铱精炼
2019-02-15 14:21:10
包含纯铱化合物制备和煅烧复原为金属两个过程。 1.纯铱化合物制备 有亚硝基络合、硫化及萃取法。 (1)亚络合法 赤色氯铱酸溶液用稀碱液调整为pH约1,参加NaNO2煮沸,转变为浅黄色的Na3Ir(NO2)6溶液,反应为: H3IrCl6+6NaNO2=====Na3Ir(NO2)6+3HCl+3NaCl 冷却后滤去杂质沉积物。铱溶液加浓煮沸从头转化为Na3 IrC},反应为: Na3Ir(NO2)6+6HCI=====Na3IrCl6+6HNO2 可重复络合达要求纯度后,通氧化并参加氯化铵沉积出氯铱酸铵: Na3IrCl6+2NH4Cl+0.5Cl2=====(NH4)2IrCl6↓+3NaCl (2)硫化法 较纯的氯铱酸溶液(铱浓度60-80g/L)室温下缓慢参加(NH4)2S,Na2S或通入H2S,使微量贵、贱金属杂质生成硫化物沉积,静置过夜后过滤得纯氯铱酸溶液。参加氯化铵并加硝酸或通入氧化,沉积出黑色带丝绢光泽的(NH4)2IrCl6结晶: H3IrCl6+2NH4Cl+0.5Cl2=====(NH4)2IrCl6↓+3HCl 贱金属及溶解度较大的氯铑酸铵留在母液中。过滤取得的氯铱酸铵若纯度不行,则用水浆化并加适量加热复原为可溶的(NH4)3IrCl6: (NH4)2IrCl6+N2H4·H2O=====(NH4)3IrCl6+0.5N2↑+H2O 再次用硫化法精粹,合格后通氧化沉积出氯铱酸铵。 (3)萃取法 含铱溶液用P204萃取别离贱金属阳离子,在坚持Ir(Ⅲ)状态下用N235萃取别离贵金属杂质,水相通入氧化Ir(Ⅲ)为Ir(Ⅳ),用N235或TBP萃取[IrCl6]2-。稀溶液反萃取,反萃液加煮沸,通氧化,加氯化铵沉积出氯铱酸铵。[next] 2.金属制备及产品标准 纯氯铱酸铵烘干后加温至350℃保持2h,再升温至600℃使铵盐分化产出金属铱: 氯化铵白烟排尽,冷却后移入氢复原炉在800-900℃温度下通复原,再换成慵懒气氛下降温冷却至室温取得金属铱。 我国金属铱产品标准(GB1422-89)如表。我国金属铱产品标准(GB1422-89)/%品种IrPtPdRhAgCuNiFeAlPb SnSi杂质总和FIr-199.990.0030.0010.0030.0010.0020000.0010.0010.0030.01FIr -299.950.020.020.020.0050.0050.010.0100.0050.0050.0050.05FIr -399.90.030.030.03 0.010.0200.010.010.010.1
铱常识
2019-03-14 09:02:01
铱为银白色金属,密度22.421,熔点2410℃,沸点4130℃,晶体结构为立方面心,质硬而脆。热加工时,只需不退火,可延展加工成细丝和薄片;一旦退火,就失掉延展性变得硬脆。铱化学性质很安稳,不溶于酸,稍溶于。 铱归于铂族元素,现在发现的铂族矿藏和含铂族元素的矿藏已超越80种,加上变种和未定名矿藏已达200多个。在天然界中,铂族金属首要呈天然元素、天然合金、锑化物、硫化物、硫砷化物和铋碲化物的独自矿藏存在,部分呈类质同像存在于硫化物,如黄铜矿、镍黄铁矿、紫硫镍(铁)矿等矿石中。在含铂族元素的矿石中,因为锇、铱、钯、铑和钌等元素都与铂共生,通常以铂为首要成分,而其他铂族元素则含量较小,因而都是从提取铂后的残渣中再收回铱等其他铂族金属。 纯铱专门用在飞机火花塞中,多用于制作科学仪器、热电偶、电阻线等。铱作合金用能够增强金属的硬度。铱与铂构成的合金(10%的Ir和90%的Pt),因膨胀系数极小,常用来制作国际标准米尺。 铂族金属包含铂、钯、锇、铱、钌、铑六种金属,我国铂族金属资源比较稀缺,铂族金属矿床散布在10个省、自治区,甘肃、云南、四川和黑龙江的储量较多,这四省的储量占全国储量的94.6%。其他省区如河北、青海、新疆、北京、内蒙古也有一些小矿点,储量甚少。 从1996年我国铂矿、钯矿与铂钯(未分)矿保有储量看,我国的铂矿和钯矿首要散布在甘肃,别离占全国铂矿与钯矿的90.7%与91.3%,其次是河北,别离为5.8%和2.3%。其他省区只占很少比例。铂钯(未分)矿首要在云南,占全国的66.8%;其次是四川,占全国的25.5%。 其他几种铂族金属的散布也首要在甘肃、云南和黑龙江。甘肃省的铑、铱、锇、钌储量别离占其全国储量的59.3%、64.4%、74.0%、84.9%;云南别离占39.4%、29.4%、9.8%、13.2%。这两个省的相应数据相加,除了锇都占到全国储量的95%以上;仅仅云南的锇储量(占9.8%)稍逊于黑龙江(占15.2%)。我国铂族金属资源有以下特色: (1)资源散布会集。我国的铂族金属资源95%以上散布于甘肃、云南、四川、黑龙江和河北5省,其间仅甘肃省就占全国储量的57.5%。这几个省的储量会集于甘肃金川、云南金宝山和四川柳树坪三个大型矿床。 (2)矿石档次低,铂族元素以铂、钯为主,且铂大于钯。全国铂族金属矿的均匀档次为0.796g/t,Pt档次0.341g/t,Pd档次0.386 g/t,Os+Ir档次0.041g/t,Rh+Ru档次0.028 g/t。以铂族金属为主的矿床,档次为1.468g/t,富矿档次2.33 g/t;与铜镍共生的铂族金属档次0.768 g/t,铜镍矿中伴生的铂族金属档次0.436 g/t。国外几个大型铂矿床的均匀档次为:南非布什维尔德杂岩3.1-17.1 g/t,麦伦斯底层30~60 g/t,俄罗斯诺里尔斯克6~350 g/t,加拿大萨德伯里3.34 g/t,美国斯蒂尔沃特147 g/t。相比之下,我国铂族金属矿的档次是非常低的。 (3)矿床类型多样,但大部分储量会集于共生或伴生矿。我国铂族金属矿床类型有岩浆熔离型、热液再造型和砂铂矿,还有一些含在黑色岩系、热液或夕卡岩型多金属矿床及斑岩铜钼矿中。按全国矿产储量委员会(1985)断定的铂族金属参阅工业目标,原生矿的鸿沟档次为0.3~0.5g/t,工业档次为0.5 g/t。可将我国铂族金属矿床分为单一矿、共生矿和伴生矿三类,依据1996年的统计资料,93.4%的铂族金属(探明储量)与铜镍硫化物、多金属共生或伴生。
铱知识
2019-03-08 11:19:22
铱为银白色金属,密度22.421,熔点2410℃,沸点4130℃,晶体结构为立方面心,质硬而脆。热加工时,只需不退火,可延展加工成细丝和薄片;一旦退火,就失掉延展性变得硬脆。铱化学性质很安稳,不溶于酸,稍溶于。
铱归于铂族元素,现在发现的铂族矿藏和含铂族元素的矿藏已超越80种,加上变种和未定名矿藏已达200多个。在天然界中,铂族金属首要呈天然元素、天然合金、锑化物、硫化物、硫砷化物和铋碲化物的独自矿藏存在,部分呈类质同像存在于硫化物,如黄铜矿、镍黄铁矿、紫硫镍(铁)矿等矿石中。在含铂族元素的矿石中,因为锇、铱、钯、铑和钌等元素都与铂共生,通常以铂为首要成分,而其他铂族元素则含量较小,因而都是从提取铂后的残渣中再收回铱等其他铂族金属。
纯铱专门用在飞机火花塞中,多用于制作科学仪器、热电偶、电阻线等。铱作合金用能够增强金属的硬度。铱与铂构成的合金(10%的Ir和90%的Pt),因膨胀系数极小,常用来制作国际标准米尺。
铂族金属包含铂、钯、锇、铱、钌、铑六种金属,我国铂族金属资源比较稀缺,铂族金属矿床散布在10个省、自治区,甘肃、云南、四川和黑龙江的储量较多,这四省的储量占全国储量的94.6%。其他省区如河北、青海、新疆、北京、内蒙古也有一些小矿点,储量甚少。
从1996年我国铂矿、钯矿与铂钯(未分)矿保有储量看,我国的铂矿和钯矿首要散布在甘肃,别离占全国铂矿与钯矿的90.7%与91.3%,其次是河北,别离为5.8%和2.3%。其他省区只占很少比例。铂钯(未分)矿首要在云南,占全国的66.8%;其次是四川,占全国的25.5%。
其他几种铂族金属的散布也首要在甘肃、云南和黑龙江。甘肃省的铑、铱、锇、钌储量别离占其全国储量的59.3%、64.4%、74.0%、84.9%;云南别离占39.4%、29.4%、9.8%、13.2%。这两个省的相应数据相加,除了锇都占到全国储量的95%以上;仅仅云南的锇储量(占9.8%)稍逊于黑龙江(占15.2%)。我国铂族金属资源有以下特色:
(1)资源散布会集。我国的铂族金属资源95%以上散布于甘肃、云南、四川、黑龙江和河北5省,其间仅甘肃省就占全国储量的57.5%。这几个省的储量会集于甘肃金川、云南金宝山和四川柳树坪三个大型矿床。
(2)矿石档次低,铂族元素以铂、钯为主,且铂大于钯。全国铂族金属矿的均匀档次为0.796g/t,Pt档次0.341g/t,Pd档次0.386g/t,Os+Ir档次0.041g/t,Rh+Ru档次0.028 g/t。以铂族金属为主的矿床,档次为1.468g/t,富矿档次2.33g/t;与铜镍共生的铂族金属档次0.768 g/t,铜镍矿中伴生的铂族金属档次0.436g/t。国外几个大型铂矿床的均匀档次为:南非布什维尔德杂岩3.1-17.1 g/t,麦伦斯底层30~60 g/t,俄罗斯诺里尔斯克6~350g/t,加拿大萨德伯里3.34 g/t,美国斯蒂尔沃特147 g/t。相比之下,我国铂族金属矿的档次是非常低的。
(3)矿床类型多样,但大部分储量会集于共生或伴生矿。我国铂族金属矿床类型有岩浆熔离型、热液再造型和砂铂矿,还有一些含在黑色岩系、热液或夕卡岩型多金属矿床及斑岩铜钼矿中。按全国矿产储量委员会(1985)断定的铂族金属参阅工业目标,原生矿的鸿沟档次为0.3~0.5g/t,工业档次为0.5g/t。可将我国铂族金属矿床分为单一矿、共生矿和伴生矿三类,依据1996年的统计资料,93.4%的铂族金属(探明储量)与铜镍硫化物、多金属共生或伴生。
铱矿
2019-02-11 14:05:30
一、元素描绘
铱是一种银白色金属,硬而脆。热加工时,只需不退火,可延展加工成细丝和薄片;一旦退火,就失掉延展性变得硬脆。密度22.42克立方厘米。熔点2410±40℃,沸点4130℃。面心立方晶体。
铱的化学性质很安稳,是最耐腐蚀的金属,铱对酸的化学安稳性极高,不溶于酸,只要海绵状的铱才会缓慢地简单热中,如果是细密状况的铱,即使是欢腾的,也不能腐蚀铱;稍受熔融得、和得腐蚀。一般的腐蚀剂都不能腐蚀铱。有构成配位化合物得激烈倾向。首要化合价+2、+4、+6。二、元素来历
在地壳中含量仅有9×10-9%。首要存在于锇铱矿中。可用锌与在提炼铂时所得的锇铱合金中别离制得。三、元素用处
纯铱专门用在飞机火花塞中,多用于制造科学仪器、热电偶、电阻线等。做合金用,能够增强其他金属得硬度和抗腐蚀性。纯洁的铱多用于合金,铱虽然有独自运用,但这样的状况比较少,独自以细密金属状的方式呈现的形状一般作为锭状,坩埚,或许丝状。将铱加工成丝状的本钱高,使得铱丝的商场价格高达每克1000元左右,所以铱经常以合金方式呈现,它与铂构成得合金(10%的Ir和90%的Pt),因膨胀系数极小,常用来制造国际标准米尺,世界上的千克原器也是由铂铱合金制造的。
四、元素辅佐材料
铱属铂系元素。铂系元素简直彻底成单质状况存在,高度涣散在各种矿石中,例如原铂矿、硫化镍铜矿、磁铁矿等。铂系元素简直无例外地一起存在,构成天然合金。在含铂系元素矿石中,通常以铂为首要成分,而其他铂系元素则因含量较小,有必要通过化学分析才干被发现。因为锇、铱、钯、铑和钌都与铂一起组成矿石,因而它们都是从铂矿提取铂后的残渣中发现的。
铱的性质
2019-03-13 11:30:39
铱的性质 铱是铂族金属之一,银白色。熔点为2454℃,属难熔金属。密度为22.40克/厘米3。室温下质硬而脆,高温时可压成薄片或拉成丝。是仅有可在氧化性气氛和2300℃下而不严重损失的金属。熔点和硬度都比铂高。铱化学性质安稳,它不与任何酸(包含)起作用,但受熔融盐的腐蚀,尤其是受氯化钠和腐蚀。自然界中铱与铂族其它金属性质附近,常共生在一起。依首要从铁、镍、铜的硫化矿和铂砂矿的副产物取得。 铱的用处 铱及其合金在石油化学工业上首要作催化剂。在电子电器工业上,用于制作电阻线、热电偶、依阴极丝、继电器、电触头及印刷电路等。高硬度的铱铂合金常用来制作陀螺仪导电环、笔尖、挂钟、仪器轴承等。国际标准米尺就是用10%铱和90%铂的合金制成的。铱还可作高温反响坩埚。 .
