CN114853016B - 由含铌矿物制备碳化铌钛的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种由含铌矿物制备碳化铌钛的方法，该方法包括如下步骤：(1)将含铌矿物通过碳热还原反应制得包含硅铁合金和碳化铌钛的熔分金属相；(2)以酸性溶液为电解质，所述步骤(1)制得的熔分金属相为阳极，铁或者惰性金属为阴极，在溶液pH值不大于4，氧化电位为+0.1V～+1.35V(相对于汞/硫酸亚汞参比电极)的条件下，对硅铁合金中的铁进行电化学氧化；(3)分离得到碳化铌钛。本发明结合火法与湿法的特点，通过碳热还原将铌以碳化铌钛的形式富集到金属相中，然后通过电化学选择性还原的方式将金属相中的铁选择性氧化溶解，既实现了碳化铌钛的分离与回收，又方便了后续铁的提取。

Description

由含铌矿物制备碳化铌钛的方法
技术领域
本发明属于矿物提取冶金技术领域，具体地，涉及一种由含铌矿物制备碳化铌钛的方法。
背景技术
中国是全球铌资源比较丰富的国家，我国的铌矿分布在内蒙古、湖北及江西一带，其中位于内蒙古包头的白云鄂博矿是中国最大的铁-铌-稀土综合多金属矿床，含有丰富的铁、萤石和稀土且稀土矿和铌矿资源居全国之首，在我国工业发展中有重要地位。白云鄂博矿是我国最大的铌资源聚集地，约占铌资源储量的80％，由于白云鄂博含铌矿物品位低、矿物粒度细且品类多等因素，导致我国铌资源并没有很好的开发利用，传统的铝热还原提取铌的方法对于白云鄂博矿来说并不适用，从而导致铌资源大量浪费。我国对铌资源的需求量大，是世界上铌资源第一消费大国，而国内铌资源现状处于供不应求的状态，主要是依靠从巴西进口，对外依存度超过95％。
白云鄂博矿原矿中铌的品位为0.1％左右，经选矿富集后得到的富铌矿中铌的品位为4～5％。目前针对白云鄂博富铌矿中铌资源提取较为先进的工艺是由包钢集团提出来的高炉-转炉-电炉-电炉冶炼，将含铌的中贫矿或平炉渣通过高炉还原的到含有铌的铁水，通过转炉将铌富集起来，利用两步电炉经过脱铁脱磷、充分还原得到铌钛铁合金。但是目前铌钛铁合金无应用领域，而且所制备的铌钛铁合金中铌的含量只有15％左右，因此未进行更大规模的生产应用。
碳化铌钛固溶体具有高熔点(熔点高于3000℃)、高硬度、优异的导电导热性能、优异的耐磨性能、化学性质稳定等优点，不溶于硝酸、硫酸、盐酸等各种强酸，目前已经应用在机械加工、粉末冶金、金属陶瓷、金属表面喷涂、电子工业等领域中。如果能将白云鄂博矿中的铌以碳化铌钛形态提取，将具有良好的经济价值。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种由含铌矿物制备碳化铌钛的方法，该方法将含铌矿物通过碳热还原、熔分后得到熔渣和金属相，然后利用电化学方法使金属相中的(Nb,Ti)C分离、并得到回收，从而实现白云鄂博铌资源的综合利用。
为了实现上述目的，本发明提供一种由含铌矿物制备碳化铌钛的方法，该方法包括如下步骤：
(1)将含铌矿物通过碳热还原反应制得包含硅铁合金和碳化铌钛的熔分金属相；
在高温下，白云鄂博铌矿物碳热还原过程中铌能够被还原形成碳化铌，由于碳化铌的密度远大于熔渣的密度，因此在高温条件下碳化铌经过熔分后会进入金属相中。同时，由于白云鄂博矿中铌、钛属于共伴生元素，因此白云鄂博铌矿物碳热还原后生成的碳化物为碳化铌钛的固溶体。在此过程中，铁和硅形成硅铁合金，而其余组分会进入渣相中，由于渣相的密度远小于金属相的密度，渣相与金属相是分层的，因此通过简单的物理方法即可将渣相与金属相分离。
(2)以酸性溶液为电解质，所述步骤(1)制得的熔分金属相为阳极，铁或者惰性金属为阴极，在溶液pH值不大于4，氧化电位为+0.1V～+1.35V(本发明中所有电位都是相对于汞/硫酸亚汞参比电极的电位)的条件下，对硅铁合金中的铁进行电化学氧化；
酸性溶液可以是盐酸、亚铁溶液等，优选酸性亚铁溶液，可以便于后续铁的电解提取。亚铁溶液包括但是不限于硫酸亚铁、氯化亚铁等，电解质中亚铁离子浓度无严格要求，但是饱和溶液可以提高后续电化学提取铁的效率。
(3)分离得到碳化铌钛。
上述技术方案结合了火法与湿法的特点，通过碳热还原将铌以碳化铌钛的形式富集到金属相中，然后通过电化学方法将金属相中的铁选择性氧化，既实现了碳化铌钛的分离与回收，又方便了后续铁的提取。同时制备的碳化铌钛粉体是一种具有高熔点、高硬度、耐磨性好、有优良的化学稳定性和耐腐蚀性的高价值材料。相比较现有的高炉-转炉-电炉-电炉冶炼技术，本方法工艺简单、流程短，相比较高炉-转炉-电炉-电炉冶炼技术能耗低，且产品附加值高。
