铌化合物和/或钽化合物的精制方法技术

本发明专利技术提供一种更为简便且低成本的铌化合物和／或钽化合物的精制方法。此种铌化合物和／或钽化合物的精制方法，其特征在于，利用晶析操作从铌化合物和／或钽化合物的溶解液进行精制。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
铌化合物和/或钽化合物的精制方法
本专利技术属于一种提高铌化合物和/或钽化合物的纯度的方法。
技术介绍
由于铌具有使钢中的碳稳定，防止晶粒间腐蚀的效果，因而作为钢铁添加材料来使用。并且，铌合金作为附属于高压钠灯的灯发光部的导电管实用化，进一步利用于超导材料和超合金的添加元素等。更且，近年来氧化铌的需求大，其中特别是广泛使用于电子工业领域和光学领域等，尤其在这些领域中，高纯度铌逐渐成为必要而不可或缺者。作为精制铌化合物的方法，虽基于原料的不同而采取各种精制方法，但举其中之一的氧化铌为例，则提出分别结晶法、溶剂提取法、离子交换树脂法、蒸馏法等的方法。然而，用以得到铌的矿石，例如铌铁矿或黄硅铌钙矿(ニォカラィト)等，铌和钽一起共存着。又由于铌和钽在物理·化学上的性质相似，故两者的分离极为困难。因此，有诸多提案建议由矿石一起回收包含这些元素的化合物的方法。例如，美国专利第2962327号说明书中记载了下述方法：对含有铌和钽的矿石进行微粉碎，以氢氟酸与无机酸，例如硫酸的混合酸处理之，将铌和钽一起与铁、锰、钙、稀土元素和其他的金属不纯物溶解，使此溶液与低级脂肪酸的酮、酯或醚等的有机溶剂，特别是甲基异丁基甲酮等相接触，而将铌和钽提取分离于有机溶剂中。又，特开昭58-176128号公报中提出了以下方法等：使前述溶解液流经F型阴离子交换树脂层，一次将铌和钽吸附于阴离子交换树脂中，与其他的不纯物金属分离之后，以氢氟酸及氯化铵水溶液洗提回收。-->再，就分离铌和钽的方法进行各种研讨，以往，利用水溶液中的盐析剂浓度与氢离子浓度差来分离铌和钽的方法，亦即使用以下方法：在铌和钽的共存水溶液中，通过降低氢氟酸与无机酸的浓度，使铌由NbF72-转变为NbOF52-，而另一方的钽依旧以TaF72-存在，利用其，以甲基异丁基甲酮等的有机溶剂来提取钽，或是相反地由一次提取至有机溶剂的钽与铌，再提取铌至酸性水溶液侧等。这些方法亦如特开昭62-158118号公报所记载，由于甲基异丁基甲酮颇易溶解于水，因此难以完全分离钽与铌，必须通过其他阶段的混合器-沉降器等，以甲基异丁基甲酮来清洗水相。另外，特开昭64-31937号公报中公开了以下方法：使用将氧化三辛基膦等的含氧有机溶剂，或选自烷基的碳数为4以上的烷基胺的有机溶剂固定化或交联于活性碳或聚丙烯等的多孔载体的吸收剂吸收钽，从溶液中去除。然而，使有机溶剂交联的吸收剂取得困难，而将有机溶剂浸渍于多孔载体的情形会发生有机溶剂溶出至水相的问题。因此，本专利技术的目的在于提供一种更为简便且低成本的铌化合物和/或钽化合物的精制方法。
技术实现思路
本专利技术是一种铌化合物和/或钽化合物的精制方法，其特征在于，利用晶析操作从铌化合物和/或钽化合物的溶解液进行精制。对于本专利技术，其特征在于，使用将铌化合物和/或钽化合物溶解的溶液进行晶析。再者，通过添加硫酸、硝酸、盐酸等，使不纯物更容易溶解于晶析后的滤液，也可配成混合酸系。又，也可于溶解后进行稀释，以调整晶析时的浓度。再者，为了更为提高纯度，也可反覆进行晶析操作。通过对所得到的铌化合物溶液晶析而进行固液分离。利用此晶析步骤几乎可去除-->同族的钽或Fe、Ni、Ti等的金属不纯物。此时，不纯物转移至液相侧，结晶侧得到纯化，而能够简便地加以高纯度化。而且，利用条件也可纯化溶液侧。处理此所得到的铌化合物，得到作为目的的高纯度铌化合物。例如，溶解于氢氟酸之后，对进行晶析的结果所得到的结晶或滤液进行碱处理，获得不溶性的氢氧化铌，通过焙烧此氢氧化铌，能够制造高纯度氧化铌。并且，通过与氟化钾或碳酸钾等反应，能够制造氟铌酸钾(K2NbF7)。又，通过将高纯度铌化合物加碱熔化，也可制造高纯度金属铌。又，对于钽化合物也进行同样的操作，当然能够制造高纯度钽化合物。具体实施方式根据本专利技术，由作为铌原材料的原矿石等纯度低的化合物，能够容易地精制铌化合物(工业品)。