Wie Tantal hergestellt wird

Verfahren zum Schmelzen von Tantal

Tantal-Schmelzverfahren

Tantal-Niob-Erz ist der wichtigste Rohstoff für die Herstellung von Tantal, aber es ist oft mit einer Vielzahl von Metall, so dass der wichtigste Schritt ist die Zersetzung von Tantal Schmelzen Konzentrate, Reinigung und Trennung von Tantal und Niob, produziert reine Verbindung von Tantal und Niob, schließlich können wir produzieren Metall.

Um die Zersetzung des Erzes zu erreichen, können wir die Flusssäure-Zersetzungsmethode, die Natriumhydroxid-Schmelzmethode und die Chlorierung verwenden. Die Methode kann bei der Trennung von Tantal und Niob durch Lösungsmittelextraktion, fraktionierte Kristallisation und Ionenaustauschverfahren verwendet werden.

Herstellung von Tantal

Bei der Herstellung von Tantal wird die reine Tantalverbindung zum Metall Tantal reduziert. Die Rohstoffe sind fünf Tantaloxid, Tantalchlorid, fünf Tantalfluorid und Fluorid (wie K2TaF7). Das Reduktionsmittel ist Natrium, Magnesium und andere aktive Metalle sowie Kohlenstoff und Wasserstoff. Der Schmelzpunkt von Tantal ist so hoch wie 3669K, so dass es Pulver oder schwammige Metall nach der Reduktion ist. Es muss weiter verhüttet oder raffiniert werden, um ein dichtes Metall zu erhalten.

Die Verfahren zur Herstellung von Tantal sind die thermische Reduktion mit Natrium, die thermische Reduktion mit Kohlenstoff und die Elektrolyse mit geschmolzenem Salz. Die thermische Natriumreduktion von Kaliumtantalat ist das weltweit am häufigsten verwendete Verfahren zur Tantalherstellung.

Das Tantalpulver hat eine komplexe Form und eine große spezifische Oberfläche. Die thermische Reduktion von fünf Oxidationsstufen von Tantal ist ein industrielles Verfahren zur Herstellung von Tantal, das aber wegen der geringen Reinheit des Produkts nicht so weit verbreitet ist wie die Natriumreduktionsmethode. Bei der Schmelzflusselektrolyse gibt es zwei Verfahren: die Elektrolyt-Elektrolyse und die sauerstofffreie Elektrolyt-Elektrolyse. Mit der Salzschmelzelektrolyse kann nur Tantalpulver in metallurgischer Qualität hergestellt werden. Die Fünf-Fluorwasserstoff-Reduktion gilt als eine der vielversprechendsten Methoden für die Tantalherstellung, wird aber wegen der hohen Anforderungen an das Ausrüstungsmaterial und den Umweltschutz bisher nicht in der industriellen Produktion eingesetzt.

Der Großteil des Tantalpulvers wird direkt für Tantalkondensatoren in der Elektronikindustrie verwendet, so dass das Tantalfräsverfahren, wie z. B. die Herstellung von Tantalmetall auch aus Tantal und Tantalpulver durch Vakuumwärmebehandlung, Kondensatorqualität Tantalpulver Hydrierverfahren Kategorie.

Thermischer Reduktionsprozess von Natrium zur Herstellung von Tantalpulver

Natrium-Metall thermische Reduktion Methode ist eine wichtige Methode für die Herstellung von Tantal-Pulver, ist die wichtigste Methode der industriellen Produktion von Tantal-Pulver (einschließlich der metallurgischen Ta-Pulver), das Metall Tantal-Pulver Partikelform ist komplex, große Oberfläche, geeignet für Anodenmaterial für Tantal-Elektrolyt-Kondensatoren, durch Elektronenstrahlschmelzen, Vakuum-Lichtbogenschmelzen von Tantal oder Tantal in Vakuum-Raffination gesintert, aus hochreinem Tantal-Barren oder Stab, und dann in einer Vielzahl von Tantal verarbeitet.

