JP2001329321A

JP2001329321A - タンタル／ニオブ含有原料の処理方法、およびそれを用いたタンタル／ニオブ製品の製造方法

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Publication number: JP2001329321A
Application number: JP2000146170A
Authority: JP
Inventors: Kenji Azuma; 賢治東; Masanori Kinoshita; 下正典木
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-11-27
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: JP3641190B2

Abstract

(57)【要約】【課題】金属不純物およびフッ素不純物を含有するタ
ンタルおよび／またはニオブ含有原料（例えばリサイク
ル原料）から、これらの不純物を大幅に低減して、各種
製品の効率的な製造に適したタンタルおよび／またはニ
オブ原料を高い収率で得る。【解決手段】（ａ）上記原料を、強アルカリ溶液によ
り疎解して疎解スラリーを得る工程と、（ｂ）前記疎解
スラリーを水で洗浄して、該洗浄水を濾別する工程と、
（ｃ）前記濾別後の残留物をフッ酸以外の鉱酸により洗
浄して、該鉱酸を濾別する工程とを行うことにより、上
記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タンタル／ニオブ
含有原料の処理方法、およびそれを用いたタンタル／ニ
オブ製品の製造方法に関するものであり、詳しくは、金
属不純物およびフッ素不純物を含有するタンタルおよび
／またはニオブ含有原料からこれらの不純物を大幅に低
減する処理方法、およびそれを用いた製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】タンタルは、その用途が広く、耐食性、
耐熱性に優れているため化学工業用として蒸留塔、オー
トクレーブ、熱交換器、化学繊維用紡糸ノズルなど各種
化学装置に用いられている。また、一般にタンタル酸化
皮膜は、弁作用（電極が正極であれば誘電体に動作する
が、逆に電極が負極であると誘電体として動作しないと
いう特性、すなわち整流特性）と呼ばれる特性を有して
いるため電解コンデンサの電極材料として使用され、搬
送機器、電子機器、電子制御機器などに用いられてい
る。また、携帯電話のノイズ除去用の表面弾性波（ＳＡ
Ｗ）フィルターとしてタンタル酸リチウム単結晶ウェハ
が使用されており、移動体通信市場の拡大に伴い、その
需要が大幅に拡大している。さらに炭化タンタルは超硬
切削工具用材料として、酸化タンタルは光学レンズの添
加剤として利用されており、タンタルの重要性は極めて
大きく、その需要は増大している。

【０００３】ニオブは、鋼中の炭素を安定化し、粒間腐
食を防ぐ効果があるので鉄鋼添加材として使用されてお
り、これが最大の用途である。また、高圧ナトリウムラ
ンプのランプ発光部に付随する導電管としてニオブ合金
が実用化されており、さらに超伝導材料や超合金の添加
元素などに利用されている。

【０００４】酸化タンタルおよび／または酸化ニオブを
製造する方法はいくつかあるが、以下に述べるフッ化水
素酸溶解−溶媒抽出法が一般的である。図２に、酸化タ
ンタルおよび酸化ニオブの一般的な製造工程を示す。図
２に示されるように、まず、タンタライト等の鉱石や、
タンタルコンデンサのスクラップ等の原料を粉砕してフ
ッ酸で溶解した後、硫酸を加えて溶液の濃度を調整す
る。次に、この調整液をフィルタープレスで濾過し、清
浄な溶液にしてＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）に
よる溶媒抽出にかけると、タンタルおよびニオブがＭＩ
ＢＫに抽出される。この時、原料中に含まれている不純
物の鉄、マンガン、シリコン等が抽残液に残ることによ
り、不純物が除去される。

【０００５】こうして得たタンタルおよびニオブを含む
ＭＩＢＫを、希硫酸で逆抽出すると、ニオブが水溶液に
移り、純粋なタンタルがＭＩＢＫに残る。ＭＩＢＫ中の
タンタルを精製し、水で逆抽出して水溶液に移し、ＭＩ
ＢＫを回収し再使用する。一方、水溶液中のニオブはＭ
ＩＢＫで再度抽出し、少量含まれているタンタルを抽出
し、水溶液中のニオブを純粋なものに精製する。このニ
オブ精製時のＭＩＢＫはタンタル、ニオブ分離前の溶媒
に合流される。このようにして精製されたタンタルおよ
びニオブの各水溶液にアンモニア水を加えると水酸化タ
ンタルおよび水酸化ニオブが析出する。さらに、この水
酸化物の沈殿を濾過、乾燥し最後に仮焼することによ
り、酸化タンタルおよび酸化ニオブが得られる。

【０００６】ところで、このようなタンタル／ニオブ
は、希少品であるにも係わらず、近年、需要が大幅に増
大しており、タンタル／ニオブ原料の供給が需要に追い
つかない状況下にある。この状況はタンタルにおいて特
に顕著である。このため、原料として、タンタルやニオ
ブの製造工程で生じる廃棄物や、不要になった製品を再
利用することが試みられている。

