一 铌、钽金属性质 铌与钽性质类似，均属高熔点、高沸点稀有金属，钢灰色泽，富延展性和抗腐蚀性。        二 资源散布状况 中国是国际上铌、钽、锂、铍等稀有金属矿产资源比较丰厚的国家之一。 铌（Nb2O5）总保有储量为388万吨，仅次于巴西，居国际第2位。我国铌矿巳探明储量的矿区有99处，散布于内蒙古、湖北等16个省(区)，以内蒙古最多，占全国储量的72%；湖北次之，占24%。 钽（Ta2O5）总保有储量为8.4万吨，居国际首位，钽散布于13个省(区)的92个矿区，江西钽矿最丰厚，内蒙古、广东次之，三省算计占全国储量72.5%，以江西宜春铌钽矿、内蒙古白云鄂博铌钽矿。 我国所规则的钽铌矿床储量核算的最低工业档次目标为：（Nb、Ta）2O5：0.016—0.028%，我国大部分钽铌矿床档次都挨近或略高于最低工业档次目标。Ta2O5档次超越0.02%的几乎没有，而Nb2O5档次超越0.1%的也只要几个碳酸岩类型的矿床，其他类型矿床Nb2O5档次均在0.02%左右。     三 我国铌钽的出产现状 我国首要钽铌矿山概略表矿山称号地理位置采选才能(kt/a)首要产品宜春铌钽矿江西宜春495钽铌、锂精矿石城钽铌矿江西石城99Nb、Ta精矿横峰钽铌矿江西横峰92钽铌精矿栗木有色公司广西恭城495钽铌、钨精矿横山钽铌矿广东广宁13钽铌精矿秦樊钽铌矿广东博罗13钽铌精矿永汉钽铌矿广东龙门330铌精矿可可托海矿务局新疆富蕴230钽铌、锂、铍精矿阿勒泰矿新疆阿勒泰99钽铌、锂、铍精矿马尔康钽铌矿四川阿坝76钽铌、锂精矿     我国首要铌钽冶炼厂有：宁夏有色金属冶炼厂(东方有色)、西北稀有金属材料研究院、株洲硬质合金厂、九江有色金属冶炼厂、广西栗木有色金色公司、广东从化钽铌冶炼厂。 钽铌冶炼、加工工艺不断创新，如：湿法冶炼--矿浆萃取；火法分化--低酸萃取；离线分析--在线分析及微机监控；冷结晶；接连喷发沉积出产低氟Ta2O5、Nb2O5的工艺；过氧化沉积出产高纯Ta2O5、Nb2O5等。 铌钽产品首要有：钽粉，铌粉，钽丝，锭、棒、板、管、片，等。依据2006.06计算，我国钽铌金属产值为： 钽粉—82t 氧化钽—25t 碳化钽—20t 钽材—5t 金属铌—60t 氧化铌—60t 铌铁—300t 铌材—3t 四 钽、铌金属材料的使用 钽铌新材料可使用范畴包含：电子、精细陶瓷和精细玻璃工业；电声光器材；硬质合金、宇航及电子能工业；生物医学工程；超导工业；特种钢等工业。 在电子工业中，使用钽金属可制造电解电容器，具有电容量大、漏电流小、稳定性好、可靠性高、耐压功能好、寿命长、体积小等杰出特色。 此外，钽还很多用于国防、航空、航天、电子核算机、高档次的民用电器及各类电子外表的电子线路中。 在冶金工业中，钽铌首要用作出产高强度合金钢、改进各种合金功能和制造超硬东西的添加剂。

铌钽氧化物能够用在空气中加热金属、碳化物氧化、氮化物氧化等办法制取，生产上一般选用中和沉积法和晶体热分化法制取。此外还有氯化物水解法。制备办法不同，氧化物的一些物理化学性质不尽相同。例如，氧化铌的密度可在4.3～5.2g/cm3之间改变；中和法和水解法氧化物残留有F或Cl，简略受潮；晶体分化法产品无F或Cl污染问题，粒度细，不受潮。       一、中和沉积法   中和沉积法是工业上使用最多的办法。质料主要是含钽或铌的反萃取液，用作沉积剂，反应为：   H2NbF7＋7NH3＋5H2O＝Nb（OH）5↓＋7NH4F H2NbOF5＋5NH3＋4H2O＝Nb（OH）5↓＋5NH4F H2TaF7＋7NH3＋5H2O＝Ta（OH）5↓＋7NH4F       中和为放热反应，沉积结尾pH＝8～9，中和时沉积物易吸附F－、SO4－等，为下降氟等杂质的吸附，操控沉积温度为80℃，沉积物过滤也用80～90℃的纯水洗刷，至滤液中含F－＜0.1g/L。