Химическая очистка тантала

Танталовые руды обычно содержат значительное количество ниобия, поэтому их перерабатывают и продают. Весь гидрометаллургический процесс начинается с орошения, при котором руду погружают в плавиковую и серную кислоты для получения водорастворимых гидрофторидов. Это отделяет тантал от различных неметаллических примесей.

Ta2O5 + 14 HF → 2 H2[TaF7] + 5 H2O
Nb2O5 + 10 HF → 2 H2[NbOF5] + 3 H2O
Гидрофторид тантала и ниобия можно экстрагировать из водного раствора экстракцией растворителем; подходящие органические растворители включают циклогексанон и метилизобутилкетон. На этом этапе водорастворимый фторид удаляется из различных металлических примесей (например, железа, марганца, титана, циркония). Тантал можно отделить от ниобия, регулируя pH. Для растворения ниобия в органических растворителях требуется более высокая кислотность, поэтому его можно легко удалить в менее кислой среде. Оставшийся чистый раствор гидрофторида тантала при нейтрализации аммиаком образует гидроксид тантала (Ta(OH)5), который при прокаливании образует пятиокись тантала (Ta2O5).

H2[TaF7] + 5 H2O + 7 NH3 → Ta(OH)5 + 7 NH4F
2 Та(ОН)5 → Та2О5 + 5 Н2О
Гидрофторид тантала также может реагировать с фторидом калия с образованием гептафторотанталата калия (K2[TaF7]).

H2[TaF7] + 2 KF → K2[TaF7] + 2 HF
Он реагирует с натрием в расплавленной соли при температуре около 800 градусов в реакции восстановления с образованием металлического тантала.

K2[TaF7] + 5 Na → Ta + 5 NaF + 2 KF
Более ранний метод выделения добавлял фторид калия к смешанному раствору гидрофторида в процессе, называемом процессом Демаринья.

H2[TaF7] + 2 KF → K2[TaF7] + 2 HF
H2[NbOF5] + 2 KF → K2[NbOF5] + 2 HF
Полученные таким образом K2[TaF7] и K2[NbOF5] имеют разную растворимость в воде, поэтому их можно разделить методом разделительной кристаллизации.