[發明專利]一種處理低品位鈮鉭礦的堿-酸聯合工藝

無效

• 申請號: 201210256887.1
• 申請日: 2012-07-23
• 公開（公告）號: CN103572045A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 王曉輝;孫青;楊秀麗;鄭詩禮;張懿
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B3/04
• 分類號: C22B3/04;C22B3/26;C22B34/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種低品位鈮鉭礦轉化方法，具體地說是涉及一種將鈮鉭礦分解轉化為偏鈮酸鈉（NaNbO₃）和偏鉭酸鈉（NaTaO₃），并進一步提取鈮和鉭的方法。

背景技術

鈮（Nb）和鉭（Ta）屬于重要的高熔點稀有金屬，廣泛應用于鋼鐵、電子、硬質合金、化工、航空和醫學等諸多領域。目前，工業上主要采用高濃度HF酸（60~80wt%）或者高濃度HF+H₂SO₄混合酸處理鈮鉭礦并制得鈮、鉭產品。因HF酸沸點低，分解過程中有6~7%的HF以毒性廢氣形式揮發掉，不僅會對人的身體健康造成嚴重的傷害，而且會造成設備腐蝕；另外，在整個分解過程中將產生大量的含氟廢渣、廢水，環境污染嚴重。

近年來，隨著電子信息技術產業及鋼鐵工業的發展，鈮鉭消費需求持續增長，為鈮鉭濕法冶金的發展提供了良好的機遇，但由于現行工藝存在嚴重環境污染問題，嚴重制約了鈮鉭濕法冶金的可持續性發展，目前亟待開發新的鈮鉭清潔生產工藝。

為解決鈮鉭生產過程氟污染，在中國專利CN1605639A及文獻1：難分解鈮鉭礦高濃氫氧化鉀浸出機理研究，高校化學工程學報，V.19，No.2中，中國科學院過程工程研究所提出了一種處理鈮鉭礦的新工藝——KOH亞熔鹽清潔生產工藝。該工藝用KOH亞熔鹽替代HF酸處理鈮鉭礦，工藝條件為：反應溫度280~340℃、氫氧化鉀濃度75~85wt%、氫氧化鉀與鈮鉭礦質量比為3~7:1、反應時間1~8h，取得了較好的分解效果，但是這種工藝的反應溫度及堿溶液濃度偏高，對反應設備材質要求高，且堿介質循環量大，能耗較高。此外，KOH市場價格較高，增加了生產成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種優于現有工藝技術并能解決上述問題的方法。其關鍵在于克服現行高濃度HF酸工藝環境污染嚴重的問題，提供一種減少高毒性HF酸廢氣、廢水、廢渣的排放，從生產源頭削減氟污染，且能實現鈮、鉭高效提取的鈮鉭礦清潔轉化方法。

本發明的目的是通過如下的技術方案實現的：

本發明提供一種處理低品位鈮鉭礦的堿-酸聯合工藝，該工藝是將鈮鉭礦加入NaOH溶液中，低品位鈮鉭礦與NaOH反應，生成不溶性的偏鈮酸鈉（NaNbO₃）和偏鉭酸鈉（NaTaO₃）。偏鈮（鉭）酸鈉進一步用接近理論量的低濃度HF酸溶液浸取鈮、鉭，得到含鈮和鉭氟配物的溶液。如圖1所示，該方法包括如下步驟：

1）分解鈮鉭礦：在205~300℃，攪拌的條件下，將鈮鉭礦加入濃度為30~50wt%NaOH溶液中，進行分解反應1~6h，氫氧化鈉與鈮鉭礦的質量比為2~6:1。所述的鈮鉭礦分解反應是在可控溫密封反應釜中進行的；

2）過濾分離：將步驟1）中的經過分解得到的產物降溫到30~120℃，過濾分離，得到含偏鈮酸鈉和偏鉭酸鈉的固相及NaOH溶液。過濾分離出的NaOH溶液可直接返回步驟1）用于分解反應；

3）浸取鈮和鉭：在20~80℃,將步驟2）得到的含偏鈮酸鈉和偏鉭酸鈉固相加入HF酸溶液中，HF酸濃度為8~26wt%，分解時間為0.5~4h,固體質量與液體體積之比為1:1~5kg·L^-1;

4）過濾分離：在10~60℃，將步驟3）浸出漿料過濾分離，得到含鈮和鉭的溶液及含Fe、Mn、Sn等雜質的渣相。含鈮和鉭氟配物的溶液可通過現行萃取分離工藝實現鈮、鉭分離并制得鈮、鉭產品。

與已有技術相比，本發明提供的鈮鉭礦清潔轉化方法的優點在于：

1、本發明使用NaOH溶液分解鈮鉭礦，與傳統高濃度HF酸處理法相比，大大減少了F^-、氟化物的污染，具有很好的環境效益；

2、本發明將鈮鉭礦中的鈮鉭直接轉化為偏鈮酸鈉和偏鉭酸鈉，鈮鉭礦單次分解率可達99%以上，大大提高了分解效率并可簡化工藝流程；

3、本發明采用NaOH溶液分解鈮鉭礦，與中國專利CN1605639A及文獻1：難分解鈮鉭礦高濃氫氧化鉀浸出機理研究，高校化學工程學報，V.19，No.2公開的方法相比優勢明顯，分解反應的堿溶液濃度從75-85wt%降為30~50wt%，反應條件大大優化，降低了對反應設備造成的腐蝕，更容易實現反應過程堿介質的循環利用，此外，以NaOH作反應介質與KOH介質相比，能夠降低實際生產成本；

附圖說明

圖1是本發明提供的低品位鈮鉭礦轉化方法的工藝流程圖。

具體實施方式