DE10335448A1

DE10335448A1 - Verfahren zur Gewinnung und Trennung von Tantal und Niob aus tantalarmen Rohstoffen

Info

Publication number: DE10335448A1
Application number: DE10335448A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr. Bludßus; Uwe Böhmke
Original assignee: HC Starck GmbH
Current assignee: Taniobis GmbH
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2003-08-02
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2023-08-03
Also published as: DE10335448B4; BR0304127A

Abstract

Verfahren zur Gewinnung der Tantal- und Niobgehalte aus Rohstoffen, die Ta¶2¶O¶5¶ und Nb¶2¶O¶5¶ in einem Gewichtsverhältnis Ta¶2¶O¶5¶ zu Nb¶2¶O¶5¶ von kleiner 2 : 3 enthalten, durch Aufschluss des Rohstoffes mit Flusssäure und Extraktion der flusssauren Lösung mit einem wasserunlöslichen organischen Lösungsmittel, wobei die zu extrahierende flusssaure Lösung eine Normalität von höchstens 15 N aufweist und das Raffinat der Extraktion unter Rückgewinnung von HF thermisch zersetzt oder durch Zugabe von Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid neutralisiert und der dabei entstehende Niob-haltige Feststoff über pyrometallurgische Prozessschritte zu Ferroniob reduziert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung und Trennung der Niob- und Tantalbestandteile aus Rohstoffen mit hohem Niob- bzw. niedrigem Tantalgehalt durch Extraktion einer die Niob- und Tantalbestandteile enthaltenden wässrigen Flusssäurelösung einer Normalität kleiner 15.
Die Herstellung von Ta- und Nb-Produkten erfolgt üblicherweise durch Aufschluss von diese Elemente enthaltenden Rohstoffen mit Flusssäure. Dabei werden die Wertstoffe Niob und Tantal, sowie alle Verunreinigungen in Fluoride überführt. Die unlöslichen Bestandteile werden abfiltriert, gewaschen und verworfen. Die löslichen Ta/Nb-Heptafluorosäuren befreit man durch Flüssig-flüssig-Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel, in der Regel Methylisobutylketon (MiBK) von den Verunreinigungen. In einem angeschlossenen Schritt werden Tantal- und Niobbestandteile voneinander getrennt. Die gereinigten Niob- und Tantalverbindungen können dann zu Oxiden oder Kaliumtantalfluorid weiterverarbeitet und letztlich daraus metallisches Niob und Tantal gewonnen werden.
Die Wirtschaftlichkeit des skizzierten Vorgehens bei der Verarbeitung von Ta/Nb-Rohstoffen ist vor allem vom absoluten Gehalt an Ta₂O₅ und Nb₂O₅ im Rohstoff und vom Verhältnis von Ta₂O₅ : Nb₂O₅ abhängig. Es zeigt sich, dass der Herstellungsweg über die Fluoridchemie mit abnehmendem Gewichtsverhältnis von Ta₂O₅ : Nb₂O₅ im Rohstoff immer unwirtschaftlicher wird. Als grobe Richtgröße kann gelten, dass die Verarbeitung von Rohstoffen, die Ta₂O₅ und Nb₂O₅ in einem Gewichtsverhältnis < 2 3 enthalten, nach dem bekannten Vorgehen nicht mehr sinnvoll ist. Der Tantalanteil fällt dabei in hochverdünnter Lösung an, aus der die Gewinnung von Tantal wirtschaftlich sinnvoll nicht mehr möglich ist.
Tantalreiche Rohstoffe sind zur Zeit zwar ausreichend vorhanden, doch sind sie sehr teuer. Weiterhin enthalten die größten Rohstoffvorkommen dieser Art in Australien Antimon, welches ein unerwünschtes Element im chemischen Herstellungsweg ist, da es durch die MiBK-Extraktion nicht entfernt werden kann und somit auch nach der Gewinnung und Trennung von Niob- und Tantaloxiden in diesen in Konzentrationen vorhanden ist, welche die Produkte für die Anwendung in den High-Tech-Bereichen, beispielsweise die Herstellung von Wafern in der Optoelektronik, ungeeignet macht. Für diese Anwendung werden Oxide einer Reinheit verlangt, welche alle Verunreinigungen < 1 ppm bzw. unter der Nachweisgrenze aufweisen.