【０００７】例えば、特開２０００−７３３９号公報に
は、原料であるタンタル含有廃棄物を焙焼し、これによ
りタンタル含有廃棄物中の有機物を除去し、かつ金属タ
ンタルおよび不純物を酸化物に変換し、その後フッ酸に
よる溶解を行う方法が開示されている。また、特開２０
００−７３３８号公報には、タンタル酸化物含有スラッ
ジを原料とし、このスラッジに酸処理またはアルカリ処
理を行ってタンタル品位を高めた後、フッ酸溶解工程に
供する方法が開示されている。しかしながら、これらの
公報においては、不純物としてフッ素を含有することに
よる問題点は認識されていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、再利用原料
中に金属不純物を多く含んでいる場合、原料をフッ酸で
溶解するに際し、多量のフッ酸を用いなければならな
い。特にＫやＮａのような不純物は、少量であっても、
これらの不純物がタンタルやニオブと反応して、フッ酸
に対する溶解度が小さい化合物を形成してしまう。この
ため、タンタルやニオブの収率を上げるためには、原料
をフッ酸で溶解するに際し、多量のフッ酸を用いなけれ
ばならなくなる。

【０００９】これに対して、溶解前に仮焼することで原
料中のＫおよびＮａを酸化物化し、鉱酸で洗浄除去した
後、フッ酸による溶解に付する方法も考えられる。しか
しながら、ＫおよびＮａはタンタルやニオブとＮａＴａ
₄Ｏ₈Ｆ₅、Ｎａ₂Ｔａ₂Ｏ₅Ｆ₂、Ｋ₄Ｔａ₆Ｏ₁₇、Ｔａ₃ＯＦ
₇といった安定な化合物を形成してしまう。このため、
酸による洗浄除去も効果的な方法であるとは言い難く、
結果として多量のフッ酸を用いざるを得ない。

【００１０】このように多量のフッ酸を用いて調製され
たタンタル／ニオブ溶解液はフッ酸濃度が高く、タンタ
ルやニオブの分離精製で溶媒抽出においてＴａ／Ｎｂの
分離、ＭＩＢＫからの回収率を低くする点で悪影響を与
える。また、タンタル／ニオブ溶解液中に溶出したＫや
Ｎａは、図２に示されるＭＩＢＫによるタンタル／ニオ
ブ抽出の際に、抽出残液中のＨＦ濃度が低下すると、Ｋ
₂ＴａＦ₇、Ｎａ₂ＴａＦ₇、Ｋ₂ＮｂＦ₇、Ｎａ₂ＮｂＦ
₇や、液中のＳｉと反応してＮａ₂ＳｉＦ₆やＫ₂ＳｉＦ₆
として分離設備中に晶出して、操業に悪影響を与える。
また、タンタルおよび／またはニオブの最終製品がＫお
よびＮａで汚染されることも懸念される。このため、タ
ンタル／ニオブ原料中にはＫ、Ｎａ等のアルカリ金属を
始め、フッ酸を消費し製品汚染の原因となり得る各種の
金属不純物が排除されていることが望まれる。

【００１１】一方、不純物を効率的に除去する方法とし
て、タンタル／ニオブ原料を水酸化ナトリウムで前処理
して不純物の溶出を促進し、その後鉱酸で洗浄して、フ
ッ酸溶解に付する方法も一案として考えられる。しかし
ながら、原料中に不純物としてフッ素が含まれている場
合、このフッ素が鉱酸と反応してフッ酸が生成してしま
う。このフッ酸により不純物のみならず、目的物である
タンタル／ニオブまでもが溶出してしまうため、十分に
高い収率が得ることができない。このため、タンタル／
ニオブ原料中にはフッ素も極力排除されていることが望
まれる。

【００１２】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、金属不純物およびフッ素不純物を含有するタン
タルおよび／またはニオブ含有原料（主としてリサイク
ル原料）から、これらの不純物を大幅に低減して、各種
製品の効率的な製造に適したタンタルおよび／またはニ
オブ原料を高い収率で得ることを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明によれ
ば、（ａ）金属不純物およびフッ素不純物を含有するタ
ンタルおよび／またはニオブ含有原料を、強アルカリ溶
液により疎解して疎解スラリーを得る工程と、（ｂ）前
記疎解スラリーを水で洗浄して、該洗浄水を濾別する工
程と、（ｃ）前記濾別後の残留物をフッ酸以外の鉱酸に
より洗浄して、該鉱酸を濾別することにより、前記不純
物が実質的に除去されたタンタルおよび／またはニオブ
含有原料を得る工程とを含んでなることを特徴とする、
タンタルおよび／またはニオブ含有原料の処理方法が提
供される。