铱的基本知识
2019-03-12 11:03:26
铱为银白色金属,密度22.421,熔点2410℃,沸点4130℃,晶体结构为立方面心,质硬而脆。热加工时,只需不退火,可延展加工成细丝和薄片;一旦退火,就失掉延展性变得硬脆。铱化学性质很安稳,不溶于酸,稍溶于。 铱归于铂族元素,现在发现的铂族矿藏和含铂族元素的矿藏已超越80种,加上变种和未定名矿藏已达200多个。在天然界中,铂族金属首要呈天然元素、天然合金、锑化物、硫化物、硫砷化物和铋碲化物的独自矿藏存在,部分呈类质同像存在于硫化物,如黄铜矿、镍黄铁矿、紫硫镍(铁)矿等矿石中。在含铂族元素的矿石中,因为锇、铱、钯、铑和钌等元素都与铂共生,通常以铂为首要成分,而其他铂族元素则含量较小,因而都是从提取铂后的残渣中再收回铱等其他铂族金属。 纯铱专门用在飞机火花塞中,多用于制作科学仪器、热电偶、电阻线等。铱作合金用能够增强金属的硬度。铱与铂构成的合金(10%的Ir和90%的Pt),因膨胀系数极小,常用来制作国际标准米尺。
铱基本知识介绍
2019-02-14 10:39:59
铱是一种化学元素,它的化学符号是Ir,它的原子序数是77。 铱是银白色过渡金属,是密度第二大的元素,仅次于锇。铱可在铂矿中发现。 恐龙等史前动物的绝种,据说是由小行星碰击地球时所带来的铱引致。 铱亦像锇相同,可在合金中使合金更能反抗高温及腐蚀,例如用在高温设备或电子开关等当地。 发现小史 1804年英国人(S.Tenllant)从天然铂的不溶物中发现锇和铱。 铱的希腊字虹iris,命名为iridium。 铱的性质 铱为银白色金属,对普通的酸和化学试剂有优秀的抗蚀功能。铱能抗单一的酸和化学试剂的腐蚀,甚至在中也很难溶解。粉末状的铱在空气或氧气中于600℃时氧化,生成一层氧化铱薄膜。这种氧化物在高于1100℃时分化,使金属康复原有光泽。铱是仅有能够在氧化性气氛中运用到2300℃而不严重损失的金属。铱为过渡金属,有多个化合价,最安稳的化合价如下:钌为+3;铑为+3;钯为+2,+4;锇为+3,+4;铱为+3,+4;铂为+2,+4。它们有生成合作物的激烈倾向,最常见的是生成配位数4或6的合作物。它有生成合作物的激烈倾向,最常见的是生成配位数4的合作物。铱的高温强度很好,但冷塑性加工功能稍差。 铱的资源 现在发现的铂族矿藏和含铂族元素的矿藏已超越80种,加上变种和未定名矿藏已达200个。在天然界中,铂族金属主国呈天然元素、天然合金、锑化物、硫化物、硫砷化物和铋碲化物的独自矿藏存在,部分呈类质同像存在于硫化物,如黄铜矿、镍黄铁矿、紫硫镍(铁)矿等中。 铱的制取 1.铂族金属的提取:砂铂矿或含铂族金属的砂金矿用重选法富集可得精矿,铂或锇、铱的含量能达70-90%,可直接精粹。50年代以来铂族金属主要从铜镍硫化物共生矿中提取,小部分从炼铜副产品中提取。铂族含量高的冰镍,现在氧压下硫酸浸出,或氯化冶金别离其他金属后取得铂族精矿。铂族精矿经过直接溶解、别离、提纯,或先将锇、钌氧化蒸发他离后,再别离、提纯其他铂族金属。 2.铂族金属再生:铂族金属稀有而宝贵,向来注重收回。废催化剂、废电器元件、含铂的残缺器皿、废电镀液、珠宝装饰品厂的废料等都可从中收回铂族金属。 3.铂族金属的别离和提纯:铂族金属的提取和精制流程因质料成分、含量的不同而异。将铂族金属精矿或含铂族金属的阳极泥用溶解,钯、铂、金均进入溶液。用处理以损坏亚硝酰化合物,然后加硫酸亚铁沉积出金。加氯化铵,铂呈铵沉积出,煅烧铵可得含铂99.5%以上的海绵铂。别离铂后的滤液,参加过量的氢氧化铵,再用酸化,沉积出二氯二配亚钯方式的钯,再在中加热煅烧可得纯度达99.7%以上的海绵钯。经上述处理后的不溶物与碳酸钠、硼砂、密陀僧和焦炭共熔,得贵铅。用灰吹法除掉大部分铅,再用硝酸溶解银,残留的铅、铑、铱、锇、钌富集于残渣中。将此残渣与熔融,铑转化为可溶性的硫酸盐,用水浸出,加沉出氢氧化铑,再用溶解,得氯铑酸。溶液提纯后,参加氯化铵,浓缩、结晶出氯铑酸铵。在中煅烧,可得海绵铑。在熔融时,铱、锇、钌不反响,仍留于水浸残渣中。将残渣与和苛性钠一同熔融,用水浸出;向浸出液中通入并蒸馏,钌和锇以氧化物方式蒸出。用乙醇-溶液吸收,将吸收液再加热蒸馏,并用碱液吸收得锇酸钠。在吸收液中加氯化铵,则锇以铵盐方式沉积,在中煅烧,可得锇粉。在蒸出锇的残液中加氯化铵,可得钌的铵盐,再在中煅烧,可得钌粉。浸出钌和锇后的残渣主要为氧化铱,用溶解,加氯化铵沉出粗氯铱酸铵,经精制,在中煅烧,可得铱粉。将铂族金属粉末用粉末冶金法或经过高频感应电炉熔化可制得金属锭。 4.制取高纯铂族金属:一般将金属溶解后,经重复提纯,精制办法有载体氧化水解、离子交换、溶剂萃取和重复沉积等,然后再以铵盐沉出,经煅烧可得相应的高纯金属。 铱的用处 铂族金属和合金有许多重要的工业用处。曩昔主要是制作蒸馏釜以浓缩铅室法制得稀硫酸,也曾用铂铱合金制作标准的米尺和砝码。在19世纪中叶,俄国曾制作铂铱合金币在市场上流转。现在,铂族金属及其合金的主要用处为制作催化剂。铂铑合金对熔融的玻璃具有特别的抗蚀性,可用于制作出产玻璃纤维的坩埚。铂铱、铂铑、铂钯合金有很高的抗电弧烧损才能,被用作电接点合金,这是铂的主要用处之一。因为铂化学性质安稳,纯铂、铂铑合金或铂铱合金制作的试验器皿如坩埚、电极、电阻丝等是化学试验室的必备物。铂钴合金是一种可加工的磁能积高的硬磁材料。铂和铂合金广泛用于制作各种首饰特别是镶钻石的戒指、表壳和饰针。铂或钯的合金也可作牙科材料。铂、钯和铑可作电镀层,常用于电子工业和首饰加工中。近年来涂钌和铂的钛阳极替代了电解槽中的石墨阳极,提高了电解功率,并延伸电极寿数,是氯碱工来中一项重要的技能改善,为钌在工业上运用拓荒了新途径。锇铱合金可制作笔尖和唱针。钯合金还用于制作净化材料和高温钎焊焊料等。在化学工业中还运用包铂设备。
钽常识
2019-03-14 09:02:01
钽为黑灰色金属,密度16.6,熔点2996℃,沸点5425℃。具有比严重、熔点高、沸点高、强度高、抗疲劳、抗变形、抗腐蚀、导热、超导、单极导电及吸收气体等优秀特性。钽的化学性质特别安稳,常温下除外不受其它无机酸碱的腐蚀;高温下能溶于浓硫酸、浓磷酸和强碱溶液中;金属钽在氧气中灼烧可得五氧化二钽;常温下能与氟反响;高温下能与氯、硫、氮、碳等单质直接化合。 钽、铌共生亲近,它们的物理性质、化学性质、地球化学性质以及矿藏学性质等都有许多类似之处,因此常在同一矿藏中呈现。一切的铌矿藏中都含有钽,钽的矿藏中都含有铌,仅仅有主次之分。有的构成彻底的类质同象系列矿藏,如铌铁矿-钽铁矿系列矿藏:Ta2O5<15%称铌铁矿,Nb2O5<10%称钽铁矿,Nb2O5>Ta2O5称钽铌铁矿,Ta2O5>Nb2O5称铌钽铁矿,Fe/Mn<1时则称为铌锰矿-钽锰矿系列。 钽在地壳中均匀含量为2×10-6,铌为20×10-6,Nb/Ta值为10。铌、钽在首要岩浆岩和首要沉积岩都有不同程度的散布,其间在花岗岩中含量较高。现在,已发现的铌钽矿藏和含铌钽矿藏有130多种,其间较常见的有30多种。但作为铌钽工业矿藏质料的只要10种,即铌铁矿-钽铁矿系列矿藏(铌铁矿含Ta2O5<14.55%,Nb2O5>63.77%;钽铁矿含Ta2O5>72.18%,Nb2O5<10.33%)、褐钇铌矿(含Ta2O5为2.5%~11.09%,Nb2O5为33.64%~42.9%)、易解石(含Ta2O5为0.26%~3.3%,Nb2O5为21%~35%)、铌易解石(含Ta2O5为0.51%,Nb2O5为41.13%)、铌铁金红石(含Ta2O5为0.31%,Nb2O5为6.71~23.67%)、烧绿石(含Ta2O5为1.44%~6.65%,Nb2O5为56.01%~67.77%)、锰钽矿(含Ta2O5为70%~86%,Nb2O5为1.91%~10.33%)、重钽铁矿(含Ta2O5为73.98%~86.01%,Nb2O5为1.17%~1.37%)、黄钇钽矿(含Ta2O5为49.4%~55.5%,Nb2O5为9.15%)、细晶石(含Ta2O5为55%~77%,Nb2O5为0.4%~10.13%)。 钽矿藏质料首要是钽铁矿、细晶石等,钽冶炼的首要过程是分化精矿,净化和别离钽、铌,以制取钽、铌的纯化合物,最终制取钽金属。矿石分化可采用分化法、熔融法和氯化法等。钽铌别离可采用溶剂萃取法(常用的萃取剂为甲基异丁酮、磷酸三丁酯、仲辛醇和乙酰胺等)、分步结晶法和离子交换法。 钽具有耐腐蚀、冷加工性能好和氧化膜电性能好等长处,有许多重要用处。钽在酸性电解液中构成安稳的阳极氧化膜,用钽制成的电解电容器,具有容量大,体积小和可靠性好等长处。钽也是制造电子发射管、高功率电子管零件的材料。钽制的抗腐蚀设备可用于出产强酸、、等化学工业。金属钽可作发动机的燃烧室的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、和喷气发动机的耐热高强材料及操控和调理配备的零件等。钽易加工成形,在高温真空炉中作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。钽可作骨科和外科手术材料。钽的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。
钽知识
2019-03-08 09:05:26
钽为黑灰色金属,密度16.6,熔点2996℃,沸点5425℃。具有比严重、熔点高、沸点高、强度高、抗疲劳、抗变形、抗腐蚀、导热、超导、单极导电及吸收气体等优秀特性。钽的化学性质特别安稳,常温下除外不受其它无机酸碱的腐蚀;高温下能溶于浓硫酸、浓磷酸和强碱溶液中;金属钽在氧气中灼烧可得五氧化二钽;常温下能与氟反响;高温下能与氯、硫、氮、碳等单质直接化合。
钽、铌共生亲近,它们的物理性质、化学性质、地球化学性质以及矿藏学性质等都有许多类似之处,因此常在同一矿藏中呈现。一切的铌矿藏中都含有钽,钽的矿藏中都含有铌,仅仅有主次之分。有的构成彻底的类质同象系列矿藏,如铌铁矿-钽铁矿系列矿藏:Ta2O5
Ta2O5称钽铌铁矿,Ta2O5>Nb2O5称铌钽铁矿,Fe/Mn
钽在地壳中均匀含量为2×10-6,铌为20×10-6,Nb/Ta值为10。铌、钽在首要岩浆岩和首要沉积岩都有不同程度的散布,其间在花岗岩中含量较高。现在,已发现的铌钽矿藏和含铌钽矿藏有130多种,其间较常见的有30多种。但作为铌钽工业矿藏质料的只要10种,即铌铁矿-钽铁矿系列矿藏(铌铁矿含Ta2O5
63.77%;钽铁矿含Ta2O5>72.18%,Nb2O5
钽矿藏质料首要是钽铁矿、细晶石等,钽冶炼的首要过程是分化精矿,净化和别离钽、铌,以制取钽、铌的纯化合物,最终制取钽金属。矿石分化可采用分化法、熔融法和氯化法等。钽铌别离可采用溶剂萃取法(常用的萃取剂为甲基异丁酮、磷酸三丁酯、仲辛醇和乙酰胺等)、分步结晶法和离子交换法。
钽具有耐腐蚀、冷加工性能好和氧化膜电性能好等长处,有许多重要用处。钽在酸性电解液中构成安稳的阳极氧化膜,用钽制成的电解电容器,具有容量大,体积小和可靠性好等长处。钽也是制造电子发射管、高功率电子管零件的材料。钽制的抗腐蚀设备可用于出产强酸、、等化学工业。金属钽可作发动机的燃烧室的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、和喷气发动机的耐热高强材料及操控和调理配备的零件等。钽易加工成形,在高温真空炉中作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。钽可作骨科和外科手术材料。钽的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。
钽铌尾矿再选(宜春钽铌矿)
2019-01-21 18:04:39
宜春钽铌矿选矿尾矿经浮选回收锂云母,重选回收长石,成为我国最大的锂云母产地,其尾矿再选的产品产值已占生产总产值的52.4%,产出的锂云母供全国不少地方生产锂及其他锂产品,获得多种应用,长石也用于玻璃、陶瓷。
