废钽回收来源及方法

2020-12-31 11:59:44    3497次浏览

钽资源少，价格昂贵，二次资源利用具有特殊意义。铌钽二次资源包括两部分：一部分是钽铌冶炼和加工过程中产生的废料，另一部分是钽铌制品在使用过程中报废的元器件。目前从二次资源回收的钽，约占钽原料量的15％～20％。

按废料形态分，钽铌废料主要有纯金属、化合物和合金三类。纯金属废料一般经化学清洗后采用真空熔炼、电子束熔炼和氢化制粉等火灶台冶炼方法回收。化合物和合金等废料种类多、成分复杂，为此开发了各种回收工艺。

含钽硬质合金回收废金属回收

含钽硬质合金是以碳化钨为基本的复合碳化物（WC－TiC－TaC－NbC）和钛钴一起组成的合金，成分复杂，钽铌含量较低，一般仅作为富集物回收。

1、锌处理法

烧结碳化物先在800℃下用液态锌进行分解处理使碳化物粒子与金属钛钴间的结合键断裂。分解物再用真空蒸馏分离锌，并循环使用。脱锌后的产物经细磨并氧化，然后进行碱处理和水浸等，钨以NaWO3形式进入浸出液（从中制取仲钨酸铵），脱钨渣再用硫酸浸出钴和钛（再从硫酸液中进一步分离和回收钴和钛），浸出渣即为钽铌富集物。该法工艺流程见下图：

2、硝酸钠熔融富集法

硬质合金废料先在700～800℃下和硝酸钠一起进行熔融处理，使硬质合金碳化物发生分解和氧化。所得熔融物先用水浸出钨（随后提取钨），过滤后的渣用盐酸浸出钴（随后回收钴），钽和铌富集在盐酸浸出渣中。所得富集物含Ta2O530.4%，WO31.26%，TiO238.6％。

钽电容器废料处理

废钽电容器回收比较复杂，特别是金属包壳的液体型钽电容器须先用化学法（电解法、王水酸洗）或机械化方法除去外壳，然后用钠还原法或碳还原法脱氧，再进行电子束熔炼得到钽锭。树脂包壳固体型钽电容器先用硫酸处理去除塑料外壳；对片型电容器则粉碎后用磁选方未予拣出导线，用重选方法分离掉塑料，剩下的阳极块用氢氧化钠浸出锡，用硝酸溶解银，用盐酸浸出锰，用钠还原法脱氧，然后用电子束炉熔炼得到钽锭。工艺流程见下图：

废钽酸锂的回收

废钽酸锂的回收主要包括火法和湿法两类。火法主要有铝热还原法，即用铝作还原剂，将单晶粉体还原成铌铁或金属钽或铌，再用电子束炉熔炼得到纯钽或铌。湿法主要有碱处理法，工艺流程见图：

废钽酸锂单晶粉碎后在700～800℃下和氢氧化钠熔融，熔合反应为：

2LiTaO3＋10NaOH＝2Na2TaO5＋Li2O＋5H2O

熔体进行水解处理，使Na2TaO5转化为Na2O•Ta2O5水合物：

6Na5TaO5＋36H2O＝4Na2O•3Ta2O5•25H2O＋22NaOH

沉淀物用6mol/L的盐酸处理，使钽水合物转化为Ta2O5•xH2O，锂生成LiCl而与钽分离。

4Na2O•3Ta2O5＋8HCl＋（x－7）H2O＝3Ta2O5•xH2O＋8NaCl

得到纯度为98％的Ta2O5。该方法可同时回收氢氧化锂。