ПЕРЕРАБОТКА КОНЦЕНТРАТОВ ТАНТАЛИТА — КОЛУМБИТА
Танталит и колумбит - химически прочные минералы, не разлагаемые минеральными кислотами, за исключением плавиковой кислоты. Поэтому для вскрытия концентратов применяют сплавление со щелочами (NaOH. KOH) или разложение плавиковой кислотой.
Разложение сплавлением с гидроксидом натрия
Примерно до 1950 г. сплавление с гидроксидом натрия было основным способом разложения танталитовых (колумби - товых) концентратов на отечественных и зарубежных предприятиях. В результате сплавления концентрата при 750 - 800 °С с большим избытком щелочи (300 кг щелочи на 100 кг концентрата, что отвечает 6 - 8-кратному избытку по отношению к стехиометрическому количеству) танталит и колумбит разлагаются с образованием ортосолей (Na3Ta04 и NajNbO^ и оксидов железа и марганца. После обработки сплава водой ортосоли гидролитически разлагаются с образованием малорастворимых политанталатов (полиниобатов), например Na8Ta6019-25H20 И Na14Nb12037 • 32Н20. Примеси кремния, вольфрама, олова, алюминия в составе растворимых натриевых солей (Na2Si03, Na2W04, Na2Sn03, NaA102) пере - ходят в водный раствор. Осадок, содержащий политанталат (ниобат), разлагают соляной кислотой, получая гидратиро - ванные оксиды тантала и ниобия. В солянокислый раствор переходят железо и марганец.
Техническую смесь гидратированных оксидов тантала и ниобия затем перерабатывают на чистые соединения тантала И ниобия (см. ниже). Недостатки способа сплавления с NaOH: высокий расход щелочи, значительные расходы на стальные плавильные тигли вследствие быстрой их коррозии, трудности работы с щелочными расплавами, образующими устойчивые аэрозоли.
Разложение плавиковой кислотой
В настоящее время это - основной способ разложения танталитовых и колумбитовых концентратов. Тонкоизмельчен - ный танталитовый (колумбитовый) концентрат разлагают концентрированной плавиковой кислотой (60 - 70 %-ной) при нагревании. Основные реакции разложения:
Fe(30j)2 + 16HF = 2H23F7 + FeF2 + 6Н20; Мп(ЭОз)2 + 16HF = 2H23F7 + MnF2 + 6Н20 ,
Где Э - тантал, ниобий.
В растворы, кроме тантала, ниобия, железа и марганца, переходят все элементы, содержащиеся в сопутствующих минералах, в составе комплексных кислот: H2SnF6, H2TiF6, H2WFg, H2SiF6 . Таким образом, при разложении концентратов плавиковой кислотой получаются сложные растворы, содержащие большое количество элементов-примесей, что затрудняет выделение из них чистых соединений тантала и ниобия. Это обстоятельство было основной причиной малого распространения рассматриваемого способа в промышленной практике.
Однако в связи с разработкой экстракционных методов разделения тантала и ниобия и их отделения от других элементов выявились преимущества разложения танталита (колумбита) плавиковой кислотой, так как технологическая схема значительно короче, чем при сплавлении с гидрокси - дом натрия. Разложение плавиковой кислотой ведут в стальных аппаратах, покрытых свинцом и выложенных графитовыми плитками. Мешалки можно изготовлять из сплава монель (сплав никеля с 27 - 29 % меди). Расход 60 - 70 %-ной HF зависит от состава концентрата и составляет от 1,2 до 2,5 т/т концентрата. Пульпу нагревают с помощью графитовых
электронагревателей или (что менее благоприятно) острым паром, вводимым через эбонитовую трубку. В процессе разложения часть плавиковой кислоты испаряется. Это требует хорошего местного отсоса у аппарата и поглощения HF в скруббере, орошаемом известковым молоком.
Для полного разложения иногда требуется двукратная обработка концентрата. В конце разложения пульпу разбавляют водой и фильтруют на гуммированных фильтр-прессах, применяя хлопчатобумажную ткань или ткань из перхлорвинила. Из полученных растворов тантал и ниобий извлекают экстракцией органическими растворителями (см. ниже).