JPH0270029A - Ｔａ又はＮｂの製造方法及びその製造装置 - 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Ｔａ又はＮｂの製造方法ならびに製造装置に関
するものである。

ｏ’し 従来、Ｔａ又はＮｂの製造方法として、例えば、特公昭
５８−３５５６４号の方法が用いられている。

この方法は、還元反応が終った後、そのまま容器ごと室
温まで冷却し、生成物を固化させてから、容器から直接
取出しを行っている。

この際、理論当量よりも１０〜２０％過剰に加えている
ＮａもしくはＫは未反応のまま残り、安全上取扱いの障
害となっている。このためアルコールによって安定な化
合物にしてから以後の洗浄作業にかかっている。

上記のように従来法ではつぎのような欠点があった・ ■　還元反応後、容器ごと室温まで冷却するため冷却時
間が長く、装置稼動のロスとなる。

■アルコールで安定化する１０〜２０％のＮａもしくは
Ｋはそのままロスとなり、アルコールおよびその作業が
必要である。

■　容器の底部に塊状で沈積した還元生成物は水への溶
解度が小さいため、塊りのままであると溶解に時間を要
す。

発明が解決しようとする問題占 本発明は」１記の欠点を解決したもので、本発明の目的
は還元反応後溶融状態のまま生成物を系外に、洗浄処理
に適するように抜出し、また未反応ＮａもしくはＫを再
刊用することにある。

問題点を解決するための手　　び−作−川−に２ＴａＦ
７又はに２ＮｂＦ７のＮａもしくはＫの還元においては
に−ｓａ］、ｔの融点をドげるため、また反応熱低減剤
およびＮａ−に合金生成の防止剤として通常、ＮａＣＪ
を混合添加して用いられる。

以下例としてに、ＴａＦ７をＮａで還元する方法および
装置について述べるが、Ｋ２ＴａＦ７の場合も同様の丁
−段をとることができる。

まず、Ｋ２ＴａＦ７どＮａＣＪを混合して還元容器に装
入し空気を排気した後不活性ガス、例えばＡｒ＆人気圧
よりもやや高めに導入し、加熱炉によって加熱する。

Ｋ２ＴａＦ、−ＮａＣＪは約６００℃で溶解するが、７
００’Ｃまて」−げて完全に溶解する。

還元容器上部にはＮａ溶融炉があって、Ｎａ液体となっ
ているので少量ずっに２ＴａＦ、、−ＮａＣＪに滴下す
る。

Ｋ、１’ａＦ７は次式のようにＮａにより還元される。

Ｋ２ＴａＦ　、　＋５Ｎａ　−＋　Ｔａ　＋２ＫＦ　−
１−５ＮａＦこの反応は生成熱が多大で、Ｎａを一度に
滴下した場合は約２００℃も急激に反応温度が上昇する
こともあり、この温度変化が生成する１ａ粉の粒径に影
響を与える。

したがって粒径をある程度揃えるためには、Ｎａの滴下
速度のコントロール即ち反応温度の制御が必要である。

Ｎａａ下終了のあとはｐｏｓｔ　ｌ＋ｅａｔ、ｉ　Ｂと
して８００−９００°Ｃに保持してＴａ粉の粒成長を行
う。

従来はこの後、室温まで還元容器に生成物を入れたまま
長時間かかって冷却していたが、本発明ではｐｏｓｔ　
ｈｅａｔｉｎｇの後容器底部から還元生成物を溶融状で
抜き出す。

還元生成物は以後の洗浄処理が行いやすいように、例え
ばバラ１−に薄く板状にひろげて凝固させたり、ロス１
−ルで粒状に急速に冷却凝固することもできる。

従来法は、この混合塩が塊で容器の底部に沈積していた
ため粉砕することができず、長時間ががって湯水で溶解
洗浄して処理していた。

一方、未反応Ｎａ　（通常１０〜２０％理論当量よりも
多く使用する）は、」１記のｐｏｓｔ　ｈｅａｔｉｎｇ
のとき、還元容器上部に設けた〜ａコンテンサーにトラ
ップさせ次の還元のときに２ＴａＦ、　−ＮａＣ１に再
添加して再利用する。

このため、従来は還元冷却後の取出し前に未反応Ｎａの
発火燃焼を防ぐため、必ずアルコールを大量に使ってま
ず安定化を行っていたが、本発明法では溶体で抜出す混
合塩がＮａを含まないためアルコールは不用である。

一火」１（− 第１図に示す装置によって実施例としてに２ＴａＦ’、
。

のＮａ還元につき、その方法と装置を述べる。

装置は■の還元容器（ＳＵＳ系）、■電気炉、■原料供
粕ホッパー、■Ｎａ７＠融炉、■撹拌機、■抜出しバル
ブ＜ＳＵＳ系）、■生成物受器、■排気およびＡｒ導入
パイプより構成されている。

まず］、　５　、０　ｋｇのに２ＴａＦ７（試薬１級数
）と６　、０　ｋｇのＮａＣＪ、（同じく１級数）を乾
燥して■のホッパーに入れフィーダーを介して■の還元
容器に供給する。

直ちに■より排気し０．ＩＴｏｒｒのときＡｒを１．．
０５ｋｇ／ｄまで導入する。この還元容器は事前に気密
テスＩ・を行いリークのないことを確認しておく。

ついで■の加熱炉に通電して昇温するか、［相］の温度
計により途中約２００℃のとき再び■より排気して脱ガ
スを排除しＡｒを導入する。Ｋ２ＴａＦ７−ＮａＣＪは
約６００　’Ｃで溶は始めたならば■の撹拌機をまわし
、さらに７００℃に昇温する。