钽铌选矿
2019-02-25 15:59:39
钽铌矿选矿粗选一般选用重选法,精选则选用重选、浮选、电磁选或选冶联合工艺,处理粉矿或原生泥含量多的矿石,洗矿作业必不可少,一起选用高效磨矿分级设备,以下降钽铌矿藏的泥化。
钽铌浮选常用捕收剂有脂肪酸类、胂酸类、类、羟肟酸类、阳离子型捕收剂等,捕收剂的环境污染及药剂本钱问题至头重要。跟着化学工业的开展,质料来历广泛,组成工艺简略,易生物降解、选择性好、无毒无害、报价合理的药剂将不断出现,满意钽铌选矿厂的需求。
1、钽铌矿矿藏工艺学特性
铌铁矿-钽铁矿的化学通式为AB2O6,二者简称铌钽铁矿。A为铁、锰,B为铌、钽。从纯铌到钽的不同方式具有一系列同晶结构,其特点是铁和锰的份额不定。其间含Nb2O51.97~78.88%,Ta2O5 5.56~83.57%,MnO 1.26~16.25%,FeO1.89~16.25%。还有Ti、Zr、W、TR、U等类质同象混入物。组元中铌占多数,就称该矿藏为铌铁矿,假如钽占多数,则称为钽铁矿。矿藏的晶格为斜方结构,空间群记号为Pcan。结构由A和B八面体的层所组成。相同的八面体在层中以边连接成链,再同一起极点相连。一个A八面体层经过极点与邻连的B八面体层从两方面相连,构成BAB结构。
铌铁矿-钽铁矿许多矿藏的晶格参数与试样的成分有关,其动摇规模如下:a=0.5133~0.5054nm;b=1.445~1.405nm;c=0.5762~0.5683nm。铌钽锰矿中原子距离:Mn-O=2.12~2.14埃,Ta-O=1.86~2.12埃。矿藏的色彩有黑色、棕黑色和红褐色。莫氏硬度为:铌铁矿4.3~6.5;钽铁矿6.5~7.2。铌铁矿的显微硬度值为2400~8000MPa,钽铁矿为8000~10700Mpa。
铌铁矿-钽铁矿的磁化率为(22.1~37.2)×10-6。铌铁矿的介电系数为10~12,钽铁矿为7~8。矿藏的密度5.15~8.20(随钽的含量增高而增大)。
2、钽铌矿选矿技能
钽铌矿选矿一般选用重选先丢掉大部分脉石矿藏,取得低档次混合粗精矿,进入精选作业的粗精矿矿藏组成杂乱,一般含有多种有用矿藏,分选难度大,一般选用多种选矿办法如重选、浮选、电磁选或选冶联合工艺进行精选,然后到达多种有用矿藏的别离。
2.1 国外钽铌选矿
处理粉矿或原生泥含量多的矿石,洗矿作业必不可少。澳大利亚格林布斯矿风化伟晶岩冲积粘土粗选厂,设两个洗矿体系,原矿用直径1.5m,孔径10mm的圆筒筛两次洗矿后,筛下当选,筛上大块及粘土球进自磨机磨矿约4mm,再用孔径10mm的圆筒筛筛分,筛下物料当选,筛上物料丢掉或回来再磨。洗矿耗水5m3/t,圆筒筛处理量达350吨/小时·.........台。
国外钽铌选矿厂注重选用高效磨矿分级设备,以下降钽铌矿藏的泥化。格林布斯矿原生伟晶岩粗选厂用周边排矿棒磨机与振荡筛闭路取得较好成果。加拿大伯尼克湖钽矿经不断改进,现在选用的磨矿流程很有特征。该矿用一台Ф2.4m×3.6m马西型格子球磨机A-C水平振荡筛(直线筛)闭路,筛分粒度2.5mm,筛下用德瑞克筛按0.2mm分级,-2.5+0.2mm粒级用螺旋选矿机选别,其尾矿经弧形筛脱水后回来再磨。球磨机有两种产品构成循环,即选用一台磨机完成两段闭路磨矿。该磨矿回路经调整后循环负荷率一般为180%左右,循环负荷小易构成过破坏。
国外对钽铌铁矿矿石的粗选仍以重选为主,并多用高效的重选设备,流程简略。如格林布斯矿对-10mm原矿直接用跳汰机粗选。加拿大伯尼克湖钽矿80年代构成的重选-浮选-重选流程日趋完善,该流程仍以重选为主,浮选只用于处理细泥。重选设备体用了GEC螺旋选矿机、3层悬挂式戴斯特摇床、霍尔曼矿泥摇床、横流皮带选矿机。前苏联选用浮选对重选精矿中钽铁矿、细晶石与黄玉进行别离,捕收剂为异羟肟酸,调整剂为草酸,在介质中(pH2)浮选,当给矿含Ta2O52.52%时,精矿档次27%,收回率90%。
烧绿石矿的选矿办法首要选用浮选办法,为进步精矿质量和下降药剂耗费,近年来烧绿石选矿流程加强了脱泥、除铁,脱硫、磷、铅、等作业。尼奥贝克烧绿石矿-0.2mm当选原矿用旋流器脱除-10μm矿泥,并按泥砂别离选别。先用脂肪酸捕收剂浮选磷灰石和碳酸盐矿藏,然后进行磁选脱铁,再用胺类捕收剂浮选烧绿石,终究对烧绿石精矿进行黄铁矿浮选和浸出,以下降硫、磷和碳酸盐矿藏含量。当原矿含Nb2O50.6%~0.7%时,取得终究精矿档次58%~62%,收回率60%~65%。
2.2国内钽铌选矿
1. 钽铌矿粗选
国内钽铌矿原矿档次一般很低,其矿藏性脆、密度大。为了确保磨矿粒度,防止过破坏,一般选用阶段磨矿阶段选别流程。江西宜春钽铌选矿厂选用侧向弧形筛替代直线振荡筛进行筛分,现场探究实验成果表明:筛上夹细可下降14.70%,筛下夹粗可削减4.3%,筛分功率可进步17.72%。该设备的实验成功,为现场一段磨矿筛分改造供给了新途径。福建南平是一个大型花岗伟晶岩矿床,1998年咱们对该矿石进行选矿实验研讨,为建厂供给规划依据,依据钽铌和锡石矿藏粒度嵌布特征,提出选用阶段磨矿、阶段选别工艺。一段选用棒磨机,并与筛子构成闭路,以削减过破坏。二段磨矿选用球磨机,并与高频振荡细筛构成闭路,除能严格控制粒度外,还可添加处理才能,进步磨矿功率。该矿粗选选用单一重选流程。重选设备有GL螺旋选矿机、螺旋溜槽和摇床。该矿当选原矿含(TaNb)2O50.0499%,Sn 0.0598%,经粗选后取得的粗精矿产率为0.248%,含(TaNb)2O514.94%(其间Ta2O510.79%),对原矿收回率为74.30%(Ta2O5 收回率为74.96%);含Sn 15.71%,对原矿收回率为65.11%。
2. 钽铌矿精选
粗选工艺取得的粗精矿一般是混合粗精矿,需进一步精选别离出多种有用矿藏。粗精矿矿藏组成不同,选用的别离办法也不同,一般是多种办法联合运用。如福建南平钽铌精选选用磁-重-浮联合运用,先用6%的溶液清洗矿藏表面,再用弱磁选除掉强磁性矿藏及铁屑,烘干并筛分红+0.2、+0.1和-0.1mm三个等级,别离用干式强磁选机经一次粗选、一次扫选取得钽铌精矿,干式强磁选的非磁性部分用重选收回锡石并抛尾,重选的精矿进行浮选脱除硫化矿取得锡精矿。精选成果:钽铌精矿产率0.0764%,含(TaNb)2O545.64%(Ta2O5 32.57%),对原矿收回率69.92%(Ta2O5收回率69.071%),精选作业收回率94.11%;锡精矿产率为0.0581%,含Sn60.25%,对原矿收回率58.49%,精选作业收回率89.84%。
铌钽选矿
2019-01-30 10:26:21
由于钽铌矿成分复杂,通常需要经过粗选和精选两个阶段才能获得符合冶炼要求的钽铌精矿。由于钽铌矿物具有很高的密度,从4.5g/cm3到8.3g/cm3(见表1),因此钽铌矿物选矿主要采用重选法(筛选、摇床、螺旋分选机)。
表1 重要的钽铌矿物矿物名称晶系晶体化学式Ta2O5/%Nb2O5/%密度/(g·cm-3)磁性钽铁矿斜方(Mn,Fe)(Ta,Nb)2O641~842.0~40.06.25~8.3弱铌铁矿斜方(Mn,Fe)(Ta,Nb)2O61.0~40.023.5~775.2~6.25弱烧绿石等轴(Na,Ca,Ta)2(Nb,Ti)2O6(OH,F)0~5.8637.5~65.64.12~5.35非细晶石等轴(Na,Ca)2Ta2O6(OH,F)68.4~770~7.74.2~6.4非铌铁金红石四方(Ti,Nb,Fe)O20.2~14.70.9~42.74.3~5.6弱钛铌钙铈矿等轴(Na,Ca,Sr,Ta)O(Ta,Nb,Ti)O3~0.75~11.34.6~4.9极弱褐钇铌矿四方(Y,Dy,Yb)(Nb,Ta,Ti)O4~17.047.04.89~5.82弱钽锡矿单斜Sn(Ta,Nb)2O7~72.8-7.6~7.9非钽铝石六方AlTaO460.1~720.3~6.15.9~6.5非黑稀金矿斜方(Ca,Ta,Th)(Nb,Ti)2O60~47.33.8~47.44.5~5.9弱复稀金矿斜方(Y,Th,U)(Ti,Nb)2O60~23.17.5~20.34.7~5.4弱易解石斜方(Ce,Ca,Th,U)(Ti,Nb)2O60~6.923.8~32.54.9~5.4弱包头矿正方Ba4(Ti,Nb)8(Si4O12)CeO16011.3~11.54.5~5.6弱
一、粗选
主要采用成本较低的重选法,也有重选-浮选工艺,以有效地将钽铌矿物和较轻的脉石、长石、方解石等分开。重选主要有跳汰流程(以跳汰机为主,流程主要用于处理粗晶粒钽铌矿和钽矿砂矿)、摇床流程(以摇床为主体,多用于细晶粒的钽铌复合多金属矿)和螺旋机流程(以螺旋选矿机或螺旋溜槽为主体,结合摇床粗选,中国采用较多)。其中,重选-浮选工艺可回收微细粒钽铌矿物,粗选回收率达90%。
钽铌砂矿通常高密度矿含量不高,但矿物单体解离较好,一般采用重选法,少数采用磁选-浮选流程。
二、精选
粗选所得的粗精矿除含有钽铌矿物外,还有锡石、黑钨矿、锆英石、磷钇石、独居石等。根据矿物的组成和物理化学性质的差异,分别采用重选、浮选、电磁选和静电分选法。有时还采用化学处理。对于含有放射性元素的矿物则采用块状物料辐射分选机分选。
从锇铱合金废料提纯锇
2019-03-07 09:03:45
选用通氧焚烧别离锇铱,碱液吸收氧化锇,沉积,除硫得粗锇,再氧化,液吸收,氯化铵沉积,氢复原,制取纯锇粉,锇回收率>98%。此办法适用于含锇3%~8%的废料。
钽铌矿石选矿
2019-01-18 11:39:34
钽铌矿石选矿(processing of tantalum and niobium ores)从含钽铌矿石中分离与富集钽铌矿物的过程。选矿产品为钽铌精矿。 矿物与资源自然界含钽铌的矿物约有130种,其中钽、铌矿物约有80种。重要的具有工业价值的钽铌矿物列于表中。此外,部分钽铌以杂质形式存在于钛铁矿、钙钛矿、金红石、锡石、黑钨矿及榍石中。钽铌矿床分为岩浆矿床、伟晶岩矿床、气成热液矿床、接触自变质矿床和外生矿床五类。钽铌矿石类型可分为钽铁矿一铌铁矿石、黄绿石矿石以及其他含钽铌矿石三大类。
钽铌矿床分布较为广泛,巴西、前苏联、中国、加拿大、美国、尼日利亚、澳大利亚、扎伊尔、肯尼亚、坦桑尼亚、乌干达、马来西亚、泰国等均有分布。钽、铌精矿的主要生产国有加拿大、巴西、澳大利亚、扎伊尔、前苏联、泰国。美国和日本是钽铌主要消费国。
工艺流程
钽铌矿石的矿物组分复杂,成分不稳定,有价成分含量低,因而其选矿工艺流程较为复杂。通常钽铌矿的选矿工艺流程由粗选及精选两部分组成。不同矿床类型的矿石所含钽铌矿物种类不同,故其选矿工艺流程亦有所区别。
原生钽铌铁矿及细晶石选矿流程
此类矿石中的钽铁矿、铌铁矿多与绿柱石、锂辉石、锡石共生。粗选主要采用多段磨矿的多段重选流程。对某些矿石粗选还采用重选一浮选一重选或重选一浮选。精选多采用联合流程,根据钽铌矿物与伴生矿物种类常采用磁选、重选、浮选、浮选一重选、电选、化学选矿等方法相组合的联合工艺流程。如矿石中含泥多,应预先脱泥。富含钽的细晶石因其嵌布粒度(见矿物粒度)细,多用浮选工艺进行分选。
钽铁矿一铌铁矿砂矿选矿工艺流程
此类矿石中各矿物已基本单体解离,有用矿物密度大于4,某些矿物有磁性。粗选时采用重选工艺流程。所得粗精矿的精选主要采用磁选一重选、磁选一电选以及浮选联合工艺流程。
黄绿石选矿工艺流程
黄绿石有碳酸岩和伟晶岩两种主要类型。碳酸岩黄绿石矿床规模大,铌含量高,是重要的矿床类型。因矿石中矿物种类与含量不同,采用重选,磁选一浮选及焙烧磁选两种流程。伟晶岩黄绿石粗选采用多段碎矿、分级重选工艺流程。精选工艺流程多用磁选排除尾矿,浮选得黄绿石精矿。有时还采用电选或浮选除去粗精矿中的锆英石。典型选矿厂 宜春钽铌矿选矿厂位于中国江西宜春市。所用矿石属花岗岩多金属矿床;原矿含(Ta,Nb)2O50.03%(Ta:Nb=1.8:1)。选矿厂规模为1500t/d;选矿工艺流程为洗矿、破碎、筛分、磨矿、分级、磁选一重选联合流程和重选流程;矿石棒磨至-0.5mm后采用磁选一重选联合流程,得部分钽铌精矿;尾矿再磨至-0.2mm采用重选流程,得细粒钽铌精矿。钽铌精矿含(Ta,Nb)2O544.91%,回收率45.6%。
