CN102985368B - 含钽和/或铌化合物的处理 - Google Patents

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Abstract

本发明提供处理包括含钽和/或铌化合物的原料的方法。所述方法包括使所述原料与气态氟化剂接触，从而对存在于所述原料化合物中的钽和/或铌进行氟化。回收所得的氟化的钽和/或铌化合物。

Description

含钽和/或铌化合物的处理
本发明涉及含钽和/或铌化合物的处理。更具体地，本发明涉及处理包括含钽和/或铌化合物的原料的方法。
钽和铌是用于一些现代高技术行业的重要金属，包括在电子和核领域的行业。从其矿物中提取这些金属具有独特的挑战性，因为其矿物不易于加工且由于这些金属的化学性质非常相似而很难将它们彼此分开。
在自然界中，钽和铌主要以氧化物形式在一起。这些元素最重要的来源为铌铁矿(Fe,Mn)Nb2O6和钽铁矿(Fe,Mn)Ta2O6的矿物。铌铁矿包括55-78％的Nb2O5，钽铁矿包括42-84％的Ta2O5。这些元素的另一个来源为烧绿石(Na,Ca)Nb2O6(OH,F)，其主要含有铌和少量的钽。
这些矿物通常用浓(70％)氢氟酸(HF)水溶液或HF和浓硫酸(H2SO4)的混合物进行消化处理。通过一系列溶剂提取步骤，提取、分离和纯化有价钽和铌(tantalumandniobiumvalues)，然后根据需要的终产物而转变为氧化物或金属。这些方法复杂且有危险性，并产生大量的潜在有害废液。
与之相对应的事实是，钽矿物，具体地，含有少量放射性铀、钍和其相关子产物，这使得该矿物的运输和提取过程所产生废液的处理复杂化。这些放射性元素以晶格形式存在，不能在采矿点用常规的预处理去除。国际原子能协会(IAEA)规定对可以作为正常商品运输的材料中的放射性水平限制为最大10Bq/g。通常钽矿物更常见地具有40Bq/g或以上的放射性水平，因此被归类为危险商品。
对于处理过程，在原材料溶解工序中，通常将铌和钽溶解于氟化氢溶液中。沉淀物(或未溶解的残余物)含有放射性钍和铀。将钍和铀溶解于硫酸中，并通过液-液萃取或离子交换树脂对其提取可去除放射性。然而，这再次有可能产生甚至更危险的废料。
因此本发明目的是提供一种方法，由此可处理包括含钽和/或铌化合物的原料以从该原料中回收更高纯度的有价钽和/或铌，由此解决上述问题。具体地，本发明目的是提供一种处理方法，与常规处理方法相比，其更为简便，并将产生更少量的有危险的废料，还提供一种更有效地处理放射性化合物的方法。本发明另一个目的是提供回收原料中存在的有价铀(uraniumvalues)的方法。
因此，本发明提供一种处理包括含钽和/或铌化合物的原料的方法，所述方法包括：
使所述原料与气态氟化剂接触以对存在于所述原料化合物中的钽和/或铌进行氟化；以及
回收所得的氟化的钽和/或铌化合物。
因此，本发明方法提供一种从矿物中回收更高纯度或甚至基本上纯的含钽和/或铌化合物的方法。
通常，含钽和含铌的化合物均存在。更具体地，含钽和铌的化合物可为上文所描述的矿物，即铌铁矿(Fe,Mn)Nb2O6、钽铁矿(Fe,Mn)Ta2O6和可能为烧绿石(Na,Ca)Nb2O6(OH1F)，其中至少一些钽和铌作为氧化物存在，具体地为M2O5，其中M为Ta或Nb，且其中铀也可能存在于相同的矿物基质中。
因此，所述原料可包括至少一种含有钽和/或铌化合物以及任选地含铀化合物的矿物。
因此，所述方法可包括氟化存在于所述原料中的铀化合物以获得氟化的铀化合物，以及回收氟化的铀化合物。铀化合物的氟化可与钽和/或铌化合物的氟化同时进行；然而，可替代的是，铀化合物的氟化可在回收氟化的钽和/或铌化合物后进行，然后将所得的在钽和/或铌化合物含量方面比初始原料更少的原料残余物与气态氟化剂接触以氟化所述铀化合物。
因此，本发明方法还提供一种从原料中回收除有价钽和/或铌外的有价铀的方法。所述有价铀可回收为基本上纯的铀化合物。
所述方法的特征在于，其在基本上没有水分的条件下实施，即，其为干法。换句话说，其产生很少或不产生有害和/或危险的液体废料产物。
