采用高銻鈮液制備高純氧化鈮的生產方法及所制得的產品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用高銻鈮液制備高純氧化鈮的生產方法及所制得的產品，該方法包含：步驟1，向高銻含量鈮液中，加入配制好的飽和硫酸銨，進行調整處理，控制鈮液濃度≥70g/L，酸度≥3N；步驟2，將調整處理好的鈮料液，調整總酸度至13n；步驟3，對調好酸度的鈮液進行萃取處理，取有機相；步驟4，對有機相進行反鈮，制取純鈮液；步驟5，對純鈮液中和沉淀；過濾得到氫氧化鈮，烘干，得到氫氧化鈮粉末；步驟6，煅燒氫氧化鈮，溫度控制在900～1000℃，制取高純氧化鈮。對有關銻含量高的礦物制備的鈮液，采用本發(fā)明的方法處理可以使高鈮產品銻含量控制在≤8.5ppm，從而能很好地滿足高純氧化鈮的質量要求，產生較好的經(jīng)濟效益，極大地拓寬稀有資源利用價值。
【專利說明】采用高銻鈮液制備高純氧化鈮的生產方法及所制得的產品

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于稀有金屬新材料生產【技術領域】，具體涉及高銻鈮液制備高純氧化鈮的生產技術及所制得的產品。

【背景技術】
[0002]高純氧化鈮為拉制LT (鈮酸鋰)單晶應用于激光、微聲表面波、信息存儲、光纖通信、紅外探測，及應用于特種光學玻璃涂層(改善光學性能)和制作鈮基超導體、鈮基催化劑等高【技術領域】的基本材料，該材料對雜質元素要求極高。
[0003]長期以來，高純氧化鈮的生產原料都是采用鈮精礦，產品標準中化學成分指標都是以采用鈮精礦為依據(jù)制訂，銻(Sb)等關鍵雜質元素由于存量少，較非鈮精礦容易控制。隨著高純氧化鈮應用領域擴展，由于鉭鈮資源的稀少，以鈮精礦生產高純氧化鈮已無法滿足產業(yè)發(fā)展需求，而使用含銻高的鈮鉭鐵礦等鈮鉭礦資源生產高純氧化鈮，具有較好的經(jīng)濟成本優(yōu)勢，成為市場發(fā)展的趨勢。但鈮鉭鐵礦中銻等關鍵雜質元素由于含量大，在生產過程中，雜質鋪難于控制，以此制備尚純氧銀廣品生廣中，鋪的含量多在20ppm以上。
[0004]因此，亟需要研發(fā)一種由鈮鉭鐵礦制備高純高純氧鈮產品的工藝方法。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的就在于提供一種以銀組鐵礦等鋪含量尚的礦物制備的尚純銀液，經(jīng)后處理生產出高純氧化鈮，銻雜質含量降至8.5ppm以下的工藝方法，以規(guī)?；苽涓呒冄趸壆a品，從而能很好地滿足用戶的質量要求，極大地拓寬稀有資源的利用價值。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種采用高銻鈮液制備高純氧化鈮的生產方法，所述高銻鈮液中，鈮的濃度以Nb2O5計多70g/L，以鈮重量為基準，銻的含量為0.2°/^0.4% ；該方法包含如下步驟:
步驟1，調整處理:按照每100升所述高銻鈮液加入5克的硫酸銨比例，緩慢加入硫酸銨飽和水溶液進行調整處理，控制調整處理后的鈮液濃度以Nb2O5計多70g/L，酸度多3N ；優(yōu)選的，硫酸銨飽和水溶液分2~3次加入，每次加入后攪拌5~10分鐘；
步驟2，調酸:將調整處理好的鈮液，用濃硫酸和濃氫氟酸調整總酸度至13η，其中硫酸的酸度為7Ν，氫氟酸的酸度為6Ν ；
步驟3，萃取:用仲辛醇對調好酸度的鈮液進行萃取處理，取有機相；
步驟4，反鈮:對有機相進行反鈮萃取，制取純鈮液；