【００１４】本発明の酸化タンタルおよび／または酸化
ニオブの製造方法は、上記（ａ）〜（ｃ）工程に加え
て、前記不純物除去後の原料をフッ酸で溶解して、フッ
酸溶液を得る工程と、該フッ酸溶液中のタンタルおよび
／またはニオブを溶媒で抽出する工程と、該抽出溶媒に
アンモニアを添加して水酸化物を沈殿させ、この沈殿物
を濾別して乾燥した後、仮焼して酸化タンタルおよび／
または酸化ニオブを得る工程とを含んでなるものであ
る。

【００１５】本発明の炭化タンタルおよび／または炭化
ニオブの製造方法は、上記酸化タンタルおよび／または
酸化ニオブの製造方法に加えて、前記酸化タンタルおよ
び／または酸化ニオブを炭素により還元焙焼して炭化タ
ンタルおよび／または炭化ニオブを得る工程をさらに含
んでなるものである。

【００１６】本発明のフッ化タンタル酸カリウムおよび
／またはフッ化ニオブ酸カリウムの製造方法は、上記
（ａ）〜（ｃ）工程に加えて、前記不純物除去後の原料
をフッ酸で溶解して、フッ酸溶液を得る工程と、該フッ
酸溶液中のタンタルおよび／またはニオブを溶媒で抽出
する工程と、該抽出溶媒にカリウム塩を添加してフッ化
タンタル酸カリウムおよび／またはフッ化ニオブ酸カリ
ウムを沈殿させ、この沈殿物を濾別して乾燥する工程と
をさらに含んでなるものである。

【００１７】本発明のタンタルおよび／またはニオブの
製造方法は、上述の方法により得られたフッ化タンタル
酸カリウムおよび／またはフッ化ニオブ酸カリウムを還
元して、タンタルおよび／またはニオブを得る工程をさ
らに含んでなるものである。

【００１８】本発明の窒化タンタルおよび／または窒化
ニオブの製造方法は、上述の方法により得られたタンタ
ルおよび／またはニオブを窒化処理して窒化タンタルお
よび／または窒化ニオブを得る工程をさらに含んでなる
ものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】タンタルおよび／またはニオブ含
有原料の処理方法図１に、本発明のタンタルおよび／またはニオブ含有原
料の処理方法の工程図を示す。同図に示されるように、
本発明の処理方法は、所定のタンタルおよび／ニオブ含
有原料に対して、（ａ）疎解工程、（ｂ）水洗浄工程、
（ｃ）鉱酸洗浄工程を施すものである。

【００２０】タンタルおよび／またはニオブ含有原料本発明に用いるタンタルおよび／またはニオブ含有原料
は、不純物としてのＴａ／Ｎｂ以外の金属（以下、金属
不純物という）、および不純物としてのフッ素およびフ
ッ素系化合物（以下、フッ素不純物という）を少なくと
も含有するものである。これらの不純物は、上述したよ
うに、原料を処理ないし精製する各種工程、あるいはＴ
ａ／Ｎｂ製品の性能等において種々の悪影響を及ぼす。
金属不純物の具体的な例としては、ｉ）フッ酸で溶解す
る際にＴａ、Ｎｂと溶解度の低い安定な化合物を形成す
る金属不純物として、Ｓｉおよびアルカリ金属（例えば
Ｋ、Ｎａ）が、ii）その他の金属不純物として、アルカ
リ土類金属、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔ
ｉ等が挙げられる。本発明の処理方法はこれらの不純物
のいずれをも低減させることができる。原料中における
不純物の含有量は特に限定されず、上記不純物を多く含
有する場合においても優れた不純物低減効果を発揮す
る。例えば、フッ素不純物の含有量が５重量％以上、さ
らには１５重量％以上であってもよく、この場合におい
ても本発明による不純物低減効果が十分に発揮される。

【００２１】本発明に用いるタンタルおよび／またはニ
オブ含有原料の例としては、フッ酸溶液中で溶解度の低
い化合物、例えばフルオロケイ酸塩、フルオロタンタル
酸塩、フルオロニオブ酸塩を含む廃さいおよびスクラッ
プがある。より具体的には、フッ化タンタル酸カリウ
ム、フッ化ニオブ酸カリウムからタンタルおよびニオブ
粉末を製造する際のフラックス洗浄水、および表面処理
液等から生じる中和廃さい、ターゲット材メーカー等か
ら排出されるフッ酸を含む廃液を中和した廃さい、タン
タルおよびニオブ粉末製造に供し得ない程度の低グレー
ド（例えば純度９９．９９％以下）のフルオロタンタル
酸塩、およびフルオロニオブ酸塩製品等の廃棄物が挙げ
られる。本発明の方法によれば、これらの廃棄物を再利
用することができるので、希少品で高価であるタンタル
および／またはニオブ（特にタンタル）の供給手段とし
て極めて利用価値が高い。

