タンタルができるまで

タンタル製錬法

タンタル製錬法

タンタルニオブ鉱石はタンタルの生産の主な原料ですが、それはしばしば様々な金属に関連付けられているので、主なステップは、タンタル製錬精鉱の分解、精製、タンタルとニオブの分離であり、タンタルとニオブの純粋な化合物を生産し、最終的に、我々は金属を生産することができます。

鉱石を分解するために、私達はフッ化水素酸分解法、水酸化ナトリウム溶融法、塩素化法を使用することができます。タンタルと ニオブの分離には、溶媒抽出法、分別晶析法、イオン交換法を用いることができる。

タンタルの調製

タンタルの調製は、純粋なタンタル化合物を金属タンタルに還元する工程である。原料は五タンタル酸化物、五タンタル塩化物、五タンタルフッ化物、フッ化物（K2TaF7など）である。還元剤はナトリウム、マグネシウムなどの活性金属と炭素、水素。タンタルの融点は3669Kと高いため、還元後は粉末またはスポンジ状の金属となる。緻密な金属を得るためには、さらに製錬または精製する必要がある。

タンタルの製錬方法には、ナトリウム熱還元法、炭素熱還元法、溶融塩電解法がある。タンタル酸カリウムのナトリウム熱還元は、世界で最も広く使用されているタンタル製造方法です。

タンタル粉末は複雑な形状で比表面積が大きい。タンタルの五酸化の炭素熱還元は、タンタルの生産のための工業的な方法であったが、製品の純度が十分に高くないため、ナトリウム還元法ほど広く使用されていません。溶融塩電解法は、電解液電解と無酸素電解に分けられる。溶融塩電解法では、冶金グレードのタンタル粉しか製造できない。五フッ化水素還元法はタンタル製造の最も有望な方法の一つと考えられているが、設備材料と環境保護の要求が高いため、工業生産には使用されていない。

タンタル粉末の大部分は直接電子製造業のタンタルコンデンサに使用されるため、タンタル金属の調製などのタンタル粉砕プロセスも真空熱処理、コンデンサグレードのタンタル粉末水素化法カテゴリによってタンタルとタンタル粉末からです。

タンタル粉末の製造のためのナトリウム熱還元プロセス

ナトリウム金属熱還元法は、タンタル粉末の生産のための重要な方法であり、タンタル粉末（冶金Ta粉末を含む）の工業生産の主な方法であり、金属タンタル粉末の粒子形状が複雑で、表面積が大きく、タンタル電解コンデンサの陽極材料に適している、電子ビーム溶解、真空アーク溶解タンタルまたは真空精製で焼結タンタルによって、高純度のタンタルインゴットまたはロッドで作られ、その後、様々なタンタルに加工。

高純度のタンタル粉末を得るためには、主原料であるフルオロタンタル酸ナトリウムとフルオロタンタル酸カリウムの希釈剤（またはNaCl+KCI）のほかに、塩化ナトリウム（アルゴンまたはヘリウム）を必要な純度に達する必要があり、また、事前に異なる温度で厳密に脱水処理する必要があります。また、598 ~ 648Kの温度で真空熱処理を実施する必要があります。真空熱処理後、フッ化タンタル酸カリウムは残留有機物とフッ化水素を除去することができ、フッ化タンタル酸カリウムの結晶粒を微細化し、還元して微細なタンタル粉末を得る。

1970年代から、タンタル粉末の比静電容量を増加させるために広く使用されている。一般的に使用されるドーピング剤はリン酸塩であり、フッ化カリウムの結晶化の前または後に混合することができ、タンタル粉末の真空熱処理の前に添加することができる。ドーピングは、タンタル陽極ブロックの焼結中にタンタル粉末の焼結を防ぐことができ、タンタル陽極ブロックの比表面積の減少を避けることができます。金属-セラミックフィルターまたはコールドトラップ法により、金属ナトリウムから酸化物を除去することができる。

フッ化カリウムとフッ化ナトリウムを不活性雰囲気中で1153~1173Kの温度で還元するプロセスで、還元生成物は金属タンタル粉末、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム、反応に関与しない希釈剤である。

1950年代以前、固体金属ナトリウムとフッ化タンタル酸カリウム層は爆弾爆発還元反応の反応器に入れて、タンタル粉末の生成物は粒径が細かくて、表面積が大きくて、酸素、炭素含有量が高くて、実用的な価値がない。

このように、反応期間が長すぎて、生成物のサイズが粗くて、3000 / uF.V / gの低体積のタンタル粉としてしか使えない。ナトリウムベースの還元の液固混載反応によって改善した後、生産サイクルは気液反応よりも3 / 4短縮され、タンタル粉末の体積は30％以上増加したが、まだ理想的ではありません段階的に廃止されます。

タンタルコンデンサが小さく、マイクロであり、対応する必要性は、主にナトリウムを混合することによって補われ、主に液体還元で使用される、より表面積のタンタル粉末を採用し、ドーピング技術、タンタル粉末の体積率は1000uFに増加 - 毎年V収率。

浸漬してフッ化物を除去し、1 2Hで363KのHCl18%とHF1%溶液で洗浄し、純水で洗浄し、353Kの温度で乾燥した。コンデンサグレードタンタル粉末の調製のために、タンタル粉末は、元のサイズ分布、真空熱処理（タンタル粉末真空熱処理を参照）、粉砕とスクリーニングと必要に応じて変調後処理する必要があり、また、コンデンサグレードタンタル粉末の高品質と低、高比静電容量を得るために、マグネシウム還元脱酸素、酸洗、洗浄、プラスチック加工を増加させる。

ナトリウム還元によって製造されるタンタル粉末の継続的な改良と発展は、エレクトロニクス製品の小型化、微細化、低コスト化の結果であると期待されている。1960年代以降、タンタル粉末の比容積は増加傾向にあり、米国、日本、ドイツなどで22000～26000uF・V／gに達している。