities in the finished product — high-purity tantalum oxide.
Ниже в таблице 5 представлены данные условиям промывки насыщенного экстракта на стадии промывки №2. В таблице 6 представлены результаты определения содержания примесей в полученных при различных условиях промывки №2 образцах оксида тантала.Table 5 below presents data on the washing conditions of the saturated extract at the washing stage No. 2. Table 6 presents the results of determining the content of impurities in samples of tantalum oxide obtained under various washing conditions No. 2.
Анализ данных табл. 5 и 6 показывает, что оптимальным соотношением для проведения промывки №2 является O:В=(20÷15):1. При снижении соотношения О:В до 10:1 не наблюдается существенного увеличения содержания "вульгарных" примесей в готовой продукции, при этом увеличивается расход дорогостоящей серной кислоты. При увеличении соотношения О:В до 25:1 наблюдается увеличение содержания "вульгарных" примесей в готовой продукции - высокочистом оксиде тантала.Data analysis table. 5 and 6 shows that the optimal ratio for flushing No. 2 is O: B = (20 ÷ 15): 1. With a decrease in the O: B ratio to 10: 1, there is no significant increase in the content of "vulgar" impurities in the finished product, while the consumption of expensive sulfuric acid increases. With an increase in the O: B ratio to 25: 1, there is an increase in the content of “vulgar” impurities in the finished product — high-purity tantalum oxide.
Ниже в таблице 7 представлены условия осаждения и содержание F- в осадке гидроксида тантала, в зависимости от содержания оксида тантала в растворе.Table 7 below shows the deposition conditions and the F - content in the tantalum hydroxide precipitate, depending on the tantalum oxide content in the solution.
Анализ данных табл. 7 показывает, что при концентрации Ta2O5 в растворе на осаждение в диапазоне 60-80 г/л обеспечивается содержание F- в осадке гидроксида тантала на уровне 3,5-4,8%. При увеличении концентрации Та2O5 в растворе на осаждение увеличивается содержание F- в осадке гидроксида тантала до 5,5-5,8%. Снижение концентрации Ta2O5 в растворе на осаждение до 40 г/л не оказывает существенного влияния на содержание F- в осадке гидроксида тантала и приводит к увеличению расхода воды на разбавление и, как следствие, увеличению объема образующихся промывных вод.Data analysis table. 7 shows that when the concentration of Ta 2 O 5 in the solution for precipitation in the range of 60-80 g / l provides the content of F - in the precipitate of tantalum hydroxide at a level of 3.5-4.8%. With an increase in the concentration of Ta 2 O 5 in the solution, the content of F - in the precipitate of tantalum hydroxide increases to 5.5–5.8%. A decrease in the concentration of Ta 2 O 5 in the solution by sedimentation to 40 g / l does not significantly affect the F - content of the tantalum hydroxide precipitate and leads to an increase in dilution water consumption and, as a consequence, an increase in the volume of the generated wash water.
Проведенный заявителем анализ уровня техники не выявил источников информации, в которых раскрыто техническое решение, характеризуемое совокупностью признаков или эквивалентных всем существенным признакам заявляемого решения, поэтому можно сделать вывод о соответствии последнего требованиям «новизны» и «изобретательского уровня».The analysis of the prior art by the applicant did not reveal sources of information that disclosed a technical solution characterized by a combination of features or equivalent to all the essential features of the proposed solution, so we can conclude that the latter meets the requirements of “novelty” and “inventive step”.
Заявленное изобретение поясняется фигурами 1-3. На фиг. 1. приведена технологическая схема, которая представлена в виде совокупности последовательных операций на отдельных стадиях соответствующего процесса получения высокочистого оксида тантала, представляющая блок-схему процесса.The claimed invention is illustrated by figures 1-3. In FIG. 1. The flow chart is presented, which is presented as a set of sequential operations at the individual stages of the corresponding process for producing high-purity tantalum oxide, which is a flow diagram of the process.
Весь процесс получения высокочистого оксида тантала состоит из трех стадий: подготовительной, очистной экстракции и переработке реэкстракта тантала до готового продукта.The whole process of obtaining high-purity tantalum oxide consists of three stages: preparatory, purification extraction and processing of the tantalum reextract to the finished product.
На фиг. 2 схематично приведено оборудование, на котором реализуется первые две стадии процесса, а на фиг. 3 оборудование третьей стадии процесса.In FIG. 2 schematically shows the equipment on which the first two stages of the process are implemented, and in FIG. 3 equipment of the third stage of the process.
В каждом блоке, приведенном на фиг. 1, имеется информация о названии операции и параметры каждой операции, что облегчает понимание описание работы технологической схемы, поэтому не требует специальных пояснений. Стрелками указано направление последующих операций и вводимых или оборотных потоков для осуществления соответствующей операции, например, растворение гидроксида тантала, включающее подачу (указано стрелками) концентрированной серной кислоты, плавиковой кислоты и воды, а параметры окончания процесса приведены в самом блоке.In each block shown in FIG. 1, there is information about the name of the operation and the parameters of each operation, which facilitates the understanding of the description of the operation of the technological scheme, therefore, does not require special explanations. The arrows indicate the direction of subsequent operations and the introduced or reverse flows for the corresponding operation, for example, the dissolution of tantalum hydroxide, including the supply (indicated by arrows) of concentrated sulfuric acid, hydrofluoric acid and water, and the parameters of the end of the process are given in the block itself.
