BE1006385A3

BE1006385A3 - Procede pour l'extraction de tantale et de niobium.

Info

Publication number: BE1006385A3
Application number: BE9300201A
Authority: BE
Inventors: Joachim Eckert; Walter Bludssus
Original assignee: Starck H C Gmbh Co Kg
Priority date: 1992-03-06
Filing date: 1993-03-03
Publication date: 1994-08-09
Also published as: AU653674B2; JPH0610074A; CA2090919C; CN1041753C; CA2090919A1; AT398209B; CN1076731A; AU3390693A; DE4207145C1; ATA19193A; BR9300739A

Abstract

La présente invention concerne un procédé hydrométallurgique pour l'extraction de tantale et de niobium à partir de matières premières contenant du tantale et du niobium par attaque avec de l'acide flurohydrique pur ou avec un mélange d'acide fluorhydrique et d'acide sulfurique, par extraction ultérieure par solvants des complexes fluorés de tantale et de niobum hors de la solution d'attaque, avec de la méthylisobutylcétone, et par distillation à la vapeur d'eau de la phase cétonique organique chargée de tantale et de niobium.

Description


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   DESCRIPTION Procédé pour l'extraction de tantale et de niobium La présente invention concerne un procédé hydrométallurgique pour l'extraction de tantale et de niobium à partir de matières premières contenant du tantale et du niobium, par attaque avec de l'acide fluorhydrique pur ou avec un mélange d'acide fluorhydrique et d'acide sulfurique par extraction ultérieure par solvants des complexes fluorés de tantale et de niobium hors de la solution d'attaque, avec de la méthylisobutylcétone, et par distillation à la vapeur d'eau de la phase cétonique organique chargée de tantale et de niobium. 



   Dans la plupart des gisements naturels, le tantale et le niobium apparaissent conjointement. Toutefois, des rapports quantitatifs différents entre les deux éléments caractérisent les minerais et leurs gisements. On extrait essentiellement le niobium à partir de minerais de colombite et/ou de pyrochlore provenant du Brésil et du Canada. 



   Néanmoins, ces minerais ne contiennent que des quantités mineures en tantale. A l'inverse, des minerais riches en tantale-tels que par exemple la   tantalite-sont   plus pauvres en niobium. 



   Toutefois, pour l'extraction du tantale et du niobium, on se sert principalement également des scories que l'on obtient lors de l'extraction d'étain (Thaïlande, Brésil). A l'heure 

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 actuelle, ces scories d'étain sont considérées comme étant les sources les plus importantes en matières premières pour les deux éléments, bien que le niobium et le tantale n'y soient contenus qu'en quantités mineures. Dans ces scories d'étain, on rencontre également des rapports Ta/Nb très différents. 



  De manière habituelle, on extrait les deux métaux, ainsi que leurs composés à partir de matières premières pauvres en tantale et en niobium, telles que des scories d'étain, en faisant un détour par un procédé métallurgique d'enrichissement par fusion pour les deux éléments. Ce n'est qu'à ce moment que les   concentrats   synthétiques de tantale et de niobium ainsi obtenus sont accessibles à un traitement chimique rentable par voie humide. Il est vrai que parmi ces scories d'étain, il existe aussi celles qui-de manière analogue à la colombite naturelle-contiennent du tantale dans un rapport Ta/Nb très défavorable, c'est-à-dire qu'elle sont pauvres en tantale et riches en niobium.

   De ce fait, les procédés hydrométallurgiques habituels d'attaque et de séparation ne sont pas applicables à l'échelle économique, étant donné que ces procédés présupposent un rapport Ta/Nb d'au moins 1 : 3 dans le concentrat mis en oeuvre. 



  Le procédé hydrométallurgique conventionnel connu d'après le document US-A-3.117. 833 pour l'extraction de tantale ou de niobium consiste en une attaque des matières premières contenant du tantale-niobium dans des acides minéraux, de préférence dans des mélanges d'acide fluorhydrique-acide sulfurique. En l'occurrence, on dissout le tantale et le niobium de manière conjointe sous forme de complexes fluorés et ensuite, à l'intervention d'une extraction par solvants en plusieurs étapes avec MIBK (méthylisobutylcétone, 2-   méthylpentanone-4),   on les sépare d'abord des éléments qui les accompagnent et ensuite, on les sépare l'un de l'autre. 

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  En l'occurrence, on procède successivement à une réextraction de manière sélective des fluoroniobiates ou des fluorotantalates et on les traite ultérieurement pour obtenir des composés de tantale ou de niobium purs. 



  On procède en particulier de telle sorte que la phase cétonique organique chargée de niobium et de tantale soit libérée de manière sélective du niobium par exemple avec de l'acide sulfurique dilué, tandis que le tantale subsiste dans la phase organique à partir de laquelle on peut le   réextraire   avec de l'eau. 



  Si, toutefois, on met en oeuvre des matières premières pauvres en tantale et riches en niobium, le tantale présente alors à ce moment seulement une concentration très faible dans la phase cétonique organique. Ce fait donne lieu à un rendement espace/temps très mauvais, ce qui rend le procédé non rentable. 



