JP2001146424A

JP2001146424A - 酸化ニオブ及び／又は酸化タンタルの製造方法

Info

Publication number: JP2001146424A
Application number: JP32629399A
Authority: JP
Inventors: Masaki Yoshinaga; 雅樹吉永; Tatsuo Ezaki; 龍夫江崎; Kazuhiro Kawaguchi; 一博川口
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2001-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】フッ酸使用量の少ない、簡便かつ低コストな酸
化ニオブ及び／又は酸化タンタルの製造法を得る。【解決手段】溶解工程、抽出工程、晶析濾過工程、焼成
工程からなる酸化ニオブ及び／又は酸化タンタルの製造
プロセスにおいて、該晶析濾過工程濾液を溶解工程へ戻
し、ニオブ及び／又はタンタルを該晶析濾過工程濾液と
硫酸を用いて溶解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ニオブ及び／又は
タンタルの精製プロセスに関する。

【０００２】

【従来の技術】酸化ニオブと酸化タンタルは、電子工業
分野や光学分野等で広く用いられている。これらの分野
では、高純度品が必要とされ、なかでもニオブ酸リチウ
ムやタンタル酸リチウム単結晶製造のための原料用途で
は、不純物金属含有量の低い酸化ニオブや酸化タンタル
が求められてきた。

【０００３】このため、従来より酸化ニオブや酸化タン
タルを精製する方法として、例えば溶媒抽出法、イオン
交換樹脂法等の方法が提案されてきた。例えば米国特許
第2,962,327号明細書では、ニオブ及びタンタルを含む
鉱石を微粉砕して、これをフッ酸と鉱酸、例えば硫酸と
の混酸で処理し、ニオブ及びタンタルを鉄、マンガン、
カルシウム、希土類元素その他の金属不純物と共に溶解
し、この溶解液を低級脂肪族のケトン、エステル、又は
エーテルなどの有機溶媒、特にメチルイソブチルケトン
等と接触させ、ニオブ及びタンタルを有機溶媒相に抽出
分離する方法が記載されており、また特開昭58-176128
号公報においては前記溶解液をF型陰イオン交換樹脂層
を流通させ、ニオブ及びタンタルを一旦陰イオン交換樹
脂に吸着し、他の不純物と分離した後、フッ化水素酸及
び塩化アンモニウム水溶液で溶離回収する方法などが提
案されている。

【０００４】しかしながら、これらの精製方法では、原
料のニオブやタンタルがフッ酸以外の鉱酸に溶解しない
ため、高価なフッ酸が多量必要となり、コスト上昇の原
因となっていた。また、多量のフッ酸の消費に加え、フ
ッ素分は最終的には廃棄されることになるため、フッ化
アンモニウム等のフッ素イオンを含有する廃水も多量発
生する。フッ素イオン含有廃水はそのままでは放流でき
ないため、通常フッ化カルシウム等の不溶性塩としてフ
ッ素イオンを廃棄するが、その沈殿の処理が困難であ
り、環境汚染防止の観点からもフッ酸使用量の削減が求
められていた。

【０００５】一方、酸化ニオブや酸化タンタルの製造プ
ロセスにおいて、フッ酸等の鉱酸やアンモニア等のアル
カリを再循環使用する方法も提案されている。例えば特
開昭62-158118号公報では、特殊な内張りを施した焼成
炉でフッ化物となっているニオブを焼成し、排出される
フッ酸を回収利用する方法が提案されている。