Um hochreines Tantalpulver zu erhalten, muss neben dem Hauptrohstoff Natrium- und Kaliumfluorotantalat als Verdünnungsmittel (oder NaCl+KCI), Natriumchlorid (Argon oder Helium) die erforderliche Reinheit erreichen, und es muss auch eine strenge Dehydratisierung bei verschiedenen Temperaturen im Voraus durchgeführt werden. Es ist auch notwendig, die Vakuum-Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 598 ~ 648 K durchzuführen. Nach der Vakuum-Wärmebehandlung, Kaliumfluorotantalat kann die restlichen organischen Stoffe und Fluorwasserstoff zu entfernen, und wurde das Kaliumfluorotantalat Kornfeinung, erhalten feine Tantal-Pulver in der Reduktion.

Seit den 1970er Jahren wird es häufig verwendet, um die spezifische Kapazität von Tantalpulver zu erhöhen. Das üblicherweise verwendete Dotierungsmittel ist Phosphat, das vor oder nach der Kristallisation von Kaliumfluorid gemischt und vor der Vakuumwärmebehandlung von Tantalpulver hinzugefügt werden kann. Die Dotierung kann das Sintern des Tantalpulvers während des Sinterns des Tantalanodenblocks verhindern, wodurch die Verringerung der spezifischen Oberfläche des Tantalanodenblocks vermieden wird. Wir können Oxide aus Metall-Natrium mit dem Metall-Keramik-Filter oder der Kühlfalle-Methode entfernen.

Der Prozess der Reduktion von Kalium- und Natriumfluorid in einer inerten Atmosphäre bei 1153 ~ 1173K Temperatur, und die Reduktionsprodukte sind Metall-Tantal-Pulver, Kaliumfluorid, Natriumfluorid, und Verdünnungsmittel, die nicht in der Reaktion beteiligt ist.

Vor den 1950er Jahren, die festen Metall-Natrium-und Kalium-Fluorotantalat Schicht in den Reaktor der Bombe Explosion Reduktion Reaktion, obwohl das Produkt von Tantal-Pulver ist feiner Teilchengröße, große Oberfläche, die Sauerstoff-und Kohlenstoffgehalt ist hoch, keinen praktischen Wert.

Auf diese Weise ist die Reaktionszeit zu lang, die Produktgröße ist grob, und kann nur als 3000 / uF.V / g geringes Volumen Tantalpulver verwendet werden. Nach der Verbesserung durch flüssig-fest gemischte Ladung Reaktion von Natrium-basierte Reduktion, ist der Produktionszyklus verkürzt 3 / 4 als Gas-Flüssig-Reaktion, Tantal-Pulver Volumen um mehr als 30% erhöht, aber immer noch nicht ideal wird auslaufen.

Mit Tantal-Kondensatoren sind klein und Mikro, die entsprechende Notwendigkeit, mehr Oberfläche Tantal-Pulver, vor allem in der flüssigen Reduktion verwendet, vor allem durch das Mischen von Natrium, Dotierung Technologie ergänzt, die Volumenrate von Tantal-Pulver erhöht, um 1000uF - V Ausbeute jedes Jahr.

Das Fluorid wurde durch Eintauchen entfernt, und dann mit HCl18% und HF1% Lösung bei 1 2H für 363K gewaschen, dann mit reinem Wasser gewaschen und bei 353K Temperatur getrocknet. Für die Herstellung von Kondensator-Grade-Tantal-Pulver, Tantal-Pulver sollte die ursprüngliche Größenverteilung, Vakuum-Wärmebehandlung (siehe Tantal-Pulver Vakuum-Wärmebehandlung), Zerkleinern und Sieben und Modulation Post-Processing, falls erforderlich, wird auch die Magnesium-Reduktion deoxygenation, Beizen, Waschen und Kunststoff-Verarbeitung, um eine hohe Qualität und niedrige und hohe spezifische Kapazität von Kondensator-Grade-Tantal-Pulver.

Es wird erwartet, dass die kontinuierliche Verbesserung und Entwicklung von Tantalpulver, das durch Natriumreduktion hergestellt wird, das Ergebnis der Miniaturisierung, Verkleinerung und Kostensenkung von elektronischen Produkten ist. Seit den 1960er Jahren hat die spezifische Kapazität von Tantalpulver zugenommen, und das Kapazitätsverhältnis von Tantalpulver hat in den Vereinigten Staaten, Japan, Deutschland und anderen Ländern 22000～26000uF-V／g erreicht.