以鈮鐵作為鈮礦替代原料生產高純氧化鈮的研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2018.09.010以鈮鐵作為鈮礦替代原料生產高純氧化鈮的研究王常清1,2，易艷萍3，曹小華1,2，嚴平1,2(1.江西省生態(tài)化工工程技術研究中心，江西九江332005；2.九江學院化學與環(huán)境工程學院，江西九江332005；3.宜春學院江西省高校應用化學與化學生物學重點實驗室，江西宜春336000)摘要：以鈮鐵代替鈮礦原料，通過常溫低酸度溶解，純水返鈮等改良工藝更加高效、環(huán)保地生產高純氧化鈮。與傳統(tǒng)工藝相比，該方法可以突破原料缺乏瓶頸，降低生產與環(huán)保成本。關鍵詞：鈮鐵；鈮礦；冶金；氧化鈮中圖分類號：

2、TF841.6文獻標志碼：A文章編號：1007-7545（2018）09-0000-00PreparationofHigh-purityNb2O5withNiobiumAlloySubstitutetoNiobiumOreWANGChang-qing1,2,YIYan-ping3,CAOXiao-hua1,2,YANPing1,2(1.JiangxiProvincialEngineeringResearchCenterofEcologicalChemicalIndustry,Jiujiang332005,Jiangxi,China;2.CollegeofCh

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

4、loyasrawmaterialwasdeveloped.Comparedwithtraditionalprocess,thismethodhastheadvantagesoflowconsumptionofrawmaterials,highproductquality,simpleprocess,lowproductioncost,andenvironmental-friendliness.Keywords：niobiumalloy;niobiumore;metallurgy;niobiumoxide鈮具有優(yōu)秀的理化性能，廣泛應用于冶金、電子、軍工、航天等

5、許多領域。近年來，鈮在市場上的需求巨大，僅我國年消費量即在1.3萬t左右，長時間處于供不應求的狀態(tài)[1]。世界鈮資源分布極不均勻，僅巴西、加拿大兩國就占據了全世界97%的鈮儲量。到目前為止，中國的鉭、鈮冶煉能力居全球之首，全球70%的初級產品出自我國，而我國的鈮礦原料產能卻不足冶煉能力的5%，國內鉭、鈮冶煉企業(yè)所用礦原料80%以上進口[2]。近年來，鈮礦作為戰(zhàn)略性稀缺資源，進口價格持續(xù)攀升，進口量大幅下滑，鈮礦資源的獲得已經成為制約我國鈮產業(yè)發(fā)展的瓶頸。然而，鈮鐵合金作為鈮資源的初級產品，其購買的國際物流渠道卻是暢通的。因此，以鈮鐵作為替代原料，具有價格穩(wěn)定

6、、供貨可靠的優(yōu)勢，可以突破制約我國鈮產業(yè)發(fā)展的瓶頸[3]。氧化鈮是鉭、鈮濕法冶煉產業(yè)中的重要產品之一，現行以鈮礦為原料生產氧化鈮屬于“高能耗、高物耗、高污染”工藝。由于鈮礦的特殊性和礦源的復雜性及差異性，使得生產流程的標準化難以控制，尤其是當原料中含銻時，因鉭、鈮、銻三者的分離系數為Ta?Sb＞Nb，故高純鉭易得，而鈮礦中的銻則是令人困擾的雜質，目前還無有效的分離方法，只能通過二次甚至多次萃取才能得到高純產品，由此造成產品收率較低、成本高、品質重現性差。以鈮礦為生產原料還會在生產過程中產生大量廢渣，由于富集了原料中的放射性物質，這些廢渣常常放射性超標，給周邊

7、環(huán)境造成極大的安全隱患，妥善處置這些危廢也給企業(yè)帶來較大的成本負擔[4]。本研究以鈮鐵合金為鈮礦替代原料，通過常溫低酸度溶解、純水返鈮等改良工藝制備高純氧化鈮，降低了環(huán)保成本，以更加高效、環(huán)保的方式提高鈮收率。同時該方法將國外鈮資源以合法途徑引入國內，突破了生產原料瓶頸，這對我國戰(zhàn)略性資源的儲備也具有重要的促進作用。1試驗所用的主要試劑及儀器鈮鐵(巴西FeNb60)；鈮礦(江西某鉭鈮冶煉廠)；工業(yè)級氫氟酸(濃度>50%)；工業(yè)級硫酸(濃度98%)；仲辛醇；行星球磨機、帶攪拌裝置的PP萃取槽、籿鉛分解槽、氧化鋁坩堝、烘箱、電爐。2試驗方法2.1分解將一定量的氫

8、氟酸和硫酸放入分解槽中，分別稱取礦樣和鈮鐵300g，