[发明专利]一种铌钽矿中铌、钽元素的提取方法

说明书

本发明提供一种铌钽矿中铌、钽元素的提取方法，包括以下步骤：1）将铌钽矿石磨碎后加入到氢氧化钠溶液中，配成第一料液；2）将第一料液注入反应釜后，加热并维持反应釜内的压力，同时启动气泡产生装置在反应釜内产生微纳米气泡，进行分解后获得第二料液，排出反应釜；3）将第二料液冷却、过滤分离，分别获得固相物料和液相物料，所述液相物料投入步骤2）中，重复使用；4）将固相物料采用酸浸出后过滤，获得含铌、钽的溶液，再进行萃取分离后获得所需的铌、钽元素。本发明提供的一种铌钽矿中铌、钽元素的提取方法，借助微纳米气泡的强化传质和超强氧化能力的特性，具有很好的环境效益和经济效益。

技术领域

本发明属于矿产资源开采技术领域，具体涉及一种铌钽矿中铌、钽元素的提取方法。

背景技术

铌钽属于稀有贵重金属，具有优良的耐高温、耐磨损、抗压、抗腐蚀、化学性质极其稳定等特点，除广泛应用于钢铁、电子、通讯、计算机、汽车、仪器仪表等常规领域，在航空航天、低温超导及核工业等高精尖领域也得到了快速发展和广泛应用，近些年在信息产业和微电子技术方面的应用也得到了拓展。近半个多世纪以来，铌钽的消费量已增长了几十倍，为铌钽冶金的发展提供了良好的机遇，但是，随着铌钽矿储量减少、品位下降，以及环境标准的提高，对铌钽的冶炼技术提出了更高的要求。

目前，铌钽矿的提取通常采用湿法冶金工艺，主要包括铌钽精矿的制备、酸浸取或碱浸取、沉淀、调pH、萃取等过程。铌钽提取工业上目前最常用的方法仍是氢氟酸法。国内外均采用高浓氢氟酸(>60％)或高浓氢氟酸-浓硫酸混合酸的极端化学条件分解铌钽矿石，在分解过程中有6-7％的HF以废气形式挥发掉，并且每处理1吨铌钽矿会产生10-15吨的含氟残渣，造成了严重的环境污染，这已严重制约了铌钽工业的发展。更为重要的是，我国的铌钽资源虽然丰富，但大部分品位低，属于难分解矿，采用氢氟酸法，难处理铌钽矿的分解率仅85％左右，造成极大的资源浪费。

铌钽矿的提取方法还包括碱熔法、氯化法、碱性水热法等。碱熔法用碱性熔剂在500-800℃分解铌钽矿，该法铌钽接直接收率低，不超过80％，碱耗量大，为理论量的6-8倍。氯化法适于处理复杂的铌钽精矿或锡渣，不过也存在着设备腐蚀严重、对环境不友好、操作条件严苛等缺点，不符合当前节能减排的方针政策，目前在工业上的应用已经很少。碱性水热法用35-45％苛性碱溶液于150-250℃、0.4-0.5MPa压力下分解铌钽矿，提取效果较好。近年来，我国铌钽工业发展速度异常迅猛，铌钽原料供应不足的问题更加突出，因而开发清洁、高效的铌钽冶炼技术显得非常迫切。

为解决铌钽生产过程氟污染，在中国专利CN1605639A中报道了一种处理铌钽矿的新工艺-KOH亚熔盐清洁生产工艺。该工艺用KOH亚熔盐替代HF酸处理铌钽矿，反应温度280～340℃、氢氧化钾浓度75～85wt％、氢氧化钾与铌钽矿质量比为3～7:1、反应时间1～8h，取得了较好的分解效果，但是工艺的反应温度及碱溶液浓度偏高，对反应设备材质要求高，且碱介质循环量大，能耗较高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，借助微纳米气泡强化传质和超强氧化能力的特性，提供一种铌钽矿中铌、钽元素的提取方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种铌钽矿中铌、钽元素的提取方法，包括以下步骤：

1)将铌钽矿石磨碎后加入到氢氧化钠溶液中，配成第一料液；

2)将第一料液注入反应釜后，加热并维持反应釜内的压力，同时启动气泡产生装置在反应釜内产生微纳米气泡，进行分解后获得第二料液，排出反应釜；

3)将第二料液冷却、过滤分离，分别获得固相物料和液相物料，所述液相物料投入步骤2)中，重复使用；

4)将固相物料采用酸浸出后过滤，获得含铌、钽的清液，再进行萃取分离后获得所需的铌、钽元素。