В качестве исходного продукта для получения оксида тантала высокой чистоты используется танталсодержащий раствор (гидроксид тантала), полученный при экстракционном разделении ниобия и тантала при переработке колумбитового концентрата.A tantalum-containing solution (tantalum hydroxide) obtained by extraction separation of niobium and tantalum during the processing of columbite concentrate is used as the initial product for the production of high-purity tantalum oxide.
На фиг. 2 показаны: реакторы Р-1и Р-3, предназначенные для осаждения гидроксида тантала и растворения его соответственно; нутч-фильтры Ф-2 и Ф-4, предназначенные для фильтрации осадка гидроксида тантала; емкости Е-5 и Е-7 - для сбора и хранения исходного раствора для очистной экстракции; 28 экстракторов типа "смеситель-отстойник" ЭК-6, которые предназначены для проведения экстракции, промывки экстрагента и ре-экстракции; емкости Е-8, Е-11 для хранения и приготовления экстрагента, промывного раствора №1 и №2, реэкстракционного раствора, а также емкости Е-17, Е-18 - для рафината и реэкстракта тантала. Емкости Е-7 - Е-11 соответственно соединены с приводом перистальтических насосов Н-12-Н-16. На фиг. 2 показаны также трубопроводная арматура (в основном вентили), которые не пронумерованы. Символом FTI - обозначены расходомеры соответствующего реагента. Надписи, приведенные на фиг. 2, способствуют лучшему пониманию работы оборудования.In FIG. 2 shows: reactors R-1 and R-3, designed to precipitate tantalum hydroxide and dissolve it, respectively; F-2 and F-4 nutsche filters designed to filter the tantalum hydroxide precipitate; containers E-5 and E-7 - for collecting and storing the initial solution for treatment extraction; 28 extractors of the mixer-settler type EK-6, which are designed for extraction, washing of the extractant and re-extraction; containers E-8, E-11 for storage and preparation of the extractant, washing solution No. 1 and No. 2, reextraction solution, as well as containers E-17, E-18 for raffinate and re-extract of tantalum. Capacities E-7 - E-11 are respectively connected to the drive of peristaltic pumps N-12-H-16. In FIG. 2 also shows pipe fittings (mainly valves) that are not numbered. Symbol FTI - indicates the flowmeter of the corresponding reagent. The inscriptions shown in FIG. 2, contribute to a better understanding of equipment operation.
На фиг. 3 приведено оборудование для реализации третьей стадии процесса получения высокочистого оксида тантала (правая часть технологической схемы в соответствии с фиг. 1).In FIG. 3 shows equipment for implementing the third stage of the process for producing high-purity tantalum oxide (the right side of the technological scheme in accordance with Fig. 1).
Она включает: реакторы Р-20 и Р-22, снабженные мешалками М20 и М22 с приводами ПР20 и ПР21; нутч-фильтры Ф-21, Ф-22; емкости для сбора и транспортировки осадка; печь П-24 для сушки и печь П-26 для прокалки оксида тантала, причем между ними расположен грохот К-25 для отсева определенной фракции оксида тантала после сушки. Символом ТЕ обозначены измерители температуры.It includes: R-20 and R-22 reactors equipped with M20 and M22 mixers with PR20 and PR21 drives; Nutsche filters F-21, F-22; tanks for collecting and transporting sludge; a P-24 furnace for drying and a P-26 furnace for calcining tantalum oxide, and a K-25 screen is located between them to screen a certain fraction of tantalum oxide after drying. The TE symbol indicates temperature meters.
Сущность изобретения поясняется технологической схемой (фиг. 1).The invention is illustrated by the technological scheme (Fig. 1).
Танталсодержащий раствор поступает в реактор и смешивается в нем с водным аммиаком при температуре 40-50°С до значения рН=9,0-9,5.The tantalum-containing solution enters the reactor and is mixed in it with aqueous ammonia at a temperature of 40-50 ° C to a pH value of 9.0-9.5.
Реакционная масса в виде пульпы поступает в следующей реактор где выдерживается в течение часа. Затем фильтруется. Осадок промывается на фильтре водой при соотношении Т:Ж=1 (1,5-2,0). Влажный гидроксид тантала поступает в реактор растворения, где подготавливается исходный раствор для очистной экстракции. В этот реактор поступает расчетное количество концентрированной серной и плавиковой кислот, а также вода для доведения раствора до определенного состава, которым является раствор, содержащий следующие концентрации основных компонентов: CHF=80-97 г/л, CH2SO4=200-300 г/л, СTa2O5=140-160 г/л. На этом подготовительная стадия заканчивается и исходный раствор поступает на противоточную экстракцию, которая осуществляется на 8 смесительно-отстойных экстракторах при соотношении О:В=1,2:1.The reaction mass in the form of pulp enters the next reactor where it is aged for an hour. Then filtered. The precipitate is washed on the filter with water at a ratio of T: W = 1 (1.5-2.0). Wet tantalum hydroxide enters the dissolution reactor, where an initial solution is prepared for purification extraction. This reactor receives the calculated amount of concentrated sulfuric and hydrofluoric acids, as well as water to bring the solution to a specific composition, which is a solution containing the following concentrations of the main components: C HF = 80-97 g / l, C H2SO4 = 200-300 g / l, C Ta2O5 = 140-160 g / l. At this stage, the preparatory stage ends and the initial solution enters countercurrent extraction, which is carried out on 8 mixing-settling extractors with a ratio of O: B = 1.2: 1.