所得滤饼先烘干，然后进行热解，氢氧化物热解进程分别为：       此办法的缺点在于：过滤难度大；所得的氢氧化物沉积吸附性强，难于彻底脱除F－；沉积、过滤、洗刷、枯燥、煅烧需求很多设备。       二、晶体分化法       晶体分化法的质料为草酸铌晶体。该晶体由溶剂萃取的反萃取液蒸腾浓缩或将氢氧化铌溶于草酸溶液中取得。工艺上选用工业氧化铌和工业草酸，溶解温度70～75℃，溶解后趁热过滤除掉固体杂质，随之冷却结晶，离心过滤后的晶体再重结晶一次即可取得合格晶体。最终将晶体进行热分化。分化时晶体在100℃下脱去结晶水，180℃开端分化（焚烧），350℃氧化铌开端向嫩黄色（氧化铌晶格氧缺点引起）改变，500℃时分化结束。分化反应为：   2（NH4）3[NbO（C2H4）3]＋21O2→Nb2O5＋6NH3↑＋12CO2＋15H2O       该办法的工艺、设备和设备原料、操作等都很简略。产品不含氟，纯度高（＞99.99%），有利于使用。       我国工业级和高纯级氧化铌和氧化钽国家标准见表1～表4。   表1  五氧化二铌国标（GB3627－83）（不大于）     （%）元  素FNb2O5－1FNb2O5－2FNbO－3元  素FNb2O5－1FNb2O5－2FNbO－3Ta0.050.10.3Cu0.0030.0050.005Ti0.0010.0040.01Al0.0030.0050.05F0.0030.010.03Si0.0050.020.04Mo0.0020.005－As，Sb，Pb－－0.005Cr0.0020.005－S，P－－0.01Mn0.0020.005－F－－－0.15Fe0.0050.020.04粒度/目－60－60－60Ni0.0050.020.04       表2  五氧化二钽世界（GB3626－83）（不大于）     （%）元  素FTa2O5－1FTa2O5－2FTa2O5－3元  素FTa2O5－1FTa2O5－2FTa2O5－3Nb0.0030.050.3Ni0.0040.01－Ti0.0010.0050.03Cu0.0040.01－F0.0010.006－Al0.0020.0040.015Mo0.0010.0030.005Si0.0040.020.05Cr0.0010.004－F－0.100.150.15Mn0.0010.0040.005粒度/目－80－80－80Fe0.0040.020.003       表3  高纯氧化铌国标（GB10578－89）（不大于）    （10－4%）杂质元素特级 FNb2O5－045一级 FNb2O5－04二级 FNb2O5－035杂质元素特级 FNb2O5－045一级 FNb2O5－04二级 FNb2O5－035Ta1530100Mo3510Al3510Ni2310B2－－Pb3－－Bi1－－Si71350Cr2310Sn135Cu3510Ti135F5090150F－3510Fe3510粒度/目－60－60－60Mn135       表4  高纯氧化铌国标（GB10577－89）（不大于）    （10－4%）杂质元素特级 FTa2O5－045一级 FTa2O5－04二级 FTa2O5－035杂质元素特级 FTa2O5－045一级 FTa2O5－04二级 FTa2O5－035Nb153080Mo3510Al3510Ni1310B1－－Pb3－－Bi1－－Si71350Cr1310Sn135Cu3510Ti135F3070150F－3510Fe3510粒度/目－60－60－60Mn135

