JPS63235435A - Manufacture of metallic tantalum - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は金属タンタルの製造方法に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a method for manufacturing tantalum metal.
[従来の技術・問題点]
従来、金属タンタルを遣る方法としては、ニオブと共存
することが多く、溶媒抽出技術によってFe、Mn、T
i、Sn、Sb、W、Si及び/またはAI等の不純物
とニオブを分層し、KOH及びKCIを含む水溶液とタ
ンタルイオンを抽出している有機溶媒を接触させること
によりに2TaFγの結晶を造り、このKiT・aFy
を溶融塩電解槽にて還元し、金属タンタルを得る方法が
ある。[Conventional technology/problems] Conventionally, tantalum metal often coexists with niobium, and Fe, Mn, and T are extracted using solvent extraction technology.
Crystals of 2TaFγ are created by separating impurities such as i, Sn, Sb, W, Si and/or AI into niobium, and contacting an aqueous solution containing KOH and KCI with an organic solvent from which tantalum ions are extracted. , this KiT・aFy
There is a method of reducing tantalum in a molten salt electrolytic bath to obtain tantalum metal.
また、K、TaFtの結晶を次式に示すように金属Na
、Mgと接触させて金属タンタルを得る方法も採用され
ている。In addition, the crystals of K and TaFt are converted into metal Na as shown in the following formula.
, A method of obtaining metallic tantalum by contacting with Mg has also been adopted.
KzTaFv+5Na47a+2KF+ 5NaFこれ
らの方法では、還元にコストがかかるという欠点があっ
た。また、溶融塩電解法では、微細な金属タンタルが得
られず、タンタルコンデンサー用に使用できる性状のも
のを造ることができないという欠点があった。KzTaFv+5Na47a+2KF+5NaFThese methods had the disadvantage that the reduction was costly. Furthermore, the molten salt electrolysis method has the disadvantage that it is not possible to obtain fine metallic tantalum, and it is not possible to produce tantalum with properties suitable for use in tantalum capacitors.
また、タンタルのハロゲン化物を造る方法としては、一
旦金属タンタルを造り、次に、ハロゲンガスと接触させ
ることににより、次式のようにタンタルのフッ化物や塩
化物を得ることが広く採用されている。In addition, a widely adopted method for producing tantalum halides is to first produce tantalum metal and then contact it with halogen gas to obtain tantalum fluoride or chloride as shown in the following formula. There is.
T a+ 2 、5 Cb” T aCbTa+ 2.
5 F 2 →TaF sこのような従来法では、まず
金属を造り、再びこれをハロゲンガスと反応させてハロ
ゲン化物を造るものであり、高価なタンタル金属を出発
原料とするために、コストが嵩み、しかも、収率が低い
という欠点があった。また、純度を向上させるために、
エレクトロンビームを採用しなければならない等、エネ
ルギー多消費型の製造方法であった。T a+ 2,5 Cb” T aCbTa+ 2.
5 F 2 → TaF sIn this conventional method, a metal is first produced and then reacted with halogen gas to produce a halide, which is expensive because it uses expensive tantalum metal as the starting material. Moreover, it had the disadvantage of low yield. Also, to improve purity,
It was an energy-intensive manufacturing method, requiring the use of electron beams.
[問題点を解決するための手段]
本発明の金属タンタルの製造方法はタンタルのハロゲン
化物を原料として製造するものであり、高価な金属タン
タルを出発原料としてタンタルのハロゲン化物を造る、
これまでの方法とは異なるものであり、一般に天然に存
在する鉱物資源例えばタンクライト、コロンバイト、ス
トルベライトバイロクロア、及び錫スラグ、TaNbF
e合金等のタンタル含有原料からあるいは産業廃棄物例
えIfタンタルコンデンサーのスクラップ及び超硬ロー
ル °、/ノツプ等から一挙に高純度のタンタルハロゲ
ン化物を造り、これを原料として金属タンタルを造る方
法に関するもので、従来法のように、溶媒抽出技術を利
用して不純物を分離して生成したに、TaFtの結晶を
造る工程、次に、これを金属Naを用いて金属タンタル
を造る工程及び製造された金属タンタルを原料として高
温下でハロゲンガスと反応させてタンタルのハロゲン化
物を造る工程からなるように工程が長くなるという欠点
や収率が低下するという欠点を克服するものである。[Means for Solving the Problems] The method for producing tantalum metal of the present invention uses tantalum halide as a raw material, and involves producing tantalum halide using expensive metal tantalum as a starting material.
This method is different from previous methods and generally includes naturally occurring mineral resources such as tankulite, columbite, struberite virochlore, and tin slag, TaNbF.
A method for producing tantalum halide of high purity from tantalum-containing raw materials such as e-alloys or from industrial waste, such as scraps of tantalum capacitors and carbide rolls, /knops, etc., and using this as a raw material to produce tantalum metal. In addition to the conventional method, which uses solvent extraction technology to separate impurities and produce TaFt crystals, this is then used to create tantalum metal using metallic Na. This method consists of a step of producing tantalum halide by reacting tantalum metal as a raw material with halogen gas at high temperatures, which overcomes the disadvantages of a long process and a decrease in yield.
従って、本発明は主としてタンタルとニオブを含有し且
つ1種または2種以上の金属不純物イオンが共存するフ
ッ酸またはフッ酸と硫酸の混合液からの金属タンタルの
製造方法において、(a)前記フッ酸またはフッ酸と硫
酸の混合液にケトンの群、中性りん酸エステルの群、ア
ルキルアミンの群及びアミドの群より選択された1種ま
たは2種以上の有機溶媒であって、石油系炭化水素で希
釈された有機溶媒(A)を接触させて前記フッ酸または
フッ酸と硫酸の混合液中のタンタルを優先的に抽出し、
次に、有機溶媒(A)を水またはNH,及びHFまたは
に+及びHFを含有する水溶液と接触させることにより
、有機溶媒(A)に抽出されたタンタルを前記水または
水溶液側に逆抽出すると共に有機溶媒(A)を再生する
第1工程:(b)逆抽出されたタンタルイオンを含有す
る水溶液ニN H3及びNH,OHまたはKOH及びK
Fを添加し、タンタル、フッ素及びNH4+またはタン
タル、フッ素及びに+を含有する沈澱物を造る第2工程
;
(c)第1工程で得られたタンタル含有抽出液あるいは
第2工程で造られた沈澱物に、H2SO,、HCI、H
I、HBr及びHFの群より選択された1種または2種
以上の酸を添加し、沈澱物を溶解して溶液とし、H+イ
オン濃度を調節した後、エステルの群、エーテルの群、
ケトンの群及びアルコールの群よりなる群から選択され
た1種または2種以上の有機溶媒(B)を接触させるこ
とにより、前記溶液中のタンタルイオンをハロゲン化金
属錯体として有機溶媒(B)に抽出し、次に、有機溶媒
(B)を常圧状態または減圧状態で加熱・蒸発あるいは
加熱・蒸留することにより有機溶媒(B)を再生すると
共にタンタルのハロゲン化物を製造する第3工程;及び
(d)第3工程で得られたタンタルのハロゲン化物を、
金属Na、My、Ca、Zn及びPbの単体及び/また
はこれらを主体とする合金と接触させることにより金属
タンタルを造る第4工程よりなることを特徴とする金属
タンタルの製造方法を提供するにある。Therefore, the present invention provides a method for producing tantalum metal from hydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid and sulfuric acid mainly containing tantalum and niobium and in which one or more metal impurity ions coexist. One or more organic solvents selected from the group of ketones, neutral phosphoric acid esters, alkyl amines, and amides in an acid or a mixture of hydrofluoric acid and sulfuric acid, and petroleum-based carbonization. Contacting an organic solvent (A) diluted with hydrogen to preferentially extract tantalum in the hydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid and sulfuric acid,
Next, the tantalum extracted into the organic solvent (A) is back-extracted to the water or aqueous solution side by bringing the organic solvent (A) into contact with water or an aqueous solution containing NH, and HF or NH and HF. The first step of regenerating the organic solvent (A) with: (b) an aqueous solution containing the back-extracted tantalum ions, NH3 and NH,OH or KOH and K;
A second step of adding F to produce a precipitate containing tantalum, fluorine and NH4+ or tantalum, fluorine and NH4+; (c) tantalum-containing extract obtained in the first step or produced in the second step To the precipitate, H2SO,, HCI, H
After adding one or more acids selected from the group of I, HBr and HF, dissolving the precipitate into a solution and adjusting the H+ ion concentration, the ester group, the ether group,
By contacting one or more organic solvents (B) selected from the group consisting of ketones and alcohols, tantalum ions in the solution are converted into a metal halide complex and converted into an organic solvent (B). a third step of regenerating the organic solvent (B) and producing tantalum halide by extracting and then heating/evaporating or heating/distilling the organic solvent (B) under normal pressure or reduced pressure; and (d) The tantalum halide obtained in the third step,
To provide a method for producing tantalum metal, which comprises a fourth step of producing tantalum metal by contacting it with elemental metals Na, My, Ca, Zn, and Pb and/or an alloy mainly composed of these metals. .