【００２２】（ａ）疎解工程本発明の方法においては、上記原料を、強アルカリ溶液
により疎解処理して疎解スラリーを得る。本発明におけ
る強アルカリ溶液としては、水酸化ナトリウムが最も好
ましく用いられるが、これに限定されず、例えば水酸化
ナトリウムを、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等
と併用してもよい。強アルカリ溶液により疎解する方法
としては、種々の方法を採用することができる。例え
ば、原料に強アルカリ溶液を添加して、適宜加熱しなが
ら攪拌混合することにより疎解することができる。この
ような疎解においては、タンタルおよび／またはニオブ
含有原料の化学結合構造が破壊され、タンタルおよび／
またはニオブが強アルカリ溶液中に不溶解性の反応生成
物として生成されるものと考えられる。

【００２３】本発明における強アルカリ溶液の濃度は、
原料の種類に応じて適宜決定すればよく特に限定されな
い。例えば、水酸化ナトリウムを用いる場合、効率的に
疎解を行う観点から、好ましくは３００〜６００ｇ／
Ｌ、より好ましくは４５０〜６００ｇ／Ｌである。ま
た、疎解の際の混合液の温度は、特に限定されないが、
効率的に疎解を行う観点から、好ましくは常温〜１００
℃、より好ましくは５０〜８０℃である。

【００２４】本発明の好ましい態様によれば、上記疎解
に先立って、原料の形態に応じて、適宜原料をボールミ
ル等で粉砕しておくことができる。これにより、疎解を
効率的に行うことができる。特に原料が粉末状ではなく
塊状の場合にあっては、ジョークラッシャ等で粗砕し、
さらにボールミル等で微粉砕するのがより好ましい。

【００２５】（ｂ）水洗浄工程本発明の方法においては、（ａ）工程で得られた疎解ス
ラリーを水で洗浄して、該洗浄水を濾別する。（ａ）工
程で得られた疎解スラリーには金属不純物やフッ素不純
物が溶出しているため、そのまま鉱酸で洗浄することも
一案として考えられる。しかしながら、この場合には、
フッ素が鉱酸と反応してフッ酸が生成してしまう。この
フッ酸により不純物のみならず、目的物であるタンタル
／ニオブまでもが溶出してしまうため、十分に高い収率
を得ることができなくなる。そこで、本発明では、鉱酸
洗浄の前に水洗浄を行うことで、不純物除去のみなら
ず、高い収率を確保することを可能とする。

【００２６】疎解スラリーを水で洗浄する方法として
は、特に限定されないが、例えば、疎解スラリーに水を
さらに添加して、所定時間、攪拌混合することにより好
ましく行うことができる。また、その際の攪拌時間は特
に限定されないが、１〜２時間とするのが好ましい。水
温は特に限定されないが、常温〜８０℃とするのが好ま
しく、より好ましくは５０〜７０℃である。

【００２７】本発明の好ましい態様によれば、水の添加
量を、疎解スラリーの容量に対して体積比で３〜１０
倍、より好ましくは５〜１０倍とする。このように過剰
量の水を添加することにより、アルカリ金属およびフッ
素の不純物を十分にかつ効率良く除去することができ
る。

【００２８】このようにして水で洗浄された疎解スラリ
ーは、濾過により固液分離し、濾液と不溶解性生成物に
分離する。この水洗浄により、疎解スラリーの液中に存
在している金属不純物およびフッ素不純物の多くが濾液
中に溶出されて、除去される。したがって、この不溶解
性生成物中には強アルカリ溶液に溶解しないＴａ、Ｎｂ
等の反応生成物が存在している。その一方、この不溶解
性生成物中には微量ないし少量ではあるが金属不純物が
残存しており、これらをさらに除去する必要がある。そ
こで、以下の（ｃ）鉱酸洗浄工程をさらに行う。

【００２９】（ｃ）鉱酸洗浄工程本発明の方法においては、（ｂ）工程の濾別後の残留物
をフッ酸以外の鉱酸により洗浄して、該鉱酸を濾別する
ことにより、前記不純物が大幅に低減されたタンタルお
よび／またはニオブ含有原料を得る。すなわち、水洗浄
を経ても原料中になお残存している不純物をさらに除去
して、かかる不純物がさらに除去された原料を得る。

【００３０】本発明における鉱酸としては、フッ酸以外
であれば種々の鉱酸を用いることができる。フッ酸を使
用しないのは、不純物のみならず、不溶物とすべきタン
タル／ニオブまでも溶解してしまうことから、結果とし
てタンタル／ニオブと不純物とを分離できなくなるから
である。鉱酸の好ましい例としては、塩酸、硫酸等が挙
げられる。

【００３１】鉱酸の濃度および添加量は、原料の量や目
的とする純度等に応じて適宜決定すればよく、特に限定
されるものではない。鉱酸の好ましい濃度は、１〜５Ｎ
であり、より好ましくは２〜４Ｎである。

【００３２】鉱酸で洗浄する方法としては、特に限定さ
れないが、例えば、濾別後の残留物に鉱酸を添加して、
所定時間、攪拌混合することにより好ましく行うことが
できる。また、その際の攪拌時間は、特に限定されない
が、１〜２時間とするのが好ましい。

