JPS6063333A - 金属ニオブの製造法 - Google Patents
金属ニオブの製造法Info
- Publication number
- JPS6063333A JPS6063333A JP17118583A JP17118583A JPS6063333A JP S6063333 A JPS6063333 A JP S6063333A JP 17118583 A JP17118583 A JP 17118583A JP 17118583 A JP17118583 A JP 17118583A JP S6063333 A JPS6063333 A JP S6063333A
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- JP
- Japan
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- niobium
- reaction
- metallic
- aluminum
- halide
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- Pending
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ハロゲン化ニオブを金属アルミニウムにて還
元を行ない金鹿ニオブを製造ずろことに関するものであ
る。
元を行ない金鹿ニオブを製造ずろことに関するものであ
る。
従来、金属ニオブの製造法としては、五塩化ニオブの炭
素還元法やアルミテルミット法がある。
素還元法やアルミテルミット法がある。
しかし、炭素還元法は操業上、反応温度２０００℃以上
で、しかもｉ Ｘ １０−’ ｍｍＨｇ以上の高真空度
が要求されるため、設備費が高く、電力原単位も高い製
造法である。
で、しかもｉ Ｘ １０−’ ｍｍＨｇ以上の高真空度
が要求されるため、設備費が高く、電力原単位も高い製
造法である。
一方、アルミテルミット法は、バッチ反応であり、熱源
の関係から必要量より多少多めの金属アルミニウムを配
合し反応を行なうため、製品金属ニオブ中にはアルミが
数パーセント残留し精製工程が必要となる。
の関係から必要量より多少多めの金属アルミニウムを配
合し反応を行なうため、製品金属ニオブ中にはアルミが
数パーセント残留し精製工程が必要となる。
近年、ニオブ産出国からのニオブ鉱石の入手が困難とな
り、ニオブ源はフェロ・ニオブの形テ供給されることが
多くなってきている。従って、ニオブ製錬法も必然的に
原料に適した方法が要求されている。
り、ニオブ源はフェロ・ニオブの形テ供給されることが
多くなってきている。従って、ニオブ製錬法も必然的に
原料に適した方法が要求されている。
不発明者らは、簡単でかつ確実に歩留りよく、金属ニオ
ブを得る方法を研究した結果、本発明を完成したもので
ある。
ブを得る方法を研究した結果、本発明を完成したもので
ある。
すなわち、本発明はハロゲン化ニオブと金属アルミニウ
ムとを加熱することにより金属ニオブを得る方法を提供
するものである。
ムとを加熱することにより金属ニオブを得る方法を提供
するものである。
ハロゲン化ニオブとしては、塩化物、美化物があり、例
えばニオブ塩化物としては、五塩化ニオブ（以下、Ｎｂ
Ｃｌ５という）、四塩化二メ“フ゛（以下、１４ｔ）Ｃ
６４という）、三塩化ニオブ（ｌ（′ｌ）Ｃへ、１．。
えばニオブ塩化物としては、五塩化ニオブ（以下、Ｎｂ
Ｃｌ５という）、四塩化二メ“フ゛（以下、１４ｔ）Ｃ
６４という）、三塩化ニオブ（ｌ（′ｌ）Ｃへ、１．。
ｌ↓ｂＯｔ２．ａ□、 ＮｂＣＡ２．３．と（・う）、
二愉化二ｊ−ブ（以下、Ｎ’ＤＣ１２という）等がある