[作 用コ
タンクライト、コロンバイト、ストルベライト、パイロ
クロア、錫スラグ、TaNbFc合金等のタンタル含有
原料あるいはタンタルコンデンサーのスクラップ及び超
硬ロールのスクラップよりWを除去回収したタンタルを
含有する産業廃棄物等の固形物をHF及びHF+H2S
O4の混酸で溶解して得られた主としてタンタルとニオ
ブを含有し且つ1種または2種以上の金属不純物イオン
(例えばFe、 Mn、 i’i、 Sn、 Sb、
W、Ni、 Co、Cu、K 、 N a、 N H4
、Zn、Mo、Si、Af、Ca、V、Li、Th等)
が共存しているフッ酸またはフッ酸と硫酸の混合液を、
ケトンの群、中性りん酸エステルの群、アルキルアミン
の群及びアミドの群よの選択された有機溶媒であって、
石油系炭化水素で希釈された有機溶媒(A)と接触させ
て前記フッ酸またはフッ酸と硫酸の混合液中のタンタル
を優先的に抽出し、他の金属イオンと分離する0次に、
有機溶媒(A)に抽出されたNb及び他の金属不純物の
濃度が許容できない場合には、有機溶媒(A)を水また
はNH,とHFを含有する水溶液と接触させて、有機溶
媒(A)中に共抽出されたNb及び他の金属不純物等の
タンタルイオンより抽出分配比の小さい金属イオンを選
択的に有機相より水相に移行させる0次に、有機溶媒(
A)を水またはNH,及びHFまたはK“及びHFを含
有する水溶液と接触させることにより有機溶媒(A)に
含有されるタンタルを水溶液側に逆抽出すると共に有機
溶媒(A)を再生する0以上の工程より本発明の第1工
程はなる。[Function] Tantalum-containing raw materials such as columbite, struberite, pyrochlore, tin slag, TaNbFc alloy, or tantalum-containing industrial waste recovered by removing W from tantalum capacitor scrap and carbide roll scrap, etc. of solid matter in HF and HF+H2S
Mainly containing tantalum and niobium obtained by dissolving in O4 mixed acid and containing one or more metal impurity ions (e.g. Fe, Mn, i'i, Sn, Sb,
W, Ni, Co, Cu, K, Na, N H4
, Zn, Mo, Si, Af, Ca, V, Li, Th, etc.)
Hydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid and sulfuric acid in which
selected organic solvents from the group of ketones, the group of neutral phosphate esters, the group of alkylamines and the group of amides,
Next, tantalum in the hydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid and sulfuric acid is preferentially extracted by contacting with an organic solvent (A) diluted with petroleum-based hydrocarbon and separated from other metal ions;
If the concentration of Nb and other metal impurities extracted in the organic solvent (A) is unacceptable, the organic solvent (A) is brought into contact with water or an aqueous solution containing NH, and HF. Next, the organic solvent (
By bringing A) into contact with water or an aqueous solution containing NH, HF or K", and HF, the tantalum contained in the organic solvent (A) is back-extracted to the aqueous solution side and the organic solvent (A) is regenerated. The above steps constitute the first step of the present invention.
本発明の第2工程は逆抽出されたタンタルイオンを含有
する水溶液にNH,及びN H40HまたはKOH及び
KFを添加して次式に示すようにF−イオンとNH,+
イオンまたはF−イオンとにゝイオンを含有する沈澱物
を造ることよりなる:pHの低い領域での反応
HTaFs + 3NtlJ−(Ni14)zTall
Fs↓pHの高い領域での反応
HTaFi + H3O+ 3NII3→(NII+)
iTaOFs L + Nl14F本発明方法の第3工
程は第2工程で造られた上記にその一例を示す沈澱物あ
るいは第1工程で得られたタンタルイオンを含有する逆
抽出液にH2S O4、HCl及びHFの群より選択さ
れた1種または2種以上の酸を加え、沈澱物を溶解して
溶液とし、H+イオン濃度を調節した後、エステルの群
、エーテルの群、ケトンの群及びアルコールの群よりな
る群から選択された1種または2種以上の有機溶媒(B
)を接触させることにより、該溶媒中のタンタルイオン
をハロゲン化金属錯体として有機溶媒(B)に抽出し、
次に、有機溶媒(B)を常圧状態または減圧状態で加熱
・蒸発あるいは加熱・蒸留することにより有機溶媒(B
)を再生すると共にタンタルのハロゲン化物を造ること
よりなる。ここでタンタルイオンを有機溶媒(B)に抽
出した時に、有機溶媒(B)中のNb及び他の金属不純
物の濃度が許容できないものである場合には、上述の有
機溶媒(A)と同様の操作によりNb及び他の金属不純
物を水相に移行させる工程を適宜組み込むことができる
。The second step of the present invention is to add NH and NH40H or KOH and KF to the aqueous solution containing back-extracted tantalum ions to form F− ions and NH, +
ion or F- ion and the formation of a precipitate containing ions: Reaction in the low pH region HTaFs + 3NtlJ-(Ni14)zTall
Fs↓Reaction in high pH region HTaFi + H3O+ 3NII3→(NII+)
iTaOFs L + Nl14F The third step of the method of the present invention is to add H2S O4, HCl and HF to the precipitate produced in the second step, an example of which is shown above, or to the tantalum ion-containing strip extract obtained in the first step. Add one or more acids selected from the group of esters, ethers, ketones and alcohols after dissolving the precipitate and adjusting the H+ ion concentration. One or more organic solvents selected from the group consisting of
) to extract the tantalum ions in the solvent as a metal halide complex into the organic solvent (B),
Next, the organic solvent (B) is heated and evaporated or heated and distilled under normal pressure or reduced pressure.
) and producing tantalum halide. Here, when tantalum ions are extracted into the organic solvent (B), if the concentration of Nb and other metal impurities in the organic solvent (B) is unacceptable, use the same method as the organic solvent (A) described above. A step in which Nb and other metal impurities are transferred to the aqueous phase by operation can be incorporated as appropriate.