【００３３】このようにして鉱酸で洗浄された疎解スラ
リーは、濾過により固液分離し、濾液と不溶解性生成物
に分離する。この鉱酸洗浄により、疎解スラリー中に残
存している金属不純物が濾液中に溶出されて、除去され
る。こうして得られた不溶解性生成物が、本発明の目的
とするタンタルおよび／またはニオブ原料である。この
不純物が低減された原料は、酸化タンタル、酸化ニオ
ブ、炭化タンタル、炭化ニオブ、フッ化タンタル酸カリ
ウム、フッ化ニオブ酸カリウム、タンタル、ニオブ、窒
化タンタル、および窒化ニオブを始めとする、各種のタ
ンタル／ニオブ製品の製造に好適に用いられる。これに
より、金属不純物およびフッ素不純物を含有するタンタ
ルおよび／またはニオブ含有原料（例えばリサイクル原
料）を用いるにも係わらず、高品位のタンタル／ニオブ
製品を効率的に製造することができる。

【００３４】以下に、上記処理方法により得られた原料
を用いて酸化タンタルおよび／または酸化ニオブ、炭化
タンタルおよび／または炭化ニオブ、フッ化タンタル酸
カリウムおよび／またはフッ化ニオブ酸カリウム、タン
タルおよび／またはニオブならびに窒化タンタルおよび
／または窒化ニオブを製造する方法を説明するが、これ
らのタンタル／ニオブ製品を製造する方法は公知の方法
を採用すればよく、特に限定されない。

【００３５】酸化タンタル／酸化ニオブの製造方法酸化タンタルおよび／または酸化ニオブを製造するため
には、まず、（ｃ）工程の不純物除去後の原料をフッ酸
で溶解して、タンタルおよび／またはニオブを含有する
フッ酸溶液を得る。タンタル／ニオブをフッ酸で溶解す
る方法は、公知の方法に従えばよく、特に限定されな
い。フッ酸溶液中のタンタルおよび／またはニオブの濃
度は特に限定されないが、濃度が高い程、排水量が減る
ので有利である。一般的に原料液濃度は、原料中のＴ
ａ：Ｎｂの組成によって変動するため、３０〜３００ｇ
／Ｌと広範囲である。通常、原料液中のＴａおよびＮｂ
は、Ｈ₂Ｔａ（Ｎｂ）Ｆ₇またはＴａ（Ｎｂ）Ｆ _５・２Ｈ
Ｆのようなフッ化物の形状で水溶液中に存在しており、
これ以外にもフリーで存在する余剰分のフッ酸が０．２
〜５重量％存在する。Ｎａ、Ｋによって少量析出する場
合もあるＴａ／Ｎｂ化合物は、過剰ＨＦで溶解し、回収
する。そのＨＦは次の溶解に再利用することができる。

【００３６】そして、得られたフッ酸溶液中のタンタル
および／またはニオブを溶媒で抽出する。溶媒で抽出す
る方法は、公知の方法に従って行うことができ、特に限
定されない。例えば、前述した図２に示される手順に従
い、ＭＩＢＫ、希硫酸、または水等の溶媒を用いて好ま
しく行うことができる。これにより、不純物のさらなる
除去やＴａ／Ｎｂの分離精製を行うことができる。

【００３７】次に、得られた抽出溶媒中にアンモニアを
添加して、水酸化タンタルおよび／または水酸化ニオブ
を沈殿させる。このアンモニアは、ガス状で添加するこ
ともできるが、アンモニア水溶液（ＮＨ_４ＯＨ）の形で
添加するのが好ましい。また、重炭酸アンモニウムや炭
酸アンモニウムを水溶液で添加することもできる。アン
モニア水溶液の濃度およびその添加量は、抽出溶媒中の
タンタルおよび／またはニオブ量に応じて適宜決定すれ
ばよく、特に限定されない。さらに、このようにして得
られた沈殿含有溶液を濾過して、水酸化タンタルおよび
／または水酸化ニオブからなる沈殿物を濾別する。得ら
れた沈殿物を乾燥した後、仮焼することにより酸化タン
タルおよび／または酸化ニオブが得られる。

【００３８】炭化タンタル／炭化ニオブの製造方法炭化タンタルおよび／または炭化ニオブは、上述の方法
により酸化タンタルおよび／または酸化ニオブを得た
後、得られた酸化物を炭素により還元焙焼することによ
り得ることができる。例えば、酸化タンタルとカーボン
ブラックをボールミルで混合し、これを成形して小さな
団鉱にし、これを１６００〜１８００℃で加熱すること
により製造することができる。

