專利名稱：一種鈮的提純方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈮的萃取提純工藝方法，尤其是指從仲辛醇一次萃取體系的工業(yè)級反鈮液中萃取純鈮的方法，屬有色金屬萃取方法類。
背景技術(shù)：
隨著信息產(chǎn)業(yè)和超導(dǎo)技術(shù)的高速發(fā)展，低鉭鈮和低雜鈮(純鈮)的需求量越來越大。低鉭鈮主要用于制作鈮板坯，進(jìn)一步加工可軋成薄板，做成制件，也可用于濺射鍍膜這個(gè)領(lǐng)域。作為新型材料的鈮膜正處于發(fā)展階段，潛在的需求量很大。同時(shí)，純鈮又是一種實(shí)用的超導(dǎo)材料，可制作超導(dǎo)高頻腔，能將交流損失降至1/10。因此在當(dāng)代尖端技術(shù)開發(fā)運(yùn)用中，起到十分重要的作用，例如，歐洲原子能中心的大型正負(fù)電子加速器，需用高純鈮板制作腔體，所需鈮成品重量就要1500噸?？梢?，低鉭鈮和低雜鈮的市場前景十分廣闊。
目前公知的制取提純鈮的工藝方法有三種，其一是將鉭鈮精礦磨細(xì)，用氫氟酸、硫酸分解，調(diào)酸后制得含鉭鈮的水溶液或礦漿，而后用有機(jī)溶劑，如MIBK、仲辛酸、N-503等將鈮鉭的氟絡(luò)合物萃取到有機(jī)相中；而使其與其它雜質(zhì)分離。為了除去萃取過程中帶入有機(jī)相中的少量雜質(zhì)元素，用硫酸溶液洗滌有機(jī)相，使少量雜質(zhì)再轉(zhuǎn)入水相中。經(jīng)洗滌后的含鉭、鈮氟絡(luò)合物的有機(jī)相，用稀硫酸將鈮反萃到水相中。在反萃鈮氟絡(luò)合物時(shí)，少量的鉭氟絡(luò)合物也進(jìn)入含鈮水相中，為此，再用有機(jī)相萃取少量鉭(提鉭)，使鈮與鉭分離。但是經(jīng)過這樣一次萃取分離所得的鈮液中，其中鉭和其它雜質(zhì)元素的含量還比較高。現(xiàn)有資料顯示表明，此時(shí)鉭在0.05～0.1％的水平，其它雜質(zhì)在0.005～0.01％的水平。這種工藝實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品雖能滿足一般工業(yè)級氧化鈮和金屬鈮產(chǎn)品的要求，卻難以滿足低鉭鈮和低雜鈮的質(zhì)量要求。后兩種是目前行業(yè)界公認(rèn)的成熟的提鈍鈮方法高酸度條件下二次萃取和草酸溶解結(jié)晶提純鈮的工藝方法，這兩種適于生產(chǎn)光學(xué)玻璃級和單晶級的高純五氧化二鈮，缺陷是成本高、產(chǎn)量規(guī)模小，不適合用于大量生產(chǎn)比高純鈮檔次低、售價(jià)低的低鉭鈮和低雜鈮產(chǎn)品。
因此尋找一種生產(chǎn)成本較低，能用于工業(yè)化批量生產(chǎn)低鉭鈮和低雜鈮的生產(chǎn)技術(shù)，已是生產(chǎn)廠家及用戶的一種期望。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研究出一種適合于生產(chǎn)低鉭鈮和低雜鈮的工藝方法，希望它不僅工藝簡單、操作方便、減少材料消耗，同時(shí)，將成本增加控制在最少，而且與同類產(chǎn)品比較，質(zhì)量上又有明顯優(yōu)勢的新方法、新工藝。
這種以仲辛醇一次萃取的工業(yè)級普通反鈮液為原料的、生產(chǎn)低鉭鈮和低雜鈮的鈮提純方法，其特征在于，它由以下三個(gè)工藝過程組成A、部分二次萃??；即用40％N-503+60％煤油體積比組成的有機(jī)混合液相，用1.3-1.6moL/L H2SO4和2-3moL/L HF溶液對仲辛醇體系的工業(yè)級普通鈮液進(jìn)行低酸條件下的部分二次萃取，使普通鈮液中鈮氟絡(luò)合物的30～40％，殘存鉭氟絡(luò)合物的80～90％萃取到有機(jī)相中，形成負(fù)載有機(jī)相混合液，得到余在水相中的鉭含量已顯著降低的低鉭鈮液。
B、二次反鈮、提鉭；即對上述A工藝中對部分二次萃取時(shí)進(jìn)入有機(jī)相中的鈮和少量鉭，進(jìn)行二次反鈮、提鉭，其方法是先用純水摻入到負(fù)載有機(jī)相混合液中，再次將鈮反萃到水相中，同時(shí)也有微量鉭跟鈮一起反萃下來，而后再一次用空載的N-503有機(jī)相將反萃鈮液中的微量鉭再萃入有機(jī)相中，得到的反鈮液為純度較高的低雜鈮液。
C、洗鉭；即二次反鈮后，對產(chǎn)生的含有少量鉭氟絡(luò)合物的有機(jī)相，用1～1.5％的NH4F溶液進(jìn)行洗滌，使鉭反萃到水相中，并將該空載有機(jī)相返回A工藝初始階段，參予新的二次萃取和提鉭。
所述工藝中所采用的是6級純水反鈮。
所述工藝中將二次萃取后獲得的低鉭鈮液和低雜鈮液分別用氨中和至pH值為9，并用熱純水洗滌去氟，烘干后經(jīng)煅燒即得固體氧化鈮。
本發(fā)明的鈮提純工藝方法與已公知的三種鈮的提純工藝相比，在實(shí)際工藝中除萃取劑的正常損耗外，幾乎沒有別的試劑消耗；而且N-503的萃取、反萃取槽連接就在仲辛醇萃取線旁，可由看仲辛醇線的操作工兼看，無需另外增加操作人員。故本工藝方法具有流程短、設(shè)備簡單、消耗少、成本低的特點(diǎn)。