本発明の第4工程は、第3工程で得られたタンタルのハ
ロゲン化物を、金属Na、Mg、Ca、 Zn及びPb
の単体及び/またはこれらを主体とする合金と接触させ
ることにより金属タンタルを製造するものである。In the fourth step of the present invention, the tantalum halide obtained in the third step is mixed with metals Na, Mg, Ca, Zn and Pb.
Tantalum metal is produced by contacting it with a simple substance and/or an alloy mainly composed of these.
タンタルとニオブを含有し且つ1種または2種以上の上
述したような金属不純物イオンが共存するHFまたはH
F+H2SO4の混合液を、ケトンの群、中性りん酸エ
ステルの群、アルキルアミンの群及びアミドの群より選
択された1種または2種以上の有機溶媒であって、石油
系炭化水素で希釈された有機溶媒(A)と接触させると
、有機溶媒(A)は前記HFまたは混合液中のタンタル
イオンを次式に示すように優先的に抽出する。HF or H containing tantalum and niobium and in which one or more metal impurity ions as mentioned above coexist
The mixed solution of F+H2SO4 is diluted with petroleum hydrocarbon and one or more organic solvents selected from the group of ketones, neutral phosphoric acid esters, alkyl amines and amides. When brought into contact with the organic solvent (A), the organic solvent (A) preferentially extracts tantalum ions in the HF or the mixture as shown in the following formula.
TiF4−+H”+ nOrg−+HTaFs −nO
rg抽出分配比はT a > N bであり、その他の
金属イオンは更に抽出分配比が小さく、Nbの抽出分配
比に比較して10′″3である。TiF4−+H”+ nOrg−+HTaFs −nO
The rg extraction/distribution ratio is T a > N b, and the extraction/distribution ratio of other metal ions is even smaller, being 10'''3 compared to the extraction/distribution ratio of Nb.
Nbの抽出分配比はH2S O4濃度が高くなるに従っ
てTaの抽出分配比に近似してくるので、Taの抽出に
際してH2SO,濃度の調節が重要である。Since the extraction and distribution ratio of Nb approaches the extraction and distribution ratio of Ta as the H2SO4 concentration increases, it is important to adjust the H2SO and concentration when extracting Ta.
次に、Taを抽出・含有している有機溶媒(A)を水ま
たはN H3と)(Fを含有している水溶液と接触させ
ることにより、有機溶媒に共抽出されているNb及び他
の金属不純物の微量の金属イオンを選択的に有機相より
水相に移行させることができる。これは有機溶媒(A)
中のNb及び他の金属不純物の濃度が許容できない場合
に行なう必要がある工程であるが、上述のような原料を
使用する場合には通常行なう必要がある。Next, by contacting the organic solvent (A) containing Ta with water or NH3) (F), Nb and other metals co-extracted with the organic solvent are Trace amounts of impurity metal ions can be selectively transferred from the organic phase to the aqueous phase.
This step is necessary when the concentration of Nb and other metal impurities therein is unacceptable, but it is usually necessary when using raw materials such as those mentioned above.
Taとは異なり、Nb及び他の上述のような金属不純物
はH,SO4濃度によって大きく抽出分配比が変化する
性質を利用して、有機相の共抽出物質を除いた後に、有
機溶媒(A)を再び水またはNH3とHFまたはに1及
びHFを含有する水溶液と接触させることによりタンタ
ルイオンを水相に逆抽出する。Unlike Ta, Nb and other metal impurities such as those mentioned above are extracted from the organic solvent (A) after removing the co-extractable substances from the organic phase, taking advantage of the property that the extraction distribution ratio changes greatly depending on the H and SO4 concentrations. The tantalum ions are back-extracted into the aqueous phase by contacting again with water or an aqueous solution containing NH3 and HF or NH3 and HF.
共抽出物の洗浄操作とTaイオンの逆抽出操作は用いる
水溶液は同一であっても、接触させる時の流量比率ある
いはN H3の混入比率を高めることによって水相側の
遊離HF濃度が変化し、その結果、タンタルの抽出分配
比が大きく変化することを利用するものである。Even though the same aqueous solution is used in the co-extract washing operation and the Ta ion back-extraction operation, the free HF concentration on the aqueous phase side changes by increasing the flow rate ratio during contact or the mixing ratio of NH3. As a result, the extraction and distribution ratio of tantalum changes greatly.
tlTaF1norg+ 3NHJ−+ (NHn)z
TaFt+NtlnHF2+nOrg水相に逆抽出され
たタンタルイオンはNH,を添加することにより、次式
に示すように水酸化物に近いN )I 4+とF−を含
有する沈澱物を生ずる。tlTaF1norg+ 3NHJ-+ (NHn)z
TaFt+NtlnHF2+nOrgThe tantalum ions back-extracted into the aqueous phase produce a precipitate containing hydroxide-like N2)I4+ and F- as shown in the following equation by adding NH.
(Nun)zTaFt + 2NH3+ H20→側H
,)、Ta0F5↓+2Nl(、FNH3を添加する前
に、大量の水を加え、水溶液中のHF濃度を希薄にすれ
ば、タンタルイオンを水酸化物として沈澱させることが
できる。(Nun)zTaFt + 2NH3+ H20→side H
,), Ta0F5↓+2Nl (, If a large amount of water is added to dilute the HF concentration in the aqueous solution before adding FNH3, tantalum ions can be precipitated as hydroxide.
(Nf14)a丁aF7+5NH3+5Hzo−Ta(
OH)s↓+78H,F次に、タンタル逆抽出液及びタ
ンタル含有沈澱物に、HF 、HI 、 HBr、H2
SO4及びHClの中から選択される1種または2種以
上の酸を加えて沈澱物を溶解し且つH+イオン濃度を調
節する。(Nf14)a aF7+5NH3+5Hzo-Ta(
OH)s↓+78H,F Next, add HF, HI, HBr, H2 to the tantalum strip extract and the tantalum-containing precipitate.
One or more acids selected from SO4 and HCl are added to dissolve the precipitate and adjust the H+ ion concentration.
(NH4) 2TaF 7 + Lso4−+ TaF
i−” (NH4) 2SO4十〇F + II十(N
!14)zTaOFsト11F + 112SO<−T
aFs−+(N11.)2S04+l+20+8”
Ta(Oll)s + 611C1−TaC1g−+5
11zO+I+”高濃度のタンタルハロゲン化錯イオン
を含有する水溶液に、エステルの群、エーテルの群、ケ
トンの群及びアルコールの群よりなる群より選択された
1種または、2種以上の有機溶媒(B)を接触させるこ
とにより次式に示すようにタンタルをハロゲン砲金EI
O体として抽出することができる。(NH4) 2TaF 7 + Lso4-+ TaF
i-” (NH4) 2SO4〇F + II〇(N
! 14) zTaOFs 11F + 112SO<-T
aFs-+(N11.)2S04+l+20+8” Ta(Oll)s+611C1-TaC1g-+5
11zO+I+" One or more organic solvents selected from the group consisting of esters, ethers, ketones, and alcohols (B ) by contacting tantalum with halogen gunmetal EI as shown in the following formula.
It can be extracted as O-form.
TaF5−+ H”+ nOrg−>HTaFs ・n
orgTaCl、−+ H”+ norg−* HTa
Cli HnOrg式中、○rgとは含酸素有機溶媒を
示し、エステル、エーテル、ケトン及びアルコールの各
群がら選択されるものである。TaF5−+ H”+ nOrg−>HTaFs ・n
orgTaCl, −+ H”+ norg−*HTa
In the Cli HnOrg formula, ○rg represents an oxygen-containing organic solvent selected from the groups of esters, ethers, ketones, and alcohols.