优选地，步骤(1)中，所述碳热还原反应采用石墨粉、活性炭、木炭或焦炭为碳质还原剂。
优选地，步骤(1)中，所述碳质还原剂与含铌矿物中的氧的摩尔比为(1.1～1.2)：1。
上述技术方案中，碳质还原剂的用量略高于含铌矿物中的氧含量，以充分将含铌矿物中的铌元素和钛元素还原，促进碳化铌钛的生成，进而提高提取率。
优选地，步骤(1)中，所述碳热还原反应的温度为1450℃～1570℃，时间为1h～6h。
如果温度过低，则碳化铌钛不能完全进入金属相中，影响提取率；更高的温度和更长的保温时间同样可以制备出含硅铁合金和碳化铌钛的金属相，只是需要更多地能耗。
步骤(2)中，所述惰性金属优选为铂、金、银等。
优选地，步骤(2)中，所述溶液温度为20℃～80℃。更高的温度将有利于电化学反应的进行，但相应地也会加快溶液的挥发。
步骤(2)中，所述溶液的pH值为0.35～4。
具体地，当所述溶液的pH值为1＜pH值≤4，所述氧化电位为+0.1V～+1.0V。该种情况下，硅铁合金中的铁会被氧化为铁氧化物，反应方程式为Fe+OH--e→FeOx+H2O。形成的铁氧化物与碳化铌钛共同从金属相中分离出来，然后再经过酸浸的方式将铁氧化物溶解，以实现碳化铌钛的分离。
当所述溶液的pH值为：0.35＜pH值≤1，所述氧化电位为+0.3V～+1.35V。该种情况下，硅铁合金中的铁会被氧化为二价铁离子，硅铁合金形成Fe2Si相。反应方程式为Fe3Si-2e→Fe2Si+Fe2+。此时铁的氧化反应主要发生在硅铁合金与碳化铌钛的界面处，碳化铌钛会随着铁的氧化从金属相中分离出来，只需要经过沉淀或者离心等物理分离方法即可回收。如果分离物中含有少量的硅铁合金含量，还可通过磁选方法去除。
所述含铌矿物为白云鄂博矿。
将铁进行电化学选择性氧化后，如果其以离子形式存在于溶液中，则仅需采用沉淀或者离心方法即可分离出碳化铌钛；如果以铁氧化物形式存在，则需对铁氧化物和碳化铌钛的混合物进行酸浸处理，将铁氧化物溶解，然后在采用沉淀或者离心方法实现碳化铌钛的分离。
在上述技术方案的基础上，溶液中的铁可通过常规电解铁的方法直接回收。当溶液pH在3～4时可以直接电解得到高纯铁，当溶液pH为1～3时，电解得到氧化铁，当溶液pH小于1时，可以电解得到硫掺杂的氧化铁。
通过上述技术方案，本发明实现了以下有益效果：
1、本发明结合了火法与湿法的特点，通过碳热还原将铌以碳化铌钛的形式富集到金属相中，然后通过电化学选择性还原的方式将金属相中的铁选择性氧化溶解，既实现了碳化铌钛的分离与回收，又方便了后续铁的提取。同时制备的碳化铌钛粉体是一种具有高熔点、高硬度、耐磨性好、有优良的化学稳定性和耐腐蚀性的高价值材料。相比较现有的高炉-转炉-电炉-电炉冶炼技术，本方法工艺简单、流程短、能耗低，且产品附加值高。
2、在本发明的一个优选技术方案中，焙烧温度为1450℃～1570℃，如果焙烧温度过低，则碳化铌钛不能完全进入金属相中，影响铌钛的提取率；更高的温度和更长的保温时间同样可以制备出含硅铁合金和碳化铌钛的金属相，只是需要更多地能耗。
3、在本发明的另一个优选技术方案中，电解质溶液的pH值为0.35～4，如果pH值过高，碳化铌钛容易发生氧化反应形成铌钛的氧化物，铌钛的氧化物与氧化铁的分离比较困难，导致铌钛的分离效率和提取率下降。此外，溶液pH值低于0.35时硅铁合金中的铁也会被氧化为二价铁离子与碳化铌钛分离。
附图说明
图1是本发明的技术路线图；
图2是实施例1中1570℃还原熔分金属相的SEM照片及EDS面扫描图；
图3是实施例1中1570℃还原熔分金属相的XRD谱图；
图4是实施例1中金属相在pH为4的硫酸亚铁熔盐中在+1.0V电化学氧化前后的循环伏安曲线；
图5是实施例1中金属相在pH为4的硫酸亚铁熔盐中在+1.0V电化学氧化3h后沉淀物的XRD图谱；
图6是金属相在pH为0.35的硫酸亚铁熔盐中在+0.3V电化学氧化前后的循环伏安曲线；
图7是金属相在pH为0.35的硫酸亚铁熔盐中在+0.3V电化学氧化45.5h后金属相的XRD图谱；
图8是金属相在pH为0.35的硫酸亚铁熔盐中在+1.35V电化学氧化前后的循环伏安曲线；
图9是金属相在pH为0.35的硫酸亚铁熔盐中在+1.35V电化学氧化32h后沉淀物的XRD图谱；
图10是碳化铌钛的SEM照片；
图11是1400℃熔分金属相的SEM照片和EDS面扫描图；
图12是浸泡32小时后的金属相SEM照片。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
