JPH01115820A - 水酸化ニオブまたは水酸化タンタルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、改良された水酸化ニオブまたは水酸化タンタ
ルの製造方法に関し、さらに詳しくは、電子材料の湿式
合成用の原料および酸化物製造用の原料として好適な、
フッ素含有量の少ない水酸化ニオブまたは水酸化タンタ
ルの製造方法に関する。

［従来の技術］ 酸化ニオブまたは酸化タンタルは、金属ニオブまたは金
属タンタル、炭化ニオブ、炭化タンタルなどの原料や、
光学レンズ用添加剤、電子材料用原料などに使用され、
原料として高純度品の要請が高まっている。一般に、酸
化ニオブまたは酸化タンタルは、原料鉱石を公知の方法
に従ってフン酸で分解し、ニオブまたはタンタルのフッ
化物錯塩溶液にアンモニアなどのアルカリを加えて、金
属水酸化物を沈殿させ、これを乾燥、焼成することによ
って金属酸化物が得られる。しかし、上記の方法では、
フッ素分が多く残留する。また、ニオブまたはタンタル
の水酸化物は、普通の方法では非常に微細であるため、
濾過、乾燥などの工程が複雑となり、高価な設備を要す
るという問題点があワた。

これらの問題点を改善する方法として、特公昭４９−３
０３５４号公報では、ニオブまたはタンタルのフッ化物
錯塩溶液に炭酸アンモニウムまたは重炭酸アンモニウム
を添加し、ついで加熱して得られる沈殿物を常法に従っ
て焼成処理することを特徴とする、濾過性のよい水酸化
ニオブまたは水酸化タンタルの製造方法が開示されてい
る。しかし、この方法においては、濾過性は改善され、
フッ素含有量も減少してはいるものの、湿式処理段階で
は依然として数％のフッ素が含まれている。

一方、特開昭５１−１０１９７号公報では、フッ化ニオ
ブまたはフッ化タンタル水溶液をアンモニアと反応させ
て水酸化物を得る際、ＰＨ９以上の条件で処理すること
により、前記水酸化物中のフッ素を除去することを特徴
とする水酸化ニオブまたは水酸化タンタルの製造方法が
開示されている。この方法におい２は、フッ素含を量が
０．６％まで低下しているが、水酸化物の粒子は微細で
濾過しにりく、また余りＰＨの高い領域で晶出を行った
場合、多量の希アンモニア水が排出されることになり経
済的でない。

［発明が解決しようとする問題点コ このように、フッ素を含有するフシ化ニオブまたはシェ
ラ化ニオブの水溶液から水酸化物を晶出させる場合、酸
性サイドでは粒子内にフッ素が含まれているため残留す
るフッ素量は殆ど変わらず、アルカリサイドでは洗浄に
よりフッ素量は減少するものの、生成’ｓ、が微細でゲ
ル状となるため、洗浄自体が非常に難しくなる。

本発明は、このような問題点を解決するために、アルカ
リサイドで晶出し、かつ濾過性のよい粒子を製造するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意検討を行っ
た結果、ＣＯ２を含有させたアルカリ水溶液を用い、こ
の溶液にニオブまたはタンタルのフッ化物水溶液または
シュウ酸塩水溶液を添加して、常にアルカリ性に溶液を
保ちながら水酸化物を晶出させることにより、濾過洗浄
し易（粒子中のフッ素含有量が２００ｐｐｍ以下と非常
に少ない水酸化ニオブまたは水酸化タンタルが得られる
ことを見いだし、本発明に到達したものである。

すなわち本発明は、ＣＯ２を含有させたアルカリ水溶液
に、ＣＯｚ／ＮｂまたはＣＯ２／Ｔａのモル比が０．１
〜３．０になるように、ニオブまたはタンタルのフッ化
物水溶液またはシュウ酸塩水溶液を添加し、Ｐ）１８以
上で晶出させることを特徴とする水酸化ニオブまたは水
酸化タンタルの製造方法である。