次に、必要であれば、有機溶媒(B)を洗浄し、次に、
タンタルのハロゲン化金属錯体を抽出・含有する有機溶
媒(B)を常圧状態あるいは減圧状態で、加熱・蒸発ま
たは加熱・蒸留することにより次式に示すように有機溶
媒(B)を回収すると共にタンタルのハロゲン化物を造
ることができる。Next, if necessary, the organic solvent (B) is washed, and then
Extract the tantalum metal halide complex and recover the organic solvent (B) as shown in the following formula by heating and evaporating or heating and distilling the organic solvent (B) containing it under normal pressure or reduced pressure. Tantalum halides can be made.
加熱
HTaF6− norg −−−+TaF5+ IIF
↑+nOrg↑また、加熱・蒸発あるいは加熱・蒸留を
行なう前に、必要に応じて、物理的に混入している水、
抽出されているH2Oを乾燥・除去することによりT
a F s及びTaCl5に含有される酸素量を極めて
微量に低下させることができる。Heating HTaF6- norg ---+TaF5+ IIF
↑+nOrg↑ Also, before heating/evaporating or heating/distilling, remove physically mixed water,
By drying and removing the extracted H2O, T
The amount of oxygen contained in a F s and TaCl5 can be reduced to an extremely small amount.
加熱・蒸発及び加熱・蒸留の温度によって、含酸素有機
溶媒(B)の酸化を防止し且つ生成するハロゲン化物の
酸化を防止する目的のために、装置内を不活性ガスで充
満させることができる。Depending on the heating/evaporation and heating/distillation temperatures, the inside of the apparatus can be filled with an inert gas for the purpose of preventing oxidation of the oxygen-containing organic solvent (B) and preventing oxidation of the generated halide. .
上述のようにして製造されたタンタルのハロゲン化物を
次式に示すように金属Na、My、Ca、Zn及びpb
よりなる群から選択された単体及び/またはこれらを主
体とする合金と接触させることにより金属タンタルを製
造することができる。The tantalum halide produced as described above is converted into metal Na, My, Ca, Zn and pb as shown in the following formula.
Tantalum metal can be produced by bringing it into contact with a single element selected from the group consisting of: and/or an alloy mainly composed of these elements.
TaC5+5Nm−+Ta+5NaF
TaC1s+2.5MfI−Ta+2.5MgCj!z
TaFs+2.5Ca−+Ta+2.5CaF。TaC5+5Nm-+Ta+5NaF TaC1s+2.5MfI-Ta+2.5MgCj! z
TaFs+2.5Ca-+Ta+2.5CaF.
TaCl5+ 2.5 Zn−Ta+ 2.5 ZnC
1zTaFs+2.5Pb−+Ta+2.5PbFz還
元剤として用いられる上述の金属の単体または合金は気
体状、液体状及び赤熱状態として使用することができ、
また、タンタルのハロゲン化物も気体状、液体状として
反応に供される。TaCl5+ 2.5 Zn-Ta+ 2.5 ZnC
1zTaFs+2.5Pb-+Ta+2.5PbFzThe above-mentioned metals alone or alloys used as reducing agents can be used in gaseous, liquid and red-hot states;
Further, tantalum halide is also subjected to the reaction in gaseous or liquid form.
還元反応は250℃以上の温度で生じ、酸化物の生成を
抑制するなめに、Ar等の不活性ガス雰囲気中で行なわ
れる。また、不活性ガスに還元ガスを混合して使用する
ことができる。The reduction reaction occurs at a temperature of 250° C. or higher, and is carried out in an atmosphere of an inert gas such as Ar in order to suppress the formation of oxides. Further, a reducing gas may be mixed with an inert gas.
本発明で出発原料となるタンタルとNb、 Fe、Mn
、Ti、Sn、Sb、Wl、Ni、Co、Cu、K、N
a、 N H4、Zn、Mo、Si、AZ、Ca、V
、Li、Th等の1種または2種以上の金属不純物イオ
ンが共存する水溶液は次のようにして造られる。Tantalum, Nb, Fe, Mn, which are the starting materials in the present invention
, Ti, Sn, Sb, Wl, Ni, Co, Cu, K, N
a, N H4, Zn, Mo, Si, AZ, Ca, V
An aqueous solution in which one or more types of metal impurity ions such as , Li, and Th coexist is prepared as follows.
−mに、タンライト、コロンバイト、ストルベライト、
パイロクロア、錫スラグ及びTaNbFe合金のような
タンタル含有原料あるいはタンタルコンデンサーのスク
ラップ、不良品等の電子材料廃棄物を、フッ酸単独及び
フッ酸と硫酸あるいはフッ酸と硝酸の如き混酸により溶
解することにより造ることができる。-m, tanlite, columbite, struberite,
By dissolving tantalum-containing raw materials such as pyrochlore, tin slag, and TaNbFe alloys, or electronic material waste such as tantalum capacitor scraps and defective products, with hydrofluoric acid alone or mixed acids such as hydrofluoric acid and sulfuric acid or hydrofluoric acid and nitric acid. can be built.
本発明で使用される有機溶媒(A>は次の群より選択さ
れる。The organic solvent (A>) used in the present invention is selected from the following group:
■ケトンの群: R・>c=。■ Ketone group: R・>c=.
(式中、R及びR′はアルキル基またはアリール基を示
し、炭素原子数が3〜18個のものが使用される)で表
されるケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサ
ノン、メチルプロピルケトン及びその類似ケトン。(In the formula, R and R' represent an alkyl group or an aryl group, and those having 3 to 18 carbon atoms are used.) Ketones, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl propyl ketone and similar Ketones.
■中性りん酸エステル:
(式中、Rは炭素原子数4〜18個のアルキル基を表す
)。(2) Neutral phosphoric acid ester: (wherein, R represents an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms).
■アルキルアミンの群:
RNH−1R2NH−及びR,NH−(式中、Rはアル
キル基を表し、炭素原子数が4〜24個のものが使用さ
れる)で表される第1級〜第3級アミン。■ Alkylamine group: Primary to primary represented by RNH-1R2NH- and R,NH- (in the formula, R represents an alkyl group, and those having 4 to 24 carbon atoms are used). Tertiary amine.
■アミドの群:
(式中、Rはア゛ルキル基を示し、炭素原子数が4〜2
5個のものが使用される)。■Amide group: (In the formula, R represents an alkyl group and has 4 to 2 carbon atoms.
5 are used).
本発明方法に使用される有機溶媒(A)の希釈剤は石油
系炭化水素であり、芳香族質のものも、脂肪族質のもの
も使用することができる。勿論、これらの混合物を使用
することもできる。有機溶媒(A)すなわち抽出剤は上
述の各群から選択され、1種の場合も、2種以上を併用
する場合もあるが、これらの混合比は対象とする水溶液
の性状や不純物の種類とそれらの共存する割合によって
決定することができる。The diluent for the organic solvent (A) used in the method of the present invention is a petroleum hydrocarbon, and both aromatic and aliphatic diluents can be used. Of course, mixtures of these can also be used. The organic solvent (A), that is, the extractant, is selected from the above groups, and may be used alone or in combination of two or more, but the mixing ratio of these depends on the properties of the target aqueous solution and the types of impurities. It can be determined by the proportion of their coexistence.
抽出剤濃度も同様で、−mに2〜100%(容積比)に
調節して使用することができ゛る。The same applies to the extractant concentration, which can be adjusted to -m from 2 to 100% (volume ratio).