以下实施例中，以白云鄂博富铌矿为原料，该富铌矿的成分如表1所示。
表1白云鄂博富铌矿成分表/wt.％
实施例1
按照图1所示的路线图进行如下操作：
将1kg白云鄂博富铌矿按照碳氧摩尔比1.1：1配碳，研磨混合均匀后压片，将样品置于石墨坩埚中。在惰性气氛保护下将石墨坩埚加热升温至1570℃，保温2h后自然冷却。图2为1570℃熔分金属相的SEM照片和EDS面扫描分析。从图中可以看出，金属相主要由三个相组成，其中方形的相为碳化铌钛，浅灰色和深灰色的相是硅铁合金。图3为1570℃熔分金属相的XRD谱图，从图中可以清楚地看出，制备的金属相由Fe3Si、Fe5Si3和(Nb,Ti)C相组成。将金属相在硝酸和氢氟酸的混合溶液中加热搅拌至完全溶解后，经ICP测试计算出铌钛的提取率为85％。
以1.43mol/L的硫酸亚铁溶液为电解质，以熔分金属相为阳极，铂盘为阴极，通过水浴将实验温度控制在20℃，通过添加硫酸将溶液pH调配到4。图4为该体系的循环伏安曲线，从图中可以看出，在0.1V、1.0V和1.45V依次发生了O1、O2和O3三个氧化反应，其中O1和O2为熔分金属相中铁的氧化反应，O3为氢氧根氧化为氧气的过程。在1.0V氧化3小时后，O1和O2氧化峰电流强度已经接近于0，说明金属相中的活性反应物几乎被氧化完。同时溶液中出现了黄色沉淀物。沉淀物经过离心分离后通过冷冻干燥得到黄色粉末，通过XRD分析(如图5所示)，该黄色沉淀中除了硫酸亚铁外，主要为铁氧化物。说明在pH为4的硫酸亚铁溶液中，金属相中的铁只能够被氧化为铁氧化物，不能以离子形式从金属相中分离。
过滤分离出沉淀物，向沉淀物中加入硝酸，搅拌，对沉淀物进行充分溶解，再经过滤，即可得到碳化铌钛，碳化铌钛的分离效率为30％，两步的铌钛综合提取率为25.5％。
实施例2
其他条件同实施例1，验证不同焙烧条件对铌钛提取率的影响，结果如表2所示。
表2不同焙烧条件对铌钛提取率的影响
从表2可以看出，焙烧温度较低时，铌钛提取率较低。图11为1400℃熔分金属相的SEM照片和EDS面扫描分析。从图中可以看出，碳化铌钛以带状分布在硅铁合金的边缘，没有完全进入金属相中。说明1400℃下碳化铌钛可以形成，但是金属相和渣相没有完全熔分，导致无法采用本发明方法来制备得到纯度高的碳化铌钛。
而更高的温度和更长的保温时间同样可以制备出含硅铁合金和碳化铌钛的金属相，只是需要更多地能耗。
实施例3
其他条件同实施例1(分离方式有不同)，验证不同电解液pH值、温度、氧化电位、氧化时间对碳化铌钛提取率的影响，结果如表3所示。
表3电解液pH值、温度、氧化电位、氧化时间对碳化铌钛分离效率的影响
在试验温度为40℃，电解溶液pH值0.35的情况下，由表3和图8可知，在+1.35V氧化32小时后，循环伏安曲线上已经观察不到氧化峰O1和O2，说明O1和O2电位的氧化反应已经基本完成。此时溶液中出现了黑色沉淀。图9为黑色沉淀的XRD谱图，从图中可以看出黑色沉淀主相是碳化铌钛，其中掺杂了少量的Fe3Si和Fe5Si3相，通过磁选可以去除两种金属相，获得碳化铌钛，碳化铌钛的分离效率为92％，两步的铌钛综合提取率为78.2％。。图10为碳化铌钛的SEM照片，可以看出碳化铌钛为纳米级，尺寸在几十纳米到几百纳米之间。通过ICP测试分离后的溶液可以发现，溶液中铁的含量从84g/L增加到92g/L，钛的含量为0.82g/L，未检测到硅和铌。
由表3和图6可知，在+0.3V氧化45.5小时后，循环伏安曲线上已经观察不到氧化峰O1，说明O1电位的氧化反应已经基本完成。此时溶液中未发现沉淀物。图7为氧化后金属相的XRD谱图，可以看出金属相已经都转化为Fe3Si相，同时有少量的碳化铌钛暴露在金属相中，碳化铌钛的分离效率为10％。碳化铌钛会随着铁的氧化从金属相中分离出来，再经过沉淀或者离心等物理分离方法即可回收。
当电解溶液pH值大于1而不超过4时，硅铁合金中的铁会被氧化为铁氧化物，反应方程式为Fe+OH--e→FeOx+H2O。形成的铁氧化物与碳化铌钛共同从金属相中分离出来，二者需要再经过酸浸的方式才能分离。当电解溶液pH值不大于1时，硅铁合金中的铁会被氧化为二价铁离子，硅铁合金形成Fe2Si相。反应方程式为Fe3Si-2e→Fe2Si+Fe2+。此时铁的氧化反应主要发生在硅铁合金与碳化铌钛的界面处，碳化铌钛会随着铁的氧化从金属相中分离出来。当电解溶液pH值大于等于4时，碳化铌钛容易发生氧化反应形成氧化铌钛，铌钛的氧化物与氧化铁的分离比较困难，导致铌钛的分离效率和提取率下降。
