DE864864C

DE864864C - Extraction of niobium, tantalum and / or possibly titanium hydrates

Info

Publication number: DE864864C
Application number: DET188D
Authority: DE
Inventors: Assur G Oppegaard; Andreas J Ravnestad
Original assignee: Titan Co A S
Current assignee: Titan Co A S
Priority date: 1941-05-19
Filing date: 1942-05-20
Publication date: 1953-01-29

Description

Gewinnung von Niob-, Tantal- und/oder gegebenenfalls Titanhydraten Niob und Tantal kommen in vielen Erzen, gewöhnlich zusammen mit anderen Metallen, wie Mangan, Zinn, Eisen und Titan, vor. Die Erze lassen sich in der Regel mit Schwefelsäure aufschließen.Extraction of niobium, tantalum and / or possibly titanium hydrates Niobium and tantalum occur in many ores, usually together with other metals, such as manganese, tin, iron and titanium. The ores can usually be mixed with sulfuric acid unlock.

Niob, Tantal und Titan sind einander chemisch sehr ähnlich; es ist daher mit besonderen Schwierigkeiten verknüpft, sie voneinander zu trennen.Niobium, tantalum and titanium are chemically very similar to one another; it is therefore associated with particular difficulties in separating them from one another.

Es wurde nun gefunden, daß man in einfacher Weise Niob und Tantal von Titan und den übrigen Bestandteilen sowie Niob und Tantal voneinander durch eine kombinierte, gegebenenfalls in Stufen ausgeführte Reduktions- und Hydrolysebehandlung trennen kann.It has now been found that niobium and tantalum can be obtained in a simple manner of titanium and the other components as well as niobium and tantalum from one another a combined reduction and hydrolysis treatment, optionally carried out in stages can separate.

Um ein gemischtes Niob- und Tantalhydrat zu gewinnen, wird die saure Lösung oder teilweise kolloidale Suspension, die man nach Aufschluß der Ausgangsstoffe mit Schwefelsäure oder anderen sauren Aufschlußmitteln, wie Natriumbisulfat, und Verdünnung erhält, mit einem starken Reduktionsmittel, z. B. metallischem Zink, in solchen Mengen behandelt, daß Titan und gegebenenfalls vorhandenes Eisen und Zinn, dagegen nicht Niob und Tantal zu niedrigeren Valenzstufen reduziert werden. Mangan, wird in der Regel in der zweiwertigen Stufe vorliegen, so daß eine Reduktion nicht erforderlich ist; aber wenn die Lösung Mangan in einer höheren Valenzstufe enthalten sollte, werden solche Manganverbindungen zu der zweiwertigen Stufe reduziert werden. Bei nachfolgender Hydrolyse fällt die Hauptmenge des Niobs und Tantals aus, während die übrigen Bestandteile, wie Eisen, Mangan, Titan und Zinn, in Lösung bleiben. Bei der Reduktion werden dreiwertiges Eisen, und anschließend vierwertiges Zinn in die zweiwertigen Valenzstufen übergeführt. Titan wird von der vierwertigen - zur dreiwertigen Form reduziert-, und- wird-dadurch -in Lösung gehalten, vorausgesetzt, daß die Säuremenge ausreicht.In order to obtain a mixed niobium and tantalum hydrate, the acid Solution or partially colloidal suspension, which one after digestion of the starting materials with sulfuric acid or other acidic disintegrating agents such as sodium bisulfate, and Dilution is obtained with a strong reducing agent, e.g. B. metallic zinc, treated in such amounts that titanium and any iron and Tin, but not niobium and tantalum, are reduced to lower valence levels. Manganese, as a rule, will be in the divalent state, so there is a reduction is not required; but if the solution is manganese in a higher valence state should contain, such manganese compounds are reduced to the divalent stage will. During the subsequent hydrolysis, most of the niobium and tantalum precipitate, while the remaining components, such as iron, manganese, titanium and tin, remain in solution. In the Reduction become trivalent iron, and then tetravalent Tin converted into the divalent valence stages. Titanium is different from the tetravalent - reduced to the trivalent form - and - thereby - kept in solution, provided that the amount of acid is sufficient.