所述气态氟化剂可包括气态氟(F2)和/或气态无水氟化氢(HF)作为反应气体，即，其在氟化反应中对含钽和铌的化合物进行氟化。所述反应气体可为纯净的，即可为浓缩形式。然而，可替代的是，其也可用惰性载体气体如氮气或氩气稀释。如果需要，所述气态氟化剂甚至可包括第二反应气体如氧气或水蒸气。也可使用其他反应气体如卤化氟化物(halidefluorides)、惰性气体氟化物(如XeF2)、NF3或OF2。对于铀的回收，强氧化性的氟化剂如F2、ClF3、NF3的气体可用作气态氟化剂。
因此，所述气态氟化剂，具体地，所述反应气体，可直接与含钽和铌的化合物反应以氟化所述钽和铌。
因此，在本发明的一个实施方案中，反应气体可为氟气。氟化反应可按照反应(1)进行：
M2O5+5F2(g)→2MF5+5/2O2(1)
其中M为Ta或Nb。
当所述原料还包括或含有铀时，所述铀通常以U3O8存在；然后其氟化反应可按照反应(2)进行：
U3O8+9F2→3UF6+4O2(2)
其中UF6为挥发性的。
在本发明另一个实施方案中，反应气体可以无水氟化氢气体代替。氟化反应可按照反应(3)进行：
M2O5+10HF(g)→2MF5+5H2O(3)
其中M为Ta或Nb。
当所述原料还包括或含有铀时，所述铀如前文所述通常以U3O8存在；然后其氟化反应可按照反应(4)进行：
U3O8+8HF→UF4+2UO2F2+4H2O(4)
其中UF4和UO2F2均为非挥发性的。
在这两个实施方案中，氟化程度均可通过改变反应参数如反应温度、提供给反应的热量程度、反应时间和反应气体和/或载体气体(如存在)相对于钽和铌化合物的比例进行控制。因此，所述氟化程度可为形成钽和铌的氟氧化物，而非按照反应(1)和(2)形成氟化物。换句话说，通常可产生MxOyFz形式的化合物，其中M为Ta或Nb，x和z各自>0，且y>0。应当理解，当y＝0时，可得到五氟化物，如前文所述即MF5。除了HF或F2外，可优选在包括O2或H2O作为反应气体的氟化剂中形成氟氧化物。
当O2或H2O作为反应气体存在时，所述O2或H2O可分别从反应(1)和(3)中获得。
对于使用HF作为反应气体进行部分氟化，含钽和铌化合物的反应可按照反应(5)进行：
M2O5+HF(g)→MxOyFz+H2(5)
其中M为Ta或Nb。
所述原料可为固态精矿(oreconcentrate)，其中钽和/或铌化合物以粉末或颗粒形式存在。应当理解，通常所述固态精矿还可含有其他元素，如前文所述的放射性元素铀(U)和钍(Th)，以及非放射性元素如硅(Si)。当存在Si时，可形成氟化物如SiF4，其在室温下为挥发性的，因此可容易地从所述矿物基质中除去。任何其他金属，如发现存在于钽铁矿中的金属，例如，铝、铁、锰、锡、钛、钨和钇，也可被氟化，然后可通过分级升华而除去，或保留在矿物基质中。HF、U和Th将基本上形成非挥发性和通常为热稳定的化合物，因此其保留在固体残余物中。出人意料的是，当矿物基质中的铀处于+6氧化态时，本发明提出的方法将形成除高度非挥发性UO2F2以外的任何铀的氟氧化物。可能形成的其他铀的氟氧化物将热分解为UO2F2和UF6。类似地，UF4或ThF4的形成却极不可能发生，但即便如此，它们在低于1,000℃的温度下也还是非挥发性的。
氟化的钽和铌化合物的回收可包括蒸发或升华。因此，当形成Ta和Nb的五氟化物或氟氧化物时，在反应温度足够高时它们是挥发性的，从而它们能够与矿物基质和任何非挥发性化合物如铀和钍化合物分离。然后它们可通过冷却而被再次凝固或凝华。换句话说，升华可用于获得纯化形式的氟化的钽和铌化合物。
更具体地，当无水HF被用作反应气体时，所述精矿中的组分有价金属(mentalvalues)通常为氧化物形式，将被氟化为其各自的氟化物。具体地，有价钽和铌通常按照反应(2)被氟化为其各自的五氟化物。五氟化钽和五氟化铌的蒸发或升华温度分别为84℃和93℃，因此它们很难分离。如果反应温度维持在五氟化物的升华温度以上，它们在形成的同时会升华并与所述矿物基质分离。如果反应温度在升华温度以下，随后适当提高温度会导致五氟化物升华。此后，通过仔细选择和保持处理温度处在升华率的微分(differentiation)为最优化的水平，这些物质可在多步骤的分级升华过程中进行分离。然而，由于明显的原因，该方法的分离效率较低，且大量分离所述有价金属需要多个升华步骤。