Рафинат направляется на утилизацию, а экстракт промывают на первой стадии серной кислотой (CH2SO4=250-300 г /л), а на второй стадии деионизированной водой при соотношении O:В=(20-15):1 на обеих промывках. Из промытого экстракта тантал экстрагируется деионизированной водой при соотношении O:В=1,5:1. Насыщенный Та2O5 реэктсрагирующий раствор (реэкстракт), пройдя девять камер навстречу экстрагенту, собирается в сборник, из которого периодически забирается на операцию осаждения гидроокиси тантала.The raffinate is sent for disposal, and the extract is washed in the first stage with sulfuric acid (C H2SO4 = 250-300 g / l), and in the second stage with deionized water at a ratio of O: B = (20-15): 1 in both washes. From the washed extract, tantalum is extracted with deionized water at a ratio of O: B = 1.5: 1. Saturated Ta 2 O 5 reextracting solution (re-extract), having passed nine chambers towards the extractant, is collected in a collection from which it is periodically taken to the operation of deposition of tantalum hydroxide.
Оборотный экстрагент направляют на экстракцию, реэкстракт тантала подвергают дальнейшей переработке.The reverse extractant is sent for extraction, the tantalum re-extract is subjected to further processing.
Осаждение гидроксида тантала с получением далее оксида, ведется из высокочистых фтортанталовых реэкстрактов с концентрацией 120-250 г/л (по Та2О5). Реэкстракты перед осаждением разбавляются деионизированной водой до концентрации 60-80 г/л по Та2О5. На операцию осаждения подается расчетный объем водного аммиака.The precipitation of tantalum hydroxide to obtain further oxide is carried out from high-purity fluorotantalum reextracts with a concentration of 120-250 g / l (according to Ta 2 O 5 ). Reextracts before precipitation are diluted with deionized water to a concentration of 60-80 g / l according to Ta 2 About 5 . The calculated volume of aqueous ammonia is supplied to the precipitation operation.
Окончание процесса осаждения гидроокиси контролируется по приблизительному значению рН и по объему прилитой аммиачной воды. Конечное значение рН должно быть 9,0-9,5. Свежеосажденная гидроокись тантала отстаивается в реакторе осаждения, затем осветленная часть декантируется, а сгущенная часть фильтруется на нутч-фильтре под вакуумом. Далее осадок отмывается на этом же нутч-фильтре 1% раствором аммиака, затем осадок хорошо отжимается на фильтре и переносится в реактор-репульпатор, где распульповывается в течение часа при соотношении Т:Ж=1:(5-7).The end of the hydroxide precipitation process is controlled by the approximate pH value and by the volume of ammonia added. The final pH should be 9.0-9.5. Freshly precipitated tantalum hydroxide is deposited in the precipitation reactor, then the clarified part is decanted, and the condensed part is filtered on a suction filter under vacuum. Next, the precipitate is washed on the same nutsche filter with 1% ammonia solution, then the precipitate is well wrung out on the filter and transferred to the repulpator, where it is pulp for an hour at a ratio of T: G = 1: (5-7).
Влажный осадок гидроксида тантала подается на сушку, которая осуществляется в две стадии, чтобы гидроксид не спекся и не потерял развитую удельную поверхность, образовавшуюся при осаждении. На первой стадии гидроокись тантала сушится при температуре 75-90°С, а на второй - 170-190°С. Время сушки на каждой стадии составляет 3,0-3,5 ч.The wet precipitate of tantalum hydroxide is fed to the drying, which is carried out in two stages, so that the hydroxide does not sinter and does not lose the developed specific surface formed during the deposition. In the first stage, tantalum hydroxide is dried at a temperature of 75-90 ° C, and in the second - 170-190 ° C. The drying time at each stage is 3.0-3.5 hours
Далее, гидроокись тантала подвергается прокалке при температуре 950-1000°С в течение 6÷8 часов. Прокаленный оксид тантала танталовыми совками после остывания загружается в полиэтиленовую тару, заполненную осушенным аргоном.Further, tantalum hydroxide is calcined at a temperature of 950-1000 ° C for 6-8 hours. After cooling, tantalum oxide with tantalum scoops after cooling is loaded into a plastic container filled with dried argon.
Ниже приведен конкретный пример реализации способа получения высокочистого оксида тантала на оборудовании, приведенном на фиг. 2 и 3.The following is a specific example of the implementation of the method for producing high-purity tantalum oxide on the equipment shown in FIG. 2 and 3.
Работа оборудования осуществляется следующим образом.The operation of the equipment is as follows.
