DD250706A1 - Verfahren zur herstellung fluoridarmer tantal- oder niobpentoxide - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen fluoridarmer Tantal- oder Niobpentoxide durch Verarbeiten von Tantal- und Nioberzkonzentraten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, das beim Waschprozess die Wiederverwendung von ammoniakalischen Waschloesungen gestattet und den Anfall von grossen Mengen Ammonium- und Fluoridionen enthaltenden Spuelloesungen vermeidet. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die rueckextrahierte saure Tantal- und/oder Niobloesung in einen Reaktor mit einem perforierten, mit Filtertuch bespannten Einsatz eingebracht wird, im Inneren des Reaktors die Faellung der Wertmetalle als Oxidhydrate erfolgt, die Entfernung der Fluoridanteile der gefaellten Oxidhydrate mit Hilfe eines Waschprozesses derart durchgefuehrt wird, dass aus dem aeusseren Reaktorraum zwischen Einsatz und Reaktorwand die klarfiltrierte Ammoniumfluoridentfernung in einer ersten Stufe mit einer Kalkpulpe versetzt und nach der Fest-Fluessig-Trennung ueber einen Kationenaustauscher geleitet wird, die derart regenerierte Loesung als Waschloesung in den Reaktor rueckgefuehrt und der Waschprozess so lange wiederholt wird, bis die gewuenschte Reinheit erreicht ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen fluoridarmerTantal-oder Niobpentoxide durch Verarbeiten von Tantal-und Nioberzkonzentraten mit Hilfe des mineralsauren Aufschlusses und nachfolgender extraktiver Reinigung und Trennung der Wertmeta I !verbindungen.
Nach dem bisher bekannten Verfahren geht man bei der Verarbeitung von Niob- und Tantalkonzentraten zu Niob- und
Tantalpentoxid von einer vorwiegend Tantal und Niob enthaltenden fluß- und schwefelsauren Rohlösung aus.
Nach Abtrennen des unlöslichen Rückstandes wird die wäßrige fluß- und schwefelsaure Lösung mit einem organischen
Lösungsmittel, z. B. Methylisobutylketon, Diisopropylketon oder Cyclohexanon versetzt und innig vermischt. Hierbei gehen die Niob- und Tantalfluoridverbindungen in die organische Phase über. Nach der Phasentrennung wird durch anschließende
Rückextraktion eine reineTantal- und/oder Nioblösung erzeugt, deren Molverhältnis (Ta, Nb):F1:7... 10 beträgt.
Technologiebedingt ist der hohe Fluoridanteil Hauptverunreinigung im Rückextrakt. Anschließend werden durch
ammoniakalische Fällung die entsprechenden Oxidhydrate gewonnen, die durch thermische Behandlung in Oxide umgewandelt werden.
(Ulimanns Encyklopädie dertechn. Chemie, 4. Auflage Band 17, Verlag Chemie Weinheim, New York 1979).
In diesem Zusammenhang ist auch bekannt, daß die frischgefällten fluoridhaltigen Oxidhydrate einem Waschprozeß zur
Fluoridentfernung unterzogen werden müssen.
Die Hauptgründe bestehen in Qualitätsforderungen derTantal-Niob-Oxidverbraucher, in Wertmetallverlusten durch
leichtflüchtige Tantal- oder Niobfluoride bei der thermischen Behandlung der Oxidhydrate und in nachträglicher Verunreinigung der Reinoxide durch hohe Korrosion der Apparatewerkstoffe.
Dabei ist es üblich, die Fällpulpe zu filtrieren und den erhaltenen Filterkuchen zu waschen.
(Karmanikoo V. P. u.a., Einfluß der Fällbedingungen auf einige physikalisch-chemische Eigenschaften von Niobpentoxid [russ.] — NaucnyeTrude„GIREDMETa",1979, Bd. 91, S.83-92)
Der Nachteil dieser Verfahrensweise besteht darin, daß zur Erzielung der geforderten Reinheiten mehrere Waschstufen, d. h. eine mehrfache Fest-Flüssig-Trennung notwendig ist, die nur mit einem erhöhten personellen und apparativen Aufwand zu
realisieren ist. Außerdem ist die Frage der Verwertung der dabei anfallenden Fäll- und Waschfiltrate und Waschwässer bisher nicht geklärt.
Ziel der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zum Herstellen fluoridarmerTantal- oder Niobpentoxide.