【０００６】ところが、上記方法ではフッ酸を回収する
ための非常に複雑なプロセスや操作、また酸化ニオブを
プラズマ溶射した特殊な焼成容器を必要とするうえ、ア
ンモニアを用いてタンタルを水酸化タンタルとして晶析
および濾過する工程と、水酸化タンタルを焼成する工程
とにおいて、廃棄物としてフッ化アンモニウムが発生
し、フッ素イオンがプロセス外に排出されるため、フッ
酸の補給が必要となる問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
フッ素イオンをプロセス外に排出しない、より簡便で且
つ低コストの酸化ニオブ及び／又は酸化タンタルの製造
方法について種々検討を行い、本発明を完成した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、原料ニオブ及
び／又はタンタルを溶解して、その水溶液を得るための
溶解工程と、水溶液中にイオンとして存在するニオブ及
び／又はタンタルを有機溶媒に抽出した後に水相に再抽
出する抽出工程と、該再抽出水中においてイオン状態に
あるニオブ及び／又はタンタルとアルカリを混合するこ
とにより水酸化ニオブ及び／又は水酸化タンタルの結晶
を得た後、これを濾過して、水酸化ニオブ及び／又は水
酸化タンタルと含フッ化アルカリ濾液とに分離する晶析
濾過工程と、該水酸化ニオブ及び／又は水酸化タンタル
を焼成し酸化ニオブ及び／又は酸化タンタルとする焼成
工程とからなる酸化ニオブ及び／又は酸化タンタルの製
造方法において、フッ化アルカリ塩を含む該晶析濾過工
程濾液を溶解工程に戻し、該晶析濾過工程濾液と硫酸に
より原料ニオブ及び／又はタンタルを溶解させることを
特徴とする酸化ニオブ及び／又はタンタルの製造方法で
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明が好適に利用し得るニオブ
及び／又はタンタルの原料は、ニオブ及び／又はタンタ
ルを含有する工業製品、鉱物等である。例えば、純度98
%程度の市販の工業用酸化ニオブや工業用酸化タンタ
ル、金属ニオブ、金属タンタル、フェロニオブ、フェロ
タンタル、コロンバイト、ニオカライト、タンタライ
ト、ストルベライト、錫スラグ等が好適に用いられる。
入手が容易な点から、純度98%程度の工業用酸化ニオブ
や工業用酸化タンタル、金属ニオブ、金属タンタル、フ
ェロニオブ、フェロタンタル等の工業製品等がより好ま
しい。

【００１０】ニオブ及びタンタルは、極めて性質が近似
した元素であり、しばしば原料中に混在している。この
ためニオブ及びタンタルは、他の多くの金属不純物、例
えば鉄、チタン、アルミニウム、ニッケル、ケイ素等の
化合物から分離することが工業的に行われており、また
必要に応じて、更にニオブとタンタルを分離することも
行われている。従って本発明にあっては、酸化ニオブ及
び酸化タンタルのうち、少なくとも一方を製造する新規
なプロセスを提供する。

【００１１】即ち、本発明の概略は、図１に示すとお
り、まず溶解工程でニオブ及び／又はタンタルを含有す
る原料を溶解して、ニオブ及び／又はタンタルのイオン
を含む水溶液を得る。このとき不溶性の残査が残る場合
には濾過により除去し、水溶液を次の抽出工程に送り、
まず有機溶媒によりニオブ及び／又はタンタルのフッ化
物を抽出し、不純物である金属硫酸塩を分離除去する。
更にこれを水で再抽出して純度を高め、次の晶析濾過工
程において該水溶液にアルカリを加えて、ニオブ及び／
又はタンタルのフッ化物を水酸化物の沈殿とすると共に
水中にフッ化アルカリを生成させる。この場合過剰のア
ルカリは必要により中和し、溶解工程に戻し、前記原料
溶解に供する。なお、水による再抽出により、系内の水
分が過剰となる場合には、溶解工程に戻す前に適宜濃縮
することも行い得る。また前記晶析濾過工程において得
られた水酸化ニオブ及び／又は水酸化タンタルは、焼成
工程において高純度の酸化物として回収する。かくし
て、本発明のプロセスにおいては、系外に実質的にフッ
素成分を排出することはない。以下に各工程について、
さらに詳細に説明する。