附圖為本發(fā)明的鈮提純工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合工藝流程圖詳細(xì)敘述本發(fā)明，并給出實(shí)施例。
實(shí)施例本發(fā)明采用的原材料如下仲辛醇一次萃取體系的工業(yè)級反鈮液(N-1普通鈮液)含量84.8g/l，H2SO41.6moL/L，HF2.7moL/L，用40％N-503+60％煤油組成的有機(jī)相按0∶A＝0.8∶1，6級萃取萃余液為低鉭鈮液(N-2)。將負(fù)載有機(jī)相按0∶A＝1∶0.6，用純水6級，反萃鈮，再按0∶A＝0.8∶1，6級純水提鉭得N-3低雜鈮液。反完鈮的有機(jī)相與提鉭有機(jī)相合并，按0∶A＝1∶0.6，用1.2％NH4F 6級純水洗鉭至有機(jī)相中(TaNb)2O5＜0.1g/l。
將上述三種鈮液分別用氨中和至PH為9，加熱純水洗滌去氟，再烘干，煅燒后制得固體氧化鈮。
在上述萃取工藝中，由于本發(fā)明采用的N-503+煤油萃取是在低酸條件下進(jìn)行的，在此條件下，鉭優(yōu)先萃取、鈮部份萃取，而雜質(zhì)很少萃??；使二次萃取后有機(jī)相中攜帶的雜質(zhì)很少。因此，為經(jīng)二次反鈮、提鉭后得到的反鈮液純度較高的低雜鈮液，創(chuàng)造了良好技術(shù)基礎(chǔ)。
此外，仲辛醇鉭鈮萃取體系反萃鈮要求用1.25-1.5moL/L的H2SO4溶液，得到的反鈮液酸度為H2SO41.3-1.6moL/L；HF2-3moL/L，而N-503鉭鈮萃取體系反萃鈮用純水，得到的反鈮液酸度為1.6-2.4moL/L，比前者低得多.那么說明在仲辛醇萃取體系的反鈮液酸度條件下，N-503對鈮仍有一定的萃取能力。本發(fā)明正是利用了二者萃取和反萃取鈮條件的差異，用N-503對仲辛醇萃取體系的反鈮液進(jìn)行不補(bǔ)加酸的低酸，部分二次萃取。
將鈮液和對應(yīng)的固體試樣進(jìn)行對比分析，結(jié)果如表1、表2。
表1液體試樣分析結(jié)果

表2固體試樣分析結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種以仲辛醇一次萃取工業(yè)級普通反鈮液為原料的、生產(chǎn)低鉭鈮和低雜鈮的鈮提純方法，其特征在于，它由以下三個(gè)工藝過程組成A、部分二次萃??；即用40％N-503+60％煤油體積比組成的有機(jī)混合液相，用1.3-1.6moL/L H2SO4和2-3moL/L HF溶液對仲辛醇體系一次萃取的工業(yè)級普通鈮液進(jìn)行低酸條件下的部分二次萃取，使普通鈮液中鈮氟絡(luò)合物的30～40％，殘存鉭氟絡(luò)合物的80～90％萃取到有機(jī)相中，形成負(fù)載有機(jī)相混合液，得到余在水相中的鉭含量已顯著降低的低鉭鈮液；B、二次反鈮、提鉭；即對上述A工藝中對部分二次萃取時(shí)進(jìn)入有機(jī)相中的鈮和少量鉭，進(jìn)行二次反鈮、提鉭，其方法是先用純水摻入到負(fù)載有機(jī)相混合液中，再次將鈮反萃到水相中，同時(shí)也有微量鉭跟鈮一起反萃下來，而后再一次用空載的N-503有機(jī)相將反萃鈮液中的微量鉭再萃入有機(jī)相中，得到反鈮液純度較高的低雜鈮液；C、洗鉭；即二次反鈮后，對產(chǎn)生的含有少量鉭氟絡(luò)合物的有機(jī)相，用1～1.5％的NH4F溶液進(jìn)行洗滌，使鉭反萃到水相中，并將該空載有機(jī)相返回A工藝初始階段，參予新的二次萃取和提鉭。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鈮的提純方法，其特征在于所述工藝中所采用的是6級純水反鈮。
全文摘要
一種以仲辛醇一次萃取工業(yè)級普通反鈮液為原料的、生產(chǎn)低鉭鈮和低雜鈮的鈮提純方法，由三個(gè)工藝過程組成A.部分二次萃取即用40％N－503+60％煤油體積比組成的有機(jī)混合液相對仲辛醇一次萃取體系的工業(yè)級普通鈮液進(jìn)行低酸條件下的部分二次萃取，得到余在水相中的鉭含量已顯著降低的低鉭鈮液；B.二次反鈮、提鉭，即對上述A工藝中對部分二次萃取時(shí)進(jìn)入有機(jī)相中的鈮和少量鉭，進(jìn)行二次反鈮、提鉭，得到反鈮液純度較高的低雜鈮液；C.洗鉭，得到空載有機(jī)相二次反鈮后，將該空載有機(jī)相返回A工藝初始階段，參予新的二次萃取和提鉭。該提純方法工藝簡單、操作方便、減少材料消耗。
文檔編號C22B3/26GK1594611SQ20041002334
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月24日
發(fā)明者萬明遠(yuǎn) 申請人:株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司