以铌铁作为铌矿替代原料生产高纯氧化铌的研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2018.09.010以铌铁作为铌矿替代原料生产高纯氧化铌的研究王常清1,2，易艳萍3，曹小华1,2，严平1,2(1.江西省生态化工工程技术研究中心，江西九江332005；2.九江学院化学与环境工程学院，江西九江332005；3.宜春学院江西省高校应用化学与化学生物学重点实验室，江西宜春336000)摘要：以铌铁代替铌矿原料，通过常温低酸度溶解，纯水返铌等改良工艺更加高效、环保地生产高纯氧化铌。与传统工艺相比，该方法可以突破原料缺乏瓶颈，降低生产与环保成本。关键词：铌铁；铌矿；冶金；氧化铌

2、中图分类号：TF841.6文献标志码：A文章编号：1007-7545（2018）09-0000-00PreparationofHigh-purityNb2O5withNiobiumAlloySubstitutetoNiobiumOreWANGChang-qing1,2,YIYan-ping3,CAOXiao-hua1,2,YANPing1,2(1.JiangxiProvincialEngineeringResearchCenterofEcologicalChemicalIndustry,Jiujiang332005,Jiangxi,China;2

3、.CollegeofChemicalandEnvironmentalEngineering,JiujiangUniversity,Jiujiang332005,Jiangxi,China;3.KeyLaboratoryofJiangxiUniversityforAppliedChemistryandChemicalBiology,YichunUniversity,Yichun336000,Jiangxi,China)Abstract：Newtechnologytoproducehigh-purityniobiumoxidebymodifiedpr

4、ocesswithniobiumalloyasrawmaterialwasdeveloped.Comparedwithtraditionalprocess,thismethodhastheadvantagesoflowconsumptionofrawmaterials,highproductquality,simpleprocess,lowproductioncost,andenvironmental-friendliness.Keywords：niobiumalloy;niobiumore;metallurgy;niobiumoxide铌具有优

5、秀的理化性能，广泛应用于冶金、电子、军工、航天等许多领域。近年来，铌在市场上的需求巨大，仅我国年消费量即在1.3万t左右，长时间处于供不应求的状态[1]。世界铌资源分布极不均匀，仅巴西、加拿大两国就占据了全世界97%的铌储量。到目前为止，中国的钽、铌冶炼能力居全球之首，全球70%的初级产品出自我国，而我国的铌矿原料产能却不足冶炼能力的5%，国内钽、铌冶炼企业所用矿原料80%以上进口[2]。近年来，铌矿作为战略性稀缺资源，进口价格持续攀升，进口量大幅下滑，铌矿资源的获得已经成为制约我国铌产业发展的瓶颈。然而，铌铁合金作为铌资源的初级产品，其购买的国

6、际物流渠道却是畅通的。因此，以铌铁作为替代原料，具有价格稳定、供货可靠的优势，可以突破制约我国铌产业发展的瓶颈[3]。氧化铌是钽、铌湿法冶炼产业中的重要产品之一，现行以铌矿为原料生产氧化铌属于“高能耗、高物耗、高污染”工艺。由于铌矿的特殊性和矿源的复杂性及差异性，使得生产流程的标准化难以控制，尤其是当原料中含锑时，因钽、铌、锑三者的分离系数为Ta≫Sb＞Nb，故高纯钽易得，而铌矿中的锑则是令人困扰的杂质，目前还无有效的分离方法，只能通过二次甚至多次萃取才能得到高纯产品，由此造成产品收率较低、成本高、品质重现性差。以铌矿为生产原料还会在生产过程中产

7、生大量废渣，由于富集了原料中的放射性物质，这些废渣常常放射性超标，给周边环境造成极大的安全隐患，妥善处置这些危废也给企业带来较大的成本负担[4]。本研究以铌铁合金为铌矿替代原料，通过常温低酸度溶解、纯水返铌等改良工艺制备高纯氧化铌，降低了环保成本，以更加高效、环保的方式提高铌收率。同时该方法将国外铌资源以合法途径引入国内，突破了生产原料瓶颈，这对我国战略性资源的储备也具有重要的促进作用。1试验所用的主要试剂及仪器铌铁(巴西FeNb60)；铌矿(江西某钽铌冶炼厂)；工业级氢氟酸(浓度>50%)；工业级硫酸(浓度98%)；仲辛醇；行星球磨机、带搅拌装

8、置的PP萃取槽、籿铅分解槽、氧化铝坩埚、烘箱、电炉。2试验方法2.1分解将一定量的氢氟酸和硫酸放入分解槽中，分别称取矿样和铌铁300g，