【００１２】溶解工程では、上記原料ニオブ及び／又は
タンタルを、フッ化アルカリ塩を含む晶析濾過工程濾液
と硫酸とを用いて溶解し、ニオブ及び／又はタンタルを
イオンとして含む水溶液を得る。

【００１３】フッ化アルカリ塩は、後述する晶析濾過工
程で用いるアルカリによって異なり、例えばフッ化アン
モニウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等であ
る。また、フッ化アンモニウムを含む晶析濾過工程濾液
を加熱濃縮した場合に生成する酸性フッ化アンモニウム
(NH₄F・HF)も好適である。一般的に晶析時には金属を含
まないアルカリ、即ちアンモニア及び／又は炭酸アンモ
ニウム、重炭酸アンモニウム等を用いるため、フッ化ア
ンモニウムあるいは酸性フッ化アンモニウムがより好適
である。

【００１４】フッ化アルカリ塩の量は原料ニオブ及び／
又はタンタルを溶解するに十分なフッ素イオンを含む量
であればよく、一般に水溶液中のフッ素の総量がニオブ
及び／又はタンタルに対し5〜15モル倍量、より好まし
くは７〜10モル倍量となるようにすればよい。本発明で
はほぼ定量的にフッ素イオンが循環するため、晶析濾過
工程濾液をそのまま、あるいは液量を調整するために濃
縮して溶解工程に用いることが好適である。何らかの原
因により、抽出工程でのニオブ及び／又はタンタルの回
収率が低くなり、該ニオブ及び／又はタンタルに同伴し
てフッ素イオンが工程外に損失する等の原因により、フ
ッ素イオンの総量が原料ニオブ及び／又はタンタルの溶
解に支障がでるまで減少した場合、必要に応じてフッ素
イオンを補給してもよい。フッ素イオンを補給する場合
は、フッ酸あるいはフッ化アンモニウム、酸性フッ化ア
ンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等のフ
ッ化アルカリ塩を用いることが好適である。

【００１５】溶解工程において硫酸は、フッ化アルカリ
塩と反応してフッ酸を系内で発生させニオブ及び／又は
タンタルを溶解させるために加えるが、必要に応じて続
く抽出工程でのニオブ及び／又はタンタルの抽出率を向
上させるために溶解に必要な硫酸量に対し過剰量の硫酸
を加えても良い。

【００１６】ニオブ及び／又はタンタルの溶解で生じ
る、フッ化アルカリ塩と硫酸の反応は、例えばフッ化ア
ルカリ塩としてフッ化アンモニウムを用いる場合、第１
式で示される平衡反応である。

【００１７】 2NH₄F + H₂SO₄ → 2HF + (NH₄)₂SO₄ 第１式第１式で生成したフッ酸は、例えば酸化ニオブ及び／又
は酸化タンタルの場合、第２式で示されるようにニオブ
及び／又はタンタルに消費される。なお、以下式中のM
はニオブ及び／又はタンタルを示している。

【００１８】 M₂O₅ + 14HF → 2H₂MF₇ + 5H₂O 第２式その結果全体の反応式は第３式のように表わされる。

【００１９】 M₂O₅ + 14NH₄F + 7H₂SO₄ → 2H₂MF₇ + 7(NH₄)₂SO₄ + 5H₂O 第３式また、例えばフェロニオブ及び／又はフェロタンタルの
ような金属の場合は、硫酸は金属の酸化反応によっても
消費され、第４式で示される反応が起こる。

【００２０】 2M + 14NH₄F + 7H₂SO₄ → 2H₂MF₇ + 7(NH₄)₂SO₄ + 5H₂ 第４式かかる観点から、硫酸はニオブ及び／又はタンタル元素
に対し3.5モル倍量以上必要である。また例えばフェロ
ニオブ及び／又はフェロタンタルのような合金を用いる
場合、鉄等の合金に多量含まれるニオブ及び／又はタン
タル以外の不純物金属が硫酸を消費するので、その消費
分の硫酸を加えることが好適である。