栗木锡矿选矿厂
位于中国广西壮族自治区境内。生产规模1000t/d。所用矿石属锡一钽铌一钨多金属花岗岩矿床。原矿含(Ta,Nb)2O5,0.0229%。选矿工艺流程包括多段破碎、预先筛分,矿泥集中处理,分级重选得混合粗精矿。再用重选一强磁选联合工艺流程精选。钽铌精矿含(Ta,Nb)2O52.515%,回收率40%。磁选尾矿再用火法冶炼处理。
泰美钽铌矿选矿厂
位于中国广东省境内,所用矿石属花岗岩风化壳铌铁矿床。原矿含(Ta,Nb)2O50.029%。粗选采用重选一磁选重选联合工艺流程。精选采用重选磁选-电选-浮选联合工艺流程。铌铁矿含Nb2O560%,回收率42.51%。 尼奥贝克(Niobec)黄绿石选矿厂位于加拿大魁北克省。所用矿石属碳酸岩铌矿床。生产规模2085t/d。原矿含Nb2O50.58%~0.66%。采用两段磨矿浮选-磁选联合工艺流程,包括磨矿、脱泥、碳酸盐矿物浮选,再脱泥、磁选、黄绿石浮选、黄铁矿浮选。黄绿石精矿浸出脱磷,浸出渣浮硫。黄绿石最终精矿含Nb2O560%~62%。
钽铌冶金简史
2019-10-29 15:04:26
(1) 1801年英国化学家哈特契特发现元素铌; 1802年瑞典化学家安德斯•古斯塔夫•埃克伯格发现了元素钽。(2) 1865年瑞士化学家马利尼亚克发明晰钽铌别离的分步结晶法。(3) 1866年,在高温下用氢还原五 氯 化铌首要得到了金属铌。(4) 1903年,用钠还原钽氟络盐制备了可锻金属钽。(5) 1922年,熔盐电解生产钽粉成功,使钽的生产达到工业规模。(6) 1944年发明晰铌的碳还原法,奠定了铌的工业生产根基
铱铝高温抗氧化涂层的制备方法
2019-03-01 09:02:05
1、修正工艺 分化清洗后,对一切零件都进行严厉查看,发现形成柱塞泵内漏的首要原因是:柱塞与柱塞孔磨损后合作空隙过大,缸体球面与配流盘的合作面都磨损不均匀。因而,处理内漏的关键是有必要使柱塞与柱塞孔的合作空隙恢康复标准,缸体球面与配流盘的合作面可用研磨法使其到达合作要求。柱塞孔的圆柱度和圆度差错可在内圆磨床上进行修正,柱塞可用刷镀法康复尺度。具体方法如下: (1)柱塞表面的除油、除锈和加工处理 a.刷镀表面除油可用有机溶剂、常用金属清洗剂和汲取,亦可将油擦洗掉。 b.若柱塞偏磨严峻,应磨削整形,消除偏疼。 c.若柱塞表面有划痕、沟槽和凹坑,应进行整形加工。 (2)柱塞表面的电化学净化和活化处理 a.电净:柱塞接电源负极,镀笔"target=_blank>镀笔接正极,电压8-15V,时刻60-90s,用一号电净液在刷镀表面上重复刷抹,相对速度为4-8m/min。电净处理要完全,一般需处理两遍,以取得较好的结合强度。电净后的柱塞表面应有一层接连的电净液膜存在,且电净液膜不会聚集成小液滴而呈现干斑。电净后使用清水清洗,完全清除电净液和其他"target=_blank>其他污物。 b.表面活化处理:活化时镀件有必要接电源正极,镀笔接负极,电压8-15V,时刻60-90s。活化液"target=_blank>活化液先选用2号,再用3号,处理两遍。2号活化液用电压10-12V,时刻60-90s;3号的用电压16-20V,时刻50-90s。活化的标准为柱塞表面呈现出均匀的银灰色,活化后用清水洗净。
利用钽铌可浮性 将钽铌快速分离
2019-02-26 09:00:22
含钽铌的矿藏主要是钽铁和烧绿石。钽铌铁矿中含钽多的叫做钽铁矿,含铌多的叫铌铁矿。
钽铌铁矿和烧绿石可用阳离子捕收剂捕收,也可用阴离子捕收剂。用络合捕收剂(如羟肟酸钠)浮选作用较好。
用油酸作捕收剂,在pH值为6-8时,钽铌矿的浮游性最好,在酸性介质中钽铁矿和铌铁矿都被按捺,而石英、长石和白云石在任何pH值下浮游性都不好。因此在pH=6~8时,用油酸作捕收剂,很简单将钽锭矿与石英等脉石别离。
用10%的酸(硫酸)处理钽铌矿后,它变得简单浮游。随酸的用量增大,钽铌矿的可浮性增大,用硫酸作用比用作用好。用1%的处理,活化程度与硫酸类似。用油酸作捕收剂,的浓度为10-20毫克/升时,就能按捺钽锭矿及部分脉石。用阳离子捕收剂时,开始活化钽铌矿等一些矿藏,但随着其用量的添加,钽铌矿的回收率下降。用油酸捕收钽铌矿时,少数的钠能使悉数矿藏按捺。
铂、钯、铑、锇、铱、钌性质及工艺
2019-02-22 14:08:07
矿藏分类中,铂族元素矿藏属天然铂亚族,包含铱、铑、钯和铂的天然元素矿藏。它们彼此之间广泛存在类质同象置换现象,然后构成一系列类质同象混合晶体。一起,其成分中常有铁、铜、镍、银等类质同象混入物,当它们的含量较高时,便构成相应的殓种。铂族元素旷物均为等轴晶系,单晶体很少见,偶而呈立方体或八面体的细微晶粒产出。一般呈不规则粒状、树枝状、葡萄状或块状形状。色彩和条痕为雪白色至钢灰色,金属光泽,不透明,无解理,锯齿状断口,具延展性,为电和热的长导体。由铂族元素矿藏熔炼的金属有钯金、铱金、铂金、铑金、等。
1.钯金:首要由天然钿熔炼而成。色彩雪白色,外观与铂金类似,金属光泽。 硬度4~4.5。相对密度12。熔点为1555℃。化学性质较安稳。因产值比铂金和黄,故价值低,很少用来制作首饰。
2.铑金:首要由天然铑提炼而成,是一一种稀疏的贵金属。色彩为雪白色, 金属光泽,不透明。硬4~4.5,相对密度12.5。熔点高,为1955℃。化学性赏安稳。由於铑金耐腐蚀,并且光泽好,因而首要用於电镀 业,将其电镀在其它金属表面,镀层色泽巩固,不易磨损,反光效果好。
3.铱金:首要由天然铱或我铱矿提炼而成。色彩为雪白色,具强金属光泽,硬度7 。相对密 度22.40,性脆但在高温下可压成箔片或拉成细丝,熔点高,达2454℃。化学性质 十分安稳,不溶於水。首要用於制作科学仪器、热电偶、电阻绫等。高硬度的铁铱和铱铂合金,常用来制作笔尖和铂金首饰。
4.铂金:由天然铂、粗铂矿等矿藏熔拣而成。因"铂"由"金"和"白"两字组合,色彩又为雪白 色,故亦称“白金”。色泽雪白,金属光泽,硬度4~4.5,相对密度为21.45。熔 点高,为1773℃。富延展性,可拉成很细的铂丝,轧成极薄的铂箔。化学性质极稳定,不溶於强酸强缄,在空气中不氧化。广泛用於珠宝首饰业和化学工业中,用以 制作高档化学器皿、铂金坩锅以及加快化学反响速度的催化剂等。
二、铂金的品种
1.纯铂金:最高成色的铂金。常用於制作订婚戒指,以表明爱情的纯贞和海枯石烂。在国外,许多人以为用黄金镶嵌钻石,或许导致钻石泛黄,然后大大下降钻石的报价。而用铂金镶嵌钻石,能够坚持钻石的纯白色彩,特别是作订婚戒指,用铂金镶嵌钻石,既皎白又晶亮,标志纯真的爱情永久持久。但是,虽然铂金的硬度比黄金高,但镶嵌钻石和珠宝仍感不行,往往需掺入*金,制成*铂合金来镶嵌钻石等。
2.铂铂金:铱与铂组成的合金。色彩亦为雪白色,具强金属光泽。硬度较高。相对密度亦大,化学性定,是极好的铂合金首饰材料。依据铰和铂的含量不同,一般可分为三种:成分相对密度熔山
10%铱-铂合金21.54 1788℃
15%铱-铂合金2159 1821℃
5%铱-铂合金21.50 1779℃
3.K白金:黄金和其它金属熔炼而成的白色合金。由於铂金产出稀疏,报价贵重,加上熔点高,所以一般国家很少用铂金来出产真实的K白金。现在,为了投合广阔顾客对铂金的需求,则选用黄金和钯金或镍、银、铜、锌等金属熔炼成一种白色的合金,称之为“K白金”。K白金的成色与K黄金相同,捆质量为24,黄金在其间所占质量的份数,则为“K白金*的K数。如18K白金、14K白金,其间黄金的含量别离为75%和58.5%.
三、铂金饰品
人类对铂金的知道和使用远比黄金晚,大约只要2000多年的前史。依据考古材料证明,在公元前七百多年时,古埃及人已能将铂金加工成工艺水平较高的铂金饰品。中美洲的印第安人,远在哥伦布发现新大陆之前,也盛行过铂金饰物。但是,除此之外其它区域的人们对铂金则一窍不通,直到十六世纪初,西班牙殖民帝国逐步构成,大批的西班牙冒险家蜂涌到非洲和美洲去探金寻宝。其时,在厄瓜多尔的河流中淘金时,再三发现有一种白色金属稠浊在黄金中,其实就是宝贵的铂金。但由於其时科学不兴旺,辨认才干低下,面临著银晃晃的铂金,那些殖民统治者却把它称之为“劣等碎银”而弃之。1748年,西班牙闻名科学家安东尼.洛阿在平托河金矿中发现了雪白色的天然铂,他进行了细心研讨,发现天然铂的化学性质十分安稳,延展性极好,熔点亦高,相对密度极大,与金属银有显着的差异。安东尼是第一位对铂金进行具体研讨的学者。1780年,巴黎一位能工巧匠为法国路易十六国王和王後制作了铂金戒指、胸针和铂金项圈。因而,使路易十六配偶成了国际上有记载以来的第一位具有铂金饰品的人。从此以後,铂金名誉大振,一跃於黄金饰品之上,为皇亲国戚、达官贵人、巨富贾商所宠爱。由於在天然界铂金的储量比黄金稀疏,据不完全统计,国际铂金总储约为1.4万吨(铂族元素矿产资源总储量约为3.1万吨),虽然有60多个国家都发现并挖掘铂金旷,但其储量却高度集中在南非和前苏联。其间南非(阿扎尼亚)的铂金储量约为1.2万吨,以德兰土瓦铂矿床最闻名,是国际上最大的铂矿床;前苏联的铂金储量为1866吨,曾在乌拉尔砂铂矿中发现过重达8-9公斤的天然铂,在原生旷中也取得过重427.5克的天然铂。两者的总储量占国际总储量的98%。每年国际铂金的年产值仅85吨,远比黄金少,加上铂金熔点高,提纯熔炼铂金较黄金更为困难,耗动力较高。所以其报价较黄金愈加贵重.铂金色泽浓艳而华贵,标志著纯真与崇高。因而,人们把它作为爱情的信物并制成订婚戒指,以表明爱情纯真、海枯石烂。钻石若镶嵌在雪白色的铂金托上,则晶亮的钻石与光芒的铂金交相辉映,衬托出钻石的皎白无瑕、宝贵无比和雍容华贵。
铂金首饰首要流行在欧美、日本等经济较兴旺的国家和区域。其间以日本人最偏爰铂金首饰,其供应量约占国际铂金首饰的75o%,故"铂国" 之称。
我国铂族元素矿产资源很少,其储量不及国际储量的1%,只能满意需求量的百分之几,首要用於工业。首饰铂金的出产起步较晚,现在只要少数区域的供应商出产类似产品。
四、铂金与类似金属的辨别
铂金以雪白色和条痕,硬度4~4.5,相对密度21.45,化学性质安稳,不溶於普通酸类为其判定特征,易与其类似金属辨别。铂金与金属铅和铝以硬度凹凸、相便会变形。因无弹性变形後不能恢复;并且相对密度远比铂金小,铅为11.36,铝为2.7,别离约为铂金的1/2和1/8,只需用手惦试份量就能分辩。
铂金与白银以相对密度巨细、硬度凹凸、化学性质安稳差异之。白银虽为雪白色,但相对密度为10.53,只要铂金的1/2;并且硬度低,无弹性,因而用指甲轻划亦可留下痕迹,箔薄片用手轻也易变折,且难於恢复;加上白银的化学性质不安稳,遇硝酸会溶解,并放出气体。而铂金不溶於硝酸,在加热的中才干较快溶解,在常温下其溶解速度极慢,一般肉眼难於发觉。
铂金是很好的催化剂,使用这一特性,可快速判定铂金。常用反响法,具体办法是:取少数待测物粉未,置於盛(H2O2)塑料瓶中,若系铂金则当即翻滚起泡,分化出很多氧气,反响後的铂金仍原封不动一,还可收回(它只起加快分化效果);苦系其它白色金属,如铅、银、铝等则无此反响。
以常用的火法和湿法冶金办法彼此合作的工艺从铂族金属精矿中别离提取各单一粗铂族金属的铂族金属别离办法。
传统办法在20世纪80年代曾经曾是苏联、英国等用以别离铂族金属的首要办法,技能保密近百年,直到60年代才揭露。它出产周期长,工序多,连续操作,在重复熔炼、浸出、沉积进程中,铂族金属彼此别离不完全,很多贵金属积压在中间产品中,涣散丢失大,对环境污染严峻。70年代以来,各国都相继研讨和选用溶剂萃取别离法(见铂族金属萃取别离),但传统办法还常用于处理成分较为简略的质料。
传统办法的工艺进程杂乱,火法冶金、湿法冶金替换运用。一般先按组粗分,再彼此别离取得单一粗金属或化合物。首要别离过程包含焙烧一浸出,溶解铂、钯、金,别离铅、银,熔融一水浸出铑,熔融一水浸出锇、钌,溶解铱等。
