Verfahren zur Herstellung von reinen Niobverbindungen aus wäßrigen,
Flußsäure oder Flußsäure-Salzsäure enthaltenden Lösungen Bei der Verarbeitung von
niob- und tantalhaltigen Erzen, Konzentraten, Schlacken, Metallen u. dgl. wird bekanntlich
so verfahren, daß diese Ausgangsstoffe mit Flußsäure oder auch mit einem Gemisch
aus Fluß-und Salzsäure aufgeschlossen werden. Es entstehen auf diese Weise wä.ßrige,
Flußsäure oder Flußsäure-Salzsäure enthaltende Lösungen von Tantal und Niob mit
hohen Gehalten an Verunreinigungen wie Titan, Wolfram, Zinn, Eisen, Mangan. Auch
Phosphor und Silicium können in diesen Lösungen enthalten sein. Es gelingt ohne
weiteres, aus diesen komplexen Lösungen das Tantal zu entfernen, indem in bekannter
Weise mit Keton, vorzugsweise Methylisobutylketon, extrahiert wird. Nach Abtrennung
der das Tantal enthaltenden Ketonphasebleibt eine wäßrige, saure Nioblösung zurück,
die außerdem sämtliche Verunreinigungen enthält. Aus dieser Lösung kann nach Erhöhung
der Azidität durch Fluß- und Salzsäure in an sich bekannter Weise durch Ketonextraktion,
vorzugsweise mit Methylisobutylketon, eine Niobverbindung gewonnen werden.Process for the production of pure niobium compounds from aqueous,
Solutions containing hydrofluoric acid or hydrofluoric acid-hydrochloric acid when processing
Ores, concentrates, slags, metals and the like containing niobium and tantalum are known
proceed so that these starting materials with hydrofluoric acid or with a mixture
can be digested from hydrofluoric and hydrochloric acid. In this way watery,
Solutions of tantalum and niobium containing hydrofluoric acid or hydrofluoric acid-hydrochloric acid with
high levels of impurities such as titanium, tungsten, tin, iron, manganese. Even
Phosphorus and silicon can be contained in these solutions. It works without it
further to remove the tantalum from these complex solutions by adding in known
Way with ketone, preferably methyl isobutyl ketone, is extracted. After separation
the ketone phase containing the tantalum is left with an aqueous, acidic niobium solution,
which also contains all impurities. From this solution can after increase
the acidity through hydrofluoric and hydrochloric acid in a manner known per se through ketone extraction,
preferably with methyl isobutyl ketone, a niobium compound can be obtained.
Der Nachteil des bekannten Verfahrens liegt darin, daß infolge der
hohen Säurekonzentration die Verunreinigungen an Titan, Wolfram usw. zum größten
Teil bei der Extraktion des Niobs in die Ketonphase mit eingehen. Hieraus ergibt
sich das Erfordernis, die Extraktion wiederholt durchzuführen, um zu möglichst reinen
Niobverbindungen zu gelangen.The disadvantage of the known method is that as a result of
high acid concentration, the impurities of titanium, tungsten, etc. to the greatest extent
Part of the extraction of the niobium in the ketone phase. From this it follows
the need to carry out the extraction repeatedly in order to be as pure as possible
Niobium compounds to arrive.
Gemäß der Erfindung kann die gleichzeitige Extraktion der Verunreinigungen
weitgehend unterdrückt werden, wenn bei der Ketonextraktion des Niobs zur wäßrigen
Lösung Ammonsalze zugesetzt werden. Insbesondere haben sich Ammonhalogene, wie beispielsweise
Ammonfluorid und Ammonchlori.d, bewährt.According to the invention, the simultaneous extraction of the impurities
are largely suppressed when the ketone extraction of the niobium to the aqueous
Solution ammonium salts are added. In particular, ammonium halogens, such as
Ammonfluoride and Ammonchlori.d, proven.
Bemerkenswerterweise wird durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise
nicht nur ein reineres Erzeugnis, sondern auch eine höhere Ausbeute erzielt.It is noteworthy that the method of operation according to the invention
not only a purer product, but also a higher yield achieved.