【００２１】次の抽出工程での抽出率を向上させるため
に硫酸を加える場合、溶解のために消費される硫酸量に
加え、水溶液中での遊離の硫酸濃度が0.1〜5mol/Lさら
に好ましくは1〜4mol/Lとなるように硫酸を加えてもよ
い。

【００２２】抽出工程での抽出操作では、ニオブ及び／
又はタンタルの抽出率が高く、他の金属不純物との分離
性が良好なことから、通常ニオブ及び／又はタンタル濃
度が元素換算で7〜200g/Lさらには14〜150g/Lとなるよ
うに溶解工程で濃度調整を行うことが好適である。

【００２３】以上の点を考慮し、溶解工程での硫酸添加
量はニオブ及び／又はタンタル元素に対し3.5〜65モル
倍量、さらには4〜30モル倍量が好ましい。

【００２４】原料ニオブ及び／又はタンタルを溶解する
ためには、原料ニオブ及び／又はタンタルと、晶析濾過
工程濾液と硫酸を任意の方法で混合すれば良い。操作、
装置の簡便性、発熱の制御を考慮すると、攪拌槽に粉末
あるいは50mm以下に破砕された金属塊、より好ましくは
粉末あるいは20mm以下に破砕された原料ニオブ及び／又
はタンタルと晶析濾過工程濾液とを入れ、攪拌しながら
徐々に硫酸を供給する方法が好適である。溶解時間は、
原料ニオブ及び／又はタンタルを全量あるいは大部分を
溶解するために十分な時間を取れば良く、通常室温にお
いて1〜30時間、より好ましくは2〜20時間混合すること
が好ましい。混合した直後では発熱が生じるため、安全
のために冷却が必要となる場合もあるが、必要に応じて
溶解を促進するために加熱を行っても良い。

【００２５】抽出工程では、ニオブ及び／又はタンタル
を抽出し精製する公知の方法が何ら制限無く用いること
ができる。例えば、別冊化学工業31-1新増補抽出、164
〜175ページ（化学工業社発行、昭和62年）に記載の方
法等が用いられる。

【００２６】抽出工程において好適に用いられる有機溶
媒は、ケトン類、エステル類、エーテル類、有機リン化
合物類、アミン類等である。必要に応じて、粘度及び密
度を調整するために炭化水素系有機溶媒と希釈混合して
用いても良い。好適に用いられる有機溶媒を例示する
と、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シ
クロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル
等のカルボン酸アルキルエステル類、ブチルエーテル、
イソプロピルエーテル等のエーテル類、リン酸トリブチ
ル、リン酸トリオクチル等のリン酸エステル類、トリオ
クチルホスフィンオキシド等のホスフィンオキシド類、
トリオクチルアミン等のアミン類等が挙げられる。希釈
混合に用いる炭化水素系有機溶媒としては、トルエン、
キシレン、エチルベンゼン、ケロシン等の芳香族又は脂
肪族炭化水素が挙げられる。特にメチルイソブチルケト
ンのような炭素数3〜10のケトン類や、リン酸トリブチ
ルやトリオクチルホスフィンオキシドのようなリン酸エ
ステルやホスフィンオキシド等の有機リン化合物類は、
ニオブ及び／又はタンタルの抽出率が大きく、ニオブ及
び／又はタンタルと他の金属との分離性が良好である。
更にこれらの有機溶媒を用いる利点は、純水あるいはフ
ッ化アンモニウム等のフッ素イオンを含有する水溶液で
容易にニオブ及び／又はタンタルを有機溶媒から再抽出
（回収）できるため好ましい。また、リン酸エステルや
ホスフィンオキシド等の有機リン化合物類は水相への溶
解度が小さいため、有機溶媒の損失が少なく排水処理が
容易になる点で特に好ましい。

