DE3241832C2 - - Google Patents

Description

Die Lösung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Trennung von Tantal und Niob aus einer vorwiegend Tantal- und Niobverbindungen enthaltenden fluß- und schwefelsauren Rohlösung, bei dem man die Rohlösung mit einer phosphorhaltigen Verbindung extrahiert und danach das Niob mit Wasser rückextrahiert. - Tantal und Niob treten in der Natur im allgemeinen gemeinsam in Form ihrer Erze auf, werden in der Technik jedoch isoliert benötigt. Hochreine Tantal- und Nioboxide werden bekanntlich bei der Herstellung kera­ mischer Kondensatoren eingesetzt, um die Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante zu stabilisieren. Tantalsäure und Niob­ säure werden in hochreiner Form hochwertigen Gläsern zugegeben, um deren Brechungsindex zu erhöhen, ohne dabei die Dispersion un­ günstig zu beeinflussen. Außerdem verringert der Zusatz die Gefahr der Entgasung beim Abkühlen, während gleichzeitig die chemische Widerstandsfähigkeit der Gläser verbessert wird, ohne daß die Dichte verändert wird. Bei all diesen Maßnahmen werden an die Reinheit der genannten Zusätze sehr hohe Anforderungen gestellt.

Bei dem bekannten gattungsgemäßen Verfahren (GB-PS 7 67 038) ist die phosphorhaltige Verbindung Tributylphosphat. Arbeitet man da­ mit, so sind die vorstehend angesprochenen Reinheitsanforderungen, die in der modernen Technik gestellt werden, nicht zu erfüllen. Tri­ butylphosphat verseift in Verbindung mit wäßriger Phase in Gegen­ wart starker Säuren. Durch die entstehende Phosphorsäure werden Niob- und Tantaloxid bei der Fällung der Hydroxide verunreinigt. Im übrigen ist die Verwendung von Tri-n-octylphosphinoxid (TOPO) in Kerosin als Extraktionsmittel für die Gewinnung von Nioblösungen an sich bekannt (Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Develop. 10, 1971, S. 396 bis 401). Es handelt sich konkret um die Abtrennung von be­ reits reinem Niob aus schwefelsauren Titansulfatlösungen. TOPO wird in diesem Zusammenhang beispielsweise in Mischung mit Di-(2-Äthyl­ hexyl)-Phosphorsäure, einem Kationenaustauscher, eingesetzt. Das Pro­ blem der Trennung von Tantal und Niob ist ein anderes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, anzugeben, wie aus einer Tantalverbindungen und Niobverbindungen enthaltenden, fluß- und schwefelsauren Rohlösung auf einfache Weise Tantal und Niob abge­ trennt werden können, und damit Ausgangsstoffe für die Darstellung hochreiner Säuren zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß man als phosphorhaltige Verbindung Tri-n-octylphosphinoxid (TOPO) gelöst in aromatischem Kerosin für eine mehrstufige Extraktion verwendet und die beladene organische Phase ein- oder mehrstufig mit verdünnter Schwefelsäure wäscht und danach das Niob rückextrahiert und man die wäßrige Nioblösung zur Entfernung von mitgeführtem Tantal mit unbeladenem TOPO nachextrahiert und daß aus der von der Haupt­ menge Niob befreiten organischen Phase das restliche Niob durch Strippen mit einer wäßrigen NH₄F-Lösung entfernt, bevor das Tantal mit ammoniakalischer NH₄F-Lösung gestrippt wird.

Im Rahmen des er­ findungsgemäßen Verfahrens erweist sich TOPO stabil gegen starke Säuren. Eine Verunreinigung durch Phosphor kann daher nicht statt­ finden. Das aromatische Kerosin verhindert überraschenderweise das Ausfallen von Additionsverbindungen, TOPO-Tantal-Niob-Fluoriden, in der Extraktionsphase.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß erfindungsgemäß auf einfache Weise Tantal und Niob aus einer Tantal und Niob ent­ haltenden fluß- und schwefelsauren Rohlösung getrennt mit hohem Reinheitsgrad abgezogen werden können. Zu den Vorteilen gehört fernerhin die weitgehende Wasserunlöslichkeit, der hohe Flammpunkt und vor allem die Beständigkeit des Extraktionsmittels, welches eben aus diesem Grunde vielfach zurückgeführt werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Schema des Ausführungsbei­ spiels.