Im nachfolgenden «=erden einige Verfahren gemäß der Erfindung Vergleichsbeispielen
gegenübergestellt: I. Vergleichsbeispiel Aus einem Tantal--i\Tiob-Konzentrat wurde
durch Lösen in wäßriger Flußsäure eine tantal-niob-haltige Lösung hergestellt. Das
Tantal wurde in bekannter Weise mit Methylisobutylketon extrahiert. Die verbleibende
saure wäßrige Nioblösung enthielt
Nb2 0,5 = 42,0 g/1
Ti 02 = 25,0 g/1
Sn 02 = 1,0 g/1
W03 = 0,2 g/1
Fe" 03 = 7,3,-/l
Mn, 03 = 4,7 g/1
in Form von Fluoriden. Die Azidität der Lösung war 6,5 n. 40 1 dieser Lösung wurden
mit 801 Methyläthylketon gemischt. Nach Beendigung des Mischvorganges wurde die
wäßrige Phase von der organischen Phase getrennt und die organische Phase mit Ammoniak
versetzt. Erhalten wurde eine weiße Fällung, die, bei 1000J geglüht, folgende Gehalte
aufwies
Nb, 0,; = 90,00 0/0
Ti Ö., = 9,20 %
SD Ö2 = 0,60 %
W03 = 0,13 0/0
Die Nb,01 Extraktionsausbeute betrug 56°/o. Erfindungsgemäß wurde demgegenüber wie
folgt verfahren: Die gleiche Menge an wäßriger Nioblösung, mit den gleichen Gehalten
wie oben beschrieben, wurde mit 800 g festem Ammonfluorid versetzt und wiederum
in der gleichen Weise mit 801 Methvläthylketon extrahiert. Nach Trennen der Phasen
wurde aus der organischen Phase mit Ammoniak, eine
weiße Fällung
erhalten, die nach Glühen bei 1000° folgende Zusammensetzung aufwies:
Nb205 = 95,9_ %
Ti 02 = 3,2 0l0
Sn 02 = 0,8 0/0
W03 = 0,05 %
Die Nb205 Extraktionsausbeute betrug 70%.In the following some processes according to the invention are compared with comparative examples: I. Comparative example A tantalum-niobium-containing solution was prepared from a tantalum-TiOb concentrate by dissolving it in aqueous hydrofluoric acid. The tantalum was extracted in a known manner with methyl isobutyl ketone. The remaining acidic aqueous niobium solution contained Nb2 0, 5 = 42.0 g / 1
Ti 02 = 25.0 g / 1
Sn 02 = 1.0 g / 1
W03 = 0.2 g / 1
Fe "03 = 7.3 / l
Mn, 03 = 4.7 g / 1
in the form of fluorides. The acidity of the solution was 6.5 n. 40 l of this solution were mixed with 80 l of methyl ethyl ketone. After the end of the mixing process, the aqueous phase was separated from the organic phase and ammonia was added to the organic phase. A white precipitate was obtained which, when calcined at 1000J, had the following contents Nb, 0,; = 90.00 0/0
Ti Ö., = 9.20%
SD Ö2 = 0.60%
W03 = 0.13 0/0
The Nb.01 extraction yield was 56%. In contrast, the procedure according to the invention was as follows: 800 g of solid ammonium fluoride were added to the same amount of aqueous niobium solution, with the same contents as described above, and the mixture was again extracted in the same way with 80 l of methyl ethyl ketone. After separating the phases, a white precipitate was obtained from the organic phase with ammonia, which after annealing at 1000 ° had the following composition: Nb205 = 95.9_%
Ti 02 = 3.2 0l0
Sn 02 = 0.8 0/0
W03 = 0.05%
The Nb205 extraction yield was 70%.
