Kemično rafiniranje tantala

Mar 07, 2024

Tantalove rude na splošno vsebujejo znatne količine niobija, zato se oboje rafinira in prodaja. Celoten hidrometalurški proces se začne z namakanjem, kjer se ruda potopi v fluorovodikovo in žveplovo kislino, da nastanejo vodotopni hidrofluoridi. S tem ločimo tantal od različnih nekovinskih primesi.

Ta2O5 + 14 HF → H2[TaF7] + 5 H2O
Nb2O5 + 10 HF → 2 H2[NbOF5] + 3} H2O
Tantalov in niobijev hidrofluorid lahko ekstrahiramo iz vodne raztopine z ekstrakcijo s topilom; primerna organska topila vključujejo cikloheksanon in metil izobutil keton. Ta korak odstrani vodotopni fluor iz različnih kovinskih nečistoč (npr. železa, mangana, titana, cirkonija). Tantal lahko ločimo od niobija s prilagoditvijo pH. Niobij zahteva višjo kislost, da se raztopi v organskih topilih, zato ga je mogoče zlahka odstraniti v manj kislem okolju. Preostala čista raztopina tantalovega hidrofluorida ob nevtralizaciji z amoniakom tvori tantalov hidroksid (Ta(OH)5), ki pri kalcinaciji proizvede tantalov pentoksid (Ta2O5).

Tantalum Tungsten barTantalum Tungsten barTantalum Tungsten bar

 

 

H2[TaF7] + 5 H2O + 7 NH3 → Ta(OH)5 + 7 NH4F
2 Ta(OH)5 → Ta2O5 + 5 H2O
Tantalov hidrofluorid lahko reagira tudi s kalijevim fluoridom, da nastane kalijev heptafluorotantalat (K2[TaF7])

H2[TaF7] + 2 KF → K2[TaF7] + 2} HF
Reagira z natrijem v staljeni soli pri približno 800 stopinjah v reakciji redukcije, da nastane kovinski tantal.

K2[TaF7] + 5 Na → Ta + 5 NaF + 2} KF
Prejšnja metoda izolacije je mešani raztopini hidrofluorida dodala kalijev fluorid v postopku, imenovanem postopek Demarinya.

H2[TaF7] + 2 KF → K2[TaF7] + 2} HF
H2[NbOF5] + 2 KF → K2[NbOF5] + 2} HF
Tako proizvedena K2[TaF7] in K2[NbOF5] imata različno topnost v vodi, zato ju je mogoče ločiti z metodo separacijske kristalizacije.

Morda vam bo všeč tudi