Ausgehend von den technischen Ursachen der Mängel der bekannten Lösungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen fluoridarmerTantal- oder Niobpentoxide bereitzustellen, das beim Waschprozeß die Wiederverwendung von ammoniakalischen Waschlösungen gestattet und den Anfall von großen Mengen Ammonium- und Fluoridionen enthaltenden Spüllösungen vermeidet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die rückextrahierte saure Tantal- und/oder Nioblösung in einen Reaktor mit einem perforierten, mit Filtertuch bespannten Einsatz eingebracht wird, im Inneren des Reaktors die Fällung der Wertmetalle als Oxidhydrate erfolgt, die Entfernung der Fluoridanteile der gefällten Oxidhydrate mit Hilfe eines Waschprozesses derart durchgeführt wird, daß aus dem äußeren Reaktorraum zwischen Einsatz und Reaktorwand die klarfiltrierte
Ammoniumfluoridlösung entnommen wird, dieses Filtrat zur Fluoridentfernung in einer ersten Stufe mit einer Kalkpulpe versetzt und nach der Fest-Flüssig-Trennung über einen Kationenaustauscher geleitet wird, die derart regenerierte Lösung als Waschlösung in den Reaktor rückgeführt und der Waschprozeß solange wiederholt wird, bis die gewünschte Reinheit erreicht ist.
Vorteilhafterweise wird der Waschprozeß durch einen Blattrührer mit niedriger Drehzahl unterstützt. Aus dem äußeren Zylinderraum, d. h. zwischen zylindrischem Einsatz und Reaktorwand, erfolgt die Entnahme der klarfiltrierten ammoniakalischen Ammoniumfluoridlösung. Sie wird kontinuierlich abgepumpt und der Regenerierung zugeführt. Die erste Regenerierstufe besteht in der Fluoridentfernung mit Kalkpulpe. Caliziumfluorid und der Restkalk werden als Festprodukte abfiltriert. Das Gemisch kann der Deponie zugeführt werden. Im ammoniakalischen Filtrat ist als Folge der Calziumfluoridfällung eine geringe unerwünschte Calziumkonzentration enthalten. In der zweiten Regenerierstufe erfolgt die Calziumabtrennung mittels Kationenaustausch. Dazu wird die ammoniakalische Lösung über ein Ionenaustauschfilter geleitet. Das abfließende Filtrat entspricht bis zum Filterdurchbruch im Calziumgehalt der Qualität von entionisiertem Wasser. Auf diese Weise regenerierte ammoniakalische Waschlösung wird erneut in den zylindrischen Einsatz des Reaktors zurückgeführt und gewährleistet im kontinuierlichen Kreisprozeß die Fluoridentfernung aus der Oxidhydratpulpe.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Verfahrensweise besteht darin, daß durch die Vereinigung der Oxidhydratfällung mit dem Waschprozeß zur Entfernung des hohen Fluoridanteiles im geschlossenen Reaktionsgefäß der apparative und verfahrenstechnische Aufwand eines mehrstufigen Wasch- und Anmaischprozesses mit der unumgänglichen Belastung der Umgebungsluft durch Ammoniakdämpfe erheblich vermindert wird. Erforderlich ist nur die einmalige Filtration der weitgehend NH4F-freien Oxidhydratpulpe.
Ein weiterer Vorteil besteht in der Regenerierung der ammoniakalischen Waschlösung mittels Ionenaustausch. Dadurch wird die sonst erforderliche thermische NH3-Entfernung aus der CaF2-Fällpulpe vermieden. Schließlich gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren der Fluoridentfernung aus der Oxidhydratpulpe durch Variation der umlaufenden Waschlösungsmenge die unkomplizierte Anpassung der Oxidqualität an die jeweiligen Abnehmerwünsche. Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert:
In einen Rührautoklaven werden 3Ol konzentrierte Ammoniaklösung vorgelegt und danach 131 Rückextrakt eingegeben, der 164g/l Ta2O5 und 39g/l Nb2O5 enthielt. Die Zugabe erfolgte bei Kühlung und unter Rühren. Nach Beendigung der Fäliungsreaktion wird das klare Filtrat aus dem äußeren Zylinderraum abgepumpt und gleichzeitig aus einem Zwischenbehälter regenerierte Waschlösung mit einer Ammoniakkonzentration von 100 g/l eingegeben. Das Filtrat wird einem Reaktor zur Fällung des Fluoridinhaltes der Lösung durch Kalkpulpe zugeführt. Aus diesem wird über eine Filterkerze klare Lösung mit einer Fluoridkonzentration von 0,01 bis 0,03g/l F abfiltriert. Dieses Filtrat, welches einen Calziumgehalt von 0,12 bis 0,14g/l aufweist, wird kontinuierlich durch eine Säule mit Kationenaustausch KPS geleitet. In der austretenden Lösung ist Calzium nicht nachweisbar. Diese Lösung wird als regenerierte Wasch lösung in der oben beschriebenen Weise dem Prozeß wieder zugeführt. Der Waschprozeß wird bis zu einer Fluoridkonzentration des Filtrates von 3,5g/l fortgesetzt. Danach wurde die Pulpe aus dem Behälter abgelassen, filtriert und mit Wasser nachgewaschen. Das getrocknete Oxid enthielt 0,58% Fund wurde in der üblichen Weise zum verkaufsfähigen Produkt weiterverarbeitet.