Neben den erwähnten tantalreichen Rohstoffen gibt es noch beträchtliche Vorkommen an Niob und Tantal, welche als Pyrochlore, Columbite bzw. als Beiprodukt in der Zinnförderung und -herstellung auftreten. Doch enthalten diese Vorkommen Ta₂O₅ : Nb₂O₅ im Gewichtsverhältnis von etwa 1 : 4 und weniger. Gelänge es, für solche Rohstoffe ein wirtschaftliches Verfahren zur Gewinnung und Abtrennung der Niob- und Tantalinhalte zu finden, stünden große Mengen Ta₂O₅ wie auch Nb₂O₅ kostengünstig wie auch langfristig zur Verfügung.
Die Nachfrage nach Nb₂O₅ minderer Qualität ist sehr groß (Herstellung von Stahlqualitäten, Legierungen), doch kann dieses Oxid nicht kostengünstig über den Fluoridweg zur Verfügung gestellt werden. Das benötigte Niob wird daher überwiegend durch pyrometallurgische Verarbeitung von tantalarmen Pyrochloren in Form von FeNb zur Verfügung gestellt. Dazu wird Niob in einem niobreichen Rohstoff ausreduziert und zum FeNb konvertiert. Entsprechende Verfahren zur pyrometallurgischen Aufarbeitung tantalarmer und niobreicher Rohstoffe sind aus DE-OS 27 33 193 , US-A-2,9094,27 und DE 195 19 722 A1 bekannt.
Neben der pyrometallurgischen Verarbeitung wurden auch andere Verfahren zur Aufarbeitung von Nb-reichen und Ta-armen Rohstoffen vorgeschlagen, doch sind diese Verfahren alle nicht befriedigend. So wird in DE 44 04 374 C1 ein Verfahren beschrieben, welches die Extraktion von flusssauren Ta/Nb-Lösungen durch die bekannte Solvent-Extraktion mittels Methylisobutylketon beschreibt. Die Waschung des Ta/Nb-beladenen Ketons erfolgt mit Wasser ohne Zugabe einer weiteren Mineralsäure, wobei durch die geringe Acidität der Waschlösung Niob in derselben separat mit ausgeschleust wird. Gewonnen wird dabei in der Waschlösung ein Anteil von etwa 18% des Nb₂O₅-Gehalts des Ta/Nb-beladenen Ketons. Diese niobhaltige Lösung kann einer HF-Rückgewinnung unter Bildung von HF und Nb₂O₅ zugeführt werden, so dass ein Teil des Nb₂O₅ sowie der HF zurückgewonnen werden kann. Ziel der DE 44 04 374 C1 ist es, die Bildung von Mischungen, die neben HF eine weitere Mineralsäure enthalten zu vermeiden, da solche Gemische aufwändig entsorgt werden müssen.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist aber, dass der Tantal-Inhalt, welcher über die Extraktion transportiert wird, d.h. die Konzentration an Tantal im jeweiligen Lösungsmittel, dabei nicht ansteigt, was für eine wirtschaftliche Weiterverarbeitung unbedingt erforderlich ist. Zusätzlich verteuern die niedrigen Fluoridkonzentrationen in der ausgeschleusten wässrigen niobhaltigen Lösung (ca.70 g F/l) den Rückgewinnungsprozess.
Der größte Teil des Nb₂O₅ (ca. 80%) muss bei diesem Vorgehen immer noch über den konventionellen und damit unwirtschaftlichen Weg der Hydroxidfällung mittels Zugabe von Ammoniak verarbeitet werden. Das Verfahren bringt somit keine nennenswerte Verbesserung bzw. eine Lösung des Problems.
Aus DE 40 21 207 A1 , US-A-3,117,833 , US-A-2,950,966 und US-A 2,962,372 sind Verfahren zur Gewinnung und Trennung von Tantal und Niob bekannt. Der Rohstoff wird dabei zunächst mit Flusssäure aufgeschlossen, und anschließend mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert, wobei das flusssaure Filtrat des Aufschlusses üblicherweise auf eine Säurestärke > 20 N eingestellt wird, um die Ta- und Nb-Gehalte vollständig und gemeinsam in die organische Phase zu extrahieren. Andererseits muss die flusssaure Lösung stark genug verdünnt werden, um Sättigungskonzentrationen und damit die Bildung von schwer löslichen Salzen zu vermeiden. Die durch diesen notwendigen Verdünnungsprozess reduzierte Säurestärke muss durch Zugabe von überschüssiger konzentrierter HF wieder ausgeglichen werden, was einen erheblichen Nachteil dieses Vorgehens darstellt.