氧化铜的用途非常广泛，主要用作玻璃、陶瓷、搪瓷的绿色、红色或蓝色颜料，光学玻璃磨光剂，油类的脱硫剂，有机合成的催化剂，制造人造宝石及其它铜氧化物。也可用于气体分析和制造人造丝等。用氧化铜制成的颜料属于无机颜料的一种，我们还可以用铬酸盐、硫酸盐、硅酸盐、硼酸盐、钼酸盐、磷酸盐、钒酸盐、铁氰酸盐、氢氧化物、硫化物、金属等制成颜料。氧化铜的其他用途，蓝绿色素，人造宝石，气体分析中测定碳，有色玻璃，陶瓷釉彩，油类脱硫剂，有机合成催化剂。不知氧化铜的用途多，铜的用途同样非常广泛。铜不但可以在电气工业中的应用还可以在电子工业中的应用。铜在电气工业中的应用主要是电真空器件、印刷电路、集成电路、引线框架。现在有一种氧化铜的新形式，我们称之为纳米氧化铜，他的化学式同样为CuO。纳米氧化铜的用途：(1)在催化、超导、陶瓷等领域中作为一种重要的无机材料有广泛的应用。(2)用作催化剂和催化剂载体以及电极活性材料。(3)用作玻璃、瓷器的着色剂，光学玻璃磨光剂，有机合成的催化剂、油类的脱硫剂、氢化剂。(4)制造人造宝石及其它铜氧化物。(5)用于人造丝的制造，以及气体分析和测定有机化合物等。(6)还可作为火箭推进剂的燃速催化剂。纳米氧化铜粉体具有比大尺寸氧化铜粉体更优越的催化活性和选择性及其他应用性能。 

主要用途： 用作陶瓷和玻璃的颜料。搪瓷工业用作瓷釉的密着剂和着色剂。陶瓷工业用作色料的原料。磁性材料生产中用作镍锌铁氧体的原料。玻璃工业用作茶色玻璃和显像管玻壳的着色剂。也是制造镍盐及镍催化剂的原料。 　主要成分： 纯品 　　外观与性状： 绿色粉末。 　　相对密度(水=1)： 6.6-6.8 　　溶解性： 不溶于水，不溶于碱液，溶于酸等。 溶于酸和氨水、热过氯酸、热硫酸。 　　健康危害： 本品对皮肤的影响在生产中较为常见，主要表现为皮炎或过敏性湿疹。皮疹有强烈的瘙痒，称镍痒症。镍工可患过敏性肺炎、支气管炎、支气管肺炎、肾上腺皮质功能不全等。镍有致癌性。 　　燃爆危险： 本品不燃，有毒，具致敏性。 　　氧化镍的导电性能：不导电，绝缘体。氧化镍用途方面深入分析还得出内部镍元素和氧元素复杂的纠缠状态导致电流难以通过，这一发现解释了70多年来悬而未决的氧化镍不导电之谜。据日本媒体5月19日报道，理化研究所日前发布新闻公报说，按照解释金属内部结构的能带理论，氧化镍应该属于金属。然而，实际检测结果显示，氧化镍是一种绝缘体。虽然这一点早在20世纪30年代就为人所知，但为何这种极常见的物质不符合能带理论一直困扰着科学家。理化研究所科学家借助目前世界上最先进的X射线光电子分光设备，分析了氧化镍内部电子的特征。结果发现，氧化镍中存在一种名为Zhang—Rice束缚态的状态，它可导致电流无法在氧化镍中通过。这种特殊状态是由氧化镍内部镍元素和氧元素复杂的纠缠状态造成的。 

氧化铝的用途表现在石油化工、化肥工业中，广泛用作催化剂、催化剂载体。    高性能的活性氧化铝在不定形耐火材料配料中能带来以下好处：提高坯体密度、流动性、强度，提高二次莫来石生成量等，降低加水量和气孔率。此外，活性氧化铝还能做干燥剂，吸水量大、干燥速度快，能再生（400 -500K烘烤)。活性氧化铝属于化学品氧化铝范畴，主要用于吸附剂、净水剂、催化剂及催化剂载体，根据不同的用途，其原料和制备方法不同。    