Indem beschriebenen Rührautoklaven werden 3Ol konzentrierte Ammoniaklösung vorgelegt und danach bei Kühlung und unter Rühren 23I Reextrakt mit einem Nioboxidgehalt von 1 SO g/l Nb2O5 eingegeben. Nach Beendigung der Fällungsreaktion wird der Umlaufwaschprozeß mit Regenerierung der Waschlösung analog zur Darstellung in Beispiel 1 durchgeführt. Durch Variation des Verhältnisses zwischen Ablauf- und Zulaufgeschwindigkeit wird in der Pulpe ein Feststoffgehalt von 100g Trockenoxid/I eingestellt, der bis zur Beendigung des Prozesses bei der Fluoridkonzentration des Filtrates von 0,5g/l beibehalten wurde. Danach wurde die Pulpe aus dem Behälter abgelassen, filtriert und mit Wasser nachgewaschen. Die Filtrate und Waschfiltrate sind der Regenerierung zugeführt worden. Das getrocknete Oxid enthielt 0,06% Fund wurde in der üblichen Weise zum verkaufsfähigen Produkt weiterverarbeitet.
Claims (1)
- Erfindungsanspruch:Verfahren zum Herstellen fluoridarmerTantal- und/oder Niobpentoxide durch fluß- oder
schwefelsauren Aufschluß von Tantal- und Nioberzen, Abtrennen des unlöslichen Rückstandes,
Kontaktieren derdieWertmetalle enthaltenden wäßrigen Phase mit einem organischen Lösungsmittel, Überführen der Wertmetalle in die organische Phase, Phasentrennung, Rückextraktion der
Wertmetalle aus der organischen Phase, Fällung der Wertmetalle als Oxidhydrate durch Zugabe von
Ammoniak, Fest-Flüssig-Trennung, Waschen des Rückstandes, Trocknung, Kalzination der Oxidharze, dadurch gekennzeichnet, daß die rückextrahierte saure Tantal- und/oder Nioblösung in einen Reaktor mit einem perforiertem, mit Filtertuch bespannten Einsatz eingebracht wird, im Innern des Reaktorsdie Fällung der Wertmetalle als Oxidhydrate erfolgt, die Entfernung der Fluoridanteile der gefällten
Oxidhydrate mit Hilfe eines Waschprozesses derart durchgeführt wird, daß aus dem äußeren
Reaktorraum zwischen Einsatz und Reaktorwand die klarfiltrierte Ammoniumfluoridlösung
entnommen wird, dieses Filtrat zur Fluoridentfernung in einer ersten Stufe mit einer Kalkpulpe versetzt und nach der Fest-Flüssig-Trennung über einen Kationenaustauscher geleitet wird, die derart
regenerierte Lösung als Waschlösung in den Reaktor rückgeführt und der Waschprozeß so lange
wiederholt wird, bis die gewünschte Reinheit erreicht ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD86291976A DD250706A1 (de) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Verfahren zur herstellung fluoridarmer tantal- oder niobpentoxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD86291976A DD250706A1 (de) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Verfahren zur herstellung fluoridarmer tantal- oder niobpentoxide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD250706A1 true DD250706A1 (de) | 1987-10-21 |
Family
ID=5580493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD86291976A DD250706A1 (de) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Verfahren zur herstellung fluoridarmer tantal- oder niobpentoxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD250706A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3918691A1 (de) * | 1989-06-08 | 1990-12-13 | Starck Hermann C Fa | Nioboxidpulver (nb(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)o(pfeil abwaerts)5(pfeil abwaerts)) sowie verfahren zu dessen herstellung |
| DE4030707A1 (de) * | 1990-09-28 | 1992-04-02 | Starck Hermann C Fa | Verfahren zur herstellung von fluoridarmen tantal-/niob-oxidhydraten bzw. oxiden |
-
1986
- 1986-07-01 DD DD86291976A patent/DD250706A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3918691A1 (de) * | 1989-06-08 | 1990-12-13 | Starck Hermann C Fa | Nioboxidpulver (nb(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)o(pfeil abwaerts)5(pfeil abwaerts)) sowie verfahren zu dessen herstellung |
| DE4030707A1 (de) * | 1990-09-28 | 1992-04-02 | Starck Hermann C Fa | Verfahren zur herstellung von fluoridarmen tantal-/niob-oxidhydraten bzw. oxiden |
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