铝热还原法生产金属铌(钽)和铌铁

该法用铝作还原剂还原Nb2O5生产金属铌(钽)和铌铁。铝热还原是一种自热反应过程,工序短,设备简单,投资省,是所有还原方法中最经济的一种。总反应式为:

3Nb2O5+10Al=6Nb+5Al2O3

总反应式的△Z2980=-0.2855M,△H2980=2.66M,△H931=3.224MJ(931K为铝的熔点),△H1785=2.713MJ(1785K为Nb2O5的熔点),△H2030=3.237MJ(2030K为Al2O3的熔点),△H2741=2.571MJ(2741K为铌的熔点)。还原反应释放出的热量,不仅可使反应自动进行,而且可以使反应物达到2200~2400℃,这种温度足以使铌充分还原,并与熔渣分离开来。

铝热还原较多采用炉外法。还原熔炼反应在无外加热的容器内进行,反应完毕,拆除容器,取出 产物,将金属和炉渣在炉外分离。

铝热还原生产的金属铌含较多的铝,可再用真空热处理(1800℃)、电解精炼和电子束炉熔炼等方法脱除铝和其他杂质。经过两次电子束炉熔炼后的铌可以达到极高纯度,铌中杂质含量可以低到:Al为0.002%,O2为(300~500)×10-6,C为(50~100)×10-6。

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