  D'après le document DE-C-1 767 674, on connaît, en outre, un procédé pour la préparation d'une solution aqueuse de complexes fluorés de niobium et/ou de tantale à partir d'une solution de complexes fluorés de ces métaux dans un solvant organique entraînable à la vapeur d'eau et pratiquement non miscible à l'eau, procédé par lequel une solution des complexes fluorés de ces métaux dans le solvant organique, que l'on obtient lors de l'extraction connue en plusieurs étapes des teneurs métalliques à partir de minerais, est soumise à une distillation à la vapeur d'eau jusqu'à ce que l'on obtienne une évaporation quantitative du solvant avec formation d'une solution aqueuse non distillée, qui contient des complexes fluorés en une concentration plus élevée que celle existant dans le solvant organique.

   

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 De cette manière, on est censé éviter le problème de la formation d'une émulsion, pouvoir récupérer et réutiliser facilement le solvant organique, obtenir une solution aqueuse de complexes fluorés de niobium et/ou de tantale avec une concentration 3 à 4 fois supérieure à celle existant dans la solution dans le solvant organique, la solution aqueuse produite étant très bien appropriée pour la cristallisation rentable de K2TaF7. 



  Par conséquent, cela n'est pas valable, en particulier, pour des complexes de niobium/tantale pauvres en tantale. 



  L'objet de la présente invention concerne, par conséquent, la mise à disposition d'un procédé qui est supérieur à celui de l'état de la technique. En particulier, il doit être approprié pour extraire du tantale de façon rentable à partir de substances de mise en oeuvre pauvres en tantale et en même temps riches en niobium avec le procédé par voie chimique humide d'attaque et d'extraction, sans d'abord devoir faire le détour par un procédé métallurgique par fusion. En outre, le niobium doit être également extrait de manière complète. 



  L'objet selon l'invention est réalisé en ce que l'on soumet les matières premières contenant du tantale et du niobium, par exemple des scories d'étain, des minerais de niobium et/ou des concentras, à une attaque de l'acide fluorhydrique pur ou dans un mélange d'acide fluorhydrique et d'acide sulfurique, et en ce qu'on extrait la solution acide d'abord dans MIBK (méthylisobutylcétone), le niobium et le tantale passant conjointement dans la phase organique. 



  De manière habituelle, on désigne la somme des métaux de transition, calculée sur leurs oxydes, comme"Combined Oxides" (abréviation :"C. O."). A partir de la phase organique, on ne réextrait plus-comme c'est le cas 

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 habituellement-le niobium de manière sélective avec de l'eau ou un acide minéral dilué, mais on soumet la phase cétonique chargée de C. O. à une distillation à la vapeur d'eau. Par cette mesure, on obtient le fait que les deux matières valables passent dans une phase aqueuse sous une forme très concentrée. A partir de cette phase aqueuse, on extrait alors le tantale de manière sélective avec de la cétone fraîche (MIBK), tandis que le niobium reste dans la phase aqueuse. 



  L'objet de la présente invention concerne, par conséquent, un procédé hydrométallurgique pour l'extraction de tantale et de niobium à partir de matières premières contenant du tantale et du niobium par attaque avec de l'acide fluorhydrique pur ou avec un mélange d'acide fluorhydrique et d'acide sulfurique, par extraction ultérieure par solvants des complexes fluorés de tantale et de niobium hors de la solution d'attaque avec de la méthyl-isobutylcétone, et par distillation à la vapeur d'eau de la phase cétonique organique chargée de tantale et de niobium, le tantale étant extrait de manière sélective avec de la méthylisobutylcétone fraîche hors de la nouvelle phase aqueuse obtenue, tandis que le niobium subsiste complètement dans la phase aqueuse. 



  En sélectionnant les rapports de phases entre la phase organique et la phase aqueuse, on peut régler la teneur en tantale dans la nouvelle phase MIBK à la concentration désirée. Lorsqu'on soumet cette phase organique à une distillation ultérieure à la vapeur d'eau, on obtient une nouvelle augmentation quant à la concentration en tantale dans la nouvelle phase aqueuse. Une forme de réalisation préférée du procédé selon l'invention consiste, par conséquent, à traiter une nouvelle fois avec de la vapeur d'eau la nouvelle phase cétonique organique contenant du tantale et d'ainsi réextraire le tantale. La nouvelle 

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 solution concentrée de tantale peut être soumise à un traitement ultérieur de manière connue. 



  De manière avantageuse, on peut mettre en oeuvre le procédé selon l'invention pour différentes matières premières contenant du tantale/niobium. On obtient des avantages particuliers lorsque, dans les matières premières contenant du tantale et du niobium, est présent un rapport Ta/Nb de   S   0,2. De préférence, on peut appliquer le procédé à des minerais de colombite et/ou à des scories d'étain avec un rapport Ta/Nb de 1 : 5 à 1 : 15. 