步驟5，制取氫氧化鈮:對純鈮液中和沉淀；過濾得到氫氧化鈮，烘干，得到氫氧化鈮粉末；
步驟6，制取氧化銀:煅燒氫氧化銀，溫度控制在900~1000°C，制取高純氧化銀。
[0007]上述的生產方法，其中，在步驟3中，所述的萃取為三級萃取。
[0008]上述的生產方法，其中，在步驟3中，還對萃取的有機相進行酸洗除雜。
[0009]上述的生產方法，其中，所述的酸洗是以7n的h2so4為酸洗劑。
[0010]上述的生產方法，其中，所述的酸洗是指，將有機相:酸洗劑按相比3:1進行三級酸洗。
[0011]上述的生產方法，其中，在步驟4中，所述的反鈮，以1.5η的h2so4S液為反鈮液。
[0012]上述的生產方法，其中，所述的反鈮液與有機相按1:1相比進行反鈮處理。
[0013]上述的生產方法，其中，在步驟5中，采用氨水進行中和沉淀，控制pH=9。
[0014]上述的生產方法，其中，在步驟5中，所述過濾過程還包含調洗步驟，該調洗步驟是指采用80~90°C的含氨純水進行調洗，其中氨的質量百分比濃度為1~2%。
[0015]上述的生產方法，其中，在步驟5中，所述烘干步驟，溫度控制在60~85°C，將氫氧化鈮烘干至用手輕捻成粉。
[0016]上述生產方法，其中，在步驟6中，煅燒時間為8~12小時。
[0017]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種高純氧化鈮，銻含量< 8.5ppm，以高銻鈮液為原料，鈮的濃度以Nb2O5計彡70g/L，以鈮重量為基準，銻的含量為0.2%~0.4%，通過上述的生產方法制備。
[0018]本發(fā)明針對鈮鉭鐵礦等銻含量高的礦制備的高純氧化鈮產品銻超標的技術難題，在現(xiàn)有的生產工藝上，對銻含量高的鈮液進行技術處理，改變銻的化學價態(tài)，再進行梯度萃取，達到控制銻的最低萃取量的目的。實踐證明，以硫酸銨對銻高的鈮液進行技術處理，產出的高純氧化鈮產品質量效果理想，銻含量< 8.5ppm，可滿足市場用戶要求。
[0019]本發(fā)明提供的方法很好地解決了鈮鉭鐵礦等銻含量高的礦物制備的鈮液，難以生產高純氧化鈮產品的技術難題。對銻含量高的礦物制備的鈮液，采用本發(fā)明的方法處理可以使高鈮產品銻含量控制在< 8.5ppm，從而能很好地滿足高純氧化鈮的質量要求，產生較好的經(jīng)濟效益，極大地拓寬稀有資源利用價值。

【具體實施方式】
[0020]下面通過具體實施例，對本發(fā)明做詳細說明。本領域技術人員能夠理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明，其不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0021]下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的各種纖維材料，如無特殊說明，均為市售購買產品。
[0022]實施例1 1、調整處理
經(jīng)分析，已知鈮液的具體條件為:總酸度5.3 n，其中硫酸2.4 n，氫氟酸2.9n，含nb以Nb2O5計:115.5 g/L，含Sb:17mg/Lo根據(jù)工藝要求，通過計算，控制氧化物總量為4Kg，加入鈮液體積為34.6L，需要加入1.73g硫酸銨，取2.26ml硫酸銨飽和溶液(25°C，硫酸銨飽和溶液的濃度為0.767g/ml)備用。放34.6L的鈮液進入調整處理容器中，加Iml所述硫酸銨飽和溶液，充分攪拌10分鐘后，再加入剩余的1.26ml所述硫酸銨飽和溶液，攪拌30分鐘，進行反應調整。
