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含钽铌废渣中钽铌资源的综合回收工艺研究 含钽铌废渣是冶金工业中常见的废弃物料,其主要来源是锂辉石矿、某些铜、铜钴和铜镍矿床等。含钽铌废渣中不仅富含钽铌元素,还含有其他有用的金属元素如铁、锰、铟、铊、镁、钙、铜、铅、锡等,因此,对于含钽铌废渣的综合回收和利用具有非常重要的意义。本文将从含钽铌废渣研究现状、工艺流程、技术实现等方面探讨含钽铌废渣中钽铌资源的综合回收工艺研究现状及发展前景。 一、含钽铌废渣研究现状 近年来,含钽铌废渣的回收利用受到了广泛的关注和研究。目前,我国已有不少研究对含钽铌废渣的深度分析和回收利用进行了研究。其中,针对含钽铌废渣中钽和铌的回收利用是研究的重点之一。其主要回收工艺有:化学法、冶金法、物理法和生物法等。 1.化学法 化学法是含钽铌废渣回收利用中常用的一种方法。该方法的主要原理是通过酸法和碱法将废渣分解、溶解后,进一步进行分离提纯。目前,该方法的主要技术路线有热浸法、硫酸浸出法、氢氟酸浸出法等。例如,有学者采用硫酸为提取剂,在室温下将含钽铌废渣进行液固提取,最终得到的产品可以达到99.999%以上的钽和铌的纯度。另外,氢氟酸浸出法也是可行的方法之一,通过浸出过程使得钽和铌与其他杂质等分离,从而得到高纯度的钽和铌。 2.冶金法 冶金法是含钽铌废渣回收利用重要的一种方法。其主要原理是通过高温熔炼的方式,将含钽铌废渣中的钽、铌和其他杂质分离出来。目前,该方法主要有电解冶金法、直接还原法和氧化还原法等。其中,直接还原法和氧化还原法是被广泛研究和应用的方法。例如,有学者采用还原-氧化熔炼法提取含钽铌废渣中的钽、铌和其他杂质,通过化学分析和同位素分析等方法对重组的产品进行了表征,并表明了该方法具有较高的钽、铌提取率和杂质深度去除率。 3.物理法 物理法是含钽铌废渣回收利用中,少数能够单独回收含钽铌的方法之一。其主要原理是通过物理力学的方法将废渣进行分离。例如,有学者通过重力分离、磁选、电选等物理方法对含钽铌废渣进行了分离,最终得到了较高纯度的钽、铌和副产物。 4.生物法 生物法是含钽铌废渣回收利用的新兴领域。其主要原理是通过生物菌株、微生物代谢物等,对废渣中的钽、铌等金属元素进行提取和分离。例如,有学者通过筛选得到一种能够提取钽和铌微生物和去除杂质微生物,进而利用其对废渣进行了生物浸出分离。 二、含钽铌废渣综合回收工艺流程 总体而言,含钽铌废渣的综合回收主要包括: 1.废渣预处理:废渣通过通风干燥去除水分,在去除水分后可以充分减少含钽铌废渣的粘结性和抗力,使其更容易处理。 2.物理分离:废渣中的钽、铌、铁等有色金属元素可以通过磁选、重选、电选等方式进行分离提取。通过物理分离的方法对含钽铌废渣进行多级分离,可以得到较高含量的钽铌精矿。 3.化学提取:废渣中的钽铌元素主要以氧化物、氢氧化物、矾酸盐等形式存在,其它有益元素等的存在也会干扰提取的效果。采用适当的化学方法如酸法或碱法将废渣溶解后,利用氢氟酸、氢氧化钠、硫酸、盐酸等提取剂对钽及铌进行提取,同时尽量达到副产物的分离和回收。 4.冶金提取:废渣中不少元素成分可通过冶金方法回收;一些有色金属的小质量的提取,可以通过固体反应、还原、氧化熔融、高温无氧熔炼等方法进行;如通过高温直接还原等方式,可以实现低成本、高效率地提取含钽铌废渣中的钽、铌和其他有价金属。 5.杂质去除:杂质去除是提高钽、铌质量的重要过程。准确控制组成比例,将高纯度的钽、铌产品回收,同时尽可能回收其它的杂质元素,减少二次污染,全面开发和利用铁、锰、铅、铜、锡等多种有用元素及以废料形式存在的次要有益元素。 6.末端处理:经过熔铸、晶体生长、真空冶金等方法,可以实现含钽铌废渣中的钽、铌的高效、纯度高、复合物主元素质量的回收利用。 三、技术实现 含钽铌废渣综合回收的实现技术包括分离提取、化学提取、固态反应、熔融还原、高温电解等方法。由于工艺复杂,技术要求高,未来的研究重点应该是提高含钽铌废渣的回收率,同时降低回收成本。在此基础上,进一步拓展废渣的应用范围,将它应用于新能源、新材料和军工等领域,实现循环利用的目的。 四、总结 综合来看,含钽铌废渣中钽铌资源的综合回收技术已经逐渐成熟,不同的提取方法之间相互补充,使得钽铌资源得到了全面、高效的利用。未来,随着人们对资源利用的深入认识,对含钽铌废渣回收的研究将会越来越深入,技术将更加高效、环保、经济,从而更好地保护环境,回收资源,提高资源利用率。