が、いずれのハロゲン化Ｊ吻を用いても純度の高い金属
ニオブが得らｇることが判り、又、副生ずる塩化アルミ
ニウム（以下、Ａｔｃｔ３という）も有、磯反応触媒２
石油化学用ｊＪＩＪ！媒等に利用できるという利点もあ
る。
二愉化二ｊ−ブ（以下、Ｎ’ＤＣ１２という）等がある
が、いずれのハロゲン化Ｊ吻を用いても純度の高い金属
ニオブが得らｇることが判り、又、副生ずる塩化アルミ
ニウム（以下、Ａｔｃｔ３という）も有、磯反応触媒２
石油化学用ｊＪＩＪ！媒等に利用できるという利点もあ
る。
次に、本発明につき塩化ニオブ（ＮｂＣｔｘ）を１目〜
・た例をもとに詳述する。
・た例をもとに詳述する。
本発明で用いるハロゲン化ニオブは、フェロΦニオブ等
の合金のノ・ロゲ／化ノぐイロクロア等のニオブ含有鉱
石のノ・ロゲン化により得ることができる。
の合金のノ・ロゲ／化ノぐイロクロア等のニオブ含有鉱
石のノ・ロゲン化により得ることができる。
ｕｂｃｚ と金属アルミニウムとの反応は、ｔｉｂｃＬ
ｘ＋ｘ１５ｋＬ−＋Ｎｂ＋ｘ１５ＡｔＯ１゜で表される
ため、金属ニオブが生成する際、用いるアルミニウム昂
としては上式の化学り一論ｍで十分である。この反応は
約３００℃から開始し、ｐ、ｔｃｔ３が生成し、反応系
より昇」°（Ｖ排出する。その後、温度上昇とともに反
応は進み金属ニオブが生成するが、副生Ａｔａｂ、はす
べて昇華するため、副生ＡｔＣＡ、によるニオブ純度の
低下はきたさない。
ｘ＋ｘ１５ｋＬ−＋Ｎｂ＋ｘ１５ＡｔＯ１゜で表される
ため、金属ニオブが生成する際、用いるアルミニウム昂
としては上式の化学り一論ｍで十分である。この反応は
約３００℃から開始し、ｐ、ｔｃｔ３が生成し、反応系
より昇」°（Ｖ排出する。その後、温度上昇とともに反
応は進み金属ニオブが生成するが、副生Ａｔａｂ、はす
べて昇華するため、副生ＡｔＣＡ、によるニオブ純度の
低下はきたさない。
’ｎｂａｔ の供給方法や反応方法は特に制限されない
が、予めＮｂＣ！ｔＸ粉末とアルミニウム粉末とを混合
し反応を行なっても、又、アルミニウム浴中にＮｂ０ｔ
をガス化して添加しても、粉状もしくはペレットにて
添加して反応を行なっても金属ニオブを得ることができ
る。
が、予めＮｂＣ！ｔＸ粉末とアルミニウム粉末とを混合
し反応を行なっても、又、アルミニウム浴中にＮｂ０ｔ
をガス化して添加しても、粉状もしくはペレットにて
添加して反応を行なっても金属ニオブを得ることができ
る。
上記反応の反応雰囲気、もしくは添加用キャリヤーガス
としては、吸湿性の強い）・ロゲン化物を取扱うため、
水分含有量の少ない、例えばＡｒ。
としては、吸湿性の強い）・ロゲン化物を取扱うため、
水分含有量の少ない、例えばＡｒ。
Ｈｅ、Ｈ２等を使用して行なうのが好ましい。
本発明で用いるＡｔ量は、上記反応式に従って当脅用い
れば事実上良いが、好ましくは例えばＡｔ溶融状態では
その当量の０．５倍以上、３倍以下、更に好ましくは０
．８〜２倍の範囲にて反応することである。
れば事実上良いが、好ましくは例えばＡｔ溶融状態では
その当量の０．５倍以上、３倍以下、更に好ましくは０
．８〜２倍の範囲にて反応することである。
又、Ａｔ粉末にて行なう場合ではその当市の０．５倍以
上、１．２倍以下、更に好ましくは０８〜１倍の範囲に
て反応することである。なぜならば、Ａｔ溶融状態では
モル数の０．８倍より少では、ＮｂＣｔＸの損失が多く
なり、３倍より大では未反応Ａｔ量量が多くなり、Ｎｌ
）抽出時に多数の酵が必安ど１よる力）らである。
上、１．２倍以下、更に好ましくは０８〜１倍の範囲に
て反応することである。なぜならば、Ａｔ溶融状態では
モル数の０．８倍より少では、ＮｂＣｔＸの損失が多く
なり、３倍より大では未反応Ａｔ量量が多くなり、Ｎｌ
