DE4121919A1

DE4121919A1 - Verfahren zur herstellung von gereinigten tantaldraehten

Info

Publication number: DE4121919A1
Application number: DE19914121919
Authority: DE
Inventors: Hellwarth Lahusen; Axel Dipl Chem Dr Hoppe
Original assignee: HC Starck GmbH
Current assignee: HC Starck GmbH
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1993-01-07

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gereinigten Tantaldrähten aus bei der Tantalkondensatorfertigung anfallenden, oxidisch ver unreinigten Tantaldrahtabschnitten.

Drahtabschnitte aus Tantalmetall, die durch Oxidationsschichten verunreinigt sind, fallen an bei der Herstellung von Tantalanoden für Elektrolytkondensatoren. Es handelt sich hierbei um die Drahtreste von den elektrischen Zuleitungsdrähten der Tantalsinteranoden, die für die anodische Oxidation der Sinterkörper benötigt werden. Diese Drahtzuführungen werden im Verlaufe des Produktionsablaufs grup penweise auf Tantalblechstreifen (Träger) geschweißt und in das Elektrolysebad eingetaucht. Ein wesentlicher Teil der Drahtlänge wird bei der elektrischen Formierung miterfaßt, nach der Formierung jedoch nicht mehr benötigt und daher abgeschnitten.

Da es sich bei dem Tantaldraht um hochreines Metall handelt, das - abgesehen von der anodischen Oxidschicht - als wertvolles Vorprodukt wieder eingesetzt werden könnte, bestand die Aufgabe der Erfindung darin, dieses Metall in hochreiner Form zurückzugewinnen und von der Oxidschicht zu befreien.

Nach dem Stand der Technik hätte man die oxidierten Drahtenden einer chemischen Behandlung mit Fluorwasserstoffsäure unterziehen können, was jedoch zu einem schwer kontrollierbaren Verlust an metallischer Substanz führen würde und eine weitere Rückgewinnungsmaßnahme für das gelöste Tantal nach sich ziehen müßte.

Erfindungsgemäß wurde die beschriebene Aufgabe, nämlich die Aufwertung der oxidierten Drahtabschnitte zum hochreinen Tantalmetall, dadurch gelöst, daß diese Drahtabschnitte mit einem geeigneten Reduktionsmetall, das mit dem Tantal keine Legierung bildet, in einer Vakuumretorte oder unter Schutzgas eine Zeitlang erhitzt werden. Dabei wird das als Getter wirksame Reduktionsmetall in das entsprechende Oxid überführt. Dieses Oxid kann schließlich in säurelöslicher Form aus den ge reinigten Tantaldrahtabschnitten durch Auswaschen entfernt werden.

Gegenstand dieser Erfindung ist somit ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Bevor zugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sinkt der Sauerstoffge halt der Tantaldrahtabschnitte dabei auf maximal 100 ppm, während im Ausgangs material in der Regel mindestens 1000 ppm analysiert werden. Die erfindungsgemäß gereinigten Tantal-Pins können als hochreiner Rohstoff für die Herstellung von Superlegierungen oder aber über den Weg der Hydrierung und Mahlung für pulver metallurgische Anwendungen eingesetzt werden.

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft erläutert, ohne daß hierin eine Einschränkung zu sehen ist.

Beispiel:

100 kg teilweise anodisierte Tantaldrahtabschnitte, deren Durchschnittsprobe einen Sauerstoffgehalt von 0,29% (2900 ppm) aufwies, wurden mit 3 kg Magnesium spänen unter Stickstoffatmosphäre in einer Stahltrommel gründlich durchmischt und in Edelstahlschiffchen, die mit Tantalblech ausgekleidet waren, in einem Hauben ofen unter Argon als Schutzgas für ca. 5 Stunden auf ca. 900°C erhitzt. Nach dem Abkühlen der Charge wurde das Rohprodukt vorsichtig in offenen Porzellanschalen mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure und danach mit destilliertem Wasser gewa schen, bis das Filtrat chloridfrei war. Die bei 80°C getrockneten reinen Tantalpins wurden bemustert und analysiert. Der Sauerstoffgehalt lag nunmehr bei 65 ppm. Die Verunreinigung durch Magnesium lag unterhalb der Nachweisgrenze. Die Ausbeute an Tantalmetall betrug 99,7%.

Das auf diese Weise veredelte Tantalschrottmaterial war in der oxidarmen Form direkt als Legierungszuschlag für Superlegierungen einsetzbar und entsprach in der Qualität dem üblicherweise eingesetzten Tantal-Primärmetall, das auf anderem Wege aus Tantalsalzen oder Tantaloxid hergestellt wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von gereinigten Tantaldrähten aus bei der Tantalkondensatorfertigung anfallenden, oxidisch verunreinigten Tantal drahtabfällen, dadurch gekennzeichnet, daß die verunreinigten Tantaldraht abfalle mit einem Gettermetall, das mit dem Tantal keine Legierung bildet, gemischt werden und unter Vakuum und/oder Inertgasatmosphäre auf Tem peraturen oberhalb 500°C bis 1200°C erhitzt und anschließend zur Entfernung der entstehenden Gettermetalloxide und nicht umgesetzten Gettermetalls mit Mineralsäuren nachgewaschen werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gettermetal le Erdalkalimetalle eingesetzt werden.

3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Gettermetalle Ca und/oder Mg eingesetzt werden.

4. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das stöchiometrische Verhältnis von Gettermetall zum Oxidgehalt der verunreinigten Tantaldrahtabfalle 1:1 bis 10:1 beträgt.

5. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszeit 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 5 Stunden beträgt.

6. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralsäure Chlorwasserstoffsäure und/oder Salpetersäure eingesetzt wird.