Es ist vorteilhaft, die Reduktion so weit zu treiben, daß auch etwas -Hiob reduziert wird (von der fünfwertigen zur vierwertigen Stufe), um hierdurch eine Luftoxydation der übrigen reduzierten Stoffe auszuschließen, da Niob zunächst zurückoxydiert werden würde. Der Reduktionsgrad läßt sich durch Farbumschlag einstellen; vierwertiges Niob ist stark'blaugefärbt.It is advantageous to take the reduction so far that something is too -Hiob is reduced (from the pentavalent to the tetravalent degree) to thereby to exclude air oxidation of the other reduced substances, since niobium initially would be re-oxidized. The degree of reduction can be adjusted by changing the color; tetravalent niobium is strongly colored blue.

Die ausgefällten Niob- und Tantalverbindungen können nach bekannten Methoden getrennt werden, beispielsweise durch Überführen.in-Doppelfluoride und fraktionierte Kristallisation.The precipitated niobium and tantalum compounds can according to known Methods are separated, for example by Überführung.in-Doppelfluoride und fractional crystallization.

.Es wurde aber gefunden, däß auch Niob und Tantal in einfacher Weise durch eine kombinierte Reduktions-und Hydrolydebehandlung voneinander getrennt werden können. Die ausgefällten Hydrate werden mit soviel konzentrierter Schwefelsäure oder anderen sauren Aufschlußmitteln behandelt, daß das gesamte Niob und nahezu das gesamte Tantal in Lösung geht. Nach Abkühlung verdünnt man mit einer ausreichenden Menge Wasser derart, daß ein großer Teil Tantal ausgefällt wird, während Niob gelöst bleibt: Gute Ergebnisse sind durch Verdünnung auf eine Konzeintration von etwa 3o °/o Schwefelsäure erzielt worden. Die Suspension wird anschließend mit starken Reduktionsmitteln, - wie metallischem Zink, behandelt, wobei Niob hauptsächlich zu der vierwertigen Stufe reduziert wird. Es kann vorteilhaft sein, einen kleinen Teil des Niobs zu der dreiwertigen Stufe zu reduzieren, um sich gegen Oxydatioil des vierwertigen Niobs zu der fünfwertigen Stufe vor der nachfolgenden Hydrolyse zu sichern. Bei der Hydrolyse fällt der Rest des Tantals aus und wird -abfiltriert, während Niob gelöst im Filtrat bleibt. .Aus dem Filtrat kann Niob -nach Oxydation zu der fünfwertigen Stufe hydrolytisch gefällt werden.But it has been found that niobium and tantalum can also be produced in a simple manner separated from one another by a combined reduction and hydrolysis treatment can. The precipitated hydrates are with so much concentrated sulfuric acid or other acidic digesting agents that treats all of the niobium and virtually all of the tantalum goes into solution. After cooling, dilute with a sufficient amount Amount of water such that a large part of tantalum is precipitated while niobium is dissolved remains: Good results are obtained by diluting to a concentration of about 3o ° / o sulfuric acid has been obtained. The suspension is then treated with strong reducing agents, - Treated like metallic zinc, with niobium mainly being the tetravalent Level is reduced. It can be beneficial to add a small portion of the niobium of the trivalent stage to reduce in order to oppose Oxydatioil of the tetravalent Secure niobium to the pentavalent stage before subsequent hydrolysis. at the hydrolysis precipitates the rest of the tantalum and is filtered off, while niobium remains dissolved in the filtrate. From the filtrate niobium can be oxidized to the pentavalent one Level can be hydrolytically precipitated.

Die Reduktionsbehandlung wird vorzugsweise bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen vorgenommen, beispielsweise bei etwa 2o bis 7o°. Die besten Ergebnisse erzielt man in der Regel bei etwa 46 bis 50°.The reducing treatment is preferably carried out at relatively low levels Temperatures made, for example at about 2o to 7o °. The best results is usually achieved at about 46 to 50 °.

