鉭資源少,價(jià)格昂貴,二次資源利用具有特殊意義。鈮鉭二次資源包括兩部分:一部分是鉭鈮冶煉和加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢料,另一部分是鉭鈮制品在使用過(guò)程中報(bào)廢的元器件。目前從二次資源回收的鉭,約占鉭原料量的15%~20%。
按廢料形態(tài)分,鉭鈮廢料主要有純金屬、化合物和合金三類。純金屬?gòu)U料一般經(jīng)化學(xué)清洗后采用真空熔煉、電子束熔煉和氫化制粉等火灶臺(tái)冶煉方法回收?;衔锖秃辖鸬葟U料種類多、成分復(fù)雜,為此開(kāi)發(fā)了各種回收工藝。
含鉭硬質(zhì)合金回收廢金屬回收
含鉭硬質(zhì)合金是以碳化鎢為基本的復(fù)合碳化物(WC-TiC-TaC-NbC)和鈦鈷一起組成的合金,成分復(fù)雜,鉭鈮含量較低,一般僅作為富集物回收。
1、鋅處理法
燒結(jié)碳化物先在800℃下用液態(tài)鋅進(jìn)行分解處理使碳化物粒子與金屬鈦鈷間的結(jié)合鍵斷裂。分解物再用真空蒸餾分離鋅,并循環(huán)使用。脫鋅后的產(chǎn)物經(jīng)細(xì)磨并氧化,然后進(jìn)行堿處理和水浸等,鎢以NaWO3形式進(jìn)入浸出液(從中制取仲鎢酸銨),脫鎢渣再用硫酸浸出鈷和鈦(再?gòu)牧蛩嵋褐羞M(jìn)一步分離和回收鈷和鈦),浸出渣即為鉭鈮富集物。該法工藝流程見(jiàn)下圖:
2、硝酸鈉熔融富集法
硬質(zhì)合金廢料先在700~800℃下和硝酸鈉一起進(jìn)行熔融處理,使硬質(zhì)合金碳化物發(fā)生分解和氧化。所得熔融物先用水浸出鎢(隨后提取鎢),過(guò)濾后的渣用鹽酸浸出鈷(隨后回收鈷),鉭和鈮后富集在鹽酸浸出渣中。所得富集物含Ta2O530.4%,WO31.26%,TiO238.6%。
鉭電容器廢料處理
廢鉭電容器回收比較復(fù)雜,特別是金屬包殼的液體型鉭電容器須先用化學(xué)法(電解法、王水酸洗)或機(jī)械化方法除去外殼,然后用鈉還原法或碳還原法脫氧,再進(jìn)行電子束熔煉得到鉭錠。樹(shù)脂包殼固體型鉭電容器先用硫酸處理去除塑料外殼;對(duì)片型電容器則粉碎后用磁選方未予揀出導(dǎo)線,用重選方法分離掉塑料,剩下的陽(yáng)極塊用氫氧化鈉浸出錫,用硝酸溶解銀,用鹽酸浸出錳,用鈉還原法脫氧,然后用電子束爐熔煉得到鉭錠。工藝流程見(jiàn)下圖:
廢鉭酸鋰的回收
廢鉭酸鋰的回收主要包括火法和濕法兩類?;鸱ㄖ饕袖X熱還原法,即用鋁作還原劑,將單晶粉體還原成鈮鐵或金屬鉭或鈮,再用電子束爐熔煉得到純鉭或鈮。濕法主要有堿處理法,工藝流程見(jiàn)圖:
廢鉭酸鋰單晶粉碎后在700~800℃下和氫氧化鈉熔融,熔合反應(yīng)為:
2LiTaO3+10NaOH=2Na2TaO5+Li2O+5H2O
熔體進(jìn)行水解處理,使Na2TaO5轉(zhuǎn)化為Na2O?Ta2O5水合物:
6Na5TaO5+36H2O=4Na2O?3Ta2O5?25H2O+22NaOH
沉淀物用6mol/L的鹽酸處理,使鉭水合物轉(zhuǎn)化為Ta2O5?xH2O,鋰生成LiCl而與鉭分離。
4Na2O?3Ta2O5+8HCl+(x-7)H2O=3Ta2O5?xH2O+8NaCl
后得到純度為98%的Ta2O5。該方法可同時(shí)回收氫氧化鋰。