可选地，可对所述反应条件如温度、反应剂(反应气体)浓缩物或反应剂组合物进行选择，从而使Ta和Nb的氧化物均转变为氟氧化物。所述氟氧化物也是挥发性的，但根据具体种类其挥发温度范围为160℃-850℃。因此，通过分级升华进行氟氧化物的分离和纯化相对简单且有效。
另一个替代性的方法是选择反应条件，从而Ta或Nb中的一种被优先转变为五氟化物，而另一种被转变为氟氧化物。与五氟化物相比氟氧化物在更高的温度下为挥发性的。因此，如果Ta或Nb中的一种为五氟化物形式而另一种为氟氧化物形式，则通过分级升华进行分离和纯化甚至将更为有效。
还有另一条路线可采用，在通过按照反应(1)或(3)从矿物基质中将钽和铌完全氟化为五氟化物进行提取后，在合适条件下通过水解选择性地将Ta或Nb的五氟化物中的一种转变为氟氧化物，而另一种保留为五氟化物。然后如前文所述，可通过升华来分离和纯化这些物质。
类似地，根据相关步骤的反应和/或分离效率，可采用的另一个替代性方案是通过水解，将如前文所述通过完全氟化形成的Ta和Nb的五氟化物均转变为氟氧化物，然后通过选择性氟化(例如，用HF或F2或任何其他合适的氟化剂，并在合适条件下)氟氧化物中的一种返回为五氟化物，而另一种保留为氟氧化物。类似地，如前文所述，可通过分级升华这两种分子物质而容易地将它们分离和纯化。尽管这似乎会增加不必要的中间步骤，每个步骤均有助于该方法的总体选择性，其可减少最终的升华步骤数目。
如此纯化的Ta和Nb的五氟化物或氟氧化物可被转变为氧化物，例如，根据需要通过进一步水解，或通过已知合适的还原方法直接转变为金属。
一旦钽和铌已经从原料中除去，原料残余物可能含有+4氧化态的铀作为氧化物或氟化物，以及+6氧化态的铀作为氧化物或氟氧化物。然后可用F2气体在升高的温度下处理残余物以挥发性UF6形式释放铀，按照如下反应式进行：
UO2+3F2→UF6+O2(6)
UF4+F2→UF6(7)
U3O8+9F2→3UF6+4O2(8)
2UO3+6F2→2UF6+3O2(9)
UO2F2+2F2→UF6+O2(10)
UF6在室温仍然是挥发性的，因此其将作为气体组分与残余物分离，然后将其浓缩可产生基本上纯的UF6。
然而，当F2用作反应气体时，精矿(mineralconcentrate)(粉末或颗粒形式)可与氟气反应，所述氟气可为纯净的或经惰性气体如氮气或氩气稀释的。优选所述反应实施的温度范围为室温至1200℃，更优选为200℃-600℃。按照反应(1)，钽和铌化合物被转变为各自的氟化物(TaF5和NbF5)。如前文所述，存在于矿物中的金属杂质也会同时即在同样的处理步骤或工序中转变为氟化物。在室温下这些物质或为挥发性的(例如，SiF4)或为非挥发性的(许多过渡金属)。对于放射性元素而言，Th将形成非挥发性的ThF4，而U将形成挥发性的UF6。因此，升华物将含有稳定的气体如易于除去的SiF4，以及TaF5、NbF5和UF6。UF6可通过分级蒸馏与SiF4、TaF5和NbF5分离。如上所述，在HF的实施方案中，TaF5和NbF5可通过任何一种上述替代性反应路线分离，然后进行合适的分级升华步骤或多个步骤。通过所述方法可再次获得氟化物、氧化物或金属作为最终产物。
可进一步处理钽和铌的五氟化物或氟氧化物以将其转变为所需的终产物，如高纯度的金属。这种处理可包括转变为氧化物或还原为纯的金属。
下面将参考附图中流程图和随后的非限制性实施例更详细描述本发明。
附图中，
图1-6所示为本发明处理含钽和含铌化合物的方法的不同实施方案；
图7所示为实施例1中的加热TaF5和NbF5时获得的TG曲线(DTG曲线)的一阶导数；
图8所示为实施例2中的如实施例2描述的加热Ta2O5和Nb2O5与HF的反应产物时获得的DTG曲线；
图9所示为实施例3中的TaF5和NbOxFy的DTG曲线；
图10所示为实施例4中的TaF5和NbF5的水解图示；以及
图11所示为实施例5中的不同种类MxOyFz的蒸发/分解温度，其中虚线表示氟化的铌化合物，实线表示氟化的钽化合物。
在图1-6中，同样或类似的处理步骤或工序用相同的标记序号表示。
