本申请提供了一种钽铌合金及其冶炼方法与应用，该方法包括以下步骤：将钽铌废料钠化焙烧后水洗，制得浸出渣；将浸出渣、还原剂和辅助剂混合后火法冶炼，冶炼完成后浇铸，制得钽铌合金；所述还原剂包括活泼金属和碳单质中的至少一种；所述辅助剂包括钠源和钙源中的至少一种；所述火法冶炼的温度为2800℃～3500℃。本申请中通过对火法冶炼的温度、还原剂和辅助剂三者的协同搭配，从而制得了高纯度的钽铌合金。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及金属冶炼，特别涉及一种钽铌合金及其冶炼方法与应用。
技术介绍
1、钽铌合金，通常由钽和铌两种金属元素组成的合金，具有优异的性能和广泛的应用领域。钽铌合金具有如下特点：
2、1、高融点和高熔点：钽的熔点约为2996℃，而铌的熔点约为2468℃，因此钽铌合金具有较高的熔点，使其在高温环境下表现优异；
3、2、优异的耐腐蚀性：钽铌合金具有良好的耐腐蚀性，能够抵御酸、碱等腐蚀介质的侵蚀，因此在化学工业等腐蚀性环境中得到广泛应用；
4、3、优异的机械性能：合金具有出色的机械性能，包括高强度、高硬度和良好的延展性，适用于多种工程应用。
5、相关技术中钽铌合金的制备方法如下：
6、1、冶金法制备：通过熔炼、铸造、热处理等工艺将钽和铌按比例混合并在特定温度下进行化学反应，最终得到钽铌合金；
7、2、粉末冶金法制备：将钽和铌的粉末按一定比例混合，并通过压制烧结等工艺得到钽铌合金。
8、上述方法需要先从合金废料、钽矿石或者铌矿石中制得高纯度的金属钽和金属铌；再将金属钽和铌通过一定的方式混合后才能制得钽铌合金，并不能直接一步还原从合金废料中制得钽铌合金。
9、申请内容
10、本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种钽铌合金的冶炼方法，该方法能够一步还原制得高纯度的钽铌合金。
11、具体如下，本申请第一方面提供了一种钽铌合金的冶炼方法，包括以下步骤：
12、将钽铌废料钠化焙烧后水洗，制得浸出渣；
13、将浸出渣、还原剂和辅助剂混合后火法冶炼，冶炼完成后浇铸，制得钽铌合金；
14、所述还原剂包括活泼金属和碳单质中的至少一种；
15、所述辅助剂包括钠源和钙源中的至少一种；
16、所述火法冶炼的温度为2800℃～3500℃。
17、本申请中钽铌废料除含有钽元素、铌元素之外；还含有钨元素和硅元素等。为了制得高纯度钽铌合金，本申请中先通过将钽铌废料钠化焙烧，将硅元素转化为硅酸钠，将钨元素转化为钨酸钠；利用硅酸钠和钨酸钠的水溶性，通过水洗去除钽铌废料中的钨元素和硅元素；并将钽元素和铌元素初步还原，因此通过钠化焙烧后水洗实现钨元素、硅元素及其他可溶性杂质的去除。
18、本申请再通过将浸出渣、还原剂和辅助剂混合后火法冶炼，制得高纯度的钽铌合金；在还原剂的作用下氧化钽会转化为金属钽、氧化铌会转化为金属铌；在本申请的火法冶炼的温度下，金属铌会转化为液体；并和金属钽形成钽铌合金；而活泼金属在本申请的温度下为气态，在形成的钽铌合金中残余量低；同时由于活泼金属的反应活性高，因而需要通过辅助剂来降低活性金属的浓度，防止反应过于剧烈；而碳单质将金属氧化物(氧化钽和氧化铌)还原为金属后，部分会转化为气态的碳氧化物(例如：co或co2)，同样不会大量残留在钽铌合金中，即本申请中通过对火法冶炼的温度、还原剂和辅助剂三者的协同搭配，从而制得了高纯度的钽铌合金。
19、采用本申请方案制得的钽铌合金能够进一步应用于钽金属的制备中，钽金属具有优异的物理性质和化学性质(耐腐蚀性优异、耐高温性能优异和强度高)，应用领域十分广泛；应用领域包括航空航天工业、电容器、通讯设备(5g及以上)中，即本申请方案制得的钽铌合金具有广泛的应用前景。
20、可选地，所述活泼金属包括钠单质、钠合金、钙单质和钙合金中的至少一种。
21、钠单质、钠合金、钙单质和钙合金的沸点低且活泼性高，能够对氧化钽和氧化铌进行充分的还原。
22、可选地，所述钠源包括氢氧化钠和碳酸钠中的至少一种。
23、通过添加氢氧化钠或碳酸钠作为辅助剂，能够降低物料之间的接触面积，防止局部反应过于剧烈。
24、可选地，所述钙源包括氢氧化钙、氧化钙和碳酸钙中的至少一种。
25、通过添加氢氧化钙、氧化钙和碳酸钙作为辅助剂，能够降低物料之间的接触面积，防止局部反应过于剧烈。
26、可选地，所述火法冶炼的时间为1h～3h。