本発明で使用される有機溶媒(B)は次の群より選択さ
れる。The organic solvent (B) used in the present invention is selected from the following group.
■ケトンの群: R・>c=。■ Ketone group: R・>c=.
(式中、R及びR′はアルキル基またはアリール基を示
し、炭素原子数が2〜18個のものが使用される)で表
されるケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサ
ノン、メチルプロピルケトン、メチルシクロヘキサノン
及びその類似ケトン。Ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl propyl ketone, methyl cyclohexanone (wherein R and R' represent an alkyl group or an aryl group, and those having 2 to 18 carbon atoms are used) and similar ketones.
■アミドの群:
(式中、Rはアルキル基を示し、炭素原子数が2〜18
個のものが使用される)。■Amide group: (In the formula, R represents an alkyl group and has 2 to 18 carbon atoms.
).
■エステルの群:
りん酸エステル及び酢酸エステルから選択することがで
きる。■Ester group: Can be selected from phosphate esters and acetate esters.
■エーテルの群:
脂肪族単一エーテル、脂肪族混成エーテル、脂肪族不飽
和エーテル及び芳香族エーテルの中より選択することが
でき、ジイソアミルエーテル、ジエチルエーテル、ジイ
ソプロピルエーテル、ジクロールエチルエーテル及びこ
れらと類似する形態のエーテルを含むものである。■Ether group: Can be selected from aliphatic single ether, aliphatic mixed ether, aliphatic unsaturated ether and aromatic ether, diisoamyl ether, diethyl ether, diisopropyl ether, dichloroethyl ether and these It contains ether in a similar form.
■アルコールの群:
炭素原子数4〜22個の各種(ノルマル、第2、第3)
アルコールを使用することができる。■Alcohol group: Various types with 4 to 22 carbon atoms (normal, secondary, tertiary)
Alcohol can be used.
本発明で使用される副生ハロゲン化アンモニウムの固形
物を洗浄するための溶剤としては以下のものを挙げるこ
とができる。Examples of the solvent for washing the solid by-product ammonium halide used in the present invention include the following.
■石油系炭化水素系では、石油エーテル、石油ベンゼン
、ヘキソン等の沸点が100℃以下で、表面張力が20
℃で30ダイン/C輪以下のものが含まれる。■For petroleum hydrocarbons, the boiling point of petroleum ether, petroleum benzene, hexon, etc. is below 100℃, and the surface tension is 20℃.
Includes 30 dynes/C ring or less at °C.
■芳香族炭化水素系では、ベンゼン等が使用される。■For aromatic hydrocarbons, benzene etc. are used.
本発明で使用される乾燥剤とは有機溶媒(B)に物理的
に混入している水及びタンタルのハロゲン化錯体と共に
抽出されたH2Oを除去し、乾燥するために使用するも
ので、無水芒硝、無水塩化カルシウム、無水硫酸マグネ
シウム、無水塩化マグネシウム、無水塩化カリウム、付
活アルミナ、過塩素酸マグネシウム、五酸化りん、無水
炭酸カリウム、酸化バリウム及び合成ゼオライト等のモ
レキュラーシーブを使用することができる。The desiccant used in the present invention is used to remove and dry H2O extracted together with the water and tantalum halogenated complex physically mixed in the organic solvent (B). Molecular sieves such as anhydrous calcium chloride, anhydrous magnesium sulfate, anhydrous magnesium chloride, anhydrous potassium chloride, activated alumina, magnesium perchlorate, phosphorus pentoxide, anhydrous potassium carbonate, barium oxide, and synthetic zeolites can be used.
本発明の任意工程である乾燥工程は有機溶媒(B)巾に
物理的に混入している水及びタンタルのハロゲン化錯体
と共に抽出されたH2Oを除去して最終生成物であるタ
ンタルのハロゲン化物中の酸素含量を最低量まで減少さ
せるための工程である。しかし、ある程度の有機溶媒(
B)中に存在する水は常圧状態あるいは減圧状態での加
熱・蒸発あるいは加熱・蒸留工程で除去することもでき
る。The drying step, which is an optional step of the present invention, removes the water physically mixed in the organic solvent (B) and H2O extracted together with the tantalum halide complex to form the final product tantalum halide. It is a process for reducing the oxygen content of However, some organic solvents (
The water present in B) can also be removed by heating and evaporation at normal pressure or reduced pressure, or by a heating and distillation process.
なお、この乾燥工程は有機溶媒(B)を上述のような物
質と接触させるものであるために、水を除去する代わり
に若干の不純物が有機溶媒(B)中に混入する場合もあ
り、最終生成物であるタンタルのハロゲン化物において
、所望とされる酸素含有量並びに不純物含有量等により
必要に応じて行なうことができる。In addition, since this drying process brings the organic solvent (B) into contact with the above-mentioned substances, some impurities may be mixed into the organic solvent (B) instead of removing water. The treatment can be carried out as necessary depending on the desired oxygen content, impurity content, etc. in the tantalum halide product.
本発明で使用する不活性ガスとはN2ガスまたはArガ
スであり、有機溶媒(B)を加熱・蒸発あるいは加熱蒸
留する際に有機溶媒(B)の酸化を防止したり、生成し
たタンタルのハロゲン化物が変質しないように用いるこ
とができる。The inert gas used in the present invention is N2 gas or Ar gas, and is used to prevent oxidation of the organic solvent (B) during heating and evaporation or heat distillation of the organic solvent (B), and to prevent the halogen of tantalum produced. It can be used to prevent chemical substances from deteriorating.
更に、タンタルのハロゲン化物を250℃以上の高温で
金属Na、Mg、Ca、 Zn及びPbの単体及び/ま
たはこれらを主体とする合金と接触させて金属タンタル
を造る際にも、装置内の大気を追い出す目的及び気体状
の還元剤あるいは気体状のタンタルのハロゲン化物を反
応装置に導くためにもArガスを使用することができる
。Furthermore, when producing tantalum metal by bringing tantalum halide into contact with the metals Na, Mg, Ca, Zn, and Pb and/or alloys mainly composed of these metals at a high temperature of 250°C or higher, Ar gas can also be used to drive out gaseous reducing agent or gaseous tantalum halide to the reactor.
還元装置内に大気が侵入することを防止するために、A
rガスを単独でまたはArガスと水素ガスの混合気体を
導入することもできる。In order to prevent air from entering the reduction equipment,
It is also possible to introduce R gas alone or a mixed gas of Ar gas and hydrogen gas.
以下、本発明方法を添付図に基づき説明するが、本発明
はこれらに限定されるものではないことを理解されたい
。The method of the present invention will be explained below based on the accompanying drawings, but it should be understood that the present invention is not limited thereto.
第1図のフローシートは本発明操作の基本型を示す図で
あり、主としてTaとNbを含み、1種または2種以上
の金属不純物イオンを含有しているフッ酸単独またはフ
ッ酸と硫酸との混合物をタンタルの抽出工程(A)に導
き、有機溶媒(A)と接触させることにより上述のフッ
酸または混合液中のタンタルをフッ化物錯体として抽出
する。The flow sheet in FIG. 1 is a diagram showing the basic type of operation of the present invention, in which hydrofluoric acid alone or hydrofluoric acid and sulfuric acid containing mainly Ta and Nb and one or more metal impurity ions are used. The mixture is led to the tantalum extraction step (A) and brought into contact with the organic solvent (A) to extract the tantalum in the hydrofluoric acid or mixture as a fluoride complex.