Танталсодержащий раствор на осаждение гидроксида тантала поступает в реактор Р-1. По мере накопления реэкстракта осуществляют процесс осаждения гидроксида тантала. Исходный раствор на осаждение нагревают с помощью ТЭНов (Т1) до температуры 50-55°С. Для процесса осаждения заливают аммиачную воду при постоянном перемешивании пульпы посредством мешалки (M1), снабженной приводом (ПР1) до установления конечного рН пульпы равного 9,0-9,5. После этого пульпу еще перемешивают в течение 1 часа для созревания осадка и после этого самотеком направляют на фильтрацию на нутч-фильтре Ф-2. После окончания процесса фильтрации осадок промывают водой и оттягивают на нутч-фильтре.The tantalum-containing solution for the precipitation of tantalum hydroxide enters the reactor R-1. As the reextract accumulates, the tantalum hydroxide precipitation process is carried out. The initial solution for precipitation is heated with the help of heating elements (T1) to a temperature of 50-55 ° C. For the precipitation process, ammonia water is poured with constant stirring of the pulp by means of a mixer (M1) equipped with a drive (PR1) until the final pulp pH is 9.0-9.5. After this, the pulp is still stirred for 1 hour to mature the precipitate and after that gravity is directed to filtration on a F-2 nutsche filter. After the filtration process is completed, the precipitate is washed with water and pulled on a suction filter.
Фильтрат и промывные воды направляются на утилизацию фторидно-сернокислых растворов.The filtrate and wash water are sent to the disposal of fluoride-sulfate solutions.
Полученный гидроксид тантала (например, при переработке колумбитового концентрата) содержит до 99,0-99,7% (в пересчете на оксид тантала) основного вещества и может использоваться в качестве конечного продукта.The obtained tantalum hydroxide (for example, in the processing of columbite concentrate) contains up to 99.0-99.7% (in terms of tantalum oxide) of the main substance and can be used as the final product.
Однако, для получения высокочистого оксида тантала необходимо выполнить дополнительную очистку фтортанталовой кислоты методом жидкостной экстракции.However, to obtain high-purity tantalum oxide, it is necessary to perform additional purification of fluorotantalic acid by liquid extraction.
После проведения промывки осадка, осадок снимают с нутч-фильтра Ф-2 и направляют в реактор Р-3 для проведения растворения гидроксида тантала с целью получения исходного раствора для экстракционного каскада очистки фтортанталовой кислоты.After washing the precipitate, the precipitate is removed from the F-2 suction filter and sent to the P-3 reactor to dissolve the tantalum hydroxide in order to obtain an initial solution for the extraction cascade of fluorotantalic acid purification.
Приготовление исходного раствора для очистной экстракции осуществляется в реакторе Р-3 следующим образом. Расчет количества реактивов для приготовления исходного раствора производится исходя из следующих значений: концентрация Та2О5~150 г/л; концентрация серной кислоты (марка "о.с.ч") в растворе - 300 г/л; концентрация F- - 90 г/л. Для приготовления исходного раствора и рабочих растворов на экстракционном каскаде используется серная кислота марки "о.с.ч.", и плавиковая кислота также марки " о.с.ч.", а также деионизированная вода.The preparation of the initial solution for purification extraction is carried out in the reactor R-3 as follows. The calculation of the number of reagents for the preparation of the initial solution is based on the following values: concentration of Ta 2 O 5 ~ 150 g / l; the concentration of sulfuric acid (brand "o.s.ch") in solution - 300 g / l; concentration F - - 90 g / l. For the preparation of the initial solution and working solutions on the extraction cascade, sulfuric acid of the s.h. grade is used, and hydrofluoric acid also of the s.h. grade and deionized water are used.
В реактор Р-3 последовательно заливается расчетное количество воды, плавиковой кислоты, далее подается осадок гидроксида тантала после фильтрации. Пульпа перемешивается в течении 1 часа посредством мешалки (М3), снабженной приводом (ПР3), после этого в раствор заливается расчетное количество концентрированной серной кислоты. После этого раствор перемешивается в течении ~15 мин., и самотеком направляется на контрольную фильтрацию.The calculated amount of water, hydrofluoric acid is successively poured into the R-3 reactor, then the tantalum hydroxide precipitate is fed after filtration. The pulp is mixed for 1 hour by means of a mixer (M3) equipped with a drive (PR3), after which the calculated amount of concentrated sulfuric acid is poured into the solution. After this, the solution is mixed for ~ 15 min., And gravity is sent to the control filtration.
Фильтрация осуществляется на нутч-фильтре Ф-4. Полученный фильтрат подается в емкость Е-5, откуда поступает в емкость Е-7 для хранения исходного раствора для экстракционного каскада.Filtration is carried out on a F-4 nutsche filter. The obtained filtrate is fed into the tank E-5, from where it enters the tank E-7 for storage of the initial solution for the extraction cascade.
Экстракционный каскад состоит из 28 экстракторов типа "смеситель-отстойник" ЭК-6 с механическим перемешиванием.The extraction cascade consists of 28 EK-6 mixer-settler extractors with mechanical stirring.
Экстракционный каскад для очистной экстракции фтортанталовой кислоты состоит из следующих контуров со следующим количеством ступеней (экстракторов):The extraction cascade for the purification of fluorotantalic acid extraction consists of the following circuits with the following number of stages (extractors):
- экстракционная часть: 8 камер ЭК-6/1-8;- extraction part: 8 chambers EK-6 / 1-8;
- ЭК-6/9 - камера отстоя органической фазы от механически захваченных частиц водной фазы;- EK-6/9 - sludge chamber of the organic phase from mechanically captured particles of the aqueous phase;
- промывная часть 1: 6 камер - ЭК-6/10-15;- washing part 1: 6 chambers - EK-6 / 10-15;
- промывная часть 2: 2 камеры - ЭК-6/16-17;- washing part 2: 2 chambers - EK-6 / 16-17;
- ЭК-6/18 - камера отстоя органической фазы от механически захваченных частиц водной фазы;- EK-6/18 - a chamber of sedimentation of the organic phase from mechanically captured particles of the aqueous phase;
- ЭК-6/19 - камера отстоя водной фазы от механически захваченных частиц органической фазы;- EK-6/19 - a chamber of sedimentation of the aqueous phase from mechanically captured particles of the organic phase;
- реэкстракция тантала: 8 камер ЭК-6/20-27;- Tantalum re-extraction: 8 cameras EK-6 / 20-27;
- ЭК-6/28 - камера отстоя органической фазы от механически захваченных частиц водной фазы.- EK-6/28 - a chamber of sedimentation of the organic phase from mechanically captured particles of the aqueous phase.