）抽出時に多数の酵が必安ど１よる力）らである。
Ａｔ粉末の場合も当量の０．５倍より少でｋま塩化９勿
の損失が多くなり、１．２倍より犬ではＮｂ中に未反Ｌ
ｃ、ｓＡｔが残留し、分離処理工程が必要とｌよる。
の損失が多くなり、１．２倍より犬ではＮｂ中に未反Ｌ
ｃ、ｓＡｔが残留し、分離処理工程が必要とｌよる。
本発明の別の特徴は、ノ・ロゲン化ニオフ゛として、例
えば、塩化ニオブとしては、Ｎｂ０Ｌ、 、 Ｎｂ０ｚ
、 。
えば、塩化ニオブとしては、Ｎｂ０Ｌ、 、 Ｎｂ０ｚ
、 。
）＋ｂＯｚ、、３（Ｎｂ、 Ｑｔ２５ ） ｌＮｂ０４
２．ａｙ （Ｎｂ３ Ｃ！Ａ８ ） 、 ＮｂＣ！ｔ２
，５ｓ（Ｎｂ、Ｏｔ、４）、 Ｎｂ０１． といった、
どの二刃“ブσ）塩化物でもニオブ源として変可でき、
金（＋４ニオブを得ることができるということである。
２．ａｙ （Ｎｂ３ Ｃ！Ａ８ ） 、 ＮｂＣ！ｔ２
，５ｓ（Ｎｂ、Ｏｔ、４）、 Ｎｂ０１． といった、
どの二刃“ブσ）塩化物でもニオブ源として変可でき、
金（＋４ニオブを得ることができるということである。
ハロゲン化ニオブの形状は固体状態でＡｔと反応する場
合では、接触面積を増加させる面から粉状に、溶融状態
のｌｔと反応させる場合をま加熱により蒸気もしくは昇
華させることによりガス化して反応系に姫加するか、粉
状、塊状もしくはペレットにて添加し反応させることが
好まし−１゜また、還元剤であるアルミニウムの形状は
固体状態で反応させる場合は、ハロゲン化ニオブとの接
触面積を増加させる面から粉状に、液体状態の場合では
アルミニウムの粉末、ベレット、棒、インゴット等を均
一に溶解さえすればよい。
合では、接触面積を増加させる面から粉状に、溶融状態
のｌｔと反応させる場合をま加熱により蒸気もしくは昇
華させることによりガス化して反応系に姫加するか、粉
状、塊状もしくはペレットにて添加し反応させることが
好まし−１゜また、還元剤であるアルミニウムの形状は
固体状態で反応させる場合は、ハロゲン化ニオブとの接
触面積を増加させる面から粉状に、液体状態の場合では
アルミニウムの粉末、ベレット、棒、インゴット等を均
一に溶解さえすればよい。
本発明における金属アルミニウムによる還元反応の反応
温度は３００℃以上であれば特に限定されないが、通常
は反応性、生成ニオブの品位の点より６００〜１５００
℃が好ましい。
温度は３００℃以上であれば特に限定されないが、通常
は反応性、生成ニオブの品位の点より６００〜１５００
℃が好ましい。
反応は普通大気圧下にて行なうが、装置の気督性が保証
されれば、減圧、加圧下にても十分反応は可能である。
されれば、減圧、加圧下にても十分反応は可能である。
反応容器の素材としては、金属系でもセラミックス系で
もカーボン系でも反応は可能である。
もカーボン系でも反応は可能である。
本発明は、ハロゲン化ニオブとＡｔとの反応により、簡
単に高純度金属ニオブが得られる。従って得られた金属
ニオブは広範囲な用途に利用できる。
単に高純度金属ニオブが得られる。従って得られた金属
ニオブは広範囲な用途に利用できる。
次に、実施例で更に詳細に説明するが、不発明はこれら
に限定されるものではない。
に限定されるものではない。
実施例１
原料であるＮｂＣｔ、は次の方法で生成した。
市販のフェロ・ニオブを煩累化し、分別精留により混在
するＡｔＣ１，、Ｆｅ０１Ｂ 、 Ｔａ０４ ＋と分離
１〜回収したＮｂｃｔ、を用いた。このものはＸ線回折
の結果、ＮｂＣｔ、であり、他の低級塩化物は認められ
なかった。父、化学分析の結果、Ｎｂ：３４．４ｗｔ％
、Ｃ４：６５．６ｗｔ％であった。
するＡｔＣ１，、Ｆｅ０１Ｂ 、 Ｔａ０４ ＋と分離
１〜回収したＮｂｃｔ、を用いた。このものはＸ線回折