タンタルを抽出・含有する有機溶媒(A)中には、Nb
と1種または2種以上の金属不純物例えばFe、Mn、
Ti、Sn、Sb、W、Ni、Co、Cu、K、N a
、 N H4、Zn、Mo、 Si、AI、Ca、V、
Li、Th等の金属イオンも微量抽出され、これらの抽
出量が許容できない場合には、これら金属不純物を選択
的に洗浄する洗浄工程(B)へ導き、水またはN Hs
とHFの混合液(イ)と接触させることにより有機相よ
り水相に不純物金属イオンを移行せしめた後、該有機溶
媒をタンタルの逆抽出工程(C)に導き、水またはNH
3及びHFまたはに+及びKFを含有する水溶液(ロ)
と接触させることにより有機相よりタンタルのフッ化物
錯体を水相に移行せしめると共に有機溶媒を再生して再
度タンタルの抽出工程(A)へ循環する0本発明方法の
第1工程は以上の工程よりなる。In the organic solvent (A) that extracts and contains tantalum, Nb
and one or more metal impurities such as Fe, Mn,
Ti, Sn, Sb, W, Ni, Co, Cu, K, Na
, N H4, Zn, Mo, Si, AI, Ca, V,
Trace amounts of metal ions such as Li and Th are also extracted, and if these extraction amounts are unacceptable, a cleaning step (B) is conducted to selectively clean these metal impurities, and water or N Hs is introduced.
The impurity metal ions are transferred from the organic phase to the aqueous phase by contacting with the mixture (a) of
Aqueous solution containing 3 and HF or ni+ and KF (b)
The first step of the method of the present invention is to transfer the tantalum fluoride complex from the organic phase to the aqueous phase by contacting with Become.
本発明方法の第2工程は水相中に移行せしめたタンタル
を中和・沢過工程(D)に導き、NH,ガス及びNH,
○HまたはKOH及びKF(ハ)を添加することによっ
てタンタルとNH,+及びHFを含有する沈澱物が得ら
れる。In the second step of the method of the present invention, the tantalum transferred into the aqueous phase is led to the neutralization/sifting step (D), and NH, gas and NH,
By adding ○H or KOH and KF (c), a precipitate containing tantalum, NH, + and HF is obtained.
次に、第1工程で得られたタンタルのフッ化物錯体を含
有する逆抽出液及び第2工程で得られたN H3とI−
I Fを含有するタンタルの沈澱物を溶解し、H+イオ
ン濃度を調節する溶解・H+イオン濃度調節工程(E)
において、H,SO,、HBr、HI、HCI及びHF
の中から選択された1種または2種以上のa(ニ)を加
えた後、タンタルのハロゲン化錯体を抽出する抽出工程
(F)において、エーテルの群、ケトンの群、アミドの
群、エステルの群及びアルコールの群からなる各群から
選択された1種または2種以上の抽出剤からなる有機溶
媒(B)と接触させることにより、該溶液中のタンタル
のハロゲン化錯体が有機溶媒(B)に抽出・含有される
。Next, the strip extract containing the tantalum fluoride complex obtained in the first step and the NH3 and I-
Dissolution/H+ ion concentration adjustment step (E) of dissolving the tantalum precipitate containing IF and adjusting the H+ ion concentration
In, H, SO,, HBr, HI, HCI and HF
In the extraction step (F) of extracting the tantalum halogenated complex after adding one or more a(d) selected from the following, an ether group, a ketone group, an amide group, an ester By bringing the tantalum halogenated complex in the solution into contact with an organic solvent (B) consisting of one or more extractants selected from the group consisting of ) is extracted and contained in
次に、有機溶媒を加熱・蒸発または加熱・蒸留工程(G
)に導き、必要によりN2、Arガス(ホ)等を導入し
た常圧状態あるいは減圧状態で加熱・蒸発または加熱・
蒸留することにより、有機溶媒(B)を再生すると共に
タンタルの塩化物錯体及びタンタルのフッ化物錯体等の
タンタルのハロゲン化物(H)を製造すやことができる
0以上の工程より、本発明方法の第3工程がなる。Next, the organic solvent is heated and evaporated or heated and distilled (G
) and heat/evaporate or heat/evaporate under normal pressure or reduced pressure by introducing N2, Ar gas (e), etc. as necessary.
The method of the present invention comprises zero or more steps in which the organic solvent (B) can be regenerated by distillation and tantalum halides (H) such as tantalum chloride complexes and tantalum fluoride complexes can be produced quickly. This is the third step.
本発明の第3工程で製造されたタンタルのハロゲン化物
(H)を原料として金属タンタルを製造するのが本発明
の第4工程である。The fourth step of the present invention is to manufacture tantalum metal using the tantalum halide (H) produced in the third step of the present invention as a raw material.
タンタルのハロゲン化物(H)を還元反応工程(K)に
おいて、必要により不活性ガス(ト)の存在下で金属N
a、Mg、Ca、Zn及びPbの単体またはこれらを主
体とする合金である還元剤(へ)と接触させることによ
り金属タンタル(L)が製造される。In the reduction reaction step (K) of tantalum halide (H), metal N is added in the presence of an inert gas (g) if necessary.
Metal tantalum (L) is produced by contacting it with a reducing agent that is a simple substance of a, Mg, Ca, Zn, and Pb or an alloy mainly composed of these.
第2図のフローシートは金属タンタルを造る方法として
は第1図のフローシートと同一であるが、第3工程にお
いて、タンタルのハロゲン化錯体を抽出する抽出工程(
F)を出たタンタルを抽出・含有している有機溶媒(B
)を乾燥剤(チ)と接触させることよりなる乾燥工程(
J)が組み込まれたものである。The flow sheet in Figure 2 is the same as the flow sheet in Figure 1 as a method for producing tantalum metal, but in the third step, an extraction step (
Organic solvent (B) that extracts and contains the tantalum released from F)
) is brought into contact with a desiccant (H).
J) is incorporated.
[実 施 例] 以下に実施例を挙げ、本発明を更に説明する。[Example] The present invention will be further explained with reference to Examples below.
以下の試験に使用するTa含有液はタンクライトとコロ
ンバイトを混合してHFとH2SO,の混酸で溶解する
ことによって得られたものである。The Ta-containing liquid used in the following tests was obtained by mixing tankite and columbite and dissolving the mixture in a mixed acid of HF and H2SO.
得られたTa含有液の組成を以下の第1表に記載する。The composition of the obtained Ta-containing liquid is listed in Table 1 below.
第二−ニー−大−(単位g/1)
Ta205 49.6N bzo
s 80 、1Fe
8.4Mn
6.1Ti
1.8Sn 0.6S
b O,IW
0.04Si
4.1A1
1.lH2SO4152,O
HF 120.8上述のTa含
有液を使用し、抽出条件0/A =1/1、振どう時間
5分間の同一条件を使用して第2表に示す4種類の抽出
剤を用いた場合の抽出分配比を求めた。得られた結果を
以下の第2表に記載する。Second knee large (unit g/1) Ta205 49.6N bzo
s 80 , 1Fe
8.4Mn
6.1Ti
1.8Sn 0.6S
b O,IW
0.04Si
4.1A1
1. lH2SO4152, O HF 120.8 Using the Ta-containing liquid mentioned above, using the same extraction conditions of 0/A = 1/1 and shaking time of 5 minutes, use the four types of extractants shown in Table 2. The extraction distribution ratio was calculated when The results obtained are listed in Table 2 below.
抽出分配比(DME)は次式によって算出される。The extraction distribution ratio (DME) is calculated by the following formula.