在图1中，标记序号10总体表示本发明第一个实施方案的一种处理包括含钽化合物和含铌化合物的原料的方法。
方法10包括精矿或原料供给管路12，其通向氟化工序14。气态氟化剂添加管路16也通向工序14。固体回收管路18源自工序14，室温挥发性的氟化物杂质回收管路20也源自工序14。
升高温度的挥发性产物传输管路22从工序14通向分级升华工序24，含钽产物回收管路26和铌产物回收管路28均源自工序24。
应用中，包括含有铌铁矿和钽铁矿及杂质如铀和二氧化硅的精矿的原料，沿着管路12进入工序14。铌铁矿包括55-78％Nb2O5，而钽铁矿包括42-80％Ta2O5。无水HF也沿着管路16进入工序14。
在工序14中，起初HF在室温下与精矿反应导致有价钽和铌按照反应(3)的氟化。其也导致有价铀氟化为例如UO2F2和有价硅(siliconvalues)氟化为SiF4。SiF4在室温下为挥发性的，因此其沿着管路20回收。然后，将工序14中的反应温度升高至95℃-100℃，该温度下TaF5和NbF5为挥发性的，其作为气体组分沿着管路22回收。保留在工序14的残余物,包括非挥发性的铀和钍的氟氧化物，沿着管路18回收。
在工序24中，将从工序14回收的挥发性TaF5和NbF5进行分级升华以获得沿着管路26回收的纯TaF5，以及沿着管路28回收的纯NbF5。应当理解，除了仅具有单个分级升华工序24以外，也可以提供多个这样的工序进行反复分级升华。
因此，方法10表明用HF将Ta和Nb完全氟化为五氟化物，然后对其进行反复分级升华。
参考图2，标记序号30总体表示本发明第二个实施方案的一种处理包括含钽化合物和含铌化合物的方法。
方法30类似于方法10，不同之处在于工序14中仅用HF部分地氟化Ta和Nb。因此，在方法30的工序14中，按照反应(5)形成Ta和Nb的氟氧化物，其在低至室温的温度下实施，但是也可代替为提高温度以优化产物的选择性和分布。部分氟化的化合物即TaOxFy和NbOxFy，在基本上高于TaF5和NbF5的升华温度的升高温度下为挥发性的。通常，在方法30中，根据所靶向的氟氧化物将工序14中的温度升高至100℃-700℃。而且，在工序(stage)30中，沿着管路16供给至工序14的补充的氟化剂包括惰性气体如Ar或N2与反应气体HF的混合物，同时也可使用低浓度的F2。混合气体中反应气体HF的浓度可选为10％。任选地，也可加入氧气源如空气。然而，可通过常规实验优化每种成分的浓度。
因此，方法30表明了用HF和惰性补充气体及任选的氧气源部分氟化有价Ta和Nb产生氟氧化物，然后对其进行分级升华。
参考图3，标记序号40总体表示本发明第三个实施方案的一种处理包括含钽化合物和含铌化合物的方法。
在方法40中，工序14的操作为实现选择性地将Ta和Nb氟化为五氟化钽(TaF5)和氟氧化铌(NbOxFy)。其通过例如，仔细选择和控制反应参数如时间、温度、气体流和浓度来实现。
因此，在方法40中，用HF分别选择性地将Ta和Nb氟化为NbOxFy和TaF5，然后进行分级升华。
参考图4，标记序号50总体表示本发明第四个实施方案的一种处理包括含钽化合物和含铌化合物的方法。
在方法50中，传输管路22通向选择性水解工序52，传输管路54源自工序52并通向分级升华工序24。
方法50的工序14的操作方式与方法10的工序14相同。因此，在工序14中产生TaF5和NbF5。这些化合物沿着管路22进入至选择性水解工序52中，在此Nb被氧化为NbOxFy而Ta保留为TaF5。也很容易找到形成TaOxFy而NbF5保留为未反应的反应条件。
因此，在方法50中，用HF将Ta和Nb氟化为对应的五氟化物，然后将NbF5选择性地水解为NbOxFy，再进行分级升华。
参考图5，标记序号60总体表示本发明第五个实施方案的一种处理包括含钽化合物和含铌化合物的方法。
方法60包括水解工序62，传输管路22通向工序62，传输管路64源自工序62并通向选择性氟化工序66，传输管路68源自工序66并通向工序24。