Dieses Verfahren zur Trennung von Niob und Tantal läßt sich auch für Niob- und Tantahnischungen anwenden, die in anderer Weise hergestellt sind.This process for separating niobium and tantalum can also be used for Use niobium and tanthanum mixtures that are made in a different way.

Aus dem Filtrat' der ersten Fällung von Niob und Tantal, das u. a. Titan, Eisen, Mangan und Zinn enthalten kann, läßt sich nach Oxydation in bekannter Weise Titan hydrolytisch fällen. Zweckmäßig unterbricht man die Oxydation, bevor das gesamte Titan oxydiert worden ist, um. sicher zu sein, daß die übrigen Metalle in reduziertem und dadurch gelöstem Zustande bleiben. Unter Umständen ist es vorteilhaft, die Trennung des Titans, Niobs und Tantals derart durchzuführen, daß Niob bereits bei der ersten Reduktion weitgehend reduziert wird, so daß das gesamte Niob in der vierwertigen Stufe vorliegt, abgesehen von einem geringen, in der dreiwertigen Stufe vorliegenden Anteil, und 'anschließend das Tantal durch Hydrolyse auszufällen. Das titan- und niobhaltige Filtrat wird dann so weit oxydiert, daß das gesamte Niob in der fünfwertigen Stufe vorliegt, abgesehen von einem geringen, in der vierwertigen Stufe vorliegenden Anteil, wonach das Niob durch Hydrolyse ausgefällt wird. Das Filtrat enthält alsdann das gesamte Titan, das in der oben beschriebenen Weise durch Hydrolyse gefällt werden kann.From the filtrate of the first precipitation of niobium and tantalum, which inter alia. Titanium, iron, manganese and tin can contain, can be after oxidation in known Precipitate titanium hydrolytically in a wise manner. It is advisable to interrupt the oxidation before all of the titanium has been oxidized to. to be sure of the remaining metals remain in a reduced and thereby dissolved state. It may be advantageous to to carry out the separation of titanium, niobium and tantalum in such a way that niobium is already is largely reduced in the first reduction, so that all of the niobium in the tetravalent level is present, apart from a minor one, in the trivalent level present portion, and 'then precipitate the tantalum by hydrolysis. That Filtrate containing titanium and niobium is then oxidized to such an extent that all of the niobium is present in the pentavalent level, apart from a minor one, in the tetravalent level Level present proportion, after which the niobium is precipitated by hydrolysis. That The filtrate then contains all of the titanium which has passed through in the manner described above Hydrolysis can be precipitated.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the extraction of niobium, tantalum and / or possibly titanium hydrates from raw materials, which in addition to niobium and tantalum also contain other metals, characterized in that one of such raw materials prepared solution or colloidal suspension of a combined, optionally treatment carried out in stages by one adapted to the intended separation Reduction is subjected to subsequent hydrolytic precipitation.

2. Procedure according to claim i, characterized in that a solution of a colloidal Suspension containing, besides niobium and tantalum, other metals such as titanium, tin, and iron Manganese, after reduction of the iron, tin and titanium compounds, but contain not of the niobium and tantalum compounds, to a lower valence level, niobium and tantalum hydrate precipitates by hydrolysis. - '3. The method according to claim i, characterized characterized that one after reduction of the niobium and any other existing. Metals Tantalum hydrate precipitates through hydrolysis, this removes, niobium to pentavalent Stage oxidized and the oxidized solution hydrolyzed for the purpose of precipitating niobium hydrate. q .. The method according to claim 2, characterized in that the reduction is continued until a small part of niobium is reduced to the tetravalent level. 5. Procedure according to claim 3, characterized in that the reduction is continued until a small part of niobium to the trivalent level. is reduced. 6. The method according to claim i to 5; characterized in that one from the filtrate after precipitation of the niobium and tantalum oxidizes most of the titanium to the tetravalent grade and according to known Process as titanium hydrate precipitates.