【００２７】水溶液中に含まれるニオブ及び／又はタン
タルを有機溶媒に抽出する方法としては、水溶液と有機
溶媒を混合した後に両者を分離する公知の方法を何ら制
限無く用いることができる。工業的に実施するために
は、水溶液と有機溶媒を向流で連続的に接触させ、多段
階の抽出を行う方法が効率の点で好ましい。パルスカラ
ム、カールカラム、ロータリーディスクカラム、ミキサ
ーセトラー等の装置を用いることが好適である。

【００２８】抽出工程で用いる有機溶媒の量は、ニオブ
及び又はタンタルを効率よく抽出できる量であれば特に
制限無く用いることができる。一般的には、ニオブ及び
／又はタンタルを含む水溶液に対し0.1〜10重量部の範
囲の中で選択するのが好適である。抽出率の点では有機
溶媒量が大きいことが好ましいが、多量の有機溶媒を用
いることはコストの点で不利であるため0.5〜5重量部の
範囲で選択するのがさらに好ましい。

【００２９】必要に応じて、ニオブ及び／又はタンタル
を抽出した有機溶媒に微量含まれる鉄、チタン等の金属
不純物を除去するために、酸性水溶液を用いて有機溶媒
の洗浄操作を行っても良い。この場合フッ酸単独或いは
フッ酸と硫酸、塩酸などの鉱酸の混合物を、0.1〜5mol/
L含む水溶液を用いての洗浄が好適である。

【００３０】抽出工程では、一度有機溶媒にニオブ及び
／又はタンタルを抽出した後、水相へと再抽出する。再
抽出によりニオブを水相へ再抽出する場合は純水を用い
ることが好適である。またタンタルを水相へ再抽出する
場合は0.1〜10mol/L、さらに好ましくは1〜5mol/Lのフ
ッ化アンモニウム水溶液を用いることが好適である。晶
析濾過工程濾液に含まれるフッ化アルカリがフッ化アン
モニウムである場合、晶析濾過工程濾液を用いてタンタ
ルを再抽出することが好適である。純水あるいはフッ化
アンモニウム水溶液の液量は、有機溶媒に対し0.1〜10
重量部、さらには0.5〜5重量部とすることが好ましい。

【００３１】溶解工程で使用した硫酸と、硫酸アルカリ
塩、及びニオブ及び／又はタンタルに含まれていた鉄等
の金属物は、抽出工程で有機溶媒に抽出されず、工程廃
液として排出される。

【００３２】一方、ニオブ及び／又はタンタルは、抽出
工程で再抽出され晶析濾過工程で結晶化される。このと
き、フッ素イオンはニオブ及び／又はタンタルに結合し
ているため、共に晶析濾過工程へと移動してくる。

【００３３】タンタルの場合は抽出工程の再抽出におい
てもイオンの形態は変わらず、H₂TaF₇として晶析工程に
移動する。ニオブの場合は、抽出工程での純水による再
抽出時に第５式に示す平衡により、H₂NbOF₅が生成し水
相へと再抽出されるが、驚くべきことに平衡で生ずるHF
分も共に再抽出され、溶解工程で第３、４式で示す反応
で消費されたフッ素イオンがほぼ全量再抽出水相に存在
する。

【００３４】 H₂NbF₇ + H₂O → H₂NbOF₅ + 2HF 第５式かくして、溶解工程でニオブ及び／又はタンタルによっ
て消費されたフッ素イオンは、晶析濾過工程までほとん
ど減少することなく移動する。そして晶析濾過工程で
は、例えば第６、７式で示すアンモニアの場合のよう
に、アルカリを加えることでフッ素とニオブ及び／又は
タンタルとの結合が解離し、フッ化アルカリ塩が再生さ
れる。ニオブ及び／又はタンタルはそれぞれ水酸化ニオ
ブ及び／又は水酸化タンタルとして結晶となり、再生さ
れたフッ化アルカリ塩は水溶液として溶解しているの
で、濾過分離した後、フッ化アルカリ塩を含む濾液を溶
解工程へと戻しニオブ及び／又はタンタルの溶解に再使
用される。