从表3中编号1和2的对比试验结果可以看出，当电解液pH值、氧化电位相同时，试验温度越高，碳化铌钛的分离效率相近，但是所需的氧化时间越短。
从表3中编号1、7、8、9、10的对比试验结果可以看出，当电解液pH值、试验温度相同时，氧化电位越正，分离碳化铌钛所需的时间越短，但是只有氧化电位在+1.0V～+1.35V时分离效率较高。当氧化还原电位为+1.45V甚至更高时，氢氧根会发生氧化形成氧气，导致碳化铌钛被氧化，致使后续与氧化铁的分离困难，分析效率低；更负的氧化电位不仅需要更长的氧化时间，而且分离效率低，当氧化电位负于+0.3V时，硅铁合金中的铁会被选择性氧化形成Fe3Si相，碳化铌钛不能从金属相中分离。相同的结果也可以从编号3和11，编号4、12、13的对比试验中获得。
从表3中编号3、4、5、6的对比试验结果可以看出，当试验温度相同时，电解液pH值越低时，需要更正的氧化电位分离碳化铌钛。此外，当电解液pH值大于等于4时，碳化铌钛容易发生氧化反应形成氧化铌钛，虽然不影响碳化铌钛从金属相中的分离效率，但是铌钛的氧化物与氧化铁的分离比较困难，导致铌钛的分离效率和提取率下降。
实施例4
其他条件同实施例3编号1，验证采用不同氧化方法对碳化铌钛分离效率的影响，结果如表4所示。
表4不同氧化方法对碳化铌钛分离效率的影响
从表4可以看出，溶液浸出法不能分离碳化铌钛。这是因为：采用溶液浸出氧化方法，溶液中未出现任何沉淀。通过ICP测试分离后的溶液可以发现，溶液中铁的含量从84g/L增加到87.7g/L，硅的含量为1.39g/L，钛的含量为0.79g/L，未检测到铌。图12为浸泡后的金属相SEM照片，从图中可以看出，通过溶液浸出的方法，反应是发生在硅铁合金的表面，因此只能将铁和硅溶解，却不能使碳化铌钛从金属相中分离。
以上结合实施例详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种由含铌矿物制备碳化铌钛的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将含铌矿物通过碳热还原反应制得包含硅铁合金和碳化铌钛的熔分金属相；
（2）以酸性溶液为电解质，所述步骤（1）制得的熔分金属相为阳极，铁或者惰性金属为阴极，对硅铁合金中的铁进行电化学氧化，其中，当所述溶液的pH值为0.35~1时，氧化电位为+0.3V~+1.35V，当1＜pH值≤4，氧化电位为+0.1V~+1.0V；
（3）分离得到碳化铌钛；
步骤（1）中，所述碳热还原反应采用石墨粉、活性炭、木炭或焦炭为碳质还原剂；所述碳质还原剂与含铌矿物中的氧的摩尔比为（1.1~1.2）：1；所述碳热还原反应的温度为1450℃~1570℃，时间为1h~6h。
2.根据权利要求1所述的由含铌矿物制备碳化铌钛的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述酸性溶液为盐酸或者亚铁溶液。
3.根据权利要求1所述的由含铌矿物制备碳化铌钛的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述惰性金属为铂、金或者银等。
4.根据权利要求1所述的由含铌矿物制备碳化铌钛的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述溶液温度为20℃~80℃。
5.根据权利要求1所述的由含铌矿物制备碳化铌钛的方法，其特征在于，当步骤（2）中所述溶液的pH值为0.35~1时，步骤（3）中，采用沉淀、离心或者磁选方法进行分离。
6.根据权利要求1所述的由含铌矿物制备碳化铌钛的方法，其特征在于，当步骤（2）中所述溶液1＜pH值≤4时，步骤（3）中，先对步骤（2）得到的固体进行酸浸处理，然后再采用沉淀或者离心方法进行分离。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的由含铌矿物制备碳化铌钛的方法，其特征在于，所述含铌矿物为白云鄂博矿。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的由含铌矿物制备碳化铌钛的方法，其特征在于，还包括步骤（4）：采用电解方式回收溶液中的铁。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115786927A (zh) * 2022-11-30 2023-03-14 西北有色金属研究院 一种含碳钽铌合金中碳化物的提取方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4385972A (en) * 1979-09-14 1983-05-31 Gte Products Corporation Electrolytic disintegration of sintered metal carbides