在方法60的工序14中，按照方法10的工序14将Ta和Nb分别氟化为TaF5和NbF5。然后，在水解工序62中分别将它们水解为TaOxFy和NbOxFy，然后，在选择性氟化工序66中，TaOxFy被优选地氟化TaF5。在工序62中钽和铌的五氟化物的水解可在从室温至升高的温度下实施以优化出更快和更具选择性的反应。
因此，在方法60中，用HF将Ta和Nb氟化为其相应的五氟化物，然后将TaF5和NbF5分别水解为TaOxFy和NbOxFy，其中对于各自的钽和铌中间产物x和y不一定相等，接着进行选择性氟化，从而将NbOxFy基本上转变为NbF5，或将TaOxFy基本上氟化为TaF5，其他组分基本上保持氟氧化物状态，然后进行如前文所述的分级升华。
当原料包括有价铀时，图1、2、3、4和5的方法10、30、40、50和60可分别包括第二氟化工序80(仅图示于图1中，但如需要其也可存在于图2、3、4或5的方法中)，固体物回收管路18源自工序14并通向工序80。氟化气体添加管路82通向工序80。UF6回收管路84源自工序80，固体物回收管路86也源自工序80。
在工序80中，用沿着管路82进入的F2气体处理源自工序14的含有价钽和铌少的原料残余物。该处理在升高的温度下进行，存在于残余物中的有价铀被氟化以形成挥发性UF6并沿着管路84回收。仍然存在的剩余固体杂质沿着管路86回收。
参考图6，标记序号70总体表示本发明第六个实施方案的一种处理包括含钽化合物和含铌化合物的方法。
方法70类似于方法10，不同之处在于F2添加管路72而非HF添加管路16通向工序14。方法70的工序14、24的操作方式基本上与方法10的工序14、24相同。
由于工序14中使用F2而非HF，工序14中除形成挥发性SiF4外，还形成挥发性杂质如UF6。这些挥发性杂质与挥发性Ta和Nb氟化物一起沿着管路74排出工序14，然后在工序90中进一步分离，例如使用分级蒸馏，将UF6沿着管路92从工序90中回收，而其他挥发性杂质沿着管路94回收。如图1所示，Ta和Nb氟化物沿着管路22从工序90中回收并通向工序24。
应当理解，如需要，方法70也可调整为类似于上述的方法30、40、50和60，除了将F2而非HF供给至工序14。
前文所述的方法30-70可以批次模式实施。或者可设想使用连续模式，例如，在上述适应于不同温度变化的梯度温度或者温度区或域下操作的旋转炉，并在预定的点和域回收挥发性和/或固体中间体和产物。
在下述实施例中，在如前文所述的本发明方法中许多更重要的步骤中，类似地产生了基本上纯净的Ta和Nb的五氟化物和氧化物。
实施例1
当钽和铌的氧化物均氟化为其五氟化物形式时，其升华温度通常分别为84℃和93℃。图7所示为加热TaF5和NbF5时得到的TG曲线(通常称为DTG曲线)的一阶导数。从图7看出，首先发生五氟化铌的升华，随后是五氟化钽的升华。
实施例2
在如图2的方法30描述的本发明类似实施方案中，用HF分别处理铌和钽氧化物以形成氟氧化物。在该实施例中，二种氧化物均用HF:N2为1:10的混合物于40℃进行处理。以光谱法确认氟氧化合物的存在。当对这些产物加热时，通过叠加其DTG曲线可很好地显示出其分级升华特性—参见图8。
图8中显示低于144℃时铌化合物没有发生明显的(蒸发)质量损失，而发生了明显的部分钽产物(至少30％)升华。通过重新处理固体残余物，该方法可反复且连续地进行，系统地除去铌。
实施例3
图9所示为TaF5和NbOxFy的DTG曲线，其为图3中方法40描述的实施方案预期的产物。
在蒸发温度方面存在约70℃差异，这使得可以简单地分离这些化合物。
实施例4
五氟化钽的水解速率(在40℃的研究温度下)比五氟化铌更慢(图10)，这支持了将氟化铌选择性水解为氟氧化物的可能性。
实施例5
以约1:1的质量比制备Ta2O5和Nb2O5的混合物。按照反应(5)于40℃用气态HF部分地氟化所述混合物3小时的时间。从氟化的产物中取4份样品(参见表1)并加热至约165℃，其为氟氧化铌升华的起始温度(图11)，但明显低于在持续氮气流下其类似物钽的起始温度。在表1所示的每一轮(run)分析前后，用电感耦合等离子体(ICP)分析进行Ta:Nb比率测量。
尽管第4轮分析得到了36.0％的最大分离效率，应当理解，对方法参数和/或串联一些分离步骤进行优化后，可得到更高水平的分离率。
