DE670980C

DE670980C - Process for the joint extraction of tantalum and niobium

Info

Publication number: DE670980C
Application number: DES126626D
Authority: DE
Original assignee: Societe Generale Metallurgique de Hoboken SA
Current assignee: Societe Generale Metallurgique de Hoboken SA
Priority date: 1937-03-31
Filing date: 1937-03-31
Publication date: 1939-01-28

Description

Verfahren zur gemeinsam= Gewinnung von Tantal und Niob Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gemeinsamen Gewinnung von Tantal und Niob aus diese in Form von Oxydverbindungen enthaltenden Erzen oder metalltirgischen Nebene#rzeugnissen.Process for the common = extraction of tantalum and niobium The invention refers to a process for the joint extraction of tantalum and niobium from these in the form of ores containing oxide compounds or metallurgical by-products.

Der Zweck der Erfindung ist, ein wirtschaftlich durchführbares Verfahren zur gemeinschaftlichen Gewinnung von Tantal und Niob in Form von Metallen oder in Form von wenig Kohlenstoff enthaltenden Legierungen zu schaffen.The purpose of the invention is to provide an economically feasible process for the joint extraction of tantalum and niobium in the form of metals or in Form of low carbon alloys.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Metalle, z. B. Chrom, aus ihren Oxyden durch Reduktion mit Calcium und Aluminium, ohne Anwendung äußerer Wärme, zu gewinnen.It has been proposed to use metals, e.g. B. Chromium, from their Oxides by reduction with calcium and aluminum, without the use of external heat, to win.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das in den Ausgangsstoffen enthaltene Tantal und Niob durch Calcium und Aluminium unter Wärmezufuhr von außen reduziert werden.The invention is characterized in that in the starting materials Contains tantalum and niobium through calcium and aluminum with external heat supply be reduced.

Die Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, daß Calcium und Aluminium mit Tantal oder Niob oder beiden in Form einer Legierung, wie man sie durch die vollstänffigeReduktion #derSchlacken mit einemÜber-Schuß des Reduktionsmittels erhält, als Reduktionsmittel Verwendung finden.The invention is also characterized in that calcium and aluminum with tantalum or niobium or both in the form of an alloy, such as those made by the complete reduction # of slag obtained with an excess of the reducing agent, find use as a reducing agent.

Die Reduzierung kann in einem Tiegel oder einer beliebigen anderen Vorrichtung, beispielsweise in einem elektrischen Ofen, wie einem Induktionsofen, Lichtbogenofen oder einem anderen elektrischen Ofen, einem Tiegelofen oder einem Flammofen, erfolgen. Die Verwendung findenden Öfen können ortsfest, kippbar, drehbar oder schwingbar ausgebildet sein.The reduction can be in a crucible or any other Device, for example in an electric furnace such as an induction furnace, Arc furnace or another electric furnace, a crucible furnace or a Flame furnace, take place. The ovens used can be stationary, tiltable, rotatable or be designed to oscillate.

Der Reduziervorgang kann so durchgeführt werden, daß das Tantal und Niob in Form einer Legierung mit einem oder mehreren anderen Metallen erhalten werden. So kann beispielsweise dem Beschickungsgut oder dem Reduzierbad entweder vor oder nach der Behandlung Eisen zug#esetzt werden, um das Tantal und Niob in Form ihrer Ferrolegierungen, wie sie in der Industrie Verwendung finden, zu gewinnen. Der Reduziervorgang kann auch auf einem Bad geschmolzenen Metalls (z. B. geschmolzenen Eisens) oder einer Legierung durchgeführt werden. Das zur Bildung einer Legierung mit dem Tantal und Niob bestimmte Metall kann in Form eines Oxvdes der Beschickung oder dem Reaktionsbad aus Tantal oder Niob zugesetzt werden.The reduction process can be carried out so that the tantalum and Niobium can be obtained in the form of an alloy with one or more other metals. For example, the load or the reducing bath can either be in front of or after the treatment iron is added to the tantalum and niobium in their form Ferro alloys, as they are used in industry, to be won. The reducing process can also be on a bath of molten metal (such as molten iron) or an alloy. That to form an alloy with the tantalum and niobium certain metal can be in the form of an oxide of the feed or the reaction bath made of tantalum or niobium can be added.