焙烧-浸出是粗分中的一个重要预处理过程,意图有三:1、将贵金属精矿中的贱金属含量降至1%以下,以削减它对后续作业的晦气影响;2、将精矿中的贵金属档次提高到45%以上,以削减后续作业的处理规划和下降试剂耗费;3、使精矿中铑、铱、钌等金属转化为难溶状况,以削减其在溶解铂、钯、金时的共溶涣散。作法同硫酸法富集铂族金属中的硫酸化焙烧。一般用少数浓硫酸搅拌精矿,在空气中于773~823K温度下焙烧2~4h,然后用稀硫酸浸出焙烧猜中的贱金属硫酸盐,使之和铂族金属别离。焙烧进程中会有锇的氧化蒸发丢失。稀硫酸浸出时会有少数钯、铑等溶解丢失在浸出液中,需求时用锌粉置换收回。
溶解铂、钯、金用一份硝酸加三份加温溶解精矿,使金、铂、钯别离生成HAuCl4、H2PtCl6、H2PdCl6等形状溶解入溶液,溶解率在95%以上。过滤后绝大部分铑、铱、钌残留在不溶渣中。进程中很多锇被氧化成蒸发丢失在气相中。含少数贱金属杂质的铂、钯、金溶液先煮沸蒸发掉过量的残酸,并细心操作浓缩至糊状。为完全损坏黄色难溶的铂的亚硝酰合作物(NO2)2PtCl6和残留的硝酸,需屡次参加少数浓重复蒸发至糊状的操作,直到不再有NO2红褐色烟气逸出停止。糊状物用水溶解后即为含金、钯、铂的氯化物溶液。首先用复原剂FeSO4或SO2将溶液中的金复原成金属,从溶液别离出去。FeSO4用量按下式核算:
AuCl3+3FeSO4→Au↓+Fe2(SO4)3+FeCl3
复原并过滤出粗金后,溶液中的铂、钯首要使用其生成不同价态铵盐的溶解度不同大而进行粗分。行将溶液浓缩至含铂30~50g/L,参加氯化铵使铂生成溶解度很小的(NH4)2PtCl6沉积,钯生成可溶的(NH4)2PdCl6别离。铂铵盐在含氯化铵17%的溶液中溶解度最小,因而参加的氯化铵量应比生成铂、钯铵盐的化学计量过量。过滤出的粗(NH4)2PtCl6用氯化铵溶液洗刷后送铂精粹。含钯的滤液可甩两种办法处理:1、通入或参加硝酸使可溶性的(NH4)2PdCl6氧化尴尬溶的(NH4)2PdCl6沉积(行将Pd2+氧化为Pd4+);2、加过量将滤液中和至碱性,使钯生成可溶性的无色二氯四钯合作物Pd(NH3)4Cl2。过滤别离贱金属氢氧化物后,含钯滤液用中和至pH0.5,沉积出蛋黄色的二氯二亚钯合作物Pd(NH3)4Cl2。所得的两种粗钯合作物沉积送钯精粹。别离金、铂、钯后的残液尚含少数金和铂族金属,用锌粉置换收回到置换渣中。置换渣可回来溶解。
别离铅、银不溶渣首要含银、铑、铱、钌、二氧化硅、铅和少数其他贵金属。别离铅、银有熔炼贵铅和直接浸出两种办法。
熔炼贵铅一般将富集有金、银和铂族金属的铅羞称为贵铅。不溶渣参加氧化铅或碳酸铅作捕集剂,焦炭为复原剂,硼砂和碳酸钠为助熔剂,在1273~1373K温度下进行复原熔炼产出贵铅。别离炉渣后放出贵铅水淬成粒,用硝酸溶解铅和银。过滤后向溶液中加硫酸沉积出硫酸铅。往分铅后的含银溶液中参加或氯化钠沉积出氯化银。沉积的硫酸铅和碳酸钠溶液煮沸转化为碳酸铅回来熔炼贵铅。硝酸溶铅、银后的残渣若含金、铂、钯较高时,可再次用溶解。不溶渣首要含铑、铱、钌。
直接浸出不溶渣中的银以AgCl存在,可直接用含1~3mol/L的将其浸出为可溶性的银合作物。过滤后的银溶液重新用中和分出氯化银沉积。分银后的渣用醋酸铵浸出铅。过滤后的溶液先煮沸蒸宣布醋酸,再加硫酸使铅生成微溶的硫酸铅沉积。
熔融一水浸出铑首要含铑、铱、钌的渣和两倍于其质量的混合加热至823~873K熔化,熔块用冷水浸出硫酸铑。过滤后的硫酸铑溶液用中和水解出氢氧化铑。过滤后的氢氧化铑加溶解并煮沸使之转化为氯铑酸H3RhCl6所得氯铑酸送铑精粹。
熔融一水浸出钌、锇提铑后的残渣首要含钌、铱和少数锇,参加两倍于其质量的和一倍于其质量的,混合物在873~973K温度下熔融。熔块用水浸出得钌酸钠Na2RuO4和锇酸钠Na2OsO4的混合溶液。过滤后从溶液顶用氧化蒸馏的办法别离收回锇、钉(见锇钌提取别离)。
溶解铱水浸出钉、锇后的残渣首要含铱。铱在熔融时转化为IrO2状况,可直接用溶解取得氯铱酸H2IrCl6溶液。经前述的各种办法别离其他元素后,取得的铱溶液已比较纯,可直接参加氯化铵沉积出带丝光的黑色氯铱酸铵(NH4)2IrCl6。取得的氯铱酸铵送铱精粹。
铌钽萃取法分离
2019-02-22 12:01:55
铌钽萃取法别离(separation of niobium and tantalum by solvent extraction)用溶剂革取法从铌钽化合物中提取单一高纯铌、钽中间产品的进程。这是国际范围内遍及选用的一种铌钽别离办法。萃取系统一个萃取系统由水相和有机相组成。铌和钽的萃取别离的水相主要有含铌钽的氟氢酸料液水相、硫酸料液水相、草酸料液水相。铌和钽只要在氟氢酸中才有足够大的溶解度。例如当[HF]=418g/L时,溶液含Nb2O5775g/L;[HF]=302g/L时,溶液含Ta2O51282g/L。在氟氢酸溶液中,铌主要以H2NbOF5,HNbF6、H2NbF7,钽主要以H2TaOF5、HTaF6、H2TaF5等配位离子形状存在。钽的金属性比铌强,更易生成安稳的H2TaF7,铌易生成H2NbOF5形状,这种差别是铌和钽别离的根底。用氟氢酸分化钽铌精矿时,参加硫酸能够进步精矿的分化率,又能进步铌钽的萃取率和别离功率,故工业上遍及选用HF+H2SO4的混合酸水相料液。水相料液中除铌钽外,还有杂质H2Ti0F4、H2TiF6、H2SiF6、Ti(S04)2等合作物。溶剂萃取的有机相一般由革取剂和稀释剂组成。工业上铌钽别离常用的萃取剂有甲基异丁基酮(MIBK)、磷酸三丁酯(TBP)、环已酮、乙酰胺(全名为N—N二混合烷基乙酰胺)、仲辛醇。这些萃取剂各具优缺陷,如MIBK的萃取挑选性好,对钽铌的萃取容量大,密度轻,粘度小,操作安稳,易于控制,可用纯水反萃取钽,是国际上较遍及运用的萃取剂。它的水溶性大(298K时到达18.2g/t,),闪点低(296.7K),挥发性大,是其缺陷。仲辛醇和乙酰胺是我国开发和选用的萃取剂。前者的萃取挑选性好,水溶性小(0.08%),报价低,但粘度大,反萃取时简略呈现乳化现象。后者适于处理高铌钽比(Nb2O5:Ta2O5=7)、高钛(TiO2%)、高钨(>10%)和含磷钽铌精矿的分化产品。TBP的萃取挑选性好,国际上规模最大的铌萃取工厂——巴西矿业冶金公司(CiaBrasiloira de metallurgia e Mineracao)就选用这种萃取剂。萃取机理在HF-H2SO4混合酸水相料液中,铌和钽的萃取归于离子型合作物萃取,如TBP萃取时生成物为HTaF6•xTBP和HNbF6•xTBP(x=1~4)。仲辛醇萃取时生成三种萃合物,主要是纯仲辛醇(ROH)萃取铌和钽的反响:式中Me代表Nb或Ta。 工业上用的仲辛醇,实际上是仲辛醇和甲庚酮混合物(含甲庚酮10%~15%),在萃取别离铌、钽时存在协同萃取反响:萃取工艺依据原猜中铌钽含量比,选用别离萃取别离或一起萃取后反萃别离两种方法。铌和钽含量相差较大时,大多选用别离萃取方法。图1所示为MIBK萃取铌和钽的曲线。由图看出,选用别离萃取时,在低酸度下先萃取铌,再在高酸度下萃取钽。一起萃取是将铌钽一起萃取到有机相,再从铌钽的负载有机相中别离反萃取铌和钽,即高酸度反萃取铌,低酸度反萃取钽。一起萃取方法的设备简略,便于操作,为国际上的铌钽工厂广泛选用。铌钽一起萃取到有机相后,洗刷负载有机相和反萃取别离铌钽便成为关键环节。应依据所选用的萃取剂和水相料液而选用适宜的洗刷剂和反萃取剂。如仲辛醇-HF-H2SO4萃取系统,一般用硫酸溶液洗刷负载有机相,用含H2SO41mol/L的溶液反萃取铌,用纯水反萃取钽。添加有机相和水相料液的体积比,可进步铌钽的萃取率,选用多级萃取能完全萃取铌钽。水相料液中以氟合作物形状被萃取的其他金属离子有Sn2+、Sn4+、RE3+等,可部分萃取的有As3+、As5+、Mo5+、Se4+、Fe3+、W6+、V3+、V5+、Sb5+等。水相料液酸度的挑选是以有机相中铌钽到达饱满浓度为最佳,此刻萃取入有机相中的杂质可减到最小。进入有机相的杂质,用硫酸溶液或硫酸和硫酸铵的混合液洗去。为铌钽饱满的仲辛醇用含H2SO44mol/L溶液洗刷作用最好。萃取设备工业上选用于铌钽别离的革取设备为多级箱式混合澄清器或萃取塔(填料塔、筛板塔等)。因为HF—H2SO4混合酸液腐蚀性强,遍及运用由低压聚乙烯板、聚板焊接或内衬聚四氟乙烯材料制造的多级箱式混合澄清器。矿浆萃取铌钽精矿经HF-H2SO4浸出后,残留的固体物较少,不过滤别离残渣固体,直接作为萃取料液的萃取,称为矿浆革取。我国广泛选用铌钽矿浆萃取法。与清液萃取比较,矿浆萃取可省去分化残渣的过滤和洗刷,缩短出产周期,减轻劳动强度,改进劳动条件,并有利于进程的密闭和接连化。此外,还可削减过滤的附属设备,进步分化槽的出产能力和铌钽的回收率。清液萃取时,因过滤残渣中含浸出液,残留的铌和钽[(Ta+Nb)2O5]达1%~5%;矿浆萃取的残液仅含(Ta+Nb)2O50.1g/L,,丢失在渣中的铌钽很少。矿浆萃取既合适铌钽含量比改变大的质料,也适用于低档次铌钽精矿的分化产品。矿浆萃取用箱式混合澄清器的澄清室底部有矿浆沉降区,常常受混合相排出物冲击,使残渣在萃取器内不易堆积。澄清室底部向混合室歪斜约15。,以利残渣流向混合室。仲辛醇矿浆萃取工艺流程如图2。
展望含铌钽的氟氢酸水相料液萃取别离的作用好,工艺日趋老练,工业上仍将广泛选用。但这种水相料液污染问题较严峻,且不易完全管理。为此,需求开发安全性和不污染或少污染环境的其他水相料液,如硫酸水相料液、草酸水相料液等,以及开发新的高效萃取剂。
钽铌精矿分解
2019-03-05 12:01:05
钽铌矿藏很难将其分化。一般依据精矿中的矿藏结构及其化学成分和需求取得什知类型的中间化合物和纯度要求来挑选分化办法。工业上钽铌精矿分化办法首要有三种:碱分化法、酸分化法和氯化分化法。此外还有氟化分化、电解分化法;分析化学中还选用KHSO4、K2S2O7、KHF2分化样品。其间,碱熔分化法是最最选用的工业办法,后续首要接分步结晶法别离钽和铌,也可进行酸转化接溶剂萃取法;氯化分化法一般后续精馏法别离钽和铌;酸分化法首要接溶剂萃取法或离子交换法别离钽和铌。
一、碱分化法
碱法分化钽铌精矿首要选用NaOH和KOH试剂,为了下降熔融物的熔点和黏度,常选用NOH+Na2CO3或KOH+K2CO3混合试剂。碱分化按设备和工艺分有坩埚碱熔分化和高压釜碱液分化两种办法。图1为碱熔融处理钽(铌)铁精矿的准则流程图。从中可看出NaOH和KOH熔融的不同之处。
图1 碱分化流程简图
(一)钽铌碱金属化合物的一般性质
和本家中的磷相似,钽、铌和碱金属氧化物能生成偏钽(铌)酸盐(MTaO3、MnbO3)(M为钾钠等碱金属,下同)、焦钽(铌)酸盐(M4Ta2O7、M4Nb2O7)和原钽(铌)酸盐(M2TaO4、M3NbO4)等多种盐类,一般将它们表明为:M2O·nTa2O5、M2O·nNb2O5,式中n值改变很大,常在10以上。实际上它们归于一种多聚体,其原子比一般为M∶Ta(Nb)=16∶14;14∶12;12∶10;16∶12∶;10∶8;7∶5;8∶6;6∶4,化合物中的结晶水分子数改变也很大,从1到40或更多。
钽铌碱金属化合物有如下性质:
1、当用碱金属的氧化物或碳酸盐与钽(铌)氧化物熔融时,因组分不同能够得到不同成分的钽铌酸盐,当M2O∶(Ta,Nb)2O5=1∶1时生成偏钽(铌)酸盐;当碱过量时生成原钽(铌)酸盐见图2、图3、图4。
2、钾和钠的偏钽(铌)酸盐少溶于水,不发作水解,也不为所分化。并且偏钽(铌)酸盐较易被氢复原成贱价氧化物:
2MnbO3+H2=M2O+2NbO2+H2O
复原温度>400℃
2MtaO3+H2=M2O+2TaO2+H2O
复原温度600~700℃
图2 K2O(K2CO3)-Nb2O5系熔度图
图3 K2O(K2CO3)-Ta2O5
图4 Na2O(Na2CO3)-Nb2O5系熔度图
3、各种温度下偏钽(铌)酸盐在水中的溶解度见表1,溶度积见表2,一些热力学数据见表3。