Im Ausführungsbeispiel wird von einer fluß- und schwefelsauren Roh­ lösung ausgegangen, wie sie bei der Aufschließlung verschiedener Tantal/Niob-Rohstoffe anfällt. Die Trennung erfolgt mit Hilfe von Tri-n-octylphosphinoxid (TOPO).

Die Rohlösung enthielt: 63 g/l Ta₂O₅; 110 g/l N₂O₅; H⁺ = 12,5 n. Diese Rohlösung wurde in einer kontinuierlich betriebenen Gegenstrom­ extraktionsanlage in vier Stufen mit einer 25% Lösung von TOPO im aromatischen Kerosin im Verhältnis organische Phase / wäßrige Phase = 33 l/h : 11 l/h extrahiert. Das Raffinat enthielt < 0,1 g/l Ta₂O₅ + Nb₂O₅. Die beladene organische Phase wurde in zwei Stufen mit verd. H₂SO₄ (400 g/l) im Verhältnis organische Phase / wäßrige Phase = 10 : 1 gewaschen. Zum Strippen des Niobs wurden 33 l/h organische Phase mit 10 l/h Wasser in drei Stufen nachextrahiert. Zur Entfernung des restlichen Niobs aus der organischen Phase wurde diese in weiteren zwei Stufen mit 1 l/h NH₄F-Lösung (50 g/l) ge­ strippt und diese Lösung in die dreistufige Rückextraktion zurückge­ führt. Durch eine anschließende Nachextraktion dieser wäßrigen Niob­ Rohlösung (11 l/h) mit unbeladenem TOPO (3 l/h) wurden geringe Kon­ zentrationen von mitrückextrahiertem Ta₂O₅ zusätzlich entfernt. Man erhielt eine wäßrige Niob-Lösung mit 120 g/l Nb₂ O₅ und 0,8 g/l Ta₂O₅. Zur Gewinnung des Tantals aus der von Niob befreiten organischen Phase wurde diese in drei Stufen im Verhältnis organische Phase/ wäßrige Phase = 30 l/h : 6 l/h mit ammoniakalischer NH₄F-Lösung (50 g/l NH₄F, 0,3 m NH₄OH) gestrippt. Die wäßrige Tantal-Lösung (6 l/h) enthielt 114 g/l Ta₂O₅ und 0,7 g/l Nb₂O₅. Die organische Phase wurde direkt zur Extraktion zurückgeführt.

Claims (1)

1. Verfahren zur Trennung von Tantal und Niob aus einer vorwiegend Tantal- und Niobverbindungen enthaltenden fluß- und schwefelsauren Rohlösung, bei dem man die Rohlösung mit einer phosphorhaltigen Verbindung extrahiert und danach das Niob mit Wasser rückextrahiert, dadurch gekennzeichnet, daß man als phosphorhaltige Verbindung Tri-n-octylphosphinoxid (TOPO) gelöst in aromatischem Kerosin für eine mehrstufige Extraktion verwendet und die beladene organische Phase ein- oder mehrstufig mit verdünnter Schwefelsäure wäscht und danach das Niob rückextrahiert und man die wäßrige Nioblösung zur Entfernung von mitgeführtem Tantal mit unbeladenem TOPO nachextrahiert und daß aus der von der Haupt­ menge Niob befreiten organischen Phase das restliche Niob durch Strippen mit einer wäßrigen NH₄F-Lösung entfernt, bevor das Tantal mit ammoniakalischer NH₄F-Lösung gestrippt wird.