表1：使用ICP值的处理和未处理样品的Ta:Nb比率

Claims (17)

1.处理包括氧化钽和氧化铌的原料的方法，所述方法包括：
使所述原料与气态氟化剂接触，所述气态氟化剂在氟化反应中直接与所述氧化钽和氧化铌反应，从而对存在于氧化物中的钽和铌进行氟化；
选择反应条件，从而将钽和铌中的一种优选转变为五氟化物，而将另一种转变为氟氧化合物，或者将钽和铌均转变为氟氧化合物；以及
通过分级升华回收所得的氟化的钽和铌化合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述原料包括至少一种含氧化钽和氧化铌的矿物或固态精矿。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其在基本上没有水分的情况下实施，因而其为产生很少有害和/或危险废液产物的干法。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述气态氟化剂包括气态氟和/或气态无水氟化氢作为反应气体。
5.根据权利要求4的方法，其中所述氧化钽和氧化铌具有分子式M2O5，其中M为Ta或Nb。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述反应气体为氟气，且所述氟化反应按照反应(1)进行产生五氟化物：
M2O5+5F2(g)→2MF5+5/2O2(1)
其中M为Ta或Nb。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述反应气体为无水氟化氢气体，且所述氟化反应按照反应(3)进行产生五氟化物：
M2O5+10HF(g)→2MF5+5H2O(3)
其中M为Ta或Nb。
8.根据权利要求4所述的方法，其中所述氟化程度是受控制的，从而产生分子式为MxOyFz的钽或铌的氟氧化合物，其中M为Ta或Nb，x和z各自>0，且y>0。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述氟化剂包括，除包括气态氟(F2)和/或气态无水氟化氢的反应气体外，该反应气体为第一反应气体，还有包括氧气和/或水蒸气的第二反应气体，从而促进氟氧化合物的形成。
10.根据权利要求4所述的方法，其中所述反应气体为气态无水氟化氢，其按照反应(5)实现部分氟化产生氟氧化合物：
M2O5+HF(g)→MxOyFz+H2(5)
其中M为Ta或Nb，x和z各自>0，且y>0。
11.根据权利要求2所述的方法，其中所述原料为固态精矿，所述精矿中的氧化钽和氧化铌以粉末或颗粒形式存在，且所述精矿还含有放射性铀和钍以及非放射性硅，所述硅与氟化剂反应形成氟化硅，而所述铀和钍与氟化剂反应形成非挥发性和热稳定的氟化物和/或氟氧化物。
12.根据权利要求2所述的方法，其中所述氟化的钽和铌化合物的分级升华包括在升高的温度下使所述化合物挥发从而将其与非挥发性原料残余物分离后，通过冷却使挥发的化合物凝华。
13.根据权利要求2所述的方法，其中所述原料除了氧化钽和氧化铌外，还含有铀化合物。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述反应气体为氟气，其在升高的温度下与所述铀化合物反应形成挥发性的六氟化铀(UF6)，同时所述氟气与所述氧化钽和氧化铌反应以对它们进行氟化，然后所述气态六氟化铀与所形成的气态氟化的钽和铌化合物一起被除去。
15.根据权利要求14所述的方法，其中将所形成的气态六氟化铀与所述气态氟化的钽和铌化合物分离。
16.根据权利要求13所述的方法，其中回收所述氟化的氧化钽和氧化铌后，将所得的在钽和铌化合物含量方面比原料更少的原料残余物在升高的温度下与选自F2、ClF3和NF3的气态氟化剂接触以氟化所述铀化合物。
17.根据权利要求16所述的方法，其中铀化合物为U3O8，其被氟化为挥发性UF6，所述方法包括将所述挥发性UF6与所得残余物分离。
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