【００３９】フッ化タンタル酸カリウム／フッ化ニオブ
酸カリウムの製造方法フッ化タンタル酸カリウムおよび／またはフッ化ニオブ
酸カリウムを製造するためには、まず、（ｃ）工程の不
純物除去後の原料をフッ酸で溶解して、タンタルおよび
／またはニオブを含有するフッ酸溶液を得る。フッ酸で
溶解する方法は上述した通りである。そして、得られた
フッ酸溶液中のタンタルおよび／またはニオブを溶媒で
抽出する。溶媒で抽出する方法は、公知の方法に従って
行うことができ、特に限定されない。例えば、前述した
図２に示される手順に従い、ＭＩＢＫ、希硫酸、または
水等の溶媒を用いて好ましく行うことができる。これに
より、不純物のさらなる除去やＴａ／Ｎｂの分離精製を
行うことができる。

【００４０】次に、得られた抽出溶媒にカリウム塩を添
加してフッ化タンタル酸カリウムおよび／またはフッ化
ニオブ酸カリウム結晶を沈殿させ、この沈殿物を濾別し
て乾燥する。なお、濾別して得たフッ化タンタル酸カリ
ウムおよび／またはフッ化ニオブ酸カリウム結晶を再結
晶して、純度を上げてもよい。好ましいカリウム塩とし
ては、フッ化カリウム、塩化カリウム、水酸化カリウム
等が挙げられる。

【００４１】タンタル／ニオブの製造方法タンタルおよび／またはニオブは、上述の方法により得
られたフッ化タンタル酸カリウムおよび／またはフッ化
ニオブ酸カリウムを還元して、タンタルおよび／または
ニオブを得る。この際の還元は、ナトリウム還元によっ
て行われるのが一般的である。ナトリウム還元は例えば
次のようにして行われる。まず、反応容器内を不活性ガ
ス（例えばＡｒガス）で充たした状態で加熱し、２００
℃程度に昇温した時点で、金属Ｎａの所定量を導入す
る。そして、さらに加熱昇温させて金属Ｎａを蒸発させ
てフッ化タンタル酸カリウムの表面に到達させて、その
表面から還元反応を進行させる。

【００４２】窒化タンタル／窒化ニオブの製造方法窒化タンタルおよび／または窒化ニオブは、上述の方法
により得られたタンタルおよび／またはニオブを窒化処
理して窒化タンタルおよび／または窒化ニオブを得る。
窒化処理は、例えば、粉末状あるいはペレット状のタン
タルおよび／またはニオブを窒素雰囲気下で８００〜１
１００℃で加熱することにより行うことができるが、こ
れに限定されない。

【００４３】

【実施例】以下の実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００４４】実施例１原料として、フッ化タンタル酸カリウムからタンタル粉
末を製造する工程において発生したスクラップ５２．６
ｇを用意した。このスクラップの成分組成をＩＣＰ発光
分光分析法により分析したところ、Ｔａ；４７．６重量
％、Ｋ；１０．５重量％、Ｎａ；２．６重量％、Ｆ；１
６．１重量％であった。このスクラップに、５００ｇ／
Ｌの濃度の水酸化ナトリウム水溶液８０ｍＬを添加し、
６０℃の温度で３時間攪拌混合して、疎解スラリーを得
た。得られた疎解スラリー１００ｍＬに水６００ｍＬを
添加して、６０℃の温度で１時間攪拌混合した。攪拌し
たスラリーを濾過により固液分離した。その際、得られ
たケーキに水１００ｍＬをさらにかけて洗浄した。こう
して得られたケーキは湿潤状態で８３．３ｇであり、上
記同様にして分析したところ、その成分組成は、Ｔａ；
５９．７重量％、Ｋ；０．３２重量％、Ｎａ；３．２重
量％、Ｆ；３．９重量％であった。このケーキに２Ｎの
塩酸を１４３ｍＬ添加し、６０℃の温度で１時間攪拌混
合した。なお、このときのｐＨ値は１．６８であった。
攪拌した分散液を濾過により固液分離した。その際、得
られたケーキに水１００ｍＬをさらにかけて洗浄した。
このようにして酸洗浄ケーキ４１．１ｇを得た。得られ
たケーキについて、上記同様にして成分組成を測定し
た。測定結果に基づいて、原料スクラップおよび酸洗浄
ケーキにおける、各成分の正味の重量、ならびにＴａの
収率およびＫ、Ｆ、Ｎａの残存率を算出した。その結果
を表１に示す。

【００４５】表１実施例１ＴａＫＦＮａ原料スクラップ２５．０ｇ５．５ｇ８．５ｇ１．４ｇ酸洗浄ケーキ２４．６ｇ０．１ｇ２．１ｇ０．３ｇ収率または残存率９８．４％１．８％２４．７％２１．４％