在催化剂中使用的三氧化二铝的通常专称为“活性氧化铝”，它是一种多孔性、高分散度的固体材料，有很大的表面积，其微孔表面具备催化作用所要求的特性，如吸附性能、表面活性、优良的热稳定性等，所以广泛地被用作化学反应的催化剂和催化剂载体。    该纳米氧化铝XZ-L14显白色蓬松粉末状态，晶型是α型。粒径是20nm；比表面积≥50m/g。粒度分布均匀、纯度高、高分散、α-Al2O3，其比表面低，具有耐高温的惰性，但不属于活性氧化铝，几乎没有催化活性；耐热性强，成型性好，晶相稳定、硬度高、尺寸稳定性好，可广泛应用于各种塑料、橡胶、陶瓷、耐火材料等产品的补强增韧，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能尤为显著。由于α相氧化铝也是性能优异的远红外发射材料，作为远红外发射和保温材料被应用于化纤产品和高压钠灯中。此外，α相氧化铝电阻率高，具有良好的绝缘性能，可应用于YGA激光晶的主要配件和集成电路基板中。    活性氧化铝具有多孔结构，高比表面积且处于不稳定的过渡态，因而具有较大的活性。活性氧化铝又具有吸附特性，因而用作气体和液体的干燥剂、气体净化的吸附剂、饮水除氟剂、工业污水的颜色和气味消除剂等。当今得到的主要的工业活性氧化铝产品都是靠快速脱水法生产的。活性氧化铝是指经过充分细磨、以原晶尺寸大小1μm的α- Al2O3为基本组成（20%-90%）的煅烧氧化铝。    了解更多有关氧化铝的用途的信息，请关注上海 有色 网。 

氧化锌的用途主要集中在橡胶制造;硅酸盐工业;医药卫生;着色材料;电子领域;在橡胶制造方面,氧化锌的用途:工业生产的氧化锌有50%流向橡胶工业。氧化锌和硬脂酸作为橡胶硫化的重要反应物，是橡胶制造的原料之一。氧化锌和硬脂酸的混合加强了橡胶的硬化度。氧化锌也是汽车轮胎的重要添加剂。除了硫化作用，氧化锌能大大提高橡胶的热传导性能，从而有助于轮胎的散热，保证行车安全。氧化锌添加剂同时也阻止了霉菌生物或紫外线对橡胶的侵蚀。在硅酸盐工业方面,氧化锌的用途:氧化锌是水泥的一种添加剂，能缩减水泥的硬化时间，并提高水泥的防水性能。在玻璃、陶瓷的制作中，氧化锌可用作助熔剂，降低玻璃和陶瓷的烧结温度。添加铝、镓和氮的氧化锌的透明度达90%，可用作玻璃涂料，让可见光通过的同时反射红外线。涂料可涂在窗户玻璃的内或外，以达到保温或隔热的效果。在医药卫生方面,氧化锌的用途:氧化锌具有除臭、抗菌的功能，因而常被添加入棉织物、橡胶、食品包装等。在食品中添加的氧化锌不仅具有一定的防腐作用，更能作为锌源为人体补充必需的锌元素。 　　氧化锌可用于改良皮肤健康状况，如婴儿爽身粉、尿布疹药膏、锌膏、抗头屑洗发水和防腐药剂。混有约0.5%氧化铁的氧化锌被称为炉甘石，制造用于治疗急性瘙痒性皮肤病的炉甘石洗剂。一些运动绷带也掺入了氧化锌，防止运动员在运动中发生软组织损伤。在着色材料方面,氧化锌的用途:氧化锌在颜料中称为锌白，[2]其透明度介于立德粉和二氧化钛之间。中国白是一种特殊的锌白，是画家绘画的一种颜料。锌白相对于传统的白铅，在阳光下能保持永久，它不会受含硫空气的污染，而且无毒、价廉。在电子领域方面,氧化锌的用途:氧化锌在常温下的能带隙很高，因此常用来制造激光二极管和发光二极管。而相对于能带隙同样很高的氮化镓，氧化锌具有更大的激子结合能（室温下约60meV），因而发光亮度更高。此外，氧化锌在高能射线和湿化学腐蚀下的稳定性也是其被广泛应用的重要原因。掺有铝元素的氧化锌被用作透明电极，该复合材料的成本和毒性比传统的氧化铟锡要小得多。氧化锌已经在太阳能电池和液晶显示屏上得到应用。随着氧化锌的用途更多的被开发,氧化锌已经成为了工业和生产也不可或缺的重要材料.      