Процесс экстракционной очистки тантала от ниобия и вульгарных примесей на экстракционном каскаде ЭК-6/1-28 включает в себя следующие операции:The process of extraction purification of tantalum from niobium and vulgar impurities on the extraction cascade EK-6 / 1-28 includes the following operations:
- прием исходного раствора и подача его на экстракцию - емкость Е-7;- receiving the initial solution and feeding it to the extraction - capacity E-7;
- прием и подача на каскад экстрагента (100% октанол-1) - емкость Е-8;- reception and supply to the cascade of extractant (100% octanol-1) - capacity E-8;
- приготовление и подача на каскад промывного раствора №1 - емкость - 9;- preparation and supply to the cascade of washing solution No. 1 - capacity - 9;
- подача на каскад промывного раствора №2 - емкость 10;- supply to the cascade of washing solution No. 2 -
- подача на каскад реэкстрагирующего тантал раствора - емкость 11;- supply to the cascade reextracting tantalum solution -
- экстракция тантала, промывка насыщенного экстракта от ниобия и других примесей последовательно промывным раствором №1 и №2, реэкстракция тантала.- extraction of tantalum, washing the saturated extract from niobium and other impurities sequentially with washing solution No. 1 and No. 2, tantalum re-extraction.
Для экстракционного каскада используются следующие растворы:The following solutions are used for the extraction cascade:
- экстрагент - 100% октанол-1;- extractant - 100% octanol-1;
- исходный раствор для экстракционного каскада (емкость Е-7;- stock solution for the extraction cascade (capacity E-7;
- промывной раствор №1 - 300 г/л H2SO4;- washing solution No. 1 - 300 g / l H 2 SO 4 ;
- промывной раствор №2 - вода деионизированная;- wash solution No. 2 - deionized water;
- реэкстрагирующий тантал раствор - вода деионизированная.- reextracting tantalum solution - deionized water.
Таким образом, расходные емкости Е-8, Е-7, Е-9, Е-10, Е-11 предназначены для подачи на экстракционный каскад рабочих растворов, соответственно: оборотного экстрагента, исходного раствора, промывного раствора №1, промывного раствора №2, реэкстрагирующего тантал раствора.Thus, consumable containers E-8, E-7, E-9, E-10, E-11 are designed to supply working solutions to the extraction cascade, respectively: reverse extractant, stock solution, wash solution No. 1, wash solution No. 2 reextracting tantalum solution.
Экстракционный каскад работает следующим образом.The extraction cascade works as follows.
Исходный сульфатно-фторидный раствор, содержащий ~140-160 г/л Та2О5, подается из емкости Е-7 перистальтическим насосом Н-12 в головную камеру экстракционного контура ЭК-6/8.The initial sulfate-fluoride solution containing ~ 140-160 g / l Ta 2 O 5 is supplied from the E-7 tank by the N-12 peristaltic pump to the head chamber of the EK-6/8 extraction circuit.
Экстрагент (100% октанол-1 оборотный) из емкости Е-8 подается перистальтическим насосом Н-13 противотоком исходному раствору в камеру ЭК-6/1 экстракционного контура.The extractant (100% octanol-1 reverse) from the E-8 tank is fed by a N-13 peristaltic pump countercurrent to the initial solution into the chamber EK-6/1 of the extraction circuit.
Исходный раствор, двигаясь по экстракционному контуру каскада от камеры ЭК-6/8 к камере ЭК-6/1 обедняется по Та2O5, т.к. Ta2O5 переходит в органическую фазу, и из последней камеры ЭК-6/1 сливается самотеком в емкость Е-17 в виде рафината с содержанием Та2O5 менее 0,05 г/л и далее направляется на утилизацию. С рафинатом выводятся примеси, которые были в исходном растворе (в основном - Nb2O5, Fe, Si и др.).The initial solution moving along the extraction circuit of the cascade from the EK-6/8 chamber to the EK-6/1 chamber is depleted in Ta 2 O 5 , because Ta 2 O 5 passes into the organic phase, and from the last chamber EK-6/1 is drained by gravity into the E-17 container in the form of a raffinate with Ta 2 O 5 content less than 0.05 g / l and then sent for disposal. Impurities that were in the initial solution (mainly Nb 2 O 5 , Fe, Si, etc.) are removed with the raffinate.
Промывной раствор №1 (серная кислота) из емкости Е-9 подается перистальтическим насосом Н-14 противотоком органической фазе в камеру ЭК-6/15 промывного контура №1.Wash solution No. 1 (sulfuric acid) from the E-9 tank is supplied by an N-14 peristaltic pump countercurrent to the organic phase into the chamber EK-6/15 of the wash circuit No. 1.