Gemäß US-A-3,117,833 erfolgt die Extraktion mit einem Keton, insbesondere mit MiBK, bevorzugt aus einer flusssauren Phase mit einer Normalität von wenigstens 26. Gute Ergebnisse lassen sich jedoch auch erzielen, wenn die flusssaure Lösung eine Normalität von mindestens 20, befriedigende Ergebnisse, wenn sie eine Normalität von mindestens 13 aufweist. Unterhalb einer Normalität von 13 wird die Extraktion von Niob laut US-A-3,117,833 so ineffizient, dass das Verfahren nicht mehr praktikabel ist (Spalte 3, Zeilen 48–51). Die Extraktion wird in mehreren Stufen durchgeführt, wobei die Anzahl der benötigten Extraktionsstufen mit abnehmender Normalität der flusssauren Lösung stark ansteigt. Bei der Extraktion aus einer 20 N flusssauren Lösung werden in 8 Stufen 99,6 % des Niob-Gehalts in die organische Phase extrahiert. Bei einer nur 13 N Lösung müssen hingegen bereits 16 Stufen durchlaufen werden, um 99 % des Niob-Gehalts zu extrahieren. Mit abnehmender Normalität wird das Verfahren daher zunehmend aufwändiger, da es darauf abzielt in der Extraktionsstufe die Niob- und Tantalgehalte möglichst vollständig in die organische Phase zu extrahieren. Da Niob- und Tantalgehalte vollständig extrahiert werden, entspricht das Verhältnis von Nb- zu Ta-Bestandteilen im organischen Extrakt dem Verhältnis in der flusssauren Lösung. Es kommt nicht zur Anreicherung der Ta-Bestandteile, so dass dieses Verfahren nicht zur Gewinnung von Tantal aus Tantalarmen Rohstoffen geeignet ist.
Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zu entwickeln, welches die wirtschaftliche Herstellung von Tantal- und Niobprodukten aus tantalarmen Rohstoffen über den Fluoridweg ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, welches pyrometallurgische und nasschemische Verfahrensschritte umfasst und das die Verwertung der Tantal- und der Niobgehalte in tantalarmen Rohstoffen erlaubt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung der Tantal- und Niobgehalte aus Rohstoffen, die Ta₂O₅ und Nb₂O₅ in einem Gewichtsverhältnis Ta₂O₅ zu Nb₂O₅ von kleiner 2 : 3 enthalten, durch Aufschluss des Rohstoffes mit Flusssäure und Extraktion der flusssauren Lösung mit einem wasserunlöslichen organischen Lösungsmittel, wobei die zu extrahierende flusssaure Lösung auf eine Normalität von höchstens 15 N eingestellt wird und wobei das Raffinat der Extraktion unter Rückgewinnung von HF thermisch zersetzt oder durch Zugabe von Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid neutralisiert und der dabei entstehende Niob-haltige Feststoff über pyrometallurgische Prozessschritte zu Ferroniob reduziert wird.
Vorzugsweise werden im erfindungsgemäßen Verfahren Rohstoffe eingesetzt, die Ta₂O₅ und Nb₂O₅ in einem Gewichtsverhältnis Ta₂O₅ zu Nb₂O₅ von kleiner 3 : 5, insbesondere bevorzugt von kleiner 1 : 3 enthalten.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Acidität der flusssauren Lösung vor der Extraktion mit dem organischen Lösungsmittel auf einen vergleichsweise niedrigen Wert eingestellt wird. Erfindungsgemäß weist die flusssaure Lösung eine Normalität von höchstens 15 N auf.
Vorzugsweise weist die zu extrahierende flusssaure Lösung eine Normalität von 6 N bis 15 N, besonders bevorzugt von 7 N bis 14 N, insbesondere bevorzugt von 8 N bis 12 N auf.
Die Einstellung der Normalität der flusssauren Lösung kann bereits beim Aufschluss des Rohstoffes erfolgen. Bei dieser Vorgehensweise wird die Menge an eingesetzter Flusssäure so gewählt, dass sie gerade ausreicht, die Niob- und Tantalgehalte des Rohstoffes in die entsprechenden Fluorverbindungen zu überführen und damit aus dem Rohstoff herauszulösen.
Zunächst wird also beispielsweise der Rohstoff nur mit stöchiometrischen Mengen Fluorwasserstoff aufgeschlossen.
Es ist jedoch auch möglich, beim Aufschließen des Rohstoffes mit höheren Konzentrationen an Fluoridwasserstoffsäure (Flusssäure) zu arbeiten und die dabei entstehende stark saure Lösung anschließend, beispielsweise durch Zugabe von Wasser, auf die erfindungsgemäß einzustellende Normalität von höchstens 15 zu bringen.