Die durch den Reduktionsvorgang erhaltenen Schlacken, Rückstände oder Nebenerzeugnisse können beträchtliche Mengen Tantal und Niob enthalten. Derartige Schlacken, Rückstände oder Nebenerzeugnisse können mit einex genügenden Menge Calcium und/ oder Aluminium behandelt werden, um eine Legierung aus Tantal und/oder Niob mit Calcium und/oder Aluminium zu erhalten. Die so aus den Schlacken, Rückständen #'od#r NebenerzeugnissengewonneneLegierung n als Reduziermittel für die Rohstoffe Verwendung finden. Ausführungsbeispiel Ein Konzentrat nachstehender Analyse wurde behandelt: Al, 0, 4,36 1/0, Mg 0 Spuren, Ca 0 Spuren, S i 0, 3,2 5 "/o, Fe 9,04 '/" Mn 7,5 0 110, Ti 0, 3,50 Oio, T% 05 29,78 o? (Ta 24,45 Ofo), Nb, 05 3 5,42 % (Nb 24,8o %).The slags, residues or by-products obtained from the reduction process can contain considerable amounts of tantalum and niobium. Such slags, residues or by-products can be treated with a sufficient amount of calcium and / or aluminum to obtain an alloy of tantalum and / or niobium with calcium and / or aluminum. The alloys obtained in this way from the slag, residues or by-products are used as a reducing agent for the raw materials. EXEMPLARY EMBODIMENT A concentrate of the following analysis was treated: Al, 0, 4.36 1/0, Mg 0 traces, Ca 0 traces, S i 0, 3.2 5 "/ o, Fe 9.04 '/" Mn 7.5 0 110, Ti 0, 3.50 Oio, T% 05 29.78 o? (Ta 24.45 Ofo), Nb, 05 3 5.42 % (Nb 24.8o%).

Der Reduziervorgang wurde in einem H#roult-Elektro-Ofen mit einer Ca-AI-LegierUng Mit 25 0/0 Ca lind 75 0/, #M sowie einem Zusatz von Flußspat durchgeführt. Die Beschickung hatte folgende Zusammensetzung- Konzentrat ............. iooo kg Ca-AI-Legierting ........ 313 - Eisen ................. i5o - Flußspat ............... 30 - 149,3 kg 750 kg Legierung folgender Zusammensetzung wurde gewonnen: Ta+Nb 57,27'/" Fe 30,18"/", Mn 8,31 Si 1,53 lf,), AI o,95 Iljo.The reduction process was carried out in a H # roult electric furnace with a Ca-Al alloy with 25 0/0 Ca and 75 0 /, #M and an addition of fluorspar. The feed had the following composition- Concentrate ............. iooo kg Ca-Al alloy ........ 313 - Iron ................. i5o - Fluorspar ............... 30 - 149.3 kg 750 kg alloy of the following composition was obtained: Ta + Nb 57.27 '/ "Fe 30.18" / ", Mn 8.31 Si 1.53 lf,), Al o, 95 Iljo.

Ferner wurde eine Schlacke nachstehender Zusammensetzung erhalten: Al.0, 61,2o'[" SiO, o,721/" CaO 11,95/" Mg (5 2 1,68 "/" (Ta + Nb), 05 1,30 %. A slag of the following composition was also obtained: Al.0, 61.2o '["SiO, 0.721 /" CaO 11.95 / " Mg (5 2 1.68" / "(Ta + Nb), 05 1, 30 %.

