一、苏打焙烧和水浸 苏打焙烧和水浸的目的是除钨。为此在锡炉渣中配入占理论量1.25 倍的苏打,并加入少量木炭,进行磨矿。然后在回转窑中焙烧,控制温度850~900℃,焙烧时间45 分钟。焙烧渣在球磨机湿磨,再水浸,浸出固液比1 : 2.5~3,温度90℃,时间一小时。澄清分离后过滤,从滤液中回收入工合成的白钨。含钽酸钠和铌酸钠的滤渣送下工序处理。苏打焙烧,水浸的脱钨效率为56% ,并可除去一部分硅、砷、磷,铝、锡等。
二、稀酸脱硅和脱锡 滤渣中的硅绝大部分呈硅酸钠形态存在,脱硅是用稀盐酸(7~95 %)浸出,使硅酸钠转变为硅酸进入溶液。浸出的固液比1:6,搅拌1~3分钟后立即过滤,脱硅串可达60~70%,滤渣中担锯品位可富集2.5~3倍。将脱硅后的滤渣用玉2~14%的盐酸再浸出,在固液比1:6,温度80~90℃ 条件下搅拌2小时脱锡,使锡呈SnCl4形态进入溶液,并除去部分铁和钙等杂质。过滤后,滤渣即为钽铌富集物。如果此富集物品位太低且含杂质较高时,则必须进一步用碱和酸浸处理。上述原料的富集物成分列于表二中。上述富集阶段担锯的回收率为71.5~85.5%;除杂质效率为:钨42~70 %,锡50~70%。
三、氢氟酸分解 分解是利用钽,铌氧化物能溶于氢氟酸生成H2TaF7和H2NbF7的性质,按固液比1:2.5加入6~7当量的氢氟酸到反应锅中,然后缓缓加入富集物,搅拌浸出2小时,加入硫酸(5~6当量)调整酸度,分解后的溶液含钽、铌氧化物130~150 克/升,以及少量钨、锡等杂质,残渣为稀土和碱金属等的不溶性氟化物沉淀。钽、铌的分解效率比较彻底,回收率可达98~99%。
四、钽、铌的萃取分离 将上述含钽,铌溶液用磷酸三丁脂(T.B.P)为萃取剂,萃取分离钽和铌。为此在箱式萃取器中,经过10 级萃取,12 级酸洗;然后经过反萃,反萃钽为7 级,反萃铌为14 级,最后则分册得到钽液和铌液。有机萃取剂返回使用,萃余液废弃。 分离出来的钽液和铌液分别加氨水(pH≥9)和硼砂沉淀,然后通过碱浸和酸浸除钨,锡,铁等杂质。产出的氢氧化钽和氢氧化铌,经过滤,洗涤、烘干(或锻烧)产出氢氧化钽和氢氧化铌(或氧化钽和氧化铝)产品,其成分列于表三中。
五、还原和熔炼 是用氟钽酸钾或氟铌酸钾在850一900℃ 于氩气保护下,在还原炉中用金属钠还原,即得到钽粉和铌粉: K2TaF7 + 5Na = Ta + 5NaF + 2KF 也可以在1750 一1800℃ 下于真空还原炉内用碳或碳化铌还原氧化铌得到铌条,铌条经氢化,粉碎、脱氢得到铌粉: 将钽粉和铌粉在电子束熔炼炉,烧结炉或电弧炉中进行真空熔炼,除去气体杂质和容易挥发的非金属杂质使其得到进一步提纯,然后熔炼成锭块。 六、钨、锡的回收 水浸产出的钨酸钠(含WO3 20 克/升)用于生产合成白钨,这种钨酸钠溶液常常含有硅、砷,磷等杂质,除去这些杂质是用“镁铵净化法”,即先在溶液中加入盐酸和氯化铵脱硅,然后加MgCl2除砷、磷,使之生成溶解度小的H2SiO3、 Mg( NH4)PO4和Mg(NH4)AsO4沉淀,澄清分离后,上清液加热至80~90℃,用饱和CaCl2溶液沉淀CaWO4,将其过滤、洗涤,烘干,即得到人工白钨。
无论稀酸脱硅或脱锡的溶液,均含有不同数量的锡(6~12克/升),故须在贮液池加入铁屑将锡还原,使SnCl4变成SnCl2,然后用电积法便可获得阴极锡(75~85%Sn),为中间产品。 上述从炉渣回收钽、铌、钨的流程,钽、铌的总回收串为65~85%,钨为66~70%。 ,