[0023]2、調酸
將調整處理好的鈮液加入調酸容器，加入濃硫酸和濃氫氟酸調整總酸度至13 n，其中硫酸的酸度為7N，氫氟酸的酸度為6N。
[0024]3、萃取將調好酸度的鈮液送入萃取槽，用仲辛醇進行萃取，按相比1:1，三級萃取，每級混合萃取10分鐘，取有機相(負載有機液)。
[0025]4、反鈮
以711的1!2804為酸洗劑，按相比(負載有機液:酸洗劑)3:1，三級酸洗，每級酸洗10分鐘；以1.5η的h2S04S液為反鈮劑，按1:1相比，對酸洗后的負載有機液進行反鈮，制取高純鈮液。
[0026]5、制取氫氧化鈮
步驟4得到的高純鈮液充分攪拌10分鐘后，緩慢加入液氨，中和沉淀至ρΗ=9.0。沉淀好的料漿壓濾，濾餅壓榨吹干，用80°C的含氨純水進行調洗，其中氨的質量百分比濃度為2% ;調洗完成后的濾餅再次壓榨吹干。
[0027]將吹干的氫氧化鈮盛于烘干料盤中，裝入微波烘干箱，微波烘干箱溫度控制在60~70°C，將其烘干至用手輕捻成粉，過30目篩。
[0028]6、制取氧化鈮
烘干過篩的氫氧化鈮送至煅燒爐進行煅燒，煅燒溫度控制在900~1000°C，煅燒10小時，得到氧化鈮。氧化鈮冷卻后過60目篩。
[0029]7、取樣分析合格后，包裝。
[0030]質量分析檢測結果:Nb=99.99%，Sb=0.00075% (7.5 ppm)。
[0031]實施例2
1、調整處理
經(jīng)分析已知，鈮液的具體條件為:總酸度5.2 N，其中硫酸2.5N，氫氟酸2.7N，含nb以Nb2O5計為117 g/Ι，含Sb:23 μ g/mlo根據(jù)工藝要求，通過計算，控制氧化物總量為4Kg，加入鈮液體積為34.2L,需要加入1.71g硫酸銨，取2.23ml硫酸銨飽和溶液(25°C，硫酸銨飽和溶液的濃度為0.767g/ml)備用。放34.2L的鈮液進入調整處理容器中，加Iml所述硫酸銨飽和溶液，充分攪拌10分鐘后，再加入剩余的1.23ml所述硫酸銨飽和溶液，攪拌30分鐘，進行反應調整。
[0032]2、調酸
將調整處理好的鈮液加入調酸容器，加入濃硫酸和濃氫氟酸調整總酸度至13 n，其中硫酸的酸度為7N，氫氟酸的酸度為6N。
[0033]3、萃取
將調好酸度的鈮液送入萃取槽，用仲辛醇進行萃取，按相比1:1，三級萃取，每級混合萃取10分鐘，取有機相(負載有機液)。
[0034]4、反鈮
以711的1!2804為酸洗劑，按相比(負載有機液:酸洗劑)3:1，三級酸洗，每級酸洗10分鐘；以1.5n的h2S04S液為反鈮劑，按1:1相比，對酸洗后的負載有機液進行反鈮，制取高純鈮液。
[0035]5、制取氫氧化鈮
步驟4得到的高純鈮液充分攪拌10分鐘后，緩慢加入液氨，中和沉淀至pH=9.0。沉淀好的料漿壓濾，濾餅壓榨吹干，用80°C的含氨純水進行調洗，其中氨的質量百分比濃度為2% ;調洗完成后的濾餅再次壓榨吹干。
[0036]將吹干的氫氧化鈮盛于烘干料盤中，裝入微波烘干箱，微波烘干箱溫度控制在75~85°C，將其烘干至用手輕捻成粉，過30目篩。
[0037]6、制取氧化鈮
烘干過篩的氫氧化鈮送至煅燒爐進行煅燒，煅燒溫度控制在900~1000°C，煅燒8小時，得到氧化鈮。氧化鈮冷卻后過60目篩。
[0038]7、取樣分析合格后，包裝。
[0039]質量分析檢測結果:Nb=99.99%，Sb=0.00081% (8.1 ppm)。
[0040]對比例I
以與實施例1同一批的高銻鈮液為原料，按照過實施例1中的步驟2-7的工藝參數(shù)和方法，制備得到氧化銀，經(jīng)質量分析檢測，Nb=99.99%，Sb=0.004%(40ppm)。