【００４６】実施例２原料としてフッ化タンタル酸カリウム（Ｋ₂ＴａＦ₇）５
０．０ｇを用意した。このスクラップの成分組成をＩＣ
Ｐ発光分光分析法により分析したところ、Ｔａ；４６重
量％、Ｋ；２０重量％、Ｆ；３４重量％であった。この
原料に、５００ｇ／Ｌの濃度の水酸化ナトリウム水溶液
１１０ｍＬを添加し、６０℃の温度で３時間攪拌混合し
て、疎解スラリーを得た。得られた疎解スラリー１００
ｍＬに水６００ｍＬを添加して、６０℃の温度で１時間
攪拌混合した。攪拌したスラリーを濾過により固液分離
した。その際、得られたケーキに水１００ｍＬをさらに
かけて洗浄した。こうして得られた水洗浄ケーキは湿潤
状態で３６．３ｇであり、上記同様にして分析したとこ
ろ、その成分組成は、Ｔａ；６５．２重量％、Ｋ；０．
６重量％、Ｎａ；３．１重量％、Ｆ；５．０重量％であ
った。このケーキに２Ｎの塩酸を１４５ｍＬ添加し、６
０℃の温度で１時間攪拌混合した。なお、このときのｐ
Ｈ値は１．７であった。攪拌した分散液を濾過により固
液分離した。その際、得られたケーキに水１００ｍＬを
さらにかけて洗浄した。このようにして、酸洗浄ケーキ
３１．５ｇを得た。得られたケーキについて、上記同様
にして成分組成を測定した。その結果を表２に示す。

【００４７】表２実施例２ＴａＫＦＮａ原料スクラップ２３．０ｇ１０．０ｇ１７．０ｇ − 酸洗浄ケーキ２１．９ｇ０．１ｇ１．６ｇ０．３ｇ収率または残存率９５．２％１．０％９．４％ −

【００４８】比較例１水による洗浄を行わなかったこと、および２Ｎの塩酸の
代わりに２Ｎの硫酸４５０ｍＬを用いたこと以外は実施
例１と同様にして、原料スクラップの処理を行い、酸洗
浄ケーキ４２ｇ（乾燥状態）を得た。また、得られたケ
ーキの成分組成をＩＣＰ発光分光分析法により測定し
た。測定結果を表３に示す。

【００４９】表３比較例１ＴａＫＦＮａ原料スクラップ２５．０ｇ５．５ｇ８．５ｇ１．４ｇ酸洗浄ケーキ１８．４ｇ０．７ｇ６．１ｇ１．３ｇ収率または残存率７３．６％１２．７％７１．７％９２．８％

【００５０】比較例２原料として、フッ化タンタル酸カリウムからタンタル粉
末を製造する工程において発生したスクラップ１００ｇ
を用意した。このスクラップの成分組成をＩＣＰ発光分
光分析法により分析したところ、Ｔａ；４７．６重量
％、Ｋ；１０．５重量％、Ｎａ；２．６重量％、Ｆ；１
６．１重量％であった。このスクラップに、５５重量％
のフッ酸を２００ｍＬ添加して、６時間攪拌混合して、
フッ酸混合液を得た。得られたフッ酸混合液を濾過し
て、不溶物を除去した後、さらに室温放置して析出物を
濾過により除去して、タンタル含有フッ酸溶解液を得
た。得られたフッ酸溶解液について、ＩＣＰ発光分光分
析法により成分組成を測定した。また、フッ酸添加量を
４００ｍＬにした場合、フッ酸添加量を６００ｍＬにし
た場合についても上記同様にしてタンタル液の調製およ
び測定を行った。測定結果に基づいて、原料スクラップ
およびフッ酸溶解液における、各成分の正味の重量、な
らびにＴａの収率およびＫ、Ｆ、Ｎａの残存率を算出し
た。その結果を表１に示す。測定結果を表４に示す。

【００５１】表４比較例２ＴａＫＮａ原料スクラップ４７．６ｇ１０．５ｇ２．６ｇ（フッ酸添加量２００ｍｌ）フッ酸溶解液２４．１ｇ１．１ｇ０．３ｇ収率または残存率５０．７％１０．５％１１．５％（フッ酸添加量４００ｍｌ）フッ酸溶解液４３．８ｇ６．８ｇ１．７ｇ収率または残存率９２．１％６４．８％６５．４％（フッ酸添加量６００ｍｌ）フッ酸溶解液４５．４ｇ８．０ｇ２．０ｇ収率または残存率９５．４％７６．２％７６．９％

【００５２】比較例３原料として、フッ化タンタル酸カリウムからタンタル粉
末を製造する工程において発生したスクラップ１００ｇ
を用意した。このスクラップの成分組成をＩＣＰ発光分
光分析法により分析したところ、Ｔａ；４７．６重量
％、Ｋ；１０．５重量％、Ｎａ；２．６重量％、Ｆ；１
６．１重量％であった。このスクラップを８００℃で２
時間仮焼した。得られた原料に、４Ｎの塩酸１Ｌを添加
して、６０℃で３時間攪拌混合した。攪拌した混合液を
濾過することにより、酸洗浄ケーキを得た。得られたケ
ーキについて、上記同様にして成分組成を測定した。ま
た、４Ｎの塩酸１Ｌの代わりに４Ｎの硫酸１Ｌを用いた
場合についても上記同様にして酸洗浄ケーキの調製およ
び測定を行った。測定結果を表５に示す。