Die Gewinnung von Tantal und Niob aus ihren Oxyden auf aluminothermischem Wege ist bereits bekannt. Die Mineralien und Konzentrate -des Tantals und Niobs enthalten aber in den meisten Fällen beträchtliche Mengen von Ti 0, Wenn man nun Aluminium als Reduktionsmittel verwendet, kann man eine verhältnismäßig umfangreiche Reduktion des Titans nicht verhindern, das in vielen Fällen als Verunreinigung der erzeugten Legierung angesehen wird. Die Reduktion von Ti 0, kann zwar verringert werden, indem der Beschickung Kalk beigegeben wird. Diese Beigabe bedingt aber eine unzweckmäßige Verggrößerung der Schlackennienge, woraus sich wieder ein Verlust an Tantal und Niob ergibt. . # Wenn man im Gegensatz hierzu aber eine Legierung von Ca-Al als Reduktionsmittel verwendet, erzeugt man eine entsprechende Menge von Ca 0, ohne andererseits die Schlakkenmenge zu vergrößern.The extraction of tantalum and niobium from their oxides by aluminothermic means is already known. The minerals and concentrates of tantalum and niobium, however, in most cases contain considerable amounts of TiO . If one uses aluminum as a reducing agent, one cannot prevent a comparatively extensive reduction of the titanium, which in many cases is viewed as an impurity in the alloy produced will. The reduction in Ti 0 can be reduced by adding lime to the feed. However, this addition causes an inexpedient enlargement of the slag narrowing, which again results in a loss of tantalum and niobium. . On the contrary, if an alloy of Ca-Al is used as a reducing agent, a corresponding amount of Ca 0 is produced without increasing the amount of slag on the other hand.

Es ist auch bekannt, Vanadiumoxyd mit einer Legierung von Calcium und Aluminium unter Zusatz von Flußspat zu reduzieren.It is also known to use vanadium oxide with an alloy of calcium and to reduce aluminum with the addition of fluorspar.

Vanadium aber ist relativ leicht schmelzbar, ebenso Vanadiumoxyd, während umgekehrt Tantal und sein Oxyd einen außerordentlich hohen Schmelzpunkt haben. Auch die Verbindungswärnie von Ta20, ist mit 48o Cal. beträchtlich höher als diejenige von Vf! 05, die nur 436 Cal. beträgt. Es ist daher durchaus nicht selbstverständlich, daß die für Vanadium bekannten Reduktionsmethoden auf Tantat anzuwenden sind.Vanadium, however, is relatively easy to melt, as is vanadium oxide, while, conversely, tantalum and its oxide have an extraordinarily high melting point. The connection heat of Ta20 is also 48o Cal. considerably higher than that of Vf! 05, which is only 436 Cal. amounts to. It is therefore by no means self-evident that the reduction methods known for vanadium are to be applied to tantatum.

Vor allem ist nicht ohne weiteres zu erwarten, daß auf dem gleichen Wege eine vollständige Reduktion des Tantaloxyds eintritt, da die bei der Reaktion gebildeten Tantaloxydkalkverbin-dungen noch schwerer reduzierbar sind als das Oxyd.Above all, it is not readily expected that on the same Ways a complete reduction of the tantalum oxide occurs, since the reaction The tantalum oxide lime compounds formed are even more difficult to reduce than the oxide.

Claims

PATENT CLAIMS: i.

Process for the joint extraction of tantalum and niobium from ores containing them in the form of oxide compounds or nietallurgical ones By-products, characterized in that that contained in the starting materials Tantalum and niobium reduced by calcium and aluminum with the addition of heat from the outside will. : 2.

Process according to claim 1, characterized in that calcium and aluminum with tantalum or niobium or both in the form of an alloy, as obtained by the complete reduction of the slag with an excess of the reducing agent, are used as reducing agents. 3. The method according to claim i or characterized in that iron is added to the charging or reaction mass in order to obtain the tantalum and niobium in the form of their ferroalloys.