并且，通过使用进行了前处理的98％左右的铌化合物工业品，亦能够容易地精制成高达99.9％(3 N)水平以上纯度的铌化合物。而且使用成为废料的铌化合物，再利用时也可适用。其中，特别地，含有Fe、Ni、Ti等的不纯物者成为合适的处理对象。除了这些不纯物之外，亦可含有Al、Si、Ca、Mg、Sb等的不纯物。虽可含有多量作为不纯物含量，但优选是未进行前处理而不纯物含量低者。作为铌化合物，可举出铌氧化物、铌卤化物、铌酸化合物、铌碱金属盐化合物等，特别是铌氧化物成为合适的对象。并且也可为这些化合物的混合物。又，作为溶解液，若为能够溶解铌化合物的溶解液，则并无特别限制。例如，可举出氢氟酸、硝酸、硫酸等的酸，碱溶液、水、有机溶剂等。其中特别优选氢氟酸。并且，含水分在80重量％以下的氢氟酸较为适用。对于晶析操作也是相同的，并不限于从氢氟酸溶解液的晶析，也包括从水溶液或有机溶剂等的晶析。并且，当然各种盐类-->也都可适用。并且，不仅可使用利用晶析操作所得到的结晶，也可使用滤液。再者，为了更加提高纯度，可反覆进行晶析操作。作为晶析操作，使用冷却法、浓缩法(例如蒸发浓缩法)、绝热蒸发法和其他的方法。冷却法的情形，若在铌化合物结晶的熔点以下操作则没有问题，但在工业上，优选-40℃～30℃左右。又，对于压力，虽可为高压或低压，但在工业上，优选常压。而且，对于晶析时间，虽取决于所使用的铌化合物浓度，但在铌化合物浓度高时，10分钟左右就足够了，而即使在铌化合物浓度低时，进行24小时左右也足够了。然而，在工业上考虑，则特别优选1～3小时左右进行结晶析出。而且，浓缩时，虽也有通过加热去除溶剂，逐渐析出结晶的情形，但对于未析出时，则使用一次乾固等的方法，以及于浓缩后冷却而析出结晶等的方法。作为具体的实例，使用从氢氟酸溶解液的晶析操作所得到的结晶或滤液的情形，第1项是，通过碱中和形成氢氧化铌的形态，通过焙烧能够精制成高纯度氧化铌。当然，通过直接焙烧所得到的结晶也可制得高纯度氧化铌。第2项是，通过与氟化钾或碳酸钾等反应，可制得氟铌酸钾(K2NbF7)。第3项是，通过将高纯度铌化合物加碱熔化，亦可制得高纯度金属铌。除了上述之外，作为用以制造包括铌酸锂(LiNbO3)或氟铌酸铵(NH4NbF7)等的高纯度铌化合物的中间体，当然也能够使用。通过使用以这些方法所得到的高纯度铌化合物，可制得高品位的电子材料和光学材料等各领域的高机能材料。再者，对于钽，通过与铌同样的操作，当然也可精制。作为其中的实例，从氢氟酸溶液的晶析操作所得到的结晶氟钽酸(H2TaF7)使得能够制造高纯度氧化钽(Ta2O5)、高纯度钽酸锂(LiTaO3)、高纯度氟钽酸钾(K2TaF7)或高纯度金属钽(Ta)、含有其他钽的盐类等的高纯度钽化合物。-->实施例为了进一步具体说明本专利技术，举出以氢氟酸溶解时的以下实施例，但本专利技术并不仅限于这些实施例。(实施例1)于具有搅拌器、容量1L的透明PFA制容器中添加75％-HF 500g或75％-HF495g与98％硫酸5g之后，一边搅拌，一边于约3小时内加入含有表1所示的金属不纯物的铌铁合金150g之后，在室温下进行搅拌。其后，调制成经由过滤去除不溶物质而换算为铌元素约300g/L的铌氢氟酸溶液。其后，一边对上述的铌氢氟酸溶液进行搅拌，一边于-20℃下进行2小时晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铌化合物和／或钽化合物的精制方法，其特征在于，利用晶析操作从铌化合物和／或钽化合物的溶解液进行精制。

【技术特征摘要】
JP 2002-2-27 52411/20021.一种铌化合物和/或钽化合物的精制方法，其特征在于，利用晶析操作从铌化合物和/或钽化合物的溶解液进行精制。2.如权利要求1所述的铌化合物和/或钽化合物的精制方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊山裕久，胁雅秀，泉浩人，矢崎洋史，青木谦治，桥口慎二，川胁理谒，村上祐子，
申请(专利权)人：斯特拉化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]