Промывной раствор №2 (деионизированная вода) из емкости Е-10 подается перистальтическим насосом Н-15 противотоком органической фазе в камеру ЭК-6/17 промывного контура №2.Wash solution No. 2 (deionized water) from the E-10 tank is supplied by an N-15 peristaltic pump countercurrent to the organic phase into the chamber EK-6/17 of the wash circuit No. 2.
Насыщенный Ta2O5 экстрагент поступает из камеры ЭК-6/9 в камеру контура промывки ЭК-6/10. В органическую фазу, кроме Та2О5, в различной степени переходят и примеси (в первую очередь подавляющее большинство Nb2O5), поэтому при контакте с промывным раствором №1, поступающим в камеру ЭК-6/15, происходит вытеснение данных примесей из органической фазы в водную. В результате на выходе из контура промывки №1 экстрагент будет насыщен Ta2O5, а промывной раствор №1, пройдя контур промывки №1 и сняв попутно некоторое количество Та2О5, присоединяется в камере ЭК-6/8 к исходному раствору на экстракцию.Saturated Ta 2 O 5 extractant enters from the chamber EK-6/9 into the chamber of the washing circuit EK-6/10. In addition to Ta 2 O 5 , impurities also pass to the organic phase to various degrees (primarily the vast majority of Nb 2 O 5 ), therefore, upon contact with washing solution No. 1 entering the chamber EK-6/15, these impurities are displaced from the organic phase to the aqueous. As a result, at the exit from the washing circuit No. 1, the extractant will be saturated with Ta 2 O 5 , and the washing solution No. 1, passing through the washing circuit No. 1 and simultaneously removing a certain amount of Ta 2 O 5 , is connected in the chamber EK-6/8 to the initial solution on extraction.
Промытый в контуре промывки №1 экстрагент поступает из камеры ЭК-6/15 в камеру ЭК-6/16. Органическая фаза, кроме Та2О5, содержит Nb2O5, поэтому при контакте с промывным раствором №2, поступающем в камеру ЭК-6/17, происходит окончательное вытеснение Nb2O5 из органической фазы в водную, фактически раствором фтортанталовой кислоты. Промывной раствор №2, пройдя контур промывки №2, присоединяется в камере ЭК-6/15 к промывному раствору №1 и далее присоединяется в камере ЭК-6/8 к исходному раствору на экстракцию.The extractant washed in the washing circuit No. 1 enters from the chamber EK-6/15 into the chamber EK-6/16. The organic phase, in addition to Ta 2 O 5 , contains Nb 2 O 5 , therefore, upon contact with the washing solution No. 2 entering the chamber EK-6/17, the final displacement of Nb 2 O 5 from the organic phase to the aqueous phase occurs, in fact with a solution of fluorotantalic acid . Wash solution No. 2, having passed the washing circuit No. 2, is attached in the chamber EK-6/15 to the washing solution No. 1 and then attached in the chamber EK-6/8 to the initial solution for extraction.
Промытый экстрагент поступает из камеры ЭК-6/18 в камеру ЭК-6/20 контура реэкстракции тантала. При этом в камеру ЭК-6/27 перистальтическим насосом Н-16 из емкости Е-11 противотоком экстрагенту подается реэкстрагирующий раствор. Пройдя противотоком 8 камер, реэкстрагирующий раствор «снимает» с органической фазы Та2O5, и из последней камеры ЭК-6/19 контура реэкстракции сливается самотеком в емкость Е-18 в виде реэкстракта тантала.The washed extractant enters from the chamber EK-6/18 into the chamber EK-6/20 of the tantalum re-extraction circuit. In this case, a reextracting solution is supplied to the chamber EK-6/27 with an N-16 peristaltic pump from the E-11 tank in countercurrent to the extractant. Having passed 8 chambers countercurrently, the stripping solution “removes” Ta 2 O 5 from the organic phase, and from the last chamber EK-6/19, the stripping circuit is gravity drained into the E-18 tank in the form of a tantalum stripping.
Реэкстракт тантала по мере накопления подается на осаждение гидроксида тантала в реактор Р-20 (фиг. 3).The tantalum re-extract, as it accumulates, is fed to the precipitation of tantalum hydroxide into the P-20 reactor (Fig. 3).
По мере накопления реэкстракта осуществляют процесс осаждения гидроксида тантала. Для этого в реакторе Р-20 производят разбавление реэкстракта тантала до концентрации 70 г/л (допускается не более 60-80 г/л) Та2O5. При этом исходный разбавленный реэкстракт предварительно нагревают до 50-55°С с помощью ТЭНов (Т20). Далее заливают аммиачную воду (марка "о.с.ч.") при постоянном перемешивании мешалкой (М20) с приводом (ПР20) до установления конечного рН пульпы равного 9,0-9,5. После этого пульпу еще перемешивают в течении 1 часа для созревания осадка и после этого самотеком направляют на фильтрацию на нутч-фильтр Ф-21. Фильтрат направляется на утилизацию фторидно-сернокислых растворов. После окончания процесса фильтрации осадок промывают 0,5-1%-ой аммиачной водой и оттягивают на нутч-фильтре.As the reextract accumulates, the tantalum hydroxide precipitation process is carried out. To do this, in the R-20 reactor, the tantalum reextract is diluted to a concentration of 70 g / l (no more than 60-80 g / l is allowed) Ta 2 O 5 . In this case, the initial diluted re-extract is preheated to 50-55 ° C using TENs (T20). Next, ammonia water is poured (brand “s.p.h.") with constant stirring with a mixer (M20) with a drive (PR20) until the final pulp pH is 9.0-9.5. After that, the pulp is still stirred for 1 hour to mature the sediment and then gravity is sent to the F-21 nutsche filter for filtration. The filtrate is sent to the disposal of fluoride-sulfate solutions. After completion of the filtration process, the precipitate is washed with 0.5-1% ammonia water and pulled on a suction filter.