【００３５】 H₂NbOF₅ + 2HF + 7NH₄OH → Nb(OH)₅ + 7NH₄F + 3H₂O 第６式 H₂TaF₇ + 7NH₄OH → Ta(OH)₅ + 7NH₄F + 2H₂O 第７式晶析濾過工程でニオブ及び／又タンタルを水酸化ニオブ
及び／又はタンタルを晶析する方法は、公知の方法を何
ら制限無く用いることができる。アンモニア、アンモニ
ア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ
を添加する方法、炭酸アンモニウムや重炭酸アンモニウ
ムを加え70〜100℃に加熱する等の晶析方法を用いるこ
とができる。金属を混入させないことがより望ましいた
め、アンモニア、アンモニア水を加える方法、あるいは
炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウムを加え加熱する
方法がより好ましい。

【００３６】水酸化ニオブ及び／又は水酸化タンタルの
濾過分離は、加圧濾過、フィルタープレス、遠心濾過器
等の公知の方法により行うことができる。

【００３７】得られた濾液は、そのまま溶解工程へと戻
しても良く、必要に応じて過剰のアンモニア分の硫酸に
よる中和や、加熱等の方法により水分を蒸発させ濃縮し
ても良い。

【００３８】晶析濾過工程得られた水酸化ニオブ及び／
又は水酸化タンタルは、電気炉等の加熱器で焼成する
と、酸化ニオブ及び／又は酸化タンタルが得られる。空
気中あるいは水分を飽和させた空気中にて500〜1000℃
の温度で数時間加熱することで好適に得られる。

【００３９】

【発明の効果】本発明を用いて酸化ニオブ及び／又は酸
化タンタルを製造すると、フッ酸が製造工程外に損失し
ないため、フッ酸の使用量及びフッ素を含有する廃棄物
の量をを従来の十分の一以下に削減することが可能とな
る。また、硫酸及び硫酸アンモニウムを主成分とする廃
水が抽出工程で発生するが、必要に応じて水酸化カルシ
ウムによる中和やアンモニアの回収を行い、セメント等
の原料として再利用可能であり、環境負荷の小さい製造
プロセスとすることができる。

【００４０】

【実施例】実施例１攪拌器を備えた容量1Lの透明FEP樹脂（テトラフルオロ
エチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）製容器
に、表１に示す金属不純物を含有する酸化ニオブ50.7g
とフッ化アンモニウム99gおよび純水100mLを入れた。容
器を攪拌しながら70%-硫酸400gを約1時間で供給した
後、室温で一晩攪拌した。少量の不溶分を濾過により除
いた後、全容が500mLとなるように純水で希釈し、ニオ
ブ元素換算で71g/Lのニオブ水溶液を調製した。

【００４１】容量1.5Lの攪拌槽に上記調製したニオブ水
溶液500mLとリン酸トリブチル（TBP）300mLを入れ、30
分間激しく攪拌した後に静置し水溶液に含まれるニオブ
をTBPに抽出した。下層の水溶液層と上層のTBP層を分液
した後、水溶液層を攪拌槽に戻し、新たにTBP300mLを入
れ同様に激しく攪拌した後に2層を分離した。上記抽出
操作をもう一度繰り返し、ニオブが抽出されたTBP900mL
を得た。

【００４２】上記TBP層を、容量3Lの攪拌槽に入れ0.1mo
lのフッ酸と0.54molの硫酸を含む180mLの混酸水溶液で
洗浄した後、純水900mLを入れ激しく攪拌することでニ
オブを水層へと再抽出した。攪拌槽底部よりニオブが再
抽出された水層を抜き出し、再度純水900mLを攪拌槽に
入れTBPに残存するニオブ分を再度水層へ再抽出し、再
抽出水1800mLを得た。