  Ci-après, on explique l'invention à titre d'exemple, sans que l'on n'y voit une limitation. 



  Exemple On a soumis à une attaque avec de l'acide fluorhydrique pur à raison de 70%, un minerai de colombite contenant 35% en poids de Nb205 et 4% en poids de Taule reste étant   Si02'   FeO,   MnO, TiO   et d'autres impuretés. On a obtenu une solution avec 135 g/l de C. O. (= Combined Oxides,   Nb205   et   Ta205)   et une acidité de 20 N. En fonction de la matière de départ, le rapport Ta/Nb dans cette solution de départ était d'environ 1 : 9. On a guidé cette solution d'alimentation dans une installation d'extraction par solvant à contre-courant, contre une phase organique de méthylisobutylcétone (MIBK). 



  Avec 0,3   g/l   de C. O., le produit raffiné présentait une pureté suffisante quant à la matière valable. On a alors lavé la phase cétonique contenant 89 g/l de C. O. avec une petite quantité d'acide sulfurique 12n pour éliminer les impuretés résiduelles avec les éléments d'accompagnement extraits de manière conjointe. On a éclusé au dehors la phase cétonique chargée de niobium et de tantale et on l'a soumise à une distillation à la vapeur d'eau, ce qui a 

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 permis de séparer la cétone par distillation et de laisser subsister une solution concentrée de niobium-tantale.

   Les éléments de tantale et de niobium présents sous forme de complexes fluorés étaient présents à ce stade dans un rapport de concentration de 20   g/l   de   TaOg   à 180 g/l de   Nib20,   (rapport Ta/Nb de 1 : 9). En raison de l'acidité de la solution qui n'était plus que minime, on a extrait le tantale de manière sélective dans une nouvelle phase cétonique, tandis que le niobium subsistait dans la phase aqueuse (180 g/l de   Nib205)   et on a pu le traiter séparément. 



  On a à nouveau traité avec de la vapeur d'eau la phase cétonique chargée de tantale (contenant 140   g/l   de   Tua205),   ce qui a permis d'éliminer la cétone hors du système et d'obtenir une solution aqueuse concentrée de fluorure de tantale   (contenant >    200   g/l   de   Tua205).   On a enfin transformé cette dernière en produit final d'heptafluorotantalate de potassium en suivant une voie opératoire habituelle. La méthylisobutylcétone expulsée lors de la distillation à la vapeur d'eau a chaque fois été remise en oeuvre sous forme d'agents frais d'extraction pour compenser les pertes dues au traitement. 



  Exemple de comparaison (d'après le document US-A-31 17 833) On a également guidé contre une phase organique de méthylisobutylcétone (MIBK), la solution de niobium-tantale utilisée à l'exemple 1 provenant de l'attaque de mineraisde manière correspondante à l'exemple 1-dans une installation d'extraction par solvants à contre-courant. On a alors lavé la phase cétonique contenant 90 g/l de C. O. avec une petite quantité d'acide sulfurique 12n pour éliminer les impuretés résiduelles avec les éléments d'accompagnement extraits de manière conjointe.

   A partir de la phase cétonique chargée de niobium et de tantale, on a transformé sélectivement et complètement en une phase 

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 aqueuse le niobium de manière habituelle par réextraction avec de l'acide sulfurique 2n et on l'a mise en oeuvre sous forme d'une solution de fluorure de niobium dans de l'acide sulfurique pour récupérer l'hydroxyde de niobium.

   On libère la phase cétonique qui ne contient plus alors que du tantale, avec seulement environ 7, 5 g/l de   Ta205, par   distillation à la vapeur d'eau et on la transforme en une phase aqueuse comprenant < 25 g/l de   Tua205.   Cette solution ayant une teneur en tantale relativement minime n'est pas appropriée pour un traitement ultérieur rentable, étant donné que, soit elle nécessite une quantité excessive en énergie thermique pour l'évaporation, soit elle laisse subsister des quantités trop élevées d'eaux usées chargées en sels au cas où l'on veut en récupérer l'hydroxyde de tantale.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé hydrométallurgique pour l'extraction de tantale et de niobium à partir de matières premières contenant du tantale et du niobium, par attaque avec de l'acide fluorhydrique pur ou avec un mélange d'acide fluorhydrique et d'acide sulfurique, par extraction ultérieure par solvants des composés fluorés de tantale et de niobium hors de la solution d'attaque, avec de la méthylisobutylcétone, et par distillation à la vapeur d'eau de la phase cétonique organique chargée de tantale et de niobium, caractérisé en ce qu'on extrait le tantale de manière sélective avec de la méthylisobutylcétone fraîche hors de la nouvelle phase aqueuse obtenue, tandis que le niobium reste complètement dans la phase aqueuse.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on traite une nouvelle fois avec de la vapeur d'eau la nouvelle phase cétonique organique contenant du tantale et, de cette manière, on réextrait le tantale.
3. Procédé selon l'une ou plusieurs des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, dans le précurseur contenant du tantale et du niobium, est présent un rapport Ta/Nb de < 0,2.