本発明は、バッチ法および半連続法の何れでも実施する
ことが可能である。

半連続法においては、ＣＯ２を含有させたアルカリ水溶
液に、ＣＯ２／Ｎｂまたは０口２　／Ｔａのモル比が０
．１〜３．０になるようにニオブまたはタンタルのフッ
化物またはシュウ酸塩の水溶液とアルカリ水溶液を同時
に添加する。この方法においては、初期のＰＨを自由に
設定できるとともに、ＰＨの変動を最小限におさえるこ
とができるので均一で濾過性のよい粒子となる。

一方、バッチ法においては、ＣＯ２を含有させたアルカ
リ水溶液に、ＣＯｚ／ＮｂまたはＣＯ２／Ｔａのモル比
が０．１’−３，０になるようにニオブまたはタンタル
のフン化物またはシュウ酸塩の水溶液を添加して、ＰＨ
８以上で水酸化物の晶出を行う。

この場合は、始め水溶液のＰＨは高く、反応するに従っ
てＰＨが下がってくるため、粒子の均一性については半
連続法と多少差があるが、脱フッ素の効果はほとんど変
わらない。

ここで、ＰＨ８以上で脱フッ素の効果が上がる理由の１
つとして、例えば酸性サイドでニオブとフッ素は強く結
合して　（ＮＨａ　）　Ｎｂ０Ｆ　６などが生成してい
ると考えられ、このような化合物がアルカリサイドでは
分解して、フッ素イオンになるためと考えられる。

また、アルカリ溶液中で、ＣＯ□を含んだ場合水酸化物
の溶解炭が上がり、また晶出速度も減少するため水酸化
物がゆっくり晶出し、粒子が大きくなると考えられる。

この際、添加溶液が充分に分散して局部的に酸性になら
ないよう、添加速度、および攪拌速度に充分注意する必
要がある。

本発明におけるＣＯ２の吹き込み量は、ＣＯ２／Ｎｂま
たはＣＯ２／Ｔａのモル比で０．１〜３，０、好ましく
は０．２〜２．０である。０．１以下では、粒子粗大化
の効力はほとんどなく、３．０を越えた場合、水酸化ニ
オブまたは水酸化タンタルの溶解量が増加し、未晶出物
の量が多くなるため経済的でなく好ましくない。

また、晶出時のＰ旧よ８以上であればよいが、余り高い
値に設定した場合、アンモニア等のアルカリが多量に必
要となるため経済的に不利であり、より好ましい範囲は
ＰＨ８，５〜１１６５である。

［実施例］ 以下、実施例により本発明の詳細な説明するが、本発明
は係る実施例に限定されるものではない。

実施例１ １１のテフロン容器にイオン交換水２０８．３ｇをとり
、２５ｗｔχのアンモニア水９８．０ｇを添加した後、
ＣＯ２ガス２９．７ｇを吹き込み、Ｃｏ２含有アルカリ
水溶液を作成した。この液を撹拌しながらＣＯ２／Ｎｂ
のモル比が２．８になるようにフッ化ニオブ水溶液（Ｎ
ｂユ０，１換算１０−ｔχ）３２０ｇと２５ｗｔ！のア
ンモニア水１４４ｇを同時に添加し、１時間で添加を終
了し、粗粒状の水酸化ニオブを晶出させた。

この時のＰＨは９．５であった。

その後、この沈殿物を濾過洗浄し、１２０″Ｃで２０時
間乾燥し、フッ素の分析を行った０分析値は得られた水
酸化ニオブをＮｂ２．０．！ｒの重量に換算し、フッ素
はＦとして計算した。この結果フッ素含有量は８５ｐｐ
麿と非常に少なかった。