氧化铜的用途氧化铜的主要用途是用作玻璃、陶瓷、搪瓷的绿色、红色或蓝色颜料，光学玻璃磨光剂，油类的脱硫剂，有机合成的催化剂，制造人造宝石及其它铜氧化物。也可用于气体分析和制造人造丝等。氧化铜有着广泛的应用，除作为制铜盐的原料外，它还广泛应用于其他领域。尤其是在电子信息产品，如手机、计算机相关产品等集成电路方面的需求旺盛；而作为搪瓷、陶瓷着色剂方面的消费也有较好市场表现，需求平稳；玻璃着色剂的需求近几年来市场有萎缩的趋势；触媒应用方面，虽然需求放大，但量相对较小。我国氧化铜需求规模逐年扩大。氧化铜在工业上的用途主要有制人造丝、陶瓷、釉及搪瓷、电池、石油脱硫剂、杀虫剂，也供制氢、催化剂、绿色玻璃等用。其实轻质氧化铜与重质氧化铜没有什么区别，都是反应所造成的。

氧化铝，又称三氧化二铝，分子量102，通常称为“铝氧”，是一种白色无定形粉状物，俗称矾土。用途　　1. 红宝石、蓝宝石的主成份皆为氧化铝，因为其它杂质而呈现不同的色泽。红宝石含有氧化铁和氧化钛而呈红色，蓝宝石则含有氧化铬而呈蓝色。 　　2. 在铝矿的主成份铁铝氧石中，氧化铝的含量最高。工业上，铁铝氧石经由Bayer process纯化为氧化铝，再由Hall-Heroult process转变为铝 金属 。 　　3. 氧化铝是 金属 铝在空气中不易被腐蚀的原因。纯净的 金属 铝极易与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。这层氧化铝薄膜能防止铝被继续氧化。这层氧化物薄膜的厚度和性质都能通过一种称为阳极处理（阳极防腐）的处理过程得到加强。 　　4. 铝为电和热的良导体。铝的晶体形态金刚砂因为硬度高，适合用作研磨材料及切割工具。 　　5. 氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。 　　6. 2004年8月，在美国3M公司任职的科学家开发出以铝及稀土元素化合成的合金制造出称为transparent alumina的强化玻璃。 　　资料刚玉粉硬度大可用作磨料，抛光粉，高温烧结的氧化铝，称人造刚玉或人造宝石，可制机械轴承或钟表中的钻石。氧化铝也用作高温耐火材料，制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等，氧化铝也是炼铝的原料。煅烧氢氧化铝可制得γ-Al2O3。γ-Al2O3具有强吸附力和催化活性，可做吸附剂和催化剂。刚玉主要成分α-Al2O3。桶状或锥状的三方晶体。有玻璃光泽或金刚光泽。密度为3.9～4.1g/cm3，硬度9，熔点2000±15℃。不溶于水，也不溶于酸和碱。耐高温。无色透明者称白玉，含微量三价铬的显红色称红宝石；含二价铁、三价铁或四价钛的显蓝色称蓝宝石；含少量四氧化三铁的显暗灰色、暗黑色称刚玉粉。可用做精密仪器的轴承，钟表的钻石、砂轮、抛光剂、耐火材料和电的绝缘体。色彩艳丽的可做装饰用宝石。人造红宝石单晶可制激光器的材料。除天然矿产外，可用氢氧焰熔化氢氧化铝制取。 　　氧化铝化学式Al2O3，分子量101.96。矾土的主要成分。白色粉末。具有不同晶型，常见的是α-Al2O3和γ-Al2O3。自然界中的刚玉为α-Al2O3，六方紧密堆积晶体，α-Al2O3的熔点2015±15℃，密度3.965g/cm3，硬度8.8，不溶于水、酸或碱。γ-Al2O3属立方紧密堆积晶体，不溶于水，但能溶于酸和碱，是典型的两性氧化物。 　　Al2O3+6H+=2Al3++3H2O 　　Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O目前已公布在建的氧化铝规模外，全国还有拟建氧化铝总规模1992万t接近国外所有拟建(扩建)氧化铝项目的总和。氧化铝工业的迅速发展不同于以往的低水平重复建设，而是上规模、高水平，优化了结构，极大地提升了我国氧化铝工业整体水平和竞争力。