После проведения промывки и просушки осадка на фильтре осадок направляют в реактор Р-22 для проведения репульпации раствором 0,5-1%-ой аммиачной воды. Раствор для репульпации подогревают с помощью ТЭН (Т22) до 50°С, время перемешивания - 1 час. Таким образом репульпацию проводят от 4-х до 6-ти раз. После этого пульпу направляют на фильтрацию на нутч-фильтр Ф-23. Фильтрат после фильтрации направляется на утилизацию фторидно-сернокислых растворов. После окончания процесса фильтрации осадок промывают и оттягивают на нутч-фильтре. С фильтра Ф-23 отжатый осадок разгружается в транспортный контейнер и направляется на сушку и прокалку.After washing and drying the precipitate on the filter, the precipitate is sent to the reactor R-22 for repulping with a solution of 0.5-1% ammonia water. The solution for repulse is heated with the help of a heater (T22) to 50 ° C, the mixing time is 1 hour. Thus, repulpation is carried out from 4 to 6 times. After this, the pulp is sent for filtration to a nutsche filter F-23. After filtration, the filtrate is sent to the disposal of fluoride-sulfate solutions. After completion of the filtration process, the precipitate is washed and pulled on a suction filter. From the F-23 filter, the squeezed sediment is unloaded into a transport container and sent to drying and calcination.
Сушка гидроксида тантала проводится в две стадии в печи П-24, чтобы гидроксид не спекся и не потерял развитую удельную поверхность, образовавшуюся при осаждении.Tantalum hydroxide is dried in two stages in a P-24 furnace so that the hydroxide does not sinter and does not lose the developed specific surface formed during precipitation.
На первой стадии сушки I гидроокись тантала сушится при температуре 80°С (мягкая сушка). Влажный осадок отмытого гидроксида тантала с влажностью 54%, раскладывается танталовым совком на поддоны, защищенные слоем фторопласта. На первой стадии сушки удаляется основная влага (до 85%), куски осадка начинают, при надавливании, рассыпаться.In the first stage of drying I, tantalum hydroxide is dried at a temperature of 80 ° C (soft drying). The wet sediment of washed tantalum hydroxide with a moisture content of 54% is laid out by a tantalum scoop on pallets protected by a layer of fluoroplastic. At the first stage of drying, the main moisture is removed (up to 85%), the pieces of sediment begin to crumble when pressed.
Затем осуществляется стадия сушки II подсушенного гидроксида тантала, которая проводится в печи П-24 при 180°С. Окончательно высушенный осадок гидроксида тантала просеивается на грохоте К-25 на сите 0,250 мм. Нижняя фракция (-0,250 мм) направляется на прокалку в П-26, а верхняя +0,250 мм измельчается вручную и снова просеивается на сите +0,250 мм. Просушенный и просеянный гидроксид тантала направляется на операцию прокалки.Then, the drying stage of II dried tantalum hydroxide is carried out, which is carried out in a P-24 furnace at 180 ° C. The finally dried precipitate of tantalum hydroxide is sieved on a K-25 screen on a 0.250 mm sieve. The lower fraction (-0.250 mm) is sent for calcination in P-26, and the upper +0.250 mm is crushed by hand and sieved again on a +0.250 mm sieve. The dried and sieved tantalum hydroxide is sent to the calcination operation.
Гидроксид тантала подвергается прокалке при температуре 980°С в течение 6-8 часов. Нагрев рабочего пространства прокалочной печи осуществляется за счет электрической энергии, материал при этом подвергается прокалке окончательной дегидратации. Об эффективности получения высокочистого оксида тантала судят по химическому составу примесей в оксиде тантала и величине потерь при прокаливании прокаленного оксида тантала.Tantalum hydroxide is calcined at a temperature of 980 ° C for 6-8 hours. The heating of the working space of the calcining furnace is carried out due to electric energy, while the material is subjected to calcination of the final dehydration. The efficiency of obtaining high-purity tantalum oxide is judged by the chemical composition of the impurities in tantalum oxide and the amount of loss during calcination of calcined tantalum oxide.
Прокаленный оксид тантала после остывания загружается в подготовленную тару и направляется потребителю.The calcined tantalum oxide after cooling is loaded into the prepared container and sent to the consumer.
В результате реализации способа получения высокочистого оксида тантала, получается продукт, имеющий следующий примесный состав:As a result of the implementation of the method for producing high-purity tantalum oxide, a product is obtained having the following impurity composition:
По технологии прототипа примесный состав в оксиде тантала был следующий.According to the technology of the prototype, the impurity composition in tantalum oxide was as follows.
Таким образом, технический результат изобретения достигается за счет оптимизации параметров основных операций процесса получения высокочистого оксида тантала.Thus, the technical result of the invention is achieved by optimizing the parameters of the main operations of the process for producing high-purity tantalum oxide.