実施例２ イオン交換水３２６．９ｇ、　２５ｗｔχのアンモニア
水７ｇ、　ｃｏ２ガス２．１ｇでアルカリ水溶液の作成
を行った他は実施例１と同じ条件で実験および分析を行
った。この時のＣＯｚ／Ｎｂのモル比は０．２であり、
晶出時のＰＨは９．６であった。このような処理の結果
、 得られた水酸化物中のフッ素含有量は１９０ｐｐ−であ
った。

実施例３ イオン交換水２９０．０ｇ、　２５ｗｔＸのアンモニア
水３５ｇ　、　ＣＯ□ガス１０．６ｇでアルカリ水溶液
の作成を行った他は実施例１と同じ条件で実験および分
析を行った。この時のＣＯｚ／Ｎｂのモル比は１．０で
あり、晶出時のＰＨは９．５であった。このような処理
の結果、得られた水酸化物中のフッ素含有量は１５０ｐ
ｐ霞であった。

実施例４ イオン交換水２４４．８ｇ、２５ＩＩｌｔｚノアンモニ
ア水７０ｇ　、　ｃｏ２ガス２１．２ｇでアルカリ水溶
液の作成を行った他は実施例１と同じ条件で実験および
分析を行った。この時のＣＯ２／Ｎｂのモル比は２．０
であり、晶出時のＰＨは９．５であった。このような処
理の結果、得られた水酸化物中のフッ素含有量は９５Ｐ
Ｐｌであった。

実施例５ イオン交換水３８４．０ｇ、２５１１１ｔｚノアンモニ
ア水８５ｇ　、　ｃｏ２ガス１０．６ｇでアルカリ水溶
液を作成し、この溶液にフッ化ニオブ水溶液（濃度は実
施例１と同じ）　３２０ｇだけを添加し、実施例１と同
様の方法で実験を行い、分析結果を得た。

この時のＣＯ２／Ｎｂのモル比は１．０であり、晶出時
のＰＨは９．０であった。このような処理の結果、得ら
れた水酸化物中のフッ素含有量は１９０Ｐρ１であった
。

実施例６ イオン交換水３８４．０ｇ、　２５ｗｔχのアンモニア
水８５ｇ　、　ＣＯ２ガス１０．６ｇでアルカリ水溶液
を作成し、この溶液に１．１ｚのフッ素を含有したシェ
ラ酸ニオブ水溶液（濃度は実施例１と同じ）　３２０ｇ
だけを添加し、実施例１と同様の方法で実験を行い、分
析結果を得た。

この時のＣＯ２／Ｎｂのモル比は１．０であり、晶出時
のＰＨは９．０であった。このような処理の結果、得ら
れた水酸化物中のフッ素含有量は８０ｐｐｍであった。

実施例７ １００１ダイライト槽にイオン交換水３６．７ｋｇをと
り、２５ｗｔχのアンモニア水１．２ｋｇを加えた後重
炭酸アンモニウム（純度９７−ｔχＮ、４ｋｇを加えて
、ＣＯ２含有アルカリ水溶液を作成した。

この液にフッ化ニオブ水溶液（濃度は実施例１と同じ）
　３１．０ｋｇと２５−ｔχのアンモニア水７．１ｋｇ
を攪拌させつつ、同時に添加を行い、２時間で添加を終
了させた。この時のＰＨは９．３であっ光。

この沈殿物を遠心分離機で濾過、分離し、実施例１と同
様の方法で、フッ素の分析を行った。

この結果、フッ素含有量は１６０ρｐｍであった。

さらに沈殿物を、２０倍量のイオン交換水で洗浄したと
ころ、フッ素含有量はさらに４８ρｐｌに減少した。

実施例８ フッ化タンタル（Ｔ　８２０ｇ換算１０ｗｔＺ）を用い
、実施例１と同様に実験を行い、水酸化タンタルを得た
。実施例１と同様に分析を行ったところフッ素含有量は
１５５ＰＰ■であった。また、晶出時のＰＨは９．５で
あった。