の結果、ＮｂＣｔ、であり、他の低級塩化物は認められ
なかった。父、化学分析の結果、Ｎｂ：３４．４ｗｔ％
、Ｃ４：６５．６ｗｔ％であった。
コノＮｂＣ４３Ｏｆに対して、
Ｎｂ（：ｚ、 ＋ ５／３ Ａｔ −＋ Ｎｂ ＋ ５
１５ Ａ４０ｚ３の反応式に見合う化学量論量の約１．
５倍相当に当るＡ４粒Ｚ５２を図−１に示したルツボに
入れた。
１５ Ａ４０ｚ３の反応式に見合う化学量論量の約１．
５倍相当に当るＡ４粒Ｚ５２を図−１に示したルツボに
入れた。
反応容器及びＮｂ０４を入れた蒸発器内を十分真空置換
後、アルゴンガスを１００ ｍｌ／ Ｍで流しながら反
応容器を反応温度８００℃まで昇温し、その後、ＮｂＣ
１，蒸発器を２００℃に加熱し、ＮｂＣ１，を蒸発させ
、Ａｔ浴上にアルゴン気流とともに輸送し、約６時間反
応を行なった。反応後、室温まで冷却後、鉄製ルツボ内
には未反応アルミニウムとニオブの混合物約１２．！Ｉ
ＭＪが、又、排ガスライン上の空冷トラップには副生ｈ
ｔａｔ３が約２４．５ Ｓ’が生成していた。尚、Ｎｂ
０ｚ、蒸発器にはＮｂＯ２，は残存していなかった。
後、アルゴンガスを１００ ｍｌ／ Ｍで流しながら反
応容器を反応温度８００℃まで昇温し、その後、ＮｂＣ
１，蒸発器を２００℃に加熱し、ＮｂＣ１，を蒸発させ
、Ａｔ浴上にアルゴン気流とともに輸送し、約６時間反
応を行なった。反応後、室温まで冷却後、鉄製ルツボ内
には未反応アルミニウムとニオブの混合物約１２．！Ｉ
ＭＪが、又、排ガスライン上の空冷トラップには副生ｈ
ｔａｔ３が約２４．５ Ｓ’が生成していた。尚、Ｎｂ
０ｚ、蒸発器にはＮｂＯ２，は残存していなかった。
ルツボ内のニオブ、アルミニウム混合物は塩酸洗浄にて
未反応のアルミニウムを溶解後、濾過によりニオブを回
収した。
未反応のアルミニウムを溶解後、濾過によりニオブを回
収した。
回収ニオブを化学分析した結果、Ａｔ２０ｐｐＩＮ。
：ｒｅ １５ｐ＋＋ｍ 、 ａｔ ５ｐｐＩ１１テ；！
ｉ）ツタ。コ（’） モ（’） ハｋＰ＝ ’ｍ ４用
金縞ニオブとして十分使用できることが判った。
ｉ）ツタ。コ（’） モ（’） ハｋＰ＝ ’ｍ ４用
金縞ニオブとして十分使用できることが判った。
実施例２
試薬のＮｂＣ１，の試薬のＮｂ粉末とをＡｒ気流中にて
反応させ、得られたＮｂ、ＣＡ８（Ｎｂ：４９．６ｗｔ
％。
反応させ、得られたＮｂ、ＣＡ８（Ｎｂ：４９．６ｗｔ
％。
Ｏｚ：５０．４ｗｔ％）６０１を定量フィーダー（０，
５吟）にて反応系に供給した。ルツボには予めＡｔ粒ａ
６２（反応必要量の１．５倍）を入れ、９００℃にて溶
融状態とし、Ｎｂ、ｃＬ８はアルゴン１００ｄ／Ｍ気流
に同伴させて供給し、約１時間にて反応を終了した。尚
、反応装置は原料供給部以外は図−１に示したものと同
じものを使用した。
５吟）にて反応系に供給した。ルツボには予めＡｔ粒ａ
６２（反応必要量の１．５倍）を入れ、９００℃にて溶
融状態とし、Ｎｂ、ｃＬ８はアルゴン１００ｄ／Ｍ気流
に同伴させて供給し、約１時間にて反応を終了した。尚
、反応装置は原料供給部以外は図−１に示したものと同
じものを使用した。
冷却後ルツボよりニオブ、未反応アルミニウムを、排ガ
ストラップから塩化アルミニウムを回収した。
ストラップから塩化アルミニウムを回収した。
ルツボ内のニオブはスポンジ状になっていたが、酸洗浄
にてアルミニウムを取り除き回収した。
にてアルミニウムを取り除き回収した。
回収ニオブ量は１４．８５’で、分析の結果、Ａ４１５
１すＭｌ 、 Ｆｅ １５１１ｐｍ 、 ＯＬ５ｐｐｍ
であった。
１すＭｌ 、 Ｆｅ １５１１ｐｍ 、 ＯＬ５ｐｐｍ
であった。
実施例６
実施例２に使用したＮｂ、Ｃ１，： ３０ ｊｉ’とア
ルミニウム粉末５．８２とをよく混合し、ベレット化し
