Современная металлургическая промышленность производит почти все известные металлы

14.2. ПЕРЕРАБОТКА КОНЦЕНТРАТОВ ТАНТАЛИТА - КОЛУМБИТА
Танталит и колумбит - химически прочные минералы, не разлагаемые минеральными кислотами, за исключением плави­ковой кислоты. Поэтому для вскрытия концентратов применя­ют сплавление со щелочами (NaОН,КОН) или разложение пла­виковой кислотой.


Разложение плавиковой кислотой
В настоящее время это — основной способ разложения танталитовых и колумбитовых концентратов. Тонкоизмельчен­ный танталитовый (колумбитовый) концентрат разлагают кон­центрированной плавиковой кислотой (60 - 70 %-ной) при нагревании. Основные реакции разложения:
Fe(ЭО₃)₂+ 16НF = 2Н₂ЭF₇ + FeF₂+ 6H₂O
Mn (ЭО₃)₂+ 16НF = 2Н₂ЭF₇ + MnF₂+ 6H₂O
где Э - тантал, ниобий.


14.3. ПЕРЕРАБОТКА ЛОПАРИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ
Лопарит - сложное комплексное сырье.
Среди редкоземельных элементов в лопарите представлена цериевая группа, причем преобладает содержание оксидов церия и лантана.
Технология должна обеспечивать извлечение всех ценных составляющих: ниобия, тантала, редкоземельных металлов и титана. Разработаны и используются две технологические схемы переработки лопаритовых концентратов - хлорная и сернокислотная.
Способ хлорирования
Все ценные составляющие лопарита наиболее просто можно извлечь способом хлорирования. Сущность его состоит в том, что компоненты рудного концентрата взаимодействуют с газообразным хлором при 750 - 850 °С в присутствии угля или кокса. Различия в летучести образующихся хлоридов позволяют разделить основные ценные составляющие концент­рата.
Хлориды ниобия, тантала и титана, имеющие сравнительно низкие точки кипения, в процессе хлорирования уносятся с газами и улавливаются в конденсационных устройствах; вы­сококипящие хлориды редкоземельных металлов, натрия и кальция остаются в хлораторе в форме плава хлоридов.
Ниже приведены реакции хлорирования основных ценных составляющих лопарита¹:
Nb₂O₅+3CI₂+1,5C=2NbOCI₃ +1,5CO₂
Nb₂O₅+5CI₂+2,5C=2NbCI₅ +2,5CO₂
Ta₂O₅+2CI₂+2,5C=2TaOCI₅ +2,5CO₂
TiO₂+2CI₂+C=TiCI₄ +CO₂
(Ln)₂O₅+1,5C=2(Ln)₂CI₅+1,5CO₂
Одновременно СО₂ реагирует с углеродом с образованием СО:
СО₂ + С= 2СО .
Хлорирование оксидов происходит также с участием оксида углерода, например, по реакциям:
NЬ₂О₅ + ЗСО + ЗС1₂ = 2NЬОС1₃ +. ЗСО₂ ;
ТiO₂ + 2СО + 2С1₂ = Т1С1₄ + 2СО₂ .
Другие образующиеся при хлорировании хлориды: СаС1₂, NаС1, А1С1₃, FеС1₃, SiС1₄ .
Реакция хлорирования (2.3) - (2.7) протекают со значи­тельной убылью энергии Гиббса и практически необратимы.
Роль углерода состоит не только в связывании кислорода в со₂, но также в активировании процесса хлорирования.
Хлорирование лопаритового концентрата можно проводить в хлораторах шахтного типа с брикетированной шихтой или в хлораторах с солевым расплавом. Последние имеют сущест­венные преимущества: исключаются трудоемкие операции при­готовления брикетов и их прокаливания; благодаря эффек­тивному массо- и теплообмену в перемешиваемом барботирую-щим хлором расплаве обеспечивается высокая скорость про­цесса и, соответственно, высокая удельная производитель­ность хлоратора.
При хлорировании лопаритового концентрата расплавлен­ная ванна создается образующимися высококипящими хлорида­ми натрия, калия, кальция и редкоземельных элементов.
Рис. 24. Хлоратор для хлорирования лопаритового концентрата в солевом расплаве:
1- бункеры для концентрата и кокса; 2 - шнековый питатель; 3 - хлоратор, футерованный шамотным кирпичом; 4 - фурмы; 5 - расплав; б - копильник; 7 -пенса; 8 — охлаждаемый газоход; 9 — патрубок вывода ПГС в систему конденсации.