铌　　铌是灰白色金属，密度8.57，熔点2468℃，沸点4742℃。具有比严重、熔点高、沸点高、强度高、抗疲劳、抗变形、抗腐蚀、导热、超导、单极导电及吸收气体等优秀特性。铌的化学性质十分安稳，常温下表面构成细密氧化膜，阻挠进一步氧化，高温下与硫、氮、碳直接化合，能与钛、锆、铪、钨构成合金。不与无机酸或碱效果，也不溶于，但可溶于。　　铌、钽共生亲近，它们的物理性质、化学性质、地球化学性质以及矿藏学性质等都有许多类似之处，因此常在同一矿藏中呈现。一切的铌矿藏中都含有钽，钽的矿藏中都含有铌，仅仅有主次之分。有的构成彻底的类质同象系列矿藏，如铌铁矿-钽铁矿系列矿藏：Ta2O5＜15%称铌铁矿，Nb2O5＜10%称钽铁矿，Nb2O5＞Ta2O5称钽铌铁矿，Ta2O5＞Nb2O5称铌钽铁矿，Fe/Mn＜1时则称为铌锰矿-钽锰矿系列。　　铌在地壳中均匀含量为20×10-6，钽为2×10-6，Nb/Ta值为10。铌、钽在首要岩浆岩和首要沉积岩都有不同程度的散布，其间在花岗岩中含量较高。现在，已发现的铌钽矿藏和含铌钽矿藏有130多种，其间较常见的有30多种。但作为铌钽工业矿藏质料的只要10种，即铌铁矿-钽铁矿系列矿藏(铌铁矿含Ta2O5＜14.55%，Nb2O5＞63.77%；钽铁矿含Ta2O5＞72.18%,Nb2O5＜10.33%)、褐钇铌矿(含Ta2O5为2.5%～11.09%,Nb2O5为33.64%～42.9%)、易解石(含Ta2O5为0.26%～3.3%，Nb2O5为21%～35%)、铌易解石(含Ta2O5为0.51%，Nb2O5为41.13%)、铌铁金红石(含Ta2O5为0.31%，Nb2O5为6.71～23.67%)、烧绿石(含Ta2O5为1.44%～6.65%，Nb2O5为56.01%～67.77%)、锰钽矿(含Ta2O5为70%～86%，Nb2O5为1.91%～10.33%)、重钽铁矿(含Ta2O5为73.98%～86.01%，Nb2O5为1.17%～1.37%)、黄钇钽矿(含Ta2O5为49.4%～55.5%，Nb2O5为9.15%)、细晶石(含Ta2O5为55%～77%，Nb2O5为0.4%～10.13%)。　　铌矿藏质料首要是铌铁(锰)矿等，提取铌首要包含分化精矿、别离钽铌、制取化合物和金属、精粹等进程。矿石分化可采用分化法、熔融法和氯化法等。钽铌别离可采用溶剂萃取法（常用的萃取剂为甲基异丁酮、磷酸三丁酯、仲辛醇和乙酰胺等）、分步结晶法和离子交换法。金属铌的工业出产办法有碳热还原法、钠热还原法和铝热还原法。　　铌具有耐腐蚀、冷加工功能好和氧化膜电功能好等长处，有许多重要用处。铌以铌铁方式用作钢铁增加剂出产碳素钢和高强度低合金钢，铌在钢中的首要效果是经过操控脱溶碳化铌的巨细和散布，而到达进步钢的抗磨损性、抗腐蚀性、晶粒细化然后改进钢的功能。铸铁中增加铌能分出坚固耐磨的碳氮化铌相，然后进步强度和延伸使用寿命。铌和铌合金可用作宇宙飞船及其重返大气层时的耐高温结构材料、原子反应堆的结构材料，而且用于制作石油和化学工业中的耐酸设备、热交换器和加热器等。含铌、镍、钴的超级合金可用于制作喷气发动机的部件。铌同钛、锡、锆、铝、锗的合金或金属化合物，铌钛合金和铌锡化合物是现在现已使用的首要超导材料。铌酸锂是一种优秀的压电晶体，用于彩色电视滤波器和雷达延迟线等。碳化铌可制作超硬东西和模具。二硒化铌粉可作电动机械和外表设备的自润滑填充剂。