石英ガラス製ボートに入れ、これを横型の石英ガラス製
反応管に挿入し、１０００℃、反応を開始した。反応中
、副生Ａ ｔ ＯＬ、はアルゴン（１００ｗＬＬ／Ｍ）
気流にて運ばれｐ外の空冷部に捕集した。
ルミニウム粉末５．８２とをよく混合し、ベレット化し
石英ガラス製ボートに入れ、これを横型の石英ガラス製
反応管に挿入し、１０００℃、反応を開始した。反応中
、副生Ａ ｔ ＯＬ、はアルゴン（１００ｗＬＬ／Ｍ）
気流にて運ばれｐ外の空冷部に捕集した。
１時間反応後、反応管を十分冷却後、石英ガラス製ボー
トのニオブを回収した。Ｎｌ）はペレットそのままの形
で多孔質になっていた。
トのニオブを回収した。Ｎｌ）はペレットそのままの形
で多孔質になっていた。
回収ニオブ量ば１４４９で化学分析の結果、ｈｔ ２５
ｎｒｒｍ 、 Ｃｔ ５ｐｐＩ１１”’Ｑアッタ。
ｎｒｒｍ 、 Ｃｔ ５ｐｐＩ１１”’Ｑアッタ。
図−１は実施例１，２で用いた反応装置。
図中、１は原料Ｎｂ０ｔ、 、 ２ ハ蒸発器、 ５
ハ溶ｆｍ Ａｔ＋４はルツボ、５は反応容器、６は加熱
用炉。 ７は捕集Ａｔ０ｚ３．８は熱電対を示す。 特許出願人 東洋曹達工業株式会社
ハ溶ｆｍ Ａｔ＋４はルツボ、５は反応容器、６は加熱
用炉。 ７は捕集Ａｔ０ｚ３．８は熱電対を示す。 特許出願人 東洋曹達工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 ノ・ロゲン化ニオブと金、にラアルミニウムを加
熱することを特徴とする金属ニオブの製造法。 ２ ハロゲン化ニオブとして五塩化ニオブ、四塩化ニオ
ブ、三塩化ニオブ、二塩化ニオブを用いる特許請求の範
囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17118583A JPS6063333A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 金属ニオブの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17118583A JPS6063333A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 金属ニオブの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6063333A true JPS6063333A (ja) | 1985-04-11 |
Family
ID=15918576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17118583A Pending JPS6063333A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 金属ニオブの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6063333A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4915124A (ja) * | 1972-04-12 | 1974-02-09 |
-
1983
- 1983-09-19 JP JP17118583A patent/JPS6063333A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4915124A (ja) * | 1972-04-12 | 1974-02-09 |
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