27、火法冶炼时间过短，反应不充分，从而影响钽铌合金的纯度；而冶炼时间过长，能耗过大。
28、可选地，所述浸出渣和所述辅助剂的质量比为100：(15～25)。
29、辅助剂的添加量过少，还原剂的局部浓度过高，则辅助剂对还原反应的抑制能力较差，导致局部还原反应过于剧烈；而辅助剂添加过多，还原剂的局部浓度过低，则会导致还原反应过慢，从而影响钽铌合金的纯度。
30、可选地，所述浸出渣和所述还原剂的质量比为100：(15～30)。
31、还原剂添加量较少，则会导致还原不充分，从而影响到钽铌合金的纯度；还原剂的添加量过多，导致还原剂的残留量增加，从而影响钽铌合金的纯度。
32、可选地，所述钠化焙烧的温度为800℃～1000℃。
33、焙烧温度过低，反应过慢；温度过高，钨元素会转化为钨单质，钨单质的熔沸点高，导致钨的残留量增加，从而影响到钽铌合金的纯度。
34、可选地，所述钠化焙烧过程中加入含钠还原剂。
35、可选地，所述含钠还原剂和钽铌废料的质量比为(20～40)：100。
36、钠化焙烧过程中加入含钠还原剂，含钠还原剂会使钽元素和铌元素初步还原；而含钠还原剂会转化为强碱性物质，强碱性物质使钨元素和硅元素转化为可溶性盐，从而去除。
37、本申请第二方面还提供了一种钽铌合金，由上述冶炼方法冶炼得到。
38、本申请第三方面还提供了上述钽铌合金在航空航天工业、钽电容的制备和/或通讯设备的制备中的应用。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种钽铌合金的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钽铌合金的冶炼方法，其特征在于，所述活泼金属包括钠单质、钠合金、钙单质和钙合金中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的钽铌合金的冶炼方法，其特征在于，所述钠源包括氢氧化钠和碳酸钠中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的钽铌合金的冶炼方法，其特征在于，所述钙源包括氧化钙和碳酸钙中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的钽铌合金的冶炼方法，其特征在于，所述火法冶炼的时间为1h～3h。
6.根据权利要求1所述的钽铌合金的冶炼方法，其特征在于，所述浸出渣和所述辅助剂的质量比为100：(15～25)。
7.根据权利要求1所述的钽铌合金的冶炼方法，其特征在于，所述浸出渣和所述还原剂的质量比为100：(15～30)。
8.根据权利要求1所述的钽铌合金的冶炼方法，其特征在于，所述钠化焙烧的温度为800℃～1000℃；
9.一种钽铌合金，其特征在于，由权利要求1至8任一项所述的冶炼方法冶炼得到。
10.一种如权利要求9所述的钽铌合金在航空航天工业、钽电容的制备和/或通讯设备的制备中的应用。
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【技术特征摘要】
1.一种钽铌合金的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钽铌合金的冶炼方法，其特征在于，所述活泼金属包括钠单质、钠合金、钙单质和钙合金中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的钽铌合金的冶炼方法，其特征在于，所述钠源包括氢氧化钠和碳酸钠中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的钽铌合金的冶炼方法，其特征在于，所述钙源包括氧化钙和碳酸钙中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的钽铌合金的冶炼方法，其特征在于，所述火法冶炼的时间为1h～3h。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：饶春辉，饶基铭，
申请(专利权)人：湖北联球科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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