ератури кипіння в процесі хлорування несуться з газами і уловлюються в системі конденсації. Висококиплячі хлориди рідкісноземельних елементів, натрію і кальцію залишаються в розплаві.
Таким чином, в результаті хлорування лопарітовим концентратів виходять три продукти: плав, що містить хлориди рідкісноземельних металів, конденсат хлоридів танталу і ніобію і технічний чотирихлористий титан.
Для отримання суміші оксидів танталу і ніобію конденсат хлоридів піддають гидролитическому розкладанню:
NbOCl 3 + (x + 3) H 2 O=Nb 2 O 5 · xH 2 O + 6HCl (11)
2TaCl 5 +3 + (x + 5) H 2 O=Ta 2 O 5 · xH 2 O + 10HCl. (12)
У розчин переходить також велика частина домішок заліза, алюмінію і частково титану. Отримана суміш оксидів, що містить до 80% (Nb, Ta) 2 O 5, 1,5-3,0% TiO 2, 3,0-7,0% Fe 2 O 3, 0,2-0,5% SiO 2, надходить на очищення і розділення ніобію і танталу.
У сернокислотном способі лопарітовим концентрат розкладають 85% сірчаною кислотою. Ніобій і тантал у присутності великих кількостей титану входять до складу подвійних сульфатів титану у вигляді ізоморфної домішки. Отримана після обробки кислотою напівсуха маса піддаються вилуговуванню водою. У твердій фазі практично повністю залишаються рідкоземельні елементи, а в розчин переходять титан ніобій і тантал. Відділення титану від танталу і ніобію використовується його осадження сульфатом амонію з розчину. У осад переходить близько 70-80% титану від його вмісту в розчині. Що залишилися в розчині тантал і ніобій витягують способом екстракції.
. Роздільна танталу і ніобію і їх очищення
Для поділу танталу і ніобію можуть бути використані наступні способи: дробова кристалізація комплексних фтористих солей, екстракція органічними розчинниками, поділ за допомогою іонообмінних смол, ректифікація хлоридів і виборче відновлення пятихлористого ніобію. Одночасно з поділом здійснюється їх очищення від домішок.
Роздільна танталу і ніобію способом дробової кристалізації заснований на розходженні розчинності фтортанталата калію K 2 TaF 7 і фторксініобата калію K 2 NbОF 5. При дробової кристалізації суміш оксидів танталу і ніобію розчиняють у 34-40% плавикової кислоті при температурі 70-80 о С в гумованих або освінцованних реакторах. Потім у розчин додають KCl в кількості необхідній для утворення солей K 2 TaF 7 і K 2 NbОF 5. У першу чергу з розчину виділяються кристали K 2 TaF 7. Для додаткового очищення K 2 TaF 7 здійснюють перекристаллизацию солі з 1-2% розчину HF, що призводить до зниження домішок Si, Ti і Fe до сотих часток відсотка, а ніобію до 0,1-0,3%.
Матковий розчин піддають випаровуванню. Після випарки розчину з нього виділяються кристали K 2 NbOF 5 · Н 2 О, які також очищають перекристалізацією.
Екстракційний поділ танталу і ніобію з одночасною їх очищенням від домішок здійснюють з розчинів фтористих сполук танталу і ніобію. Розчини фтористих солей отримують шляхом розчинення концентратів або суміші оксидів в плавикової кислоті.
Для поділу використовуються екстрагенти трибутилфосфат (ТБФ) і кетони [метилізобутилкетон (МІБК) і циклогексан]. При змішанні розчинів фтористих солей танталу і ніобію з органічними екстрагентами останні переходять з фтористого розчину в органічну фазу.
Екстракційний поділ танталу і ніобію здійснюється в три стадії.
На першій стадії здійснюється спільна екстракція танталу і ніобію з розчинів з концентрацією 5-8н і 4-5н H 2 SO 4. При цьому домішки Fe, Mn, Ti, Sn, Si залишаються у водному розчині.
На другій стадії здійснюється реекстракції ніобію з органічної фази у водну фазу.
На третій стадії здійснюється реекстракції танталу водними розчинами солі фтористого амонію.
З реекстракторов тантал і ніобій осаджують розчинами аміаку. При цьому з розчину осідають чисті гідратовані пятіоксіди танталу і ніобію. Вміст у них домішок не перевищує сотих часток відсотка. Зміст танталу в Nb 2 O 5 і відповідно ніобію в Ta 2 O 5 не перевищує 0,03%.
Роздільна танталу і ніобію ректифікаційно способом засновано на відмінності температур кипіння їх хлоридів, які для TaCl 5 і NbCl 5 складають 234,0 і 248,3 о С відповідно. Роздільна ректифікацією вигідно використовувати в тому випадку, якщо в конденсаті містяться тільки хлориди танталу і ніобію. При хлоруванні розплаві в конденсаті міститься також оксихлорід ніобію. Тому необхідно додаткове хлорування для перекладу оксихлорида в хлорид, що легко здійснюється чотирихлористому вуглецем при температурі 350-400 о С:
NbOCl 2 + CCl 4=2NbCl 5 + CO 2 (13)