[0041]對比例2
以與實施例2同一批的高銻鈮液為原料，按照過實施例1中的步驟2-7的工藝參數(shù)和方法，制備得到氧化鈮，經(jīng)質量分析檢測，Nb=99.99%，Sb=0.0045%(45ppm)。
[0042]總之，本發(fā)明的技術方案是:鈮液一硫酸銨調整處理一調酸一萃取一酸洗一反鈮—中和沉淀一調洗一過濾一烘干過篩一煅燒一高純氧化鈮。對有關銻含量高的礦物制備的鈮液，采用本發(fā)明的方法處理可以使高鈮產品銻含量< 8.5ppm，從而能很好地滿足高純氧化鈮的質量要求。
[0043]盡管本發(fā)明的內容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1.一種采用高銻鈮液制備高純氧化鈮的生產方法，其特征在于，所述高銻鈮液中，鈮的濃度以Nb2O5計多70g/L，以鈮重量為基準，銻的含量為0.2%~0.4% ;該方法包含如下步驟: 步驟1，調整處理:按照每100升所述高銻鈮液加入5克的硫酸銨比例，緩慢加入硫酸銨飽和水溶液進行調整處理，控制調整處理后的鈮液濃度以Nb2O5計多70g/L，酸度多3N ；優(yōu)選的，硫酸銨飽和水溶液分2~3次加入，每次加入后攪拌5~10分鐘； 步驟2，調酸:將調整處理好的鈮液，用濃硫酸和濃氫氟酸調整總酸度至13η，其中硫酸的酸度為7Ν，氫氟酸的酸度為6Ν ； 步驟3，萃取:用仲辛醇對調好酸度的鈮液進行萃取處理，取有機相； 步驟4，反鈮:對有機相進行反鈮萃取，制取純鈮液； 步驟5，制取氫氧化鈮:對純鈮液中和沉淀；過濾得到氫氧化鈮，烘干，得到氫氧化鈮粉末； 步驟6，制取氧化銀:煅燒氫氧化銀，溫度控制在900~1000°C，制取高純氧化銀。
2.如權利要求1所述的生產方法，其特征在于，在步驟3中，所述的萃取為三級萃取。
3.如權利要求1所述的生產方法，其特征在于，在步驟3中，還對萃取的有機相進行酸洗除雜； 優(yōu)選的，所述的酸洗是以7n的h2so4S酸洗劑； 還優(yōu)選的，所述的酸洗是指，將有機相:酸洗劑按相比3:1進行三級酸洗。
4.如權利要求3所述的生產方法，其特征在于，在步驟4中，所述的反鈮，以1.5n的h2so4溶液為反鈮液。
5.如權利要求4所述的生產方法，其特征在于，所述的反鈮液與有機相按1:1相比進行反鈮處理。
6.如權利要求1所述的生產方法，其特征在于，在步驟5中，采用液氨進行中和沉淀，控制 pH=9o
7.如權利要求6所述的生產方法，其特征在于，在步驟5中，所述過濾過程還包含調洗步驟，該調洗步驟是指采用80~90°C的含氨純水進行調洗，其中氨的質量百分比濃度為I?2% ο
8.如權利要求1所述的生產方法，其特征在于，在步驟5中，所述烘干步驟，溫度控制在60~85°C，將氫氧化鈮烘干至用手輕捻成粉。
9.如權利要求1所述的生產方法，其特征在于，在步驟6中，煅燒時間為8~12小時。
10.一種高純氧化鈮，銻含量< 8.5ppm，以高銻鈮液為原料，鈮的濃度以Nb2O5計多70g/L，以鈮重量為基準，銻的含量為0.2%~0.4%，通過權利要求1至9中任一項所述的生產方法制備。
【文檔編號】C01G33/00GK104477993SQ201410747193
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權日:2014年12月10日
【發(fā)明者】梁昌明, 郭永忠, 張 浩 申請人:九江有色金屬冶煉有限公司