なお、H2SO,濃度が低下するに従い、Nb2O5の
抽出分配比は低下する。また、TazOs濃度が低下す
ると、N b 20 sの抽出分配比が大きくなる。Note that as the concentration of H2SO decreases, the extraction and distribution ratio of Nb2O5 decreases. Furthermore, as the TazOs concentration decreases, the extraction and distribution ratio of N b 20 s increases.
A 金 の゛ ・
第2表に記載するように抽出された金属を含有する有機
溶媒を水または0.3モル/ρNH4F含有液と接触さ
せてNb2O,を選択的に除去する洗浄試験を行なった
。その結果を第3表に示す。A cleaning test was conducted in which Nb2O was selectively removed by contacting the organic solvent containing the extracted metal with water or a solution containing 0.3 mol/ρNH4F as shown in Table 2. . The results are shown in Table 3.
実装置では、洗浄操作を自流多段接触させるので、抽出
分配比の小さいNb2O5、Fe、Mn、 Ti等の不
純物は水相に移り、有機相にはT a 20 sのみが
残留する。In the actual device, since the cleaning operation is carried out in multiple stages of self-flow contact, impurities such as Nb2O5, Fe, Mn, and Ti, which have a small extraction/distribution ratio, are transferred to the aqueous phase, and only T a 20 s remains in the organic phase.
Ta ・ び ゛ ・ ・次に、2.
0モル/INH,F水溶液を上記有機相と接触させるこ
とにより有機相のTa205を逆抽出させる試験を行な
った。その結果を第4表に記載する。Ta ・ Bi ゛ ・ ・Next, 2.
A test was conducted in which Ta205 from the organic phase was back-extracted by contacting a 0 mol/INH,F aqueous solution with the organic phase. The results are shown in Table 4.
し、得られた沈澱物を乾燥し、分析し、得られた結果を
以下の第5表に示す、なお、第5表の分析結果が希望す
る製品純度を満足しない場合には、再溶解して第2表及
び第3表の操作を1回以上反復することによりTaの純
度を向上させることができる。The obtained precipitate was dried and analyzed, and the obtained results are shown in Table 5 below. If the analysis results in Table 5 do not satisfy the desired product purity, redissolve the product. The purity of Ta can be improved by repeating the operations shown in Tables 2 and 3 one or more times.
第一−5−一轟エ (単位二重量%)
次に、Taの逆抽出液にH2SO4を添加し、Ta沈澱
物に[−(C1とH,SO,を添加することにより第6
表に記載する組成をもつ溶液を調製し、第3工程のタン
タルの塩化物及びフッ化物製造試験用原料とした。1-5-1 Todoroki (unit: % double weight) Next, H2SO4 was added to the Ta back extract, and [-(C1 and H, SO,
A solution having the composition shown in the table was prepared and used as a raw material for the tantalum chloride and fluoride production test in the third step.
1−民 (g/l)
? B こ W抽出には、1
00%ジブチルエーテルと100%メチルイソブチルケ
トンを使用し2O/A=115、振どう時間5分間の条
件を使用した。抽出結果を第7表に示す。1-People (g/l)? B For W extraction, 1
00% dibutyl ether and 100% methyl isobutyl ketone were used, 2O/A=115, and shaking time was 5 minutes. The extraction results are shown in Table 7.
[−民 (g/l)
使用した有機溶媒:メチルイソブチルケトンTaJs
NbaOs IIF HCl1lzSO−有機相
84 <0.001 43.5 <0.1
<0.1水相 103 0.06 92.3 −−
91.7使用した有機溶媒ニジブチルエーテル
Taxes NbtOs +lF flci’
H2SO4有機相 80.7 <0.001 1.
6 57.8 <0.1水相 137.6 0.00
4 9.8156.2110.4Fe、Mn、Ti%S
n、Sb、W、Si、A1.Ni及びZnイオンの抽出
量はいずれもO,001g/I!以下であった。万一、
これらの不純物の抽出量が多い場合には、洗浄工程が必
要となる。[-min (g/l) Organic solvent used: methyl isobutyl ketone TaJs
NbaOs IIF HCl1lzSO-Organic phase 84 <0.001 43.5 <0.1
<0.1 aqueous phase 103 0.06 92.3 --
91.7 Organic solvent used Nidibutyl ether Taxes NbtOs +lF flci'
H2SO4 organic phase 80.7 <0.001 1.
6 57.8 <0.1 Water phase 137.6 0.00
4 9.8156.2110.4Fe, Mn, Ti%S
n, Sb, W, Si, A1. The extracted amounts of Ni and Zn ions are both O,001g/I! It was below. In the unlikely event that
If a large amount of these impurities are extracted, a washing step is required.
上述の抽出試験では、TJL以外の不純物金属イオン濃
度がいずれもO,0O1y/j!以下の微量であったが
、不手際からTaイオン以外の不純物イオンが抽出され
てしまった場合には、第1工程の洗浄工程(B)と同様
に水及びNH4+とHFの含有液と接触させることによ
り遭択的にTa以外の不純物金属イオンを水相に移行せ
しめて、有機溶媒中にはTaイオンのみを残留させる操
作を行なうことが必要となる。In the above extraction test, all impurity metal ion concentrations other than TJL were O,0O1y/j! If impurity ions other than Ta ions are extracted due to a mistake, although the amount shown below is small, contact them with water and a solution containing NH4+ and HF in the same way as in the first cleaning step (B). Therefore, it is necessary to perform an operation in which impurity metal ions other than Ta are selectively transferred to the aqueous phase, and only Ta ions remain in the organic solvent.
DttL・ または ^・
実験器内にArガスを入れて大気を追い出してから加熱
・蒸発あるいは加熱・蒸留試験を行なった。得られた結
果を第8表に示す。DttL・ or ^・ After putting Ar gas into the experimental vessel and expelling the atmosphere, heating/evaporation or heating/distillation tests were performed. The results obtained are shown in Table 8.
m要1
上述のようにして造られたタンタルのハロゲン化物を使
用して還元試験を行なった。得られた結果を第9表に記
載する。Summary 1 A reduction test was conducted using the tantalum halide prepared as described above. The results obtained are listed in Table 9.
[発明の効果コ
本発明方法により金属タンタルを製造すれば、従来法に
比較して工程が簡素化され、原料の制限もなくなり、省
エネルギーな製造方法で、良品質な金属タンタルを造る
ことができる。[Effects of the invention: If tantalum metal is produced by the method of the present invention, the process will be simplified compared to conventional methods, there will be no restrictions on raw materials, and high-quality tantalum metal can be produced using an energy-saving manufacturing method. .
第1図は本発明操作の基本型を示すフローシートであり
、第2図は第1図に記載する基本型の操作に乾燥工程を
加えた操作を示すフローシートである。
図中:
A・・・抽出工程;
B・・・洗浄工程;
C・・・逆抽出工程;
D・・・中和・p過工程;
E・・・溶解・H+イオン濃度調節工程;F・・・抽出
工程;
G・・・加熱・蒸発または加熱・蒸留工程;H・・・タ
ンタルのハロゲン化物;
J・・・乾燥工程;
K・・・還元反応工程;
L・・・金属タンタル;
(イ)水またはNH3とHFの混合液;(ロ)水または
N H、及びHFまたはに2及びKFを含有する水溶液
;
(ハ) N Hsガス及びNH,OHまなはKOH及び
HF;
(ニ)H2S O4、HBr、 HI 、 HCl及び
HFの中から選択されたIPlまたは2種以上の酸;(
ホ)N2.Arガス;
(へ)還元剤;
(ト)不活性ガス;
(チ)乾燥剤。FIG. 1 is a flow sheet showing a basic type of operation of the present invention, and FIG. 2 is a flow sheet showing an operation in which a drying step is added to the basic type operation described in FIG. In the figure: A...Extraction process; B...Washing process; C...Reverse extraction process; D...Neutralization/p-filtration process; E...Dissolution/H+ ion concentration adjustment process; F. ...Extraction process; G...Heating/evaporation or heating/distillation process; H...Tantalum halide; J...Drying process; K...Reduction reaction process; L...Metal tantalum; ( (b) Water or a mixed solution of NH3 and HF; (b) Water or an aqueous solution containing NH, and HF or Ni2 and KF; (c) NHs gas and NH, OH or KOH and HF; (d) IPl or two or more acids selected from H2SO4, HBr, HI, HCl and HF; (
e) N2. Ar gas; (f) Reducing agent; (G) Inert gas; (H) Drying agent.