В настоящее время, по результатам исследований, осуществляется подготовка технической документации для промышленного использования предлагаемого технического решения, в соответствии с хозяйственным договором.Currently, according to the results of research, the preparation of technical documentation for the industrial use of the proposed technical solution is being carried out, in accordance with the economic contract.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015150738A RU2611869C1 (en) | 2015-11-26 | 2015-11-26 | Method of producing highly pure tantalum oxide from tantalum-containing solutions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015150738A RU2611869C1 (en) | 2015-11-26 | 2015-11-26 | Method of producing highly pure tantalum oxide from tantalum-containing solutions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2611869C1 true RU2611869C1 (en) | 2017-03-01 |
Family
ID=58459347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015150738A RU2611869C1 (en) | 2015-11-26 | 2015-11-26 | Method of producing highly pure tantalum oxide from tantalum-containing solutions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2611869C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116162809A (en) * | 2022-12-30 | 2023-05-26 | 江西三石有色金属有限公司 | Method for recycling organic washing water in tantalum-niobium wet smelting |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU245053A1 (en) * | А. К. Бабко, Е. А. Мазуренко , И. Набиванед Институт общей , неорганической химии Украинской ССР | METHOD FOR CLEANING TENTAL POINT POXIDE FROM ACCOMPANYING IMPURITIES | ||
| US4673554A (en) * | 1984-12-18 | 1987-06-16 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method of purifying tantalum |
| RU2189359C2 (en) * | 1995-10-12 | 2002-09-20 | Кабот Корпорейшн | Compounds of tantalum pentoxide and niobium pentoxide |
| RU2259321C2 (en) * | 2002-06-21 | 2005-08-27 | Открытое акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Tantalum pentoxide preparation method |
-
2015
- 2015-11-26 RU RU2015150738A patent/RU2611869C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU245053A1 (en) * | А. К. Бабко, Е. А. Мазуренко , И. Набиванед Институт общей , неорганической химии Украинской ССР | METHOD FOR CLEANING TENTAL POINT POXIDE FROM ACCOMPANYING IMPURITIES | ||
| US4673554A (en) * | 1984-12-18 | 1987-06-16 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method of purifying tantalum |
| RU2189359C2 (en) * | 1995-10-12 | 2002-09-20 | Кабот Корпорейшн | Compounds of tantalum pentoxide and niobium pentoxide |
| RU2259321C2 (en) * | 2002-06-21 | 2005-08-27 | Открытое акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Tantalum pentoxide preparation method |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| КОВАЛЬ Е.А., Экстракция тантала и ниобия из фторидно-сульфатных растворов спиртами, Авто диссертации на соискание ученой степени кандидат химических наук, Москва, 2006. * |
| КОВАЛЬ Е.А., Экстракция тантала и ниобия из фторидно-сульфатных растворов спиртами, Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидат химических наук, Москва, 2006. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116162809A (en) * | 2022-12-30 | 2023-05-26 | 江西三石有色金属有限公司 | Method for recycling organic washing water in tantalum-niobium wet smelting |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Brown et al. | Solvent extraction used in industrial separation of rare earths | |
| Kabangu et al. | Separation of niobium and tantalum from Mozambican tantalite by ammonium bifluoride digestion and octanol solvent extraction | |
| WO2014110216A1 (en) | Methods of recovering scandium from titanium residue streams | |
| WO1997036011A1 (en) | Recovery of metal values | |
| CN101955228A (en) | Method for separating tantalum and niobium | |
| JP3950968B2 (en) | Method for separating and recovering Y and Eu | |
| Sun et al. | A novel method for the separation of niobium and titanium from sulfuric acid-oxalate solutions using N235 and MIBK | |
| JP2007277091A (en) | Tantalum oxide and method of manufacturing the same | |
| RU2611869C1 (en) | Method of producing highly pure tantalum oxide from tantalum-containing solutions | |
| WO2012132107A9 (en) | Method for producing and method for isolating/purifying niobium | |
| RU2576562C1 (en) | Method for columbite concentrate processing | |
| Farouq et al. | Solvent extraction of iron ions from hydrochloric acid solutions | |
| US2849286A (en) | Method of processing monazite sand | |
| CA1073566A (en) | Process for treating an acid waste liquid | |
| JP7293976B2 (en) | Scandium recovery method | |
| Jiang et al. | Recovery of rare earths from the spent optical glass by hydrometallurgical process | |
| RU2211871C1 (en) | Method of processing loparite concentrate | |
| RU2623522C1 (en) | Method of obtaining potassium fluorothanalate from tantalum-containing solutions | |
| Berhe et al. | Green extraction of niobium and tantalum from Kenticha tantalite ore using 1-ethyl-3-methyl imidazolium chloride ionic liquid | |
| Yessengaziyev et al. | Studies the crucial role of selection of extractant to extract niobium from sulfuryl fluoride solution and optimization of extraction conditions | |
| Mukhachev et al. | Physical and chemical foundations of the extraction refining of natural uranium | |
| US20170197999A1 (en) | Treatment of antimony bearing residues for production of potassium antimony tartrate | |
| JP3634747B2 (en) | Separation and purification method of tantalum and niobium | |
| WO1999043408A1 (en) | Solvent extraction of ferric chloride | |
| RU2147621C1 (en) | Method of preparing refractory metals from loparite concentrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181127 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20201013 |