表1 碱金属偏钽(铌)酸盐在水中的溶解度 (mol/L)化合物0℃25℃50℃75℃100℃NaNbO34.3×10-45.9×10-41.6×10-33.7×10-37.4×10-3KnbO37.4×10-48.7×10-44.4×10-39.5×10-31.3×10-2NaTaO34.69×10-55.46×10-51.10×10-43.19×10-42.39×10-4KtaO34.34×10-54.87×10-51.22×10-42.88×10-44.89×10-4
表2 25℃下碱金属偏钽(铌)酸盐的溶度积化合物溶度积化合物溶度积NaNbO33.23×10-7NaTaO32.99×10-9KnbO37.48×10-7KTaO32.37×10-9
表3 偏钽(铌)酸盐的一些热力学数据,温度20℃化合物溶解度/
(mol·L-1)自由能△F/
(kJ·mol-1)溶解热/
(J·mol-1)晶格能/
(J·mol-1)NaNbO34.803×10-436.819260.2496886.59KNbO36.726×10-435.145678.6952785.76NaTaO34.679×10-548.534444.7688960.65KTaO33.959×10-549.371259.8312843.49
4、与偏钽铌酸盐不同,原钽铌酸盐简单水解并构成一系列的多钽(铌)酸盐,如M8(Ta,Nb)5O16·nH2O,M7(Ta,Nb)5O16·nH2O,M14(Ta,Nb)12O37·NH2O等,又如水解反响:
6Na3TaO4+21H2O=Na8Ta6O19·16H2O+10NaOH
铌也有相似反响。并且两者的高碱酸盐(K5NbO5)都存在这样的水解次序:
5、当Na+离子过量时,多钽(铌)酸钠很少溶解,如90℃时Na7Nb12O37·23H2O在水和1%NaOH溶解中的溶解度分别为26g/L和1.1g/L。可是多钽(铌)酸钾则有很高的溶解度,乃至钾离子很多过剩时也溶解度很大。例如中,25℃时六铌酸钾K8Nb6O19·16H2O在水中的溶解度到达111.8g/L,生成的六钽(铌)酸钾盐可溶于水而不分化,并且可用真空蒸腾浓缩使以晶体方式分出。
(二)碱熔融分化钽(铌)铁矿精矿
1、碱熔分化工艺进程
国内外碱溶分化钽铌精矿的工业施行办法根本相似。一般将精矿与放内钢质坩埚中,在煤气敞式炉或竖式电炉中进行熔炼。大致的碱:精矿(分量比)=3∶1(碱耗约为反响理论需求量的6~8倍)。为了下降熔融体的温度和黏度,往往选用90%的NaOH加10%的Na2CO3混合试剂。
操作时先将混合试剂在400~500℃下熔融,然后边拌和边参加磨至0.1mm的精矿(精矿过细会形成较高的漂尘丢失,参加量过大或过快会引起剧烈反响,导致熔体喷溅)。随精矿持续批量参加,将温度升至800℃,保温20~30min,然后将熔体倒入水中(水淬),或薄层倒入铁盘中。熔炼工艺也选用相似的办法。
2、熔炼反响
首要的熔炼反响如下:
Fe[(Ta,Nb)O3]2+6MOH=2M3(Ta,Nb)O4+FeO+3H2O
Mn[(Ta,Nb)O3]2+6MOH=2M3(Ta,Nb)O4+MnO+3H2O
FeWO4+2MOH=M2WO4+FeO+H2O
MnWO4+2MOH=M2WO4+MnO+H2O
FeTiO3+2MOH=M2TiO3+FeO+H2O
Al2O3+2MOH=2MAlO2+H2O
SiO2+2MOH=M2SiO2+H2O
SnO2+2MOH=M2SnO2+H2O
熔融时参加氧或硝石等氧化剂,使铁锰氧化。
NaOH和KOH分化的不同在于:NaOH分化时多钽酸钠和多铌酸钠与氧化铁、氧化锰均转入沉积中,而大部分硅、锡、钨、铝则以硅酸盐等方式转入溶液中。然后加热用处理沉积物浸洗掉铁和锰,最终获工业纯钽铌混合氧化物。而用KOH分化时,用水浸熔体可使大部分钽和铌以可溶性多钽(铌)酸钾的方式进入溶液,氧化铁、氧化锰和钛酸钾则留在水浸渣中。水浸液中再参加氯化钠,使钽铌以难溶的多钽(铌)酸钠方式悉数沉积出来。再用处理沉积物即可获钽和铌的混合氧化物。
KOH分化所得钽铌混合氧化物的纯度较NaOH分化混合氧化物高,缺陷是钽铌的直收率偏低(仅80%)。
(三)碱溶液高压釜分化
碱熔分化的缺陷在于碱耗过高(每1kg精矿耗碱3kg)。选用碱溶液高压釜分化可使碱耗降至0.5kg(为碱熔法的1/6)。分化时选用30%~40%NaOH和KOH,温度在150~200℃,时刻约2~3h,分化时先生成多钽(铌)酸,然后转化成偏钽(铌)酸,反响为:
3Fe[(Ta,Nb)O3]2+8NaOH+(n-1)H2O→Na8(Ta,Nb)6O19·nH2O+3Fe(OH)2
Na8(Ta,Nb)6O19·nH2O→6Na(Ta,Nb)O3+2NaOH+(n-1)H2O
分化后弄清或过滤,滤液初充碱后返回心压釜再用。沉积物则用15%HCl浸洗(固∶液=1∶1,80~90℃,30min)。过滤所得偏钽铌酸盐在20℃下即可为15%~20%HF所溶解。
用KOH分化时(33%~37%KOH,200℃),为进步生成多钽(铌)酸的速度,还向高压釜参加氧化剂(氧压0.4~0.5MPa),所生成的K8(Ta,Nb)6O19·Nh2O虽难溶于KOH溶液,但易溶于水,为此在高压釜分化后沉积物先水浸[固液比1∶(4~5)],将钽铌转入溶液,将溶液蒸腾浓缩后再加KOH使从头沉积出六钽(铌)酸盐,经分化即可得到适当纯的钽铌混合氧化物。
二、酸分化
钽铌的高度耐蚀性的长处,关于冶金更成了缺陷:很难用廉价的工业无机酸作为他们的冶金根底。除了腐蚀性最强的HF酸外,钽铌很难为其他无机酸所溶解,并且溶解度很小。从溶解度表4可看出,能用于分化精矿的只能是HF酸,其次是硫酸。因此有分化和硫酸分化两种办法,其间法用于高档次精矿,硫酸法用于低档次质料。
表4 钽铌在无机酸中的溶解度(20℃)酸名酸浓度/
(g·L-1)Na2O5溶解度/
(g·L-1)酸浓度/
(g·L-1)Ta2O5溶解度/
(g·L-1)HCl660.072360.2314514.8362923.48H2SO4680.047490.2059007.67841.8HF4187753021282
(一)分化法
和其他分化办法不同,分化一起也是浸出进程。分化一般在内衬铅、钼镍合金或镶砌石墨板的反响器中进行,拌和哭喊用蒙耐尔合金(含铜27%~29%铜镍合金)制造。
浸出液中钽铌以络合酸的方式存在,其组分与HF酸的浓度有关。对铌而言随HF酸浓度的添加,会呈现由氟氧铌酸络合物型向氟铌酸络合物型的过滤:H2NbOF5→H2NbF7→HNbF6,对金属性较铌强的钽则由:H2TaF7→HTaF6。浸出反响为:
Nb2O5+10HF=2H2NbOF5+3H2O(低酸度HF<20%)
Nb2O5+14HF=2H2NbF7+5H2O(高酸度 HF浓度为20%~40%)
Nb2O5+12HF=2HNbF6+5H2O(高酸度 HF浓度为20%~40%)
Ta2O5+14HF=2H2TaF7+5H2O(高酸度 HF浓度为20%~40%)
Ta2O5+12HF=2HTaF6+5H2O(高酸度 HF浓度为20%~40%)
即便在高酸度下,除了占主导地位的一种络合物外,实际上是多种络合酸并存。图5和图6分别为NbF5-HF-H2O和TaF5-HF-H2O在20℃时的等温溶解度图。
图5 NbF-HF-H2O系溶解度图(20℃)
图6 TaF5-HF-H2O系溶解度(温度20℃)
关于精矿,因为存在多种杂质,反响要杂乱得多,例如铁锰等也会以络合物方式如HFeF3,HMnF3等存在浸出液中。以钽(铌)铁矿为例,分化浸出反响还有:
Fe(Ta,Nb)2O6+17HF=2H2(Ta,Nb)F7+HFeF3+6H2O
Mn(Ta,Nb)2O6+17HF=2H2(Ta,Nb)F7+HMnF3+6H2O
除了钽、铌、铁、锰之外,在伴生矿藏中所含的其他元素如锡、钛、硅、钨也以络合酸H2SnF6、H2SiF6、H2WF8的方式进入溶液。而稀土、铀、钍、钙等则以沉积物方式REF3、UF4、ThF4、CaF2残留在浸出渣中。
为了加速反响速度和进步钽铌的分化率,分化时还参加硫酸。硫酸的参加还有利于后认取工序进步杂质的别离效果。一般选用60%~70%浓度的,分化温度为90~100℃,耗酸量按化学反响计量的理论用,并超越5%~10%。分化时,将磨至粒度<0.074mm的精矿边拌和边参加反响器中,操控温度小于50℃,因分化为放热反响,加料过快,反响过于剧烈,易形成HF酸蒸发丢失。矿粉加完后,通蒸气或用石墨电阻发热体持续加热至90~100℃,拌和保温4h,冷却后过滤或直接送萃取工序。一般钽铌分化率达98%以上。分化残渣中的钽铌含量低于1%。
(二)硫酸分化法
钽铌能和硫酸效果生成多种硫酸盐,并且在硫酸介质中钽和铌表现出较大的不同。例如铌更易被复原成贱价和更易发作水解,在硫酸介质中铌很简单被锌齐、金属镁和碱金属复原到+3价。钽很难复原,并且只能到达+4价。钽铌硫酸化合物都易和碱金属和铵生成复盐,并且这些复盐都简单水解。随硫酸浓度添加,反响如下:
Nb2O5+H2SO4=Nb2O4SO4+H2O
Nb2O5+2H2SO4=Nb2O3(SO4)2+2H2O
Nb2O5+3H2SO4=Nb2O2(SO4)3+3H2O(中)
Nb2O5+4H2SO4=Nb2O2(SO4)4+4H2O(中)
钽的金属性较强,除上述反响外,还有反响:
Ta2O5+5H2SO4=Ta2(SO4)5+5H2O
图7为Nb2O5-SO3-H2O的等温溶解度图。硫酸分化后一般再用水浸熔料使钽铌水解沉积,一起别离掉大部分铁、锰等可溶性硫酸盐杂质。但也有从硫酸溶液中直接萃取别离钽和铌。
图7 20℃下Nb2O5-SO3-H2O系溶解度图
钽铌矿简介
2019-02-22 09:16:34
钽(Ta)铌(Nb)都归于高熔点(钽 2996℃、铌2468℃)、高沸点(钽5427℃、铌5127℃)稀有金属,外观似钢,灰白色光泽,粉末呈深灰色,具有吸气、耐腐蚀、超导性、单极导电性和在高温下强度高级特性。
因而,当时钽铌新材料使用的相关高技能工业范畴包含电子、精细陶瓷和精细玻璃工业;电声光器材;硬质合金,宇航及电子能工业;生物医学工程;超导工业;特种钢等工业。
钽和铌在电子工业、化学工业、特种合金以及真空技能、 尖端技能方面都具有非常重要的位置。在电子工业中使用钽金属制造的电解电容器具有电容量大、漏电流小、安稳性好、可靠性高、耐压功能好、寿命长、体积小等杰出特色。 很多用于国防、航空、航天、电子核算机、高档次的民用电器及各类电子外表的电子线路中。
在冶金工业中,钽铌首要用作出产高强度合金钢、改进各种合金功能和制造超硬东西的添加剂。
近期,全国际范围内工业化的进程与美元的价值降低加快了金属、非金属等资源报价的大幅上涨,稀有金属商场需求进一步加大。钽、铌、等高新技能产品的研制和出产进入了一个新的增加时期。在国内同职业中第一个被“国际钽铌研讨中心(TIC)”接收为成员,国家科技部确定的国家级要点高新技能厂商的宁夏东方有色金属集团,在其34个系列产品中,占有23个种类属新材料范畴的高新技能产品,钽粉、钽丝别离占国际20%和45%的商场份额,一起也是我国国防、核能、宇航、电子、冶金和化工等高新技能范畴极为重要的新材料直销基地,代表着我国稀有金属工业正在走向一个新的转折点。
钽铌商场回暖 使用增加
近年来,跟着核算机、数码相机、手机、车载电子体系需求转旺的拉动,钽的需求在逐步走出低谷。钽精矿报价也回到正常水平。国际近年对钽的总需求在2000吨左右,而对铌的需求是20000余吨;钽的首要用途是电容器用钽粉及其钽丝,其用量占总消费量的一半以上;铌的首要用途是作钢铁的添加剂,其用量占总消费量的近九成;2000年是钽消费的顶峰之年,钽的总用量到达创记录的2235吨,2001年则敏捷下掉到1562吨,至2004年其产值稳步进步挨近2000吨;铌的需求则一向较为平稳。
我国的资源优势显着
我国一些特大或大型钽铌矿状况:
特色:钽矿床规划小,矿石档次低,嵌布粒度细而涣散,多金属伴生,形成难采、难分、难选,回收率低;赋存状况差,大规划露采的矿山较少。我国没有独立的铌矿山,铌往往与稀土、钽伴生。
储量:我国所规则的钽铌矿床储量核算的最低工业档次目标为:(Ta、Nb)205 0.016-0.028%,从我国大部分钽铌矿床档次都挨近或略高于最低工业档次目标。Ta205档次超越0.02%的几乎没有,而Nb205档次超越0.1%的也只要几个碳酸岩类型的矿床,其它类型矿床Nb205档次均在0.02%左右。
钽铌储量数据显现,我国钽(Ta205)储量和根底储量在数量上仍是很大的,但我国钽资源Ta205档次几乎没有一个超越0.02%,明显以这样低的档次套改出的“储量”与国外高档次核算出的储量难有可比性。铌亦是如此。
钽铌冶炼、加工工艺不断创新
湿法冶金
矿浆萃取;火法分化、低酸萃取;离线分析、在线分析及微机监控;冷结晶;接连喷发沉积出产低氟Ta205、Nb205的工艺;过氧化沉积出产高纯Ta205、Nb205;大流通量混合—弄清萃取槽和组合式萃取设备;选用国际先进的真空旋转烘干设备和远红外接连烘干设备。
火法冶金
钽粉:高比容钽粉的脱氧办法、控氧办法、掺磷掺氮技能和造粒热团化技能,研讨出了J、P、D、DP、W等多种钽粉出产工艺,开发出了10000-30000-50000-70000-80000μFv/g系列出口高比容钽粉,研讨水平超越100000μFv/g,高压高比容钽粉逐成系列,研讨了氧化钽复原的新办法。
铌粉:用铝热复原—水平EB炉精粹新工艺出产和提纯金属铌,出产铌粉和其它金属铌及其合金产品。电容器级铌粉研讨水平已达比容100000-120000μFv/g。
金属加工
钽丝:选用了全新的等静压成型、垂熔烧结、型轧开坯、多模接连拉拔、特殊表面处理、接连退火和接连清洗等工艺进程,开发出了Φ0.25-0.20-0.17mm系列出口细径钽丝,研讨水平达Φ0.065mm,钽丝抗拉强度能够按客户要求控制在32-168Kgf/mm2的广泛范围内,并可依据用客户要求进步产品的抗脆功能、抗高温曲折功能、抗引拔功能。
锭、棒、板、管、片:精练的技能才能增强,有100、200、600KW电子束炉和1吨电弧炉,能够出产多种规格的钽铌金属及其合金锭,用其作质料,能够出产各种 规格的管、棒、板、片、箔材。
钽铌使用及新技能、新材料的研讨开发热门
钽铌卤化物及醇盐的研讨开发
150000μFv/g以上超高比容钽粉研讨开发
Φ0.065mm以下细径钽丝研讨开发
电容器级铌粉研讨开发
钽合金、铌合金及加工材研讨开发
大直径钽铌酸盐晶体研讨开发
钽铌氧化物和金属靶材的研讨开发、真空级铌铁研讨开发
钽工业出资热度不减
因为我国钽铌业的不断进步,从90年代下半期以来,我国钽铌业的出资热不断升温。除宁夏有色金属冶炼厂、株洲硬质合金有限公司、九江有色金属冶炼厂、广西栗木有色金属工业公司和广东从化钽铌冶炼厂这5家老钽铌骨干厂商不断出资改造晋级外,广东多罗山兰宝石、广东佛岗佳特、衡阳金新莱孚等厂商乘势而起,成为钽铌业的后起之秀。即使阅历了2000-2001年的钽商场风云,广东、江西等省仍有10来家厂商加入到钽铌的职业之中,还有些出资者预备进入钽铌业。2005年全国钽铌出产供应商已逾40家。
初略预算,现在我国钽制品产值折成金属钽约800吨,占国际总产值的三分之一强,K2TaF7的产能逾2000吨,占国际总需求的50%以上,能够说我国已成为国际钽工业大国。
我国钽铌工业几点考虑
钽冶炼加工业的开展首要受钽资源使用和钽制品使用两大要素的限制,现在钽资源的现状和钽制品的广泛使用使钽冶炼加工业的开展处于一种供需矛盾之中。20世纪90年代以来,钽质料总是处于求过于供状况,国际钽精矿70%用于该范畴仍显缺乏,致使钽矿藏提价600%。我国钽矿床散布较广,但大多数钽铌矿档次偏低、使用率低。进入20世纪90年代,我国钽工业开展速度反常迅猛,质料直销缺乏的问题逐步露出出来。
现在,我国钽铌联合体是厂商间自发安排的保护职业全体利益的民间安排,在保护职业全体利益上起着活跃的效果。在我国钽铌业蓬勃开展的今日,适时地树立钽铌协会,对内和谐厂商间的联系,对外保护职业全体利益,帮忙政府拟定职业开展规划,是很有必要的。
鼓舞厂商间的协作。尤其是通过2000年-2001年的商场动摇后,应鼓舞质料厂商与冶炼厂商间树立长时间互利的供求联系,荣辱与共,同舟共济,增强全体的抗危险才能。
鼓舞厂商走出国门,与国外厂商树立长时间安稳的供求联系,活跃保险地开发国外的钽铌资源。
主张国家有关部门拟定政策,加大对钽铌业新技能、新产品开发的支撑力度,支撑钽铌高新技能产品的出口,树立产学研结合的钽铌新产品开发基地和出口基地。
宜春钽铌矿矿区坐落袁州区南东新坊乡境内,距宜春市区25公里,交通非常便当。该矿是一个含钽、铌、锂、铍、、多种稀有金属超大型矿床,也是我国重要的稀有稀土涣散元素矿产资源基地。
1、矿床特征:
矿体赋存于雅山花岗岩体中,呈似层状面型散布 ,产状安稳而陡峭(倾向40°--50°,倾角10°--28°),面积约2.8平方公里。工业矿体长1700米,东西宽644米,面积约1.5平方公里,均匀厚度60米。其间富矿体长1300米,宽55米,厚31.5米(最大42 米)。
2、矿石矿藏特征
矿石矿藏有细晶石 ,富锰铌钽铁矿 ,含钽锡石,伴生矿藏有锂云母、锆石 、黄玉、绿基石 、含锡钽铁金红石 、黑钨矿、独居石、磷钇矿等。
3、矿石组份
五氧二钽0.0101%、五氧化二铌0.0084%、0.028%、 氧化二锂0.426%、氧化二0.2218%、氧化二0.0308%、一起档次在富矿岩体中具有上富下贫、中心富边际贫的改变规则。
4、储量
累计探明储量:五氧二钽19533吨、五氧二铌15600吨、49492吨、氧化二锂752207吨、氧化二401746吨、氧化二54337吨。钽保有资源储量16048吨,别离占全国(8.42万吨)和国际(12.92万吨)的19.06%和12.43%。一起矿山尾砂仍是玻璃工业抱负质料,此矿已由国家挖掘。
钽真空电弧熔炼
2019-01-07 17:38:27
钽坯料在真空电弧炉中熔炼成延性良好的致密金属锭或结构特殊的异形构件的过程。这是金属钽精炼的成熟工业方法,具有成形和提纯两种作用。
原理 有自耗电极法和非自耗电极法两种。自耗电极法是工业上采用的主要方法,其阴极坯料为真空烧结法制取的钽条,钽条在电弧高温作用下逐步熔化,滴落到水冷铜坩埚中凝固结晶成形。非自耗电极法的阴极一般采用钨钍或石墨,阴极只起维持电弧作用,本身不消耗,钽坯料在电弧加热的高温熔池中熔化,然后冷却结晶成形。非自耗电极法仅用于熔炼实验室的小型钽坯料。无论是自耗电极法或非自耗电极法,钽坯料在熔化过程中因气体和易挥发杂质的逸出,或不稳定化合物的分解,被真空泵抽走而得到提纯。
自耗电极法也可在惰性气氛中借助惰性气体的压力熔铸含有易蒸发组分的各种合金锭料。熔池可通过外加磁场搅拌使钽和钽合金组分均匀。熔炼钽坯料金属不被污染,并可制取多种形状的铸件,尤其适合于制取大型钽锭和净返形的各种坯料如管坯、异形零件等。目前自耗电极真空电弧熔炼法主要用于二次熔铸金属锭,制取大型圆锭、扁锭或异形铸件。
自耗电极真空电弧熔炼炉 基本结构如图,主要由炉壳、电极柱、附于炉壳底部的水冷铜坩埚、带有支架和传动升降装置的电极以及真空系统所组成。熔炼炉结构材料为钢、不锈钢和水冷铜坩埚。自耗电极真空电弧熔炼炉的电极升降装置为手动或自动控制。
工艺过程 先将钽条接到阴极夹头上后,往水冷铜坩埚底部放置少量起弧用的钽材料,并抽真空到规定的13.3~133mPa真空度。接通电源起弧,下降电极直到与底部钽材料接触,然后逐步提起电极,产生电弧。起弧后,通过调整电源功率和电弧长度使钽条阴极熔化。钽条阴极熔化行将结束时,逐渐减少电源功率,最后停止熔化,保持真空降温。为使炉况顺行和制得优质钽锭,必须选择适宜的电弧长度、电流强度和电压。电弧过长会产生附带电弧,附带电弧射向水冷铜坩埚壁,可将水冷铜坩埚烧穿。所产生的附带电弧还会使熔炼炉的热效率下降。电弧过短则容易引起电极与熔体间的短路,产生炉瘤,并导致钽锭成分不均匀。可用灵敏的电极升降装置来控制电弧长度。电流强度对电弧稳定性影响很大。电流强度增大,电弧稳定性增加,但熔池温度随之提高,金属蒸发量增大,离子化蒸气浓度增大,达到峰值时发生放电,反过来破坏电弧的稳定性。适宜的电流的计算式为:
I=W/V
式中W为熔炼炉功率,V为电压。熔炼炉功率可根据钽坯料的熔点和直径从有关表中查到,熔炼炉的电源电压通常采用30~40V。
金属的提纯效果主要取决于熔炼室的真空度、熔炼速度和金属保持熔融状态的时间。因为熔炼过程中的各种杂质是通过蒸发、分解形成低价化合物而除去的。为此保持适宜的炉内真空度、较低的电极熔化速度和较长的金属熔炼时间,能得到更好的提纯效果。自耗电极真空熔炼法的提纯效果不如钽电子束熔炼法,但优于固相精炼法。其提纯效果举例于表。发展趋势 由于自耗电极真空电弧熔炼法的熔炼速度快、真空度较低,因此,所产钽锭纯度相对较低。另外,由于冷却条件不同和温度梯度不均匀,导致所产钽锭结构不一,在加工中易产生缺陷,加工前需进行变性处理以获得均匀的细晶粒结构。目前纯钽主要用于无线电电子工业和化学工业,对钽的纯度要求高,为此在生产上第一次熔炼采用电子束熔炼提纯,再用电弧熔炼获得大直径的钽锭。
钽的资源储量
2019-10-29 15:15:04
钽是稀有金属,在地壳中的含量为0.0002%,在自然界中常与铌共存。含钽的矿藏有许多,但作为钽矿藏(Ta/Nb≥ 1)的却不多,其中具有工业价值的钽的主要矿藏有:钽铁矿[(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6]、重钽铁矿(FeTa2O6)、细晶石[(Na,Ca)Ta2O6(O,OH,F)]和黑稀金矿[(Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6]等。世界上第一和第二大的钽矿分别是Wodgina和Greenbushes,均散布在澳大利亚。我国最著名的钽铌矿为江西宜春钽矿,氧化钽储量1.8万吨,氧化铌储量1.5万吨。我国的钽矿主要以低档次的硬岩矿为主,档次在万分之一左右,与澳大利亚万分之三左右的钽矿档次相比,挖掘成本较高。不过,2015年,江西有色地质勘查局矿勘院详查的横峰县葛源矿区铌钽矿床,经疆土部专家确定,达特大型。其中主矿藏钽经详查探明储量近3万吨,远景储量可翻一番。2014年1月16日,陕西省地质查询院称首次在陕西东南部发现特大型铌钽矿,其中铌钽资源量超越30万吨,为我国钽矿资源储量开发提供了更多资源保障。钽主要存在于钽铁矿、铌铁矿和钶钽铁矿中,可是除了这些来源外,锡石中以类质同象状态存在的钽,也是重要的钽资源。因为选矿办法很难将钽从锡石中分离出来,在炼锡时他们进入冶金渣。随着钽的矿藏资源日益减少和贫化,这种锡渣钽资源逐步成了钽原料的重要来历,20世纪70~80年代增占钽原料总供给量的70%~80%,90年代仍占50%左右。从中国西南部的广西、云南省经缅甸、印尼、泰国到马来西亚的锡矿带含钽最为丰富,泰国和马来西亚成为钽原料重要的供给国。锡矿中富含钽铌和产含钽锡渣的国家还有澳大利亚、巴西、尼日利亚、玻利维亚等国。随着钽矿藏资源的日益减少,钽原料供给的日趋短缺,二次钽资源的使用越来越受到重视。现在二次钽资源的使用数量约占钽原材料总供给量的10%~20%。
溶剂萃取分离铑铱将成为主流
2019-01-18 09:30:29
铑铱分离在贵金属分离精炼中以前是一个在铂族金属中最头疼的问题,以前是在80度下以硫化分离法分离,往往铑铱共沉或共溶,只是在比例上发生了变化,条件难以控制,最终使精品铑铱直收率很低!只从出现溶剂萃取法使铑铱的一步分离不再是神话,特别是合成三烷基氧化磷(TRPO)对铑铱的分离更是一步到位,如加离子交换铑铱的直收率都在93%以上,且可将铑一步提到99.96%纯度,铱可提到99.90%纯度!所以溶剂萃取将成为铑铱分离的经典主流!