【００４３】再抽出水1800mLに25%-アンモニア水360mL
を加え、ニオブを水酸化ニオブとして晶析後、濾過分離
を行い、晶析濾過工程濾液を得た。

【００４４】得られた水酸化ニオブを、電気炉にて800
℃で焼成し酸化ニオブ48.7gを得た。得られた酸化ニオ
ブを誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS)で分析した
ところ酸化ニオブに含まれる不純物量は表１の結果であ
った。

【００４５】上記操作で得られた晶析濾過工程濾液に含
まれるフッ素イオン量を測定したところ、溶液中に48.9
gのフッ素イオンが含まれており、溶解工程で用いたフ
ッ素分が96.3％の回収率で含まれていることが分かっ
た。

【００４６】晶析濾過工程濾液を硫酸で中和した後、体
積が150mLになるまで加熱濃縮を行った。濃縮した晶析
濾過工程濾液を、容量1Lの溶解槽に入れ、酸化ニオブ4
8.0gを加え、攪拌しながら70%-硫酸400gを滴下し、1回
目の溶解操作と同様にしてニオブ水溶液500mLを調製し
た。

【００４７】上記操作と同様に、抽出、混酸による洗
浄、再抽出、晶析濾過、及び焼成を行い、表１に示す不
純物を含有する酸化ニオブ45.8gを得た。また、２回目
の晶析濾過工程濾液に含まれるフッ素イオンは47.0gで
あった。酸化ニオブの高純度化及びフッ素のリサイクル
ができることが分かった。

【００４８】

【表１】実施例２酸化ニオブの代りに表2に示す組成のフェロニオブ53.3g
を用い、溶解に使用した70%-硫酸量を445gとした他は実
施例１と同様にして、フェロニオブの溶解、抽出、混酸
による洗浄、再抽出、晶析濾過及び焼成を行ない、表２
に示す純度の酸化ニオブ47.8gを得た。晶析濾過濾液に
は48.8gのフッ素イオンが含まれており、溶解に用いた
フッ化アンモニウムのフッ素イオンは、フェロニオブに
多量含まれる鉄による消費はおこらず、ほとんどが晶析
濾過工程濾液中に含まれていた。

【００４９】上記操作で得られた晶析濾過工程濾液を実
施例１と同様に中和、濃縮した後、容量1Lの攪拌容器に
入れた。フェロニオブ53.3gと50%-フッ酸4.0gを加えた
後、硫酸445gを滴下しフェロニオブを溶解した。

【００５０】得られた溶解液を用いて、実施例１と同様
に抽出、混酸による洗浄、再抽出、晶析濾過、焼成を行
い、表２に示す純度の酸化ニオブ48.3gと、フッ素イオ
ンを49.0g含む晶析濾過工程濾液を得た。

【００５１】晶析濾過工程濾液を用いずにフェロニオブ
53.3gを50%-フッ酸と硫酸で溶解する場合、50%-フッ酸
は107g必要となるが、晶析濾過工程濾液を再利用するこ
とにより、わずか4gの50%-フッ酸の追加でフェロニオブ
の溶解を行い、純度の高い酸化ニオブを製造できた。

【００５２】

【表２】実施例３攪拌器を備えた容量1Lの透明FEP樹脂（テトラフルオロ
エチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）製容器
に、表３に示す金属不純物を含有する金属タンタル40.0
g粉末とフッ化アンモニウム57.5gおよび純水100mlを入
れた。容器を攪拌しながら70%-硫酸315gを約3時間で供
給した後、室温で一晩攪拌した。少量の不溶分を濾過に
より除いた後、全容が500mLとなるように純水で希釈
し、タンタル元素換算で80g/Lのタンタル水溶液を調製
した。

【００５３】容量1.5Lの攪拌槽に上記調製したタンタル
水溶液500mLとリン酸トリブチル（TBP）250mLを入れ、3
0分間激しく攪拌した後に静置し水溶液に含まれるタン
タルをTBPに抽出した。水溶液層とTBP層を分液した後、
水溶液層を攪拌槽に戻し、新たにTBP250mLを入れ同様に
激しく攪拌した後に２層を分離することで、タンタルが
抽出されたTBP500mLを得た。