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren wird die Aufschlusslösung also nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mit großen Überschüssen an HF auf eine Normalität > 20 N gehalten, sondern es werden vorzugsweise nur die für den Aufschluss notwendigen Mengen HF eingesetzt.
Die so hergestellten flusssauren Lösungen werden abfiltriert und der unlösliche Rückstand wird gewaschen.
Die feststofffreien Lösungen werden gegebenenfalls weiter auf eine Normalität < 15 N verdünnt und anschließend mit einem wasserunlöslichen organischen Lösungsmittel extrahiert.
Als wasserunlösliches organisches Lösungsmittel kann beispielsweise Diethylketon, Cyclohexanon, Diisobutylketon oder Methylisobutylketon (MiBK) eingesetzt werden. Bevorzugt wird Methylisobutylketon verwendet.
Die Temperatur, bei der die Extraktion durchgeführt wird, kann in einem breiten Bereich variiert werden. Vorzugsweise wird die Extraktion bei einer Temperatur von 20 bis 50 °C durchgeführt.
Bei der Extraktion wird Tantal und Niob teilweise in das organische Lösungsmitel überführt. Je geringer die Acidität der zu extrahierenden Lösung ist, desto mehr Niob verbleibt im Raffinat. Die erfindungsgemäß niedrige Acidität der flusssauren Lösung bedingt, dass ein Teil des Niobs im Raffinat verbleibt, während die Tantalbestandteile vollständig in das organische Lösungsmittel überführt werden. Je nach gewählter Säurestärke und Mengenverhältnisse der flusssauren Lösung und des organischen Lösungsmittels kann somit das Verhältnis von Ta : Nb, sowie die Konzentration derselben im organischen Lösungsmittel eingestellt werden. Dadurch dass bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung ein Großteil des Niob-Gehalts im Raffinat verbleibt, steht ein hoher Anteil der Beladungskapazität des organischen Lösungsmittels für die Aufnahme des Tantal-Gehalts zur Verfügung. Es muss also nur mit vergleichsweise geringen Mengen an organischem Lösungsmittel gearbeitet werden, so dass eine hohe Konzentration an Tantal in der organischen Phase erhalten werden kann.
Erfindungsgemäß wird der größte Teil des Niobgehalts gezielt mit den Verunreinigungen in dem Raffinat gehalten. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt also die gezielte Ausschleusung des größten Teils des Nb₂O₅ in das Raffinat und die Herstellung einer organischen Phase, welche Ta- und Nb-Bestandteile in einem Verhältnis zueinander enthält, das die Gewinnung und Trennung der Ta- und Nb-Bestandteile nach herkömmlichen Verfahren erlaubt. Die Reinigung der beladenen organischen Phase erfolgt nach bekanntem Verfahren mit Mineralsäuren und/oder Wasser.
Vorzugsweise wird die bei der Extraktion erhaltene organische Phase vor der Weiterverarbeitung mit Wasser gewaschen. Insbesondere bevorzugt wird die bei der Extraktion erhaltene organischen Phase nach dem Waschen mit Wasser mit Schwefelsäure gewaschen, wobei diese nach dem Waschen separat ausgeschleust wird.
In einer besonderen Ausführungsform wird das Waschwasser zur Einstellung der Normalität der flusssauren Lösung benutzt. Dazu wird das Waschwasser am Einlauf der flusssauren Lösung (Feedlösung) in eine Extraktionsvorrichtung mit dieser Feedlösung vereint und vermischt.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform wird die erfindungsgemäß niedrige Acidität der flusssauren Lösung während der Extraktion eingestellt. Dazu wird die flusssaure Lösung falls erforderlich zunächst so weit verdünnt, dass keine durch Sättigung hervorgerufenen Feststoffe mehr vorhanden sind, vorzugsweise auf eine Normalität von ca. 18 N. Diese Lösung wird dann mit dem organischen Lösungsmittel kontaktiert. Das so beladene organische Lösungsmittel wird dann kontinuierlich mit Wasser extrahiert und gereinigt. Das zur Reinigung verwendete Wasser fließt dabei kontinuierlich in eine Extraktionsvorrichtung, in der die ca. 18 N flusssaure Lösung eingespeist wird. Es erfolgt eine Vereinigung und Durchmischung, wobei eine Absenkung der HF-Acidität erreicht wird. Die Wassermenge wird so gewählt, dass in der resultierenden Mischung die Acidität entsteht, die erfindungsgemäß einzustellen ist. Der Vorteil dieser speziellen Ausführung liegt darin, dass der größte Teil der Verunreinigungen bereits aus dem beladenen organischen Lösungsmittel entfernt wird. Bei dieser Vorgehensweise liegt als Verunreinigung nur noch Phosphor in geringen Konzentrationen vor, welcher, wenn notwendig, dann anschließend separat mit Schwefelsäure ausgewaschen werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung einer beladenen organischen Phase, die über 100 g Nb und Ta, berechnet als Pentoxid pro Liter organisches Lösungsmittel enthält, wobei sich die Gewichtsangabe auf die Summe der Nb- und Ta-Anteile bezieht. Der Gehalt an Niob- und Tantaloxiden wird oft als Combined Oxide (c.o.) angegeben. Aus solchen Lösungen können die Nb- und auch die Tantalanteile wirtschaftlich sinnvoll nach herkömmlichen Verfahren gewonnen werden.
Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist weiterhin, dass die im Raffinat verbleibenden Niobanteile wiedergewonnen und einer Verwertung zugeführt werden können.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Raffinat der Extraktion unter Rückgewinnung von HF thermisch zersetzt oder durch Zugabe von Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid neutralisiert und der dabei entstehende Niob-haltige Feststoff über pyrometallurgische Prozessschritte zu Ferroniob reduziert wird.
Das Calciumhydroxid wird dabei vorzugsweise in Form von Kalkmilch eingesetzt.
Es ist bekannt, dass Flusssäure aus wässrigen Lösungen der Fluoridsalze von Metallen durch thermische Zersetzung zurückgewonnen werden kann. Neben den verdünnten HF-Lösungen entstehen dabei die oxidischen Rückstände der Metallsalze. Im Falle einer Neutralisation mit Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid entstehen neben Flussspat die entsprechenden Metallhydroxide.
Nach bekannten Verfahren kann die in diesem Verfahrensschritt gewonnene verdünnte Flusssäure in den Aufschlussprozess zurückgeführt werden.
Da bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung das Raffinat mit großen Mengen Nb₂O₅ beladen ist und nahezu kein Ta₂O₅ enthält, enthalten die bei der thermischen Zersetzung erhaltenen Rückstände bis zu 50 Gew.-% Nb₂O₅ und sind deutlich unaufwändiger weiterzuverarbeiten als z.B. ein nicht aufbereiteter Pyrochlor. Von besonderem Vorteil ist dabei, dass durch die Flüssig-flüssig-Extraktion Tantal nahezu völlig entfernt wurde, während vergleichbare Pyrochlorerzen immer einige Tausend ppm Ta₂O₅ enthalten. Dieser Ta-arme Rückstand ist somit ein besonders hochwertiger Nb-Rohstoff.
Der erhaltene Niob-haltige Feststoff wird erfindungsgemäß über pyrometallurgische Prozessschritte zu Ferroniob reduziert. Dazu wird Eisen als Reduktionsmittel zugegeben und das Ferroniob (FeNb) nach bekannten Verfahren hergestellt, wie sie beispielsweise in DE 195 19 722 A1 beschrieben sind. Beispielsweise wird zunächst oxidierend geröstet und das erhaltene Röstgut unter Zusatz von kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln zu einem technischen Nioboxid und einer Metallphase so erschmolzen, dass der Niobgehalt in der Metallphase kleiner als 3 Gew.-% beträgt.
Die Verunreinigungen können dabei entfernt und als Schlacke deponiert werden. Insbesondere zeichnet sich das gewonnene Ferroniob dadurch aus, dass es nahezu kein Tantal enthält. Nach herkömmlichen pyrometallurgischen Verfahren, d.h. durch direkte pyrometallurgische Verarbeitung von Pyrochloren oder Columbiten können diese Qualitäten nicht hergestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von Beispielen weiter erläutert, wobei die Beispiele nicht einschränkend zu verstehen sind, sondern den erfindungsgemäßen Grundgedanken weiter veranschaulichen sollen.
Beispiele
Soweit nicht anders vermerkt, handelt es sich bei den angegebenen Prozentwerten um Gewichtsprozent.