钽铌矿选矿技能
2019-02-22 16:55:15
钽铌矿选矿技术钽铌矿选矿相同往常接收重选先扔掉大部分脉石矿藏,得到低档次殽杂粗精矿,进入精选作业的粗精矿矿藏组成巨大,相同往常含有多种有用矿藏,分选难度大,一般接收多种选矿方法如重选、浮选、电磁选或选冶联合工艺举办精选,然后抵达多种有用矿藏的分散。
国外钽铌选矿处理惩办粉矿或原生泥含量多的矿石,洗矿作业必不可少。澳大利亚格林布斯矿风化伟晶岩冲积粘土粗选厂,设两个洗矿系统,原矿用直径1.5m,孔径10mm的圆筒筛两次洗矿后,筛下当选,筛上大块及粘土球进自磨机磨矿约4mm,再用孔径10mm的圆筒筛筛分,筛下物料当选,筛上物料扔掉或回来再磨。洗矿耗水5m3/t,圆筒筛处理惩办量达350吨/小时•台。
国外钽铌选矿厂珍爱接收高效磨矿分级装备,以消沉钽铌矿藏的泥化。格林布斯矿原生伟晶岩粗选厂用周边排矿棒磨机与振动筛闭路获得较好成果。加拿大伯尼克湖钽矿经不断改造,今世接收的磨矿流程很有特征。该矿用一台Ф2.4m×3.6m马西型格子球磨机A-C水平振动筛(直线筛)闭路,筛分粒度2.5mm,筛下用德瑞克筛按0.2mm分级,-2.5+0.2mm粒级用螺旋选矿机选别,其尾矿经弧形筛脱水后回来再磨。球磨机有两种产品构成循环,即接收一台磨机完成两段闭路磨矿。该磨矿回路经调停后循环负荷率一般为180%上下,循环负荷小易构成过损坏。
国外对钽铌铁矿矿石的粗选仍以重选为主,并多用高效的重选装备,流程简略。如格林布斯矿对-10mm原矿直接用跳汰机粗选。加拿大伯尼克湖钽矿80年代构成的重选-浮选-重选流程日趋完善,该流程仍以重选为主,浮选只用于处理惩办细泥。重选装备体用了GEC螺旋选矿机、3层悬挂式戴斯特摇床、霍尔曼矿泥摇床、横流皮带选矿机。前苏联接收浮选对重选精矿中钽铁矿、细晶石与黄玉举办分散,捕收剂为异羟肟酸,调停剂为草酸,在介质中(pH2)浮选,当给矿含Ta2O52.52%时,精矿档次27%,采纳率90%。
钽的应用领域
2019-10-29 14:58:33
钽具有熔点高、蒸汽压低、冷加工功能好、化学稳定性高、抗液态金属腐蚀能力强、外表氧化膜介电常数大等一系列优异功能。因而,钽在电子、冶金、钢铁、化工、硬质合金、原子能、超导技术、轿车电子、航空航天、医疗卫生和科学研究等高新技术领域有重要应用。世界上50%-70%的钽以电容器级钽粉和钽丝的方式用于制造钽电容器。因为钽的外表能形成致密稳定、介电强度高的无定形氧化膜,易于精确方便地操控电容器的阳极氧化工艺,同时钽粉烧结块可以在很小的体积内获得很大的外表积,因而钽电容器具有电容量高、漏电流小、等效串联电阻低、高低温特性好、运用寿命长、归纳功能优异、其他电容器难以与之媲美,它被广泛用于通讯(交换机、手机、传呼机、传真机等)、计算机、轿车、家用和办公用电器、仪器仪表、航空航天、国防军工等工业和科技部分。所以,钽是一种用途极广泛的功能材料。
含钽和铌锡渣富集制取人造钽铌精矿
2019-03-05 12:01:05
钽铌常和锡、钨、钛、铁、锑等的矿藏共生或伴生,选矿办法难以将钽铌矿自别离出来,在锡、钨、铁等的熔炼中它们进入冶金渣中,虽然在过程中得到必定程度的富集,但仍达不到法说到钽铌所要求的高档次精矿的水平。而有必要选用冶金手法富集以制取人工钽铌精矿。此外,有些钽铌粗精矿,进一步精选的收回率很低,也要用冶金办法富集。这种钽铌质料品种繁式,档次凹凸纷歧,富集办法形形。下面大致按质料品种介绍一些较有代表性的办法。但应指出,用于一种质料的办法不完满是专用办法,它也可适用于其他质料。
一、含钽、铌锡渣
按钽、铌含量将锡渣分为高、中、低档次三种。高档次锡渣含(Ta,Nb)2O58%以上,中档次4%以上,2%以下为低档次锡渣。现在以经济地收回钽铌的限于中、高档次的锡渣。在泰国、马来西亚、印度尼西亚等国积存有很多历史上遗留下来的低档次锡渣,现在尚短少经济收回的办法,但它是未来钽的重要质料来历,迫切需要开发经济有用的钽铌收回工艺办法。各国锡渣典型成分见表1。
表1 各国锡渣的典型成分国家Ta2O5Nb2O5FeOTiO2SiO2CaOMnO刚果(金)12.29.914.21.821194.4泰国8.09.918.27.419210.7尼日利亚4.213.57.212.723235.0马来西亚3~44.011.211.020.9251.3
二、过原-氧化法
复原-氧化法适于处理中、高档次锡渣。由电弧炉复原、磁选别离、氧化和浸洗4部分组成,流程图见图1。质料锡渣组成为:Ta2O53.85%,Nb2O54.1%,TiO210.72%,WO33.28%,SiO2 21.3%,CaO21.3%。先将锡渣362kg、焦炭508kg、非磁性循环物料113kg混合均匀,在功率为3000kW的敞式电弧炉中在1650℃下复原熔炼2.5h,取得含(Ta,Nb)2O520%~25%的钽铌碳化物炉床富集物,杂质进入炉渣中,反响为:
(Ta,Nb)2O5+7C=2(Ta,Nb)C+5CO
然后使用钽铌碳化物具有弱磁性的特色,经过磁选机将钽铌碳化物和非磁性物分隔,所得磁性富集物的组成为:Ta2O510%~12%,Nb2O510%~12%,TiO213%,SiO214%,然后将碳化物磁性物料与氧化剂和碳粉按碳∶磁性碳化物∶=1∶5∶13份额配料,在无面料的铸铁坩埚内加火油焚烧使氧化,首要反响为:
10(Ta,Nb)C+14NaNO3=5(Ta,Nb)2O5+7Na2O+7N2+10CO
5WC+8NaNO3=5WO3+4Na2O+4N2+5CO
图1 处理锡渣工艺流程
氧化熔炼为放热反响,焚烧后温度主动升至1000℃,反响时间20~30min,熔体然后按液固比6∶1在90~95℃下进行水洗,除掉可溶性钠盐(铝酸钠、钨酸钠、硅酸钠等,其间95%钨以钨酸钠方式进入水溶液中)。铌和钽残留在水洗渣中,过滤后的滤渣再用20%HCl在75~100℃下酸浸2~4h以除掉铁、锰,一同使钽(铌)酸钠转化为氢氧化物,过滤枯燥后即得含(Ta,Nb)2O540%~50%的人工锟铌精矿。
三、铁合金法
先将锡渣(或低档次铌钽矿)和铁矿石一同反响使生成铌铁或铌钽铁,适当部分杂质进入渣中得以和钽铌取得开始别离。所得铌钽铁合金再用以下办法处理进一步富集。
(一)铁合金复原-电解法
该法是将锡渣或低档次钽铌矿复原所得铌(钽)铁合金进行电解,使钽铌在阳极堆积收回。质料锡渣的组成为:Ta2O51.7%~2.1%,Nb2O52.3%~3.5%,WO31.0%~3.0%,TiO27%~10%,ZrO23%~6%。出产中将锡渣1000kg、硫酸渣700kg(含Fe60%,S2%,为硫化铁矿焙烧制酸渣)和焦炭粉150kg、石灰石100kg混合均匀,在电炉内于1400℃复原,取得含钽3%、铌3.6%、钨2.9%的铁合金。然后以铌钽铁合金为阳极,在FeCl2-HCl-(NH4)2SO4电解液中进行电解,铁在阴极上分出,得电解铁粉产品,跟着铁合金的溶解,钽铌堆积在阳极泥中。最后用石油和苏打水洗去阳极泥中S,取得含Ta2O525%、Nb2O529%、WO324%的人工精矿。
(二)处理法
该法是用溶液浸出铌钽。工艺上是将铌钽铁研磨至0.1~0.2mm,在耐蚀钢反响器中于100℃下和浓溶液(1L水中加670g/L KOH)反响生成多铌钽酸钾:
6Nb+8KOH+11H2O=K8Nb6O19+15H2
6Ta+8KOH+11H2O=K8Ta6O19+15H2
Fe(OH)2和钛酸残存渣中,为促进Fe2+氧化成Fe3+,浸出时不断鼓入空气。过滤后的浸出液含铌达89g/L。然后往溶液中参加固体NaCl,铌和钽以难溶的多铌钽酸钠盐分出:
K8Nb6O19+8NaCl+nH2O=Na8Nb6O19·nH2O+8KCl
K8Ta6O19+8NaCl+nH2O=Na8Nb6O19·nH2O+8KCl
杂质钨、铝、硅、锡等留在碱性溶液中。沉积出的多铌钽酸盐用处理即可得铌钽的水合氧化物:
Na8Nb6O19·nH2O+8HCl+(2n-4)H2O=3Nb2O·nH2O+8NaCl
Na8Ta6O19·nH2O+8HCl+(2n-4)H2O=3Ta2O5·nH2O+8NaCl
四、碳酸钠培烧法
这是我国20世纪60年代针对广西栗木锡矿产的锡渣的特色而开发的办法。其长处是可以处理含(Ta+Nb)2O5<2%的锡渣,并可一同收回钽、铌、钨、锡等金属。钽铌收回率达70%。该办法首要由碳酸钠焙烧、水煮、除硅、酸浸等工序组成,工艺流程见图2。焙烧时将锡渣和碳酸钠按质量比1∶0.4混合,在回转窑中于800~900℃下焙烧30min,使渣中硅、钨等转化为钠盐,焙烧反响为(铌有相似反响):
4(Mn,Fe)(TaO)2+4Na2CO3+11O2=8NaTaO3+2(Fe,Mn)2O3+4CO2↑
4(Fe,Mn)WO4+4Na2CO3+O2=4Na2WO4+2(Fe,Mn)2O3+4CO2↑
SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑
焙料水煮(90℃)、过滤,90%钨进入溶液(再加CaCl2收回白钨),钽铌留滤查中。然后用7%~9%HCl在80~90℃下处理滤渣,脱去60%~70%的硅我铝,钽铌仍留渣中。最后用12%~15%HCl在95℃下浸出滤渣2h,锡等进入酸浸液(再用铁屑复原电积产出电积锡),浸出渣即为含(Ta+Nb)2O535%~55%的人工精矿,钽铌收回率达94%~99%。
图2 硫酸钠焙烧-酸洗流程简图
磷铜阳极
2017-06-06 17:50:02
磷铜阳极一、磷铜阳极的质量:磷铜阳极的质量首先要看铜的纯度(大于99.91%)及杂质元素的含量(每种元素小于0.003%),铜的纯度高、杂质低才能保证铜镀层的纯度;另一方面,磷量的高低决定镀液中铜离子的浓度,磷量太高(大于0.070%),镀液中的铜离子浓度就会出现偏低的现象,磷量大低(小于0.030%),镀液中的铜离子的浓度就会出现偏高的现象,也容易析出一价铜离子。因此,磷铜阳极不但要铜纯度高、杂质量低,而且磷量的范围要小(最好是在0.040~0.060%之间),才能确保铜镀层的质量。二、磷铜阳极的预处理方法:好的磷铜阳极,如果使用不当,同样也不能镀出好的铜镀层。1 磷铜阳极使用前,一定要先用5%稀硫酸浸泡1~2小时(泡至磷铜阳极的表面出现淡红铜色即可),有时可在5%稀硫酸液中添加一些30%双氧水(0.02~0.03%),可加快磷铜阳极的预处理速度。2 把预处理好的磷铜阳极放入阳极钛蓝内,钛蓝中磷铜阳极的高度需低于铜镀液液面1~2㎝,不能高出镀液的液面,因为磷铜阳极在镀液面,与硫酸蒸气生成硫酸亚铜结晶,与水蒸气生成氧化亚铜结晶,这些结晶都是一价铜离子,一但结晶落入镀液中,就会影响铜镀层的质量;另外,当下面的磷铜阳极用完,这些镀液上面的磷铜阳极落入镀液中,因表面还未曾生成黑膜,会快速提高镀液中铜离子的浓度,生成大量的一价铜离子,影响铜镀层的质量。3 预处理好的磷铜阳极放入钛蓝后,需用0.77~1.2A/ dm2的电流电解6~10小时拖缸处理(待磷铜阳极表面长成一层稳定均匀的黑膜),才能进入正常电镀程序,确保铜镀层的质量。4 经常检查磷铜阳极的表面是否有异常现象,如表面无黑膜、钝化(白色或黄色膜)、黑膜不脱落等异常现象,应立即停止生产。5 每五天提起钛蓝振动检查是否有阳极架空现象(只有磷铜阳极角才会出现此现象)。6 如出现镀液中铜离子浓度异常高或低,需立即检查磷铜阳极的质量。7 磷铜阳极应定期清理阳极袋中的阳极泥(一般30~45天清理一次)。
如何浮选钽铌矿?
2019-02-25 09:35:32
钽铌矿比较有用的捕收剂有脂肪酸类、胂酸类、类、羟肟酸类、阳离子型捕收剂。
1、脂肪酸类捕收剂前苏联波立金和格拉德基赫两人曾选用氧化矿捕收剂:油酸、油酸钠、十三烷酸钠、硫酸烷脂钠和异辛基磷酸钠具体研讨铌铁矿-钽铁矿可浮性。实验标明:运用脂肪酸作捕收剂时,饱满烃基的捕收才能比不饱满的差。当pH值为6~8时,用油酸钠浮选铌铁矿-钽铁矿极有成效,在强酸性介质和强碱性介质中都受按捺。对脂肪酸进行改性,能进步其挑选捕收性。例如,在分子中引进新的有用活性基团磺酸基、多羧基、硫酸基、卤素、胺()基、胺基酰基和酰胺基等。
2、胂酸类捕收剂胂酸能与钽、铌等稀有金属矿藏构成结实的表面化合物,烃基向外,使矿藏疏水。但与脉石矿藏不存在这种化学吸附,因而捕收才能强、挑选性好。缺陷是含胂物质在出产和运用上都存在污染问题。苄基胂酸和甲是钽铌矿藏的有用捕收剂,胂酸与黄药混用能大大进步钽铌矿藏回收率。
3、类捕收剂用双捕收铌铁金红石的研讨标明:在矿浆pH值为2~4时,双是铌铁金红石杰出的捕收剂,其回收率到达90.87%~91.70%,一起以为双在铌铁金红石表面被吸附,吸附方式首要为化学吸附。
4、羟肟酸类捕收剂 我国某地钽铌细泥矿用工业异羟肟酸配以变压器油进行粗选,当给矿含Nb2O5 0.094%时,可得粗精矿档次Nb2O50.9~1.0%,回收率90%左右。
5、阳离子捕收剂 研讨标明,十二烷基醋酸胺在中性介质中能有用地浮选铌铁矿类矿藏。
6、其它捕收剂运用新药剂N2对钽铌矿藏进行捕收功能研讨标明,高碳链的N2是钽铌矿藏的有用捕收剂。用N-亚胲胺浮选白云鄂博铌矿石获得较好成果。前苏联探究实验标明,烃基硫酸酯也习惯于伟晶岩矿床铌铁矿-钽铁矿的浮选。
许多浮选剂,特别是捕收剂,独自运用时,作用不太抱负,但当某些药剂按必定份额组合运用后,呈现的作用不是简略的加和作用,而是增效作用,即1+1>2的协同作用。如黄药与羟肟酸组合浮选氧化铜;油酸钠与羟肟酸组合浮选红柱石;胂酸与黄药混用,铜铁灵与甲羟肟酸混用,甲羟肟酸与塔尔皂混用,浮选黑钨细泥;F2O3与水杨氧肟酸混用浮选锡石细泥都获得较好成果。
(二)钽铌矿浮选调整剂
钽铌矿首要脉石矿藏是硅酸盐类矿藏、萤石和碳酸盐矿藏。这些矿藏的典型按捺剂是水玻璃、六偏磷酸钠、淀粉、焦磷酸、磷酸氢钠、木素磺酸钠、丹宁、乳酸、柠檬酸、酒石酸等。pH值对钽铌浮选进程有较大影响,常用于调整pH值的调整剂有硫酸、、、苏打等。
(三)钽铌矿浮选存在问题分析
1、捕收剂的捕收性问题。分子中含有官能团-COOH、-SO4H、-SO3H的捕收才能强、挑选性差,只适用于浮选矿藏组成简略、以石英为首要脉石的钽铌细泥。羟肟酸对钽铌细泥的捕收才能较脂肪酸弱,但挑选较好。对钽铌矿捕收才能比较强。
2、捕收剂的环境污染及药剂本钱问题。胂酸能与钽、铌等金属矿构成结实的表面化合物,烃基向外,使矿藏疏水,而与脉石矿藏不存在这种化学吸附,因而捕收才能强、挑选性好,一起胂酸对Ca2+、Mg2+离子不灵敏,对含方解石高的矿石习惯性强。但胂酸毒性较高,或许形成环境污染。在钽铌细泥浮选中,运用药剂量大,并且报价高;一起,有些药剂毒性较大,需添加环保费用,从而使选矿本钱上升。运用羟肟酸浮选时,作用较好,但药剂用量较大。
近年来,国内涵钽铌浮选药剂研讨方面获得了必定发展,但由于药剂报价太高,现在只要国外少量铌矿山选用浮选办法,如加拿大奥卡选矿厂、巴西阿拉克萨矿。
铌、钽冶金的特点
2019-01-07 17:38:09
铌、钽的以下特点决定了湿法冶金在钽铌冶金中占有突出地位:(1)铌和钽性质相似,在矿物中多共生在一起,必须先将它们分离开来。但分离难度大,有效分离主要依靠湿法;(2)铌和钽熔点高,很难被还原,原则上不能由精矿直接还原成金属。冶炼必须两步走,先制取中间化合物,然后将中间化合物还原成金属。而中间化合物的纯度要求高,制取主要依靠湿法;(3)钽铌的高度耐腐蚀性使其很难采用普通廉价的工业无机酸,而主要采用强蚀性的HF酸,安全防护和三废问题较为突出;(4)钽资源短缺,锡渣等低品位资源占总原料供应的很大比重(目前约占一半,20世纪60~70年代曾达80%以上)。这些低品位资源须用选、冶结合,湿法、火法并用等综合手段富集来制备出品位高的人造精矿。诸多富集方法中都离不开湿法。图1为钽铌冶金总流程简图。
图1 钽铌生产的原则工艺流程总图