【００５４】上記TBP層を、容量2Lの攪拌槽に入れ0.1mo
lのフッ酸と0.54molの硫酸を含む180mLの混酸水溶液で
洗浄した後、濃度0.074g/mL(2mol/L)のフッ化アンモニ
ウム水溶液250mLを入れ激しく攪拌することでタンタル
を水層へと再抽出した。タンタルが再抽出された水層を
抜き出し、再度0.074g/mL-フッ化アンモニウム水溶液25
0mLを攪拌槽に入れTBPに残存するタンタル分を再度水層
へ再抽出した。この操作をもう一度繰り返し、再抽出水
750mLを得た。

【００５５】再抽出水750mLに25%-アンモニア水160mLを
加え、タンタルを水酸化タンタルとして晶析後、濾過分
離を行い、晶析濾過工程濾液を得た。

【００５６】得られた水酸化タンタルを、電気炉にて80
0℃で焼成し酸化タンタル44.9gを得た。得られた酸化タ
ンタルをICP-MSで分析したところ酸化タンタルに含まれ
る不純物量は表３の結果であった。

【００５７】上記操作で得られた晶析濾過工程濾液を硫
酸により中和した後、純水により全量を1000mLとし、水
溶液中に含まれるフッ化アンモニウム量を測定したとこ
ろ、溶液中に107gのフッ化アンモニウムが含まれてお
り、溶解工程と再抽出に用いたフッ化アンモニウム量の
96.1％が含まれていることが分かった。

【００５８】晶析濾過工程濾液を中和した1000mLの水溶
液を、溶解工程戻し分540mLと抽出工程戻し分460mLに分
けた。抽出工程戻し分については、フッ化アンモニウム
4.4gを加えた後、純水により全量を750mLとして抽出工
程での再抽出用フッ化アンモニウム水溶液とした。

【００５９】溶解工程戻し分を体積が150mLになるまで
加熱濃縮を行った後、容量1Lの溶解槽に入れ、金属タン
タル粉末40.0gを加え、攪拌しながら70%-硫酸315gを滴
下し、1回目の溶解操作と同様にしてニオブ水溶液500mL
を調製した。

【００６０】上記操作と同様に、抽出、混酸による洗
浄、再抽出用フッ化アンモニウム水溶液での再抽出、晶
析濾過、及び焼成を行い、表３に示す不純物を含有する
酸化タンタル45.0gを得た。また、２回目の晶析濾過工
程濾液に含まれるフッ化アンモニウム量は108gであっ
た。

【００６１】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明のプロセスを示すブロックダイヤグラ
ムである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原料ニオブ及び／又はタンタルを溶解し
て、その水溶液を得るための溶解工程と、水溶液中にイ
オンとして存在するニオブ及び／又はタンタルを有機溶
媒に抽出した後に水相に再抽出する抽出工程と、該再抽
出水中においてイオン状態にあるニオブ及び／又はタン
タルとアルカリを混合することにより水酸化ニオブ及び
／又は水酸化タンタルの結晶を得た後、これを濾過し
て、水酸化ニオブ及び／又は水酸化タンタルと含フッ化
アルカリ濾液とに分離する晶析濾過工程と、該水酸化ニ
オブ及び／又は水酸化タンタルを焼成し酸化ニオブ及び
／又は酸化タンタルとする焼成工程とからなる酸化ニオ
ブ及び／又は酸化タンタルの製造方法において、フッ化
アルカリ塩を含む該晶析濾過工程濾液を溶解工程に戻
し、該晶析濾過工程濾液と硫酸により原料ニオブ及び／
又はタンタルを溶解させることを特徴とする酸化ニオブ
及び／又はタンタルの製造方法。