铌是灰白色金属，密度8.57，熔点2468℃，沸点4742℃。具有比严重、熔点高、沸点高、强度高、抗疲劳、抗变形、抗腐蚀、导热、超导、单极导电及吸收气体等优秀特性。铌的化学性质十分安稳，常温下表面构成细密氧化膜，阻挠进一步氧化，高温下与硫、氮、碳直接化合，能与钛、锆、铪、钨构成合金。不与无机酸或碱效果，也不溶于，但可溶于。 铌、钽共生亲近，它们的物理性质、化学性质、地球化学性质以及矿藏学性质等都有许多类似之处，因此常在同一矿藏中呈现。一切的铌矿藏中都含有钽，钽的矿藏中都含有铌，仅仅有主次之分。有的构成彻底的类质同象系列矿藏，如铌铁矿-钽铁矿系列矿藏：Ta2O5 Ta2O5称钽铌铁矿，Ta2O5>Nb2O5称铌钽铁矿，Fe/Mn 铌在地壳中均匀含量为20×10-6，钽为2×10-6，Nb/Ta值为10。铌、钽在首要岩浆岩和首要沉积岩都有不同程度的散布，其间在花岗岩中含量较高。现在，已发现的铌钽矿藏和含铌钽矿藏有130多种，其间较常见的有30多种。但作为铌钽工业矿藏质料的只要10种，即铌铁矿-钽铁矿系列矿藏(铌铁矿含Ta2O5 63.77%;钽铁矿含Ta2O5>72.18%,Nb2O5 铌矿藏质料首要是铌铁(锰)矿等，提取铌首要包含分化精矿、别离钽铌、制取化合物和金属、精粹等进程。矿石分化可采用分化法、熔融法和氯化法等。钽铌别离可采用溶剂萃取法(常用的萃取剂为甲基异丁酮、磷酸三丁酯、仲辛醇和乙酰胺等)、分步结晶法和离子交换法。金属铌的工业出产办法有碳热还原法、钠热还原法和铝热还原法。 铌具有耐腐蚀、冷加工功能好和氧化膜电功能好等长处，有许多重要用处。铌以铌铁方式用作钢铁增加剂出产碳素钢和高强度低合金钢，铌在钢中的首要效果是经过操控脱溶碳化铌的巨细和散布，而到达进步钢的抗磨损性、抗腐蚀性、晶粒细化然后改进钢的功能。铸铁中增加铌能分出坚固耐磨的碳氮化铌相，然后进步强度和延伸使用寿命。铌和铌合金可用作宇宙飞船及其重返大气层时的耐高温结构材料、原子反应堆的结构材料，而且用于制作石油和化学工业中的耐酸设备、热交换器和加热器等。含铌、镍、钴的超级合金可用于制作喷气发动机的部件。铌同钛、锡、锆、铝、锗的合金或金属化合物，铌钛合金和铌锡化合物是现在现已使用的首要超导材料。铌酸锂是一种优秀的压电晶体，用于彩色电视滤波器和雷达延迟线等。碳化铌可制作超硬东西和模具。二硒化铌粉可作电动机械和外表设备的自润滑填充剂。

铌，一种化学元素。化学符号Nb，原子序数41，原子量92.90638，属周期系ⅤB族。1801年英国C.哈切特从铌铁矿中别离出一种新元素的氧化物，并命名该元素为columbium（中译名钶）。1802年瑞典A.G.厄克贝里在钽铁矿中发现另一种新元素tantalum。由于这两种元素性质上十分类似，不少人以为它们是同一种元素。1844年德意志H.罗泽具体研讨了许多铌铁矿和钽铁矿，别离出两种元素，才弄清了事实真相。铌在地壳中的含量为0.002％，首要矿藏有铌铁矿〔（Fe，Mn）（Nb，Ta）2O6〕、烧绿石〔（Ca，Na）2（Nb，Ta，Ti）2O6（OH，F）〕和黑稀金矿、褐钇铌矿、钽铁矿、钛铌钙铈矿。 铌是灰白色金属，熔点2468℃，沸点4742℃，密度8.57克／厘米3。室温下铌在空气中安稳，在氧气中红热时也不被彻底氧化，高温下与硫、氮、碳直接化合，能与钛、锆、铪、钨构成合金。不与无机酸或碱效果，也不溶于，但可溶于。铌的氧化态为－1、＋2、＋3、＋4和＋5，其间以＋5价化合物最安稳。 一、铌的制取 金属铌可用电解熔融的七氟铌酸钾制取，也可用复原七氟铌酸钾或金属铝复原五氧化二铌制取。纯铌在电子管中用于除掉残留气体，钢中掺铌能进步钢在高温时的抗氧化性，改进钢的焊接功能。铌还用于制作高温金属陶瓷。 二、铌的用处 铌是一种稀有高熔点金属，它的熔点高达摄氏二千四百多度。