Die gleiche Nioblösung, wie oben beschrieben, wurde nach Zusatz von
1,6 kg festem Ammonfluorid bei sonst gleichen Mengen und unter sonst gleichen Bedingungen
wie bei Beispiel 1 extrahiert. Die aus der organischen Phase nach Glühen bei 1000°
erhaltene Fällung wies folgende Gehalte auf:
Nb205 = 98,3 %
Ti 02 = 1,22 0/0
Sn02 = 0,38%
W03 = 0,07 %
Die Nb205 Extraktionsausbeute betrug 64%. Durch Steigerung des Zusatzes von festem
Ammonfluorid steigt der Reinheitsgrad allerdings auf Kosten der Ausbeute.The same niobium solution as described above was extracted after the addition of 1.6 kg of solid ammonium fluoride in otherwise identical amounts and under otherwise identical conditions as in Example 1. The precipitate obtained from the organic phase after annealing at 1000 ° had the following contents: Nb205 = 98.3%
Ti 02 = 1.22 0/0
Sn02 = 0.38%
W03 = 0.07 %
The Nb205 extraction yield was 64%. By increasing the addition of solid ammonium fluoride, however, the degree of purity increases at the expense of the yield.
Il. Vergleichsbeispiel 401 Nioblösung, die durch Auflösen eines tantalniob-haltigen
Vorstoffes in wäßriger Flußsäure hergestellt wurde und aus der Tantal mit Methylisobutylketon
extrahiert worden war, enthielt gelöst:
Nb2 05 = 38,3 g/1
Ti 02 = 6,7 g/1
Sn 02 = 3,4 g/1
W03 = 1,53 g/1
Fe203 = 2,7 g/1
Mn2 03 = 5,0 g/1
In die Lösung wurde so viel gasförmige Chlorwasserstoffsäure eingeleitet, bis die
Gesamtazidität von 5,4 n auf 10,5 n anstieg. Mit 801 Methylisobutylketon wurde unter
kräftigem Durchmischen das Niob extrahiert. Nach Trennung der beiden Phasen wurde
die Ketonphase mit Amrnoniak versetzt und die Fällung nach Filtration geglüht. Sie
enthielt:
-L\Tb205 = 88,7 0/0
Sn 02 = 8,0 0/0
Ti 02 = 1,440/0
W03 = 1,78%
Fe203 = Spuren
Mn2 03 = Spuren
Die Nb205 Extraktionsausbeute betrug 79,411/o. Erfindungsgemäß wurde demgegenüber
wie folgt verfahren: Die gleiche Nioblösung wie oben wurde nach Erhöhung der Gesamtazidität
auf 10,5 n mit einem Zusatz von 1 kg festem Atnmonfluorid unter sonst gleichen Bedingungen
wie oben extrahiert und weiterbehandelt. Erhalten wurde ein Nioboxyd mit folgenden
Gehalten:
Nb2 05 = 92,45%
Sn0, = 5,60%
Ti O, = 1,00%
W03 = 0,79'/o
Fe203 = Spuren
Mn2 03 = Spuren
Die Nb20$ Extraktionsausbeute betrug 89,4%. Dieses Beispiel zeigt ebenfalls eine
höhere Ausbeute, aber auch eine größere Reinheit.Il. Comparative Example 401 Niobium solution, which was prepared by dissolving a precursor containing tantalum niobium in aqueous hydrofluoric acid and from which tantalum had been extracted with methyl isobutyl ketone, contained dissolved: Nb2 05 = 38.3 g / 1
Ti 02 = 6.7 g / l
Sn 02 = 3.4 g / 1
W03 = 1.53 g / 1
Fe 2 O 3 = 2.7 g / 1
Mn2 03 = 5.0 g / 1
Gaseous hydrochloric acid was bubbled into the solution until the total acidity increased from 5.4N to 10.5N. The niobium was extracted with 80 liters of methyl isobutyl ketone with vigorous mixing. After the two phases had been separated, ammonia was added to the ketone phase and the precipitate was calcined after filtration. It contained: -L \ T b205 = 88.7 0/0
Sn 02 = 8.0 0/0
Ti 02 = 1.440 / 0
W03 = 1.78%
Fe203 = traces
Mn2 03 = tracks
The Nb205 extraction yield was 79.411 / o. In contrast, the procedure according to the invention was as follows: The same niobium solution as above was extracted and further treated after increasing the total acidity to 10.5N with the addition of 1 kg of solid inhalation fluoride under otherwise identical conditions as above. A niobium oxide was obtained with the following contents: Nb2 05 = 92.45%
Sn0, = 5.60%
Ti O, = 1.00%
W03 = 0.79 '/ o
Fe203 = traces
Mn2 03 = tracks
The Nb20 $ extraction yield was 89.4%. This example also shows a higher yield, but also a greater purity.