Claims (1)
2種以上の金属不純物イオンが共存するフッ酸またはフ
ッ酸と硫酸の混合液からの金属タンタルの製造方法にお
いて、 (a)前記フッ酸またはフッ酸と硫酸の混合液にケトン
の群、中性りん酸エステルの群、アルキルアミンの群及
びアミドの群より選択された1種または2種以上の有機
溶媒であって、石油系炭化水素で希釈された有機溶媒(
A)を接触させて前記フッ酸またはフッ酸と硫酸の混合
液中のタンタルを優先的に抽出し、次に、有機溶媒(A
)を水またはNH_3及びHFまたはK^+及びHFを
含有する水溶液と接触させることにより、有機溶媒(A
)に抽出されたタンタルを前記水または水溶液側に逆抽
出すると共に有機溶媒(A)を再生する第1工程;(b
)逆抽出されたタンタルイオンを含有する水溶液にNH
_3及びNH_4OHまたはKOH及びKFを添加し、
タンタル、フッ素及びNH_4^+またはタンタル、フ
ッ素及びK^+を含有する沈澱物を造る第2工程; (c)第1工程で得られたタンタル含有抽出液あるいは
第2工程で造られた沈澱物に、H_2SO_4、HCl
、HI、HBr及びHFの群より選択された1種または
2種以上の酸を添加し、沈澱物を溶解して溶液とし、H
^+イオン濃度を調節した後、エステルの群、エーテル
の群、ケトンの群及びアルコールの群よりなる群から選
択された1種または2種以上の有機溶媒(B)を接触さ
せることにより、前記溶液中のタンタルイオンをハロゲ
ン化金属錯体として有機溶媒(B)に抽出し、次に、有
機溶媒(B)を常圧状態または減圧状態で加熱・蒸発あ
るいは加熱・蒸留することにより有機溶媒(B)を再生
すると共にタンタルのハロゲン化物を製造する第3工程
;及び (d)第3工程で得られたタンタルのハロゲン化物を、
金属Na、Mg、Ca、Zn及びPbの単体及び/また
はこれらを主体とする合金と接触させることにより金属
タンタルを造る第4工程よりなることを特徴とする金属
タンタルの製造方法。 2、第1工程で得られたタンタル含有逆抽出液あるいは
第2工程で造られた沈澱物に、フッ酸及び/または硫酸
を添加し、沈澱物を溶解し且つH^+イオンの濃度を調
節した後、第1工程及び第2工程の操作を1回以上反復
して得られるタンタルのハロゲン化物の純度を向上させ
る特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 3、第3工程で得られたタンタルのハロゲン化錯体を抽
出・含有している有機溶媒(B)を乾燥剤と接触させる
ことにより物理的に含有している水及び抽出・含有して
いるH_2Oを除去・乾燥する特許請求の範囲第1項記
載の製造方法。 4、Nbイオンまたは1種または2種以上の金属不純物
イオンの濃度に依存して、タンタルを抽出した有機溶媒
(A)を、水またはNH_3とHFを含有する水溶液と
接触させて、有機溶媒(A)中に共抽出された1種また
は2種以上の金属不純物イオンを選択的に有機相より水
相に移行させ、次に、逆抽出を行なう特許請求の範囲第
1項記載の製造方法。 5、Nbイオンまたは1種または2種以上の金属不純物
イオンの濃度に依存して、タンタルを抽出した有機溶媒
(B)を、水またはNH_3とHFを含有する水溶液と
接触させて、有機溶媒(B)中に共抽出された1種また
は2種以上の金属不純物イオンを選択的に有機相より水
相に移行させ、次に、加熱・蒸発または加熱・蒸留を行
なう特許請求の範囲第1項記載の製造方法。[Claims] 1. A method for producing tantalum metal from hydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid and sulfuric acid containing mainly tantalum and niobium and in which one or more metal impurity ions coexist, comprising: (a ) one or more organic solvents selected from the group of ketones, the group of neutral phosphoric acid esters, the group of alkyl amines, and the group of amides, in the hydrofluoric acid or the mixture of hydrofluoric acid and sulfuric acid; Organic solvent diluted with petroleum hydrocarbon (
A) to preferentially extract tantalum in the hydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid and sulfuric acid, and then contact with an organic solvent (A
) with water or an aqueous solution containing NH_3 and HF or K^+ and HF.
) A first step of back-extracting the tantalum extracted into the water or aqueous solution side and regenerating the organic solvent (A); (b
) NH to the aqueous solution containing the back-extracted tantalum ions.
Add _3 and NH_4OH or KOH and KF,
A second step of producing a precipitate containing tantalum, fluorine and NH_4^+ or tantalum, fluorine and K^+; (c) a tantalum-containing extract obtained in the first step or a precipitate produced in the second step; , H_2SO_4, HCl
, HI, HBr, and HF are added to dissolve the precipitate to form a solution.
After adjusting the ion concentration, the above-mentioned The tantalum ions in the solution are extracted as metal halide complexes into an organic solvent (B), and then the organic solvent (B) is heated and evaporated or heated and distilled at normal pressure or reduced pressure to form an organic solvent (B). ) a third step of regenerating tantalum halide and producing a tantalum halide; and (d) a tantalum halide obtained in the third step,
A method for producing tantalum metal, comprising a fourth step of producing tantalum metal by contacting with elemental metals Na, Mg, Ca, Zn, and Pb and/or an alloy mainly composed of these metals. 2. Add hydrofluoric acid and/or sulfuric acid to the tantalum-containing back extract obtained in the first step or the precipitate produced in the second step to dissolve the precipitate and adjust the concentration of H^+ ions. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the purity of the tantalum halide obtained is improved by repeating the operations of the first step and the second step one or more times. 3. Extract the tantalum halide complex obtained in the third step and bring the organic solvent (B) containing it into contact with a drying agent to extract the physically contained water and the extracted and contained H_2O The manufacturing method according to claim 1, which comprises removing and drying. 4. Depending on the concentration of Nb ions or one or more metal impurity ions, the organic solvent (A) from which tantalum was extracted is brought into contact with water or an aqueous solution containing NH_3 and HF to form an organic solvent (A). The manufacturing method according to claim 1, wherein the one or more metal impurity ions co-extracted in A) are selectively transferred from the organic phase to the aqueous phase, and then back-extracted. 5. Depending on the concentration of Nb ions or one or more metal impurity ions, the organic solvent (B) from which tantalum was extracted is brought into contact with water or an aqueous solution containing NH_3 and HF to extract the organic solvent (B). B) The one or more metal impurity ions co-extracted in B) are selectively transferred from the organic phase to the aqueous phase, and then heated and evaporated or heated and distilled. Manufacturing method described.
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JP6809187A JPS63235435A (en) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | Manufacture of metallic tantalum |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1987
- 1987-03-24 JP JP6809187A patent/JPS63235435A/en active Pending
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