含鈮鉭原料處理(treatment of raw material containing niobium and tantalum)

從含鈮鉭原料制取人造精礦或中間產品的過程，為鈮冶金過程的重要組成部分。有兩類含鉭鈮的原料，一類是鈮鉭礦經過選礦產出的鈮鉭精礦，其含(Nb+Ta)₂O₅量一般在50％以上，經分解或不經過分解直接用于鈮鉭的分離，制取鈮和鉭的中間產品。一類是鈮鉭含量很低的原料，它們需先用冶金方法富集，使所含鈮鉭達到下步提取冶金要求的品位，即所謂制取人造精礦。因此，含鈮鉭的原料處理可分為制取人造精礦和精礦分解兩種工藝。但人造精礦也可不經分解，直接制取中間產品，如制取低品位鈮鐵。

制取人造精礦工藝 從低品位的鉭鈮原料制取高品位鉭鈮精礦的過程。大部分的鈮鉭資源含鉭鈮量很低(Nb+Ta)₂O₅0.1％～6％]，必須先經過富集達到提取冶金要求的含(Nb+Ta)O₅30％～60％的品位后，才便于進一步用于制取中間產品。

世界低品位的鉭鈮資源量較大，種類較多。鈮和鉭往往和錫礦石、鐵礦石、鎢礦石、銻礦石等共生或伴生。由于鈮和鉭熔點高難還原，在錫、鎢、鐵、銻等主要金屬的冶金過程中，它們往往富集在爐渣中，如含鉭和鈮的煉錫爐渣、中國包頭的含鈮煉鋼爐渣以及鎢渣、銻渣等，其中錫渣中的含鉭量具有重要意義。在20世紀70～80年代，錫渣所含的鉭占世界鉭原料總供應量的70％～80％，到90年代仍在50％以上。包括中國在內的馬來西亞錫礦帶，從澳大利亞至泰國綿延三干多公里，不僅錫產量居世界之冠，而且所產錫渣的含鉭量占世界總鉭供應量的60％～70％；中國包頭白云鄂博鐵礦含鈮品位低(含Nb₂O₅0.1％)，但總鈮儲量達到660萬t，是中國鈮的最主要來源。

迄今還沒有開發出處理低品位鉭鈮資源的通用方法，一般要根據原料的不同性質和含鉭鈮品位的高低，選用火法、濕法或濕法和火法相結合的處理方法。含鉭鈮的錫渣的處理國際上較多采用濕法和火法相結合的方法，如鈮鉭電爐還原一氧化富集、含鉭鈮錫渣焙燒酸法富集，中國的包頭含鈮鋼渣提鈮則采用高爐一轉爐冶煉的純火法工藝。此外，還有用純酸洗的富集方法，如用氫氟酸和硫酸的混合酸洗富集，所用氫氟酸多為廢酸，具有再利用性質。

隨著鉭資源的逐漸貧化和枯竭，從低品位原料處理制取鉭鈮人造精礦將越來越具有重要意義。以錫渣為例，目前生產上被認為能經濟利用的為含Ta₂O₅4％以上的錫渣，對于大量更低品位的錫渣，特別是煉錫歷史上積存下來的大量約含Ta₂O₅2％的錫渣，通過研究開發新的處理方法，使之得到合理利用，是解決鉭資源不足的重要途徑之一。

精礦分解工藝 用酸、堿破壞鈮鉭精礦的結構獲得含鈮鉭溶液的過程。有兩類分解工藝，一類采用鈉、鉀的氫氧化物、碳酸鹽等作分鰓劑的鈮鈕精礦堿熔法分解。這是歷史上最早使用的鈮鉭精礦分解方法，此法在高溫下進行，勞動強度大，設備腐蝕嚴重、壽命短，分解后尚須轉型，才能得到用于鈮鉭分離的溶液，現已很少采用。另一類采用無機酸作分解劑，如濃硫酸、氟氫酸或他們的混合酸液作分解劑的鈮鈕精礦酸浸法分解。此法的優點是分解和浸出同時進行，所得浸出液直接用作鈮鉭萃取法分離的原料，是目前世界上普遍采用的方法。