実施例９ 実施例８と同じフッ化タンタルを用い、実施例２とおな
し条件で実験を行ったところ、水酸化タンタル中のフッ
素含有量は９０ｐｐｍであった。

また、晶出時のＰ）ｌは９．５であった。

実施例１０ 実施例８と同じフッ化タンタルを用い、実施例３とおな
し条件で実験を行ったところ、水酸化タンタル中のフッ
素含有量は１６５ρｐｍであったまた、晶出時のＰＨは
９．０であった。

実施例１１ ０．９χのフッ素を含有したシュウ酸タンクル溶液（Ｔ
ａユ０５換算１０ｗｔＺ　）を用い、実施例４と同じ条
件で実験を行った。水酸化タンタル中のフッ素含有量は
７０ｐｐｍであった。

また、晶出時のＰ）Ｉは９．０であった。

実施例１２ 実施例８と同じフッ化タンタルを用い、実施例５とおな
し条件で実験を行ったところ、水酸化タンタル中のフッ
素含有量は１５０ρｐ−であったまた、晶出時のｐＨは
９．０であった。

この水酸化物を実施例５と同様に洗浄したところ、フッ
素含有量は４１ρｐｌに減少した。

比較例１ １１テフロン容器にフッ化ニオブ水溶液（Ｎ％０゜換算
５ｗｔχ）　６４０ｇに炭酸アンモニウム５００ｇを加
えこれを８０°Ｃに加熱して、６時間後に水酸化ニオブ
の晶出が完了した。これを実施例１と同様の条件で分析
したところ、フッ素含有量は５χであった。また、晶出
時のＰＲは７．３であった。

比較例２ １１テフロン容器にフッ化ニオブ水溶液（濃度は比較例
１と同じ）　６４０ｇをとり、２５ｗｔχのアンモニア
水をＰＨが７．８になるまで加え、水酸化ニオブを晶出
させた。この時の、フッ素含有量は１３．１ｚであった
。

比較例３ １１テフロン容器にイオン交換水３３６ｇをとり、フン
化ニオブ溶液（ｆｉ度は比較例１と同じ）　３２０ｇと
２５ｗｔＺのアンモニア水１４４ｇを同時に添加し、よ
く攪拌しながら１時間かけて添加を終了した。

晶出時のＰＨ８，５である。この時のフッ素含有量は０
．２χであった。

比較例４ フッ化タンタル水溶液（ＴａよＯｔ換算５ｗｔχ）を用
い、比較例１と同様な条件で実験を行った。

得られた水酸化タンタルのフッ素含有量は５．１！であ
った。晶出時のＰＨは、７．３である。

比較例５ フッ化タンタル水溶液（１度は比較例４とおなし）を用
い、比較例２と同様な条件で実験を行った。得られた水
酸化タンタルのフッ素含有量は１２，８χであり、晶出
時のＰＦＩは、８．０である。

比較例６ フッ化タンタル水溶液（Ｔａユ０．！−換算１０ｗｔ！
＞を用い、比較例２と同様な条件で実験を行った。得ら
れた水酸化タンタルのフッ素含有量はり、０χであった
。晶出時のＰＲは、９．０である。

［発明の効果］ 本発明は以上のようにきわめて簡単な方法により、濾過
性がよく、しかもフッ素含有量が２００ρｐｌ以下とい
う従来法に比べて格段にフッ素含有量の少ない水酸化ニ
オブまたは水酸化タンタルを得ることができ、前記水酸
化物はさらに洗浄することにより、５０ｐｐｍ以下に低
下せしめることができるという効果を奏する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＣＯ＿２を含有させたアルカリ水溶液に、ＣＯ＿２／Ｎ
   ｂまたはＣＯ＿２／Ｔａのモル比が０．１〜３．０にな
   るように、ニオブまたはタンタルのフッ化物水溶液また
   はシュウ酸塩水溶液を添加し、ＰＨ８以上で晶出させる
   ことを特徴とする水酸化ニオブまたは水酸化タンタルの
   製造方法。