Es wurde ein Rohstoff folgender Zusammensetzung eingesetzt:
Ta₂O₅ Nb₂O₅ SiO₂ CaO MnO TiO₂ Cr₂O₃ Al₂O₃ FeO Rest 12,8% 51,4% 3,5% 0,8% 2,8% 5,4% 0,5% 2,1 % 8% 12,7%
Der Rohstoff mit einem Gewichtsverhältnis von Ta₂O₅ zu Nb₂0₅ von etwa 1 : 4 wurde in eine ca. 20–22 N HF einchargiert und 24 Stunden unter Sieden erhitzt. Der unlösliche Feststoff wurde abfiltriert. Die feststofffreie Lösung wurde dann stufenweise verdünnt, um den Einfluss der Säurestärken (Normalität) auf das Extraktionsverhalten zu ermitteln. Jeweils 500 ml der diversen verdünnten Lösungen wurden einstufig mit je 100 ml MiBK (vgl. Tabelle 1) bzw. 250 ml MiBK (vgl. Tabelle 2) extrahiert, wobei die in den nachfolgenden Tabellen aufgelisteten Ergebnisse erhalten wurden.
Tabelle 1: Extraktion von jeweils 500 ml flusssaurer Lösung mit jeweils 1 m MiBK (WP: wässrige Phase; OP: organische Phase)
Tabelle 2: Extraktion von jeweils 500 ml flusssaurer Lösung mit jeweils 250 ml MiBK (WP: wässrige Phase; OP: organische Phase)
Als Ergebnis ist festzuhalten, dass mit fallender Acidität, d.h. mit fallendem Gehalt an HF in der zu extrahierenden flusssauren Lösung, wie auch durch Variation des Volumenverhältnisses von organischer zu wässriger Phase die Ta/Nb-Beladungen so verändert werden können, dass eine wirtschaftliche Betriebsweise der Extraktion und damit des Fluoridwegs gegeben ist.
Die aus den oben angeführten Stichversuchen erhaltenen Ergebnisse wurden in einer fünfstufigen kontinuierlichen Extraktion erhärtet. Es wurden Bedingungen gewählt, wie sie in der Produktion als wirtschaftlich angesehen werden können:
Ta/Nb-haltige flusssaure Lösung mit 33 g Ta₂O₅/l und 139 g Nb₂O₅l1, Acidität 14,1 N
Einlaufmenge flusssaure Lösung: 500 ml/h
Einlaufmenge MiBK: 250 ml /h
Analyse im Raffinat: < 6 mg Ta₂O₅/l, 120 g Nb₂O₅/l
Analyse in der beladenen organischen Phase: 50 g Ta₂O₅/l, 47,2 g Nb₂O₅/l
Damit konnte gezeigt werden, dass der Anteil an Tantal und Niob durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung selektiv so auf Raffinat und organische Phase aufgeteilt werden kann, dass sowohl organische Phase, als auch Raffinat in wirtschaftlich sinnvoller Weise weiterverarbeitet werden können.

Claims

Verfahren zur Gewinnung der Tantal- und Niobgehalte aus Rohstoffen, die Ta₂O₅ und Nb₂O₅ in einem Gewichtsverhältnis Ta₂O₅ zu Nb₂O₅ von kleiner 2 : 3 enthalten, durch Aufschluss des Rohstoffes mit Flusssäure und Extraktion der flusssauren Lösung mit einem wasserunlöslichen organischen Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass die zu extrahierende flusssaure Lösung auf eine Normalität von höchstens 15 N eingestellt wird und dass das Raffinat der Extraktion unter Rückgewinnung von HF thermisch zersetzt oder durch Zugabe von Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid neutralisiert und der dabei entstehende Niob-haltige Feststoff über pyrometallurgische Prozessschritte zu Ferroniob reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Rohstoffe eingesetzt werden, die Ta₂O₅ und Nb₂O₅ in einem Gewichtsverhältnis Ta₂O₅ zu Nb₂O₅ von kleiner 1 : 3 enthalten.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zu extrahierende flusssaure Lösung eine Normalität von 6 N bis 15 N aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Normalität der flusssauren Lösung bereits beim Aufschluss des Rohstoffes erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als organisches Lösungsmittel Methylisobutylketon eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Extraktion erhaltene organische Phase mit Wasser gewaschen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Extraktion erhaltene organische Phase nach dem Waschen mit Wasser mit Schwefelsäure gewaschen wird, wobei diese nach dem Waschen separat ausgeschleust wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Normalität der flusssauren Lösung durch Zugabe von Wasser erfolgt, welches bereits zum Waschen der bei der Extraktion erhaltenen organische Phase benutzt wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladung der organischen Phase durch die Anpassung der Mengenströme an flusssaurer Lösung und wasserunlöslichem organischen Lösungsmittel auf über 100 g c.o/l eingestellt wird.