【００５３】表５比較例３ＴａＫＦＮａ原料スクラップ４７．６ｇ１０．５ｇ１６．１ｇ２．６ｇ（４Ｎ塩酸を使用した場合）酸洗浄後ケーキ４４．６ｇ３．７ｇ５．１ｇ１．４ｇ収率または残存率９３．７％３５．２％３１．７％５３．８％（４Ｎの硫酸を使用した場合）酸洗浄後ケーキ４５．８ｇ３．９ｇ５．６ｇ１．４ｇ収率または残存率９６．２％３７．１％３４．８％５３．８％

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理方法
によれば、金属不純物およびフッ素不純物を含有するタ
ンタルおよび／またはニオブ含有原料（例えばリサイク
ル原料）から、これらの不純物を大幅に低減して、各種
製品の効率的な製造に適したタンタルおよび／またはニ
オブ原料を高い収率（好ましくは９０％以上、より好ま
しくは９５％以上）で得ることができる。

【００５５】また、本発明の処理方法をタンタル／ニオ
ブ製品の製造に適用すれば、金属不純物およびフッ素不
純物を含有するタンタルおよび／またはニオブ含有原料
（例えばリサイクル原料）を用いるにも係わらず、高品
位のタンタル／ニオブ製品を効率的に製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における、タンタルおよび／またはニオ
ブ含有原料の処理方法を示す工程図である。

【図２】従来法における、水酸化タンタルおよび／また
は水酸化ニオブの製造工程を示す工程図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０１Ｇ 35/00 Ｃ０１Ｇ 35/00 Ｚ 35/02 35/02 Ｃ２２Ｂ 1/00 ６０１Ｃ２２Ｂ 1/00 ６０１ 3/04 5/04 3/20 3/00 Ａ 5/04 ＨＦターム(参考） 4G048 AA04 AA06 AB02 AB05 AE03 4K001 AA18 AA25 BA24 DA05 DA10 DA11 HA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）金属不純物およびフッ素不純物を含
有するタンタルおよび／またはニオブ含有原料を、強ア
ルカリ溶液により疎解して疎解スラリーを得る工程と、（ｂ）前記疎解スラリーを水で洗浄して、該洗浄水を濾
別する工程と、（ｃ）前記濾別後の残留物をフッ酸以外の鉱酸により洗
浄して、該鉱酸を濾別することにより、前記不純物が低
減されたタンタルおよび／またはニオブ含有原料を得る
工程とを含んでなることを特徴とする、タンタルおよび
／またはニオブ含有原料の処理方法。
【請求項２】前記（ｂ）工程における水の添加量が、前
記疎解スラリーの容量に対して、体積比で３〜１０倍で
ある、請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記（ａ）工程における強アルカリ溶液が
水酸化ナトリウム溶液である、請求項１または２に記載
の方法。
【請求項４】前記不純物除去後の原料をフッ酸で溶解し
て、フッ酸溶液を得る工程と、該フッ酸溶液中のタンタルおよび／またはニオブを溶媒
で抽出する工程と、該抽出溶媒にアンモニアを添加して水酸化物を沈殿さ
せ、この沈殿物を濾別して乾燥した後、仮焼して酸化タ
ンタルおよび／または酸化ニオブを得る工程とをさらに
含んでなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の酸化
タンタルおよび／または酸化ニオブの製造方法。
【請求項５】前記酸化タンタルおよび／または酸化ニオ
ブを炭素により還元焙焼して炭化タンタルおよび／また
は炭化ニオブを得る工程をさらに含んでなる、請求項４
に記載の炭化タンタルおよび／または炭化ニオブの製造
方法。
【請求項６】前記不純物除去後の原料をフッ酸で溶解し
て、フッ酸溶液を得る工程と、該フッ酸溶液中のタンタルおよび／またはニオブを溶媒
で抽出する工程と、該抽出溶媒にカリウム塩を添加してフッ化タンタル酸カ
リウムおよび／またはフッ化ニオブ酸カリウムを沈殿さ
せ、この沈殿物を濾別して乾燥する工程とをさらに含ん
でなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフッ化タ
ンタル酸カリウムおよび／またはフッ化ニオブ酸カリウ
ムの製造方法。
【請求項７】前記フッ化タンタル酸カリウムおよび／ま
たはフッ化ニオブ酸カリウムを還元して、タンタルおよ
び／またはニオブを得る工程をさらに含んでなる、請求
項６に記載のタンタルおよび／またはニオブの製造方
法。
【請求項８】前記タンタルおよび／またはニオブを窒化
処理して窒化タンタルおよび／または窒化ニオブを得る
工程をさらに含んでなる、請求項７に記載の窒化タンタ
ルおよび／または窒化ニオブの製造方法。