Ｋ２ＴａＦ７−ＮａＣＪの溶解と平行して■のＮａ溶融
炉にも５．０ｋｇ　のＮａを挿入しＡｒに置換する。

Ｎａは水分と激しく反応するのでＮａｆ４融炉内は十府
に乾燥し、かつ気密を確かめておく。

Ｎａは融点が９８℃と低いので約１２０℃にてとかしマ
ントルヒーターで加熱保温しておく。

Ｋ、ＴａＦ、−ＮａＣ］が７００’Ｃに達したならば、
液体Ｎａを■バルブを開いて除々に滴下する。

滴下によって［相］温度計指示が７００〜７３０’Ｃよ
り越えないよう調節する。通常１．５Ｈｒ（５６ｇ／ｍ
１ｎ）かかる。

Ｎａ滴下が終了したならば９００°Ｃに昇温しで３１１
ｒ保持する。

反応中もそうであるが、容器内圧力が１．０２ｋｇ／ｄ
より低くなるときはＡｒを導入し、決して負圧にならな
いように気をつける。この９００°Ｃｐｏｓｔ　ｈｅａ
ｔｉｎｇ中コンデンサー（空冷式蛇管）を冷して約０．
５聴の未反応Ｎａを捕集する。容器内はＮａ蒸気が圧倒
的に多く、Ｎａは沸点が８８２℃と、融点との差が大き
く、凝縮は容易である。

液体Ｎａはコンデンサーの下部トレーにたまるまで次回
の還元のさいは、プラグを抜いて下に落してやる。した
がって、次回からＮａは理論当量の１０〜２０％過剰は
必要でなくなる。

つぎに■抜出しバルブを開いてＴａ粉を含んだ溶体の混
合塩を■生成物受器に抜き出す。

この要領は抜出しバルブの、還元中は閉っているニード
ルを１０〜１５＋ｎｍ開くだけでよいが、混合塩が固ま
らないようバルブの周囲を約８００”Ｃに加熱しておく
必要がある。

生成物は反応後から抜出しバルブのレベルまで降下し、
生成物の一部は底にたまる。

抜出された混合塩（２５，５ｋｇ）は受器（バット）で
厚さ１０ｎｗｎ以下にひろがって直ちに凝固する。

この混合塩はうすいので簡単にくだきやすく以後の処理
が容易であり、未反応Ｎａがないのでアルコールを使わ
なくとも発火することはない。

つぎにＴａ粉を混合塩は湯水リーチングによって、Ｎａ
Ｃ１、ＮａＦおよびＫＦを溶解除去して粗製Ｔａ粉を得
た。

つづいてＨＣＩ、ＨＮ　Ｏ３の希釈酸で洗浄して重金属
類の不純物を除去し、水洗後真空乾燥により６．７眩の
Ｔａ粉を得た。

これより平均粒子径（Ｆ、Ｓ、Ｓ、Ｓ）と酸素量を測定
した。

以上の実施例は一回のＢａｔｃｈを述べたものであるが
、混合塩抜出し後、直ちに原料をホッパーより装入して
同様の還元を繰り返し行うことが出来る半連続化が可能
である。

表１に従来法と本発明法の実施結果を示す。

表１　従来法と本発明法の実施結果 ＝８ ヱ１唾例突ｊ〔 以」二、説明したようにに２ＴａＦ７又はに２ＮｂＦ７
のＮａもしくはＫによる還元において反応後の混合塩を
溶融状で系外へ抜き出して凝固させる方法により、つぎ
の利点がある。

（１）従来のバッチ式還元が半連続式に繰返し還元が出
来るため装置の生産性が著しく向上する。

（２）未反応のＮａもしくはＫの再利用が出来、従来の
アルコールが不用となる。

（３）反応生成物を還元容器外の凝固装置に取出すため
、混合塩の洗浄処理が容易に行い得る。

（４）　Ｔａ又はＮｂの回収率が上昇する。

■　還元容器 ■電気炉 ■　原料供給ホッパー ■　Ｎａ溶融炉 撹拌機 抜き出しバルブ 生成物受器 排気およびＡｒ導入パイ プ Ｎａバルブ 温度計 Ｎａコンテンサー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｋ＿２ＴａＦ＿７又はＫ＿２ＮｂＦ＿７をＮａも
   しくはＫで還元してＴａ又はＮｂを回収する方法におい
   て、ＮａもしくはＫが単体として還元容器内に残留する
   ように還元容器内を非酸化性雰囲気としつつ、反応後の
   混合塩を系外へ取り出し、ＮａもしくはＫを同一炉内の
   上部に回収し、再び還元剤として使用することを特徴と
   するＴａ又はＮｂの製造方法。
2. （２）Ｔａ又はＮｂの製造に用いる還元装置と該装置か
   ら反応後の溶体を取出しかつ密閉自在な装置とその装置
   の下流に密閉状態の凝固装置を有することを特徴とする
   Ｔａ又はＮｂの製造装置。
3. （３）上記製造装置において反応後の未反応のＮａもし
   くはＫを還元容器内に設けたコンデンサーに一時的に捕
   集して随時に下方に流下させることを特徴とするＴａ又
   はＮｂの製造装置。