CN102212637A (zh) * 2011-04-12 2011-10-12 内蒙古科技大学 低铌品位铁矿粉直接还原-直接合金化回收利用铌的方法
CN102994738A (zh) * 2012-12-06 2013-03-27 内蒙古科技大学 一种用x荧光拣选—微波碳热还原制取富铌矿的方法
CN103160863A (zh) * 2013-03-25 2013-06-19 上海大学 一种铌精矿熔融氧化物电解制备铌铁合金的方法
CN108220602A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 荆门德威格林美钨资源循环利用有限公司 硬质合金废料中钨与钛的分离回收方法
CN109797410A (zh) * 2019-03-20 2019-05-24 金川集团股份有限公司 一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺
CN113388772A (zh) * 2020-03-13 2021-09-14 内蒙古科技大学 一种碳化铌-铁基复合材料及其一体化制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW430833B (en) * 1998-08-05 2001-04-21 Showa Denko Kk Niobium sintered body for capacitor and process for producing same
US20040079191A1 (en) * 2002-10-24 2004-04-29 Toshiba Tungaloy Co., Ltd. Hard alloy and W-based composite carbide powder used as starting material

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4385972A (en) * 1979-09-14 1983-05-31 Gte Products Corporation Electrolytic disintegration of sintered metal carbides
CN102212637A (zh) * 2011-04-12 2011-10-12 内蒙古科技大学 低铌品位铁矿粉直接还原-直接合金化回收利用铌的方法
CN102994738A (zh) * 2012-12-06 2013-03-27 内蒙古科技大学 一种用x荧光拣选—微波碳热还原制取富铌矿的方法
CN103160863A (zh) * 2013-03-25 2013-06-19 上海大学 一种铌精矿熔融氧化物电解制备铌铁合金的方法
CN108220602A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 荆门德威格林美钨资源循环利用有限公司 硬质合金废料中钨与钛的分离回收方法
CN109797410A (zh) * 2019-03-20 2019-05-24 金川集团股份有限公司 一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺
CN113388772A (zh) * 2020-03-13 2021-09-14 内蒙古科技大学 一种碳化铌-铁基复合材料及其一体化制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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含铌尾矿中有价组元富集与分离方法的探索性研究;马春杨;中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑;第2020卷(第6期);35,50 *

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