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选矿技术
钽铌二次资源回收
来源:中南选矿网2018-11-27642
        钽资源少,价格昂贵,二次资源利用具有特殊意义。铌钽二次资源包括两部分:一部分是钽铌冶炼和加工过程中产生的废料,另一部分是钽铌和铌制品在使用过程中报废的元器件。目前从二次资源回收的钽,约占钽原料量的15%~20%。 按废料形态分,钽铌废料主要有纯金属、化合物和合金三类。纯金属废料一般经化学清洗后采用真空熔炼、电子束熔炼和氢化制粉等火灶台冶炼方法回收。化合物和合金等废料种类多、成分复杂,为此开发了各种回收工艺。以下为较有代表性的湿法工艺。 一、硬质合金是以碳化钨为基本的复合碳化物(WC-TiC-TaC-NbC)和钛钴一起组成的合金,成分复杂,钽铌含量较低,一般仅作为富集物回收。 (一)锌处理法 该法工艺流程见图1。烧结碳化物先在800℃下用液态锌进行分解处理使碳化物粒子与金属钛钴间的结合键断裂。分解物再用真空蒸馏分离锌,并循环使用。脱锌后的产物经细磨并氧化,然后进行碱处理和水浸,钨以NaWO3形式进入浸出液(从中制取仲钨酸铵),脱钨渣再用硫酸浸出钴和钛(再从硫酸液中进一步分离和回收钴和钛),浸出渣即为钽铌富集物。

图1 硬质合金废料回收钽铌 (二)硝酸钠熔融富集法 硬质合金废料先在700~800℃下和硝酸钠一起进行熔融处理,使硬质合金碳化物发生分解和氧化,主要反应和25.3.1节所涉及的反应相同。所得熔融物先用水浸出钨(随后提取钨),过滤后的渣用盐酸浸出钴(随后回收钴),钽和铌最后富集在盐酸浸出渣中。所得富集物含Ta2O530.4%,WO31.26%,TiO238.6%。 二、钽电容器废料处理 废钽电容器回收比较复杂,特别是金属包壳的液体型钽电容器须先用化学法(电解法、王水酸洗等)或机械化方法除去外壳,然后用钠还原法或碳还原法脱氧,再进行电子束熔炼得到钽锭。树脂包壳固体型钽电容器先用硫酸处理去除塑料外壳;对片型电容器则粉碎后用磁选方未予拣出导线,用重选方法分离掉塑料,剩下的阳极块用氢氧化钠浸出锡,用硝酸溶解银,用盐酸浸出锰,用钠还原法脱氧,然后用电子束炉熔炼得到钽锭。工艺简图见图2。

图2 固体电容器回收钽工艺简图 三、废钽酸锂、铌酸锂单晶回收开发了多种回收方法 火法主要有铝热还原法,即用铝作还原剂,将单晶粉体还原成铌铁或金属钽或铌,再用电子束炉熔炼得到纯钽或铌。湿法主要有碱处理法,工艺流程见图3。废钽酸锂单晶粉碎后在700~800℃下和氢氧化钠熔融,熔合反应为: 2LiTaO3+10NaOH=2Na2TaO5+Li2O+5H2O 熔体进行水解处理,使Na2TaO5转化为Na2O·Ta2O5水合物: 6Na5TaO5+36H2O=4Na2O·3Ta2O5·25H2O+22NaOH 沉淀物用6mol/L的盐酸处理,使钽水合物转化为Ta2O5·xH2O,锂生成LiCl而与钽分离。 废钽酸锂回收工艺简图 4Na2O·3Ta2O5+8HCl+(x-7)H2O=3Ta2O5·xH2O+8NaCl 最后得到纯度为98%的Ta2O5。该方法可同时回收氢氧化锂。

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