一种金属的优秀功能往往可以“移植”到另一种金属里，用铌作合金元素添加到钢里，能使钢的高温强度添加，加工功能改进。铌、钽与钨、钼、钒、镍、钴等一系列金属协作，得到的“热强合金”，可以用作超音速喷气式飞机和火箭、等的结构材料。现在科学家们在研发新式的高温结构材料时，已开端把注意力转向铌、钽；许多高温、高强度合金都有这一对孪生兄弟参与。 用铌和钽的碳化物作基体制成的硬质合金，有很高的强度和抗压、耐磨、耐蚀身手。在所有的硬质化合物中，碳化钽的硬度是最高的。用碳化袒硬质合金制成的刀具，能抗得住三千八百度以下的高温，硬度可以与金刚石对抗，运用寿命比碳化钨更长。 三、铌的超导运用 具有超导功能的元素不少，铌是其间临界温度最高的一种。而用铌制作的合金，临界温度高达绝对温度18.5～21K，是现在最重要的超导材料。人们从前做过这样一个试验：把一个冷到超导状况的金属铌环，通上电流然后再断开电流，然后，把整套仪器关闭起来，坚持低温。过了两年半后，人们把仪器翻开，发现铌环里的电流仍在活动，并且电流强弱跟刚通电时简直彻底相同！从这个试验可以看出，超导材料简直不会丢失电流。假如运用超导电缆输电，由于它没有电阻，电流通过期不会有能量损耗，所以输电功率将大大进步。 有人规划了一种高速磁悬浮列车，它的车轮部位装置有超导磁体，使整个列车可以浮起在轨迹上约十厘米。这样一来，列车和轨迹之间就不会再有冲突，减少了行进的阻力。一列乘载百人的磁悬浮列车，只消一百的推动力，就能使速度到达每小时五百公里以上。 用一条长达二十公里的铌锡带，缠绕在直径为一点五米的轮缘上，绕组可以发生激烈而安稳的磁场，足以举起一百二十二公斤的重物，并使它悬浮在磁场空间里。假如把这种磁场用到热核聚变反应中，把强壮的热核聚变反应操控起来，那就有或许给咱们供给许多的简直是无穷无尽的廉价电力。不久前，人们曾用铌钛超导材料制成了一台直流发电机。它的长处许多，比如说体积小，重量轻，成本低，与相同巨细的普通发电机比较，它发的电量要大一百倍。

宜春钽铌矿选矿尾矿经浮选回收锂云母，重选回收长石，成为我国最大的锂云母产地，其尾矿再选的产品产值已占生产总产值的52.4%，产出的锂云母供全国不少地方生产锂及其他锂产品，获得多种应用，长石也用于玻璃、陶瓷。

钽铌矿选矿粗选一般选用重选法，精选则选用重选、浮选、电磁选或选冶联合工艺，处理粉矿或原生泥含量多的矿石，洗矿作业必不可少，一起选用高效磨矿分级设备，以下降钽铌矿藏的泥化。 钽铌浮选常用捕收剂有脂肪酸类、胂酸类、类、羟肟酸类、阳离子型捕收剂等，捕收剂的环境污染及药剂本钱问题至头重要。跟着化学工业的开展，质料来历广泛，组成工艺简略，易生物降解、选择性好、无毒无害、报价合理的药剂将不断出现，满意钽铌选矿厂的需求。 1、钽铌矿矿藏工艺学特性 铌铁矿-钽铁矿的化学通式为AB2O6，二者简称铌钽铁矿。A为铁、锰，B为铌、钽。从纯铌到钽的不同方式具有一系列同晶结构，其特点是铁和锰的份额不定。其间含Nb2O51.97~78.88%，Ta2O5 5.56~83.57%，MnO 1.26~16.25%，FeO1.89~16.25%。还有Ti、Zr、W、TR、U等类质同象混入物。组元中铌占多数，就称该矿藏为铌铁矿，假如钽占多数，则称为钽铁矿。矿藏的晶格为斜方结构，空间群记号为Pcan。结构由A和B八面体的层所组成。相同的八面体在层中以边连接成链，再同一起极点相连。一个A八面体层经过极点与邻连的B八面体层从两方面相连，构成BAB结构。 铌铁矿-钽铁矿许多矿藏的晶格参数与试样的成分有关，其动摇规模如下：a=0.5133~0.5054nm;b=1.445~1.405nm;c=0.5762~0.5683nm。铌钽锰矿中原子距离：Mn-O=2.12~2.14埃，Ta-O=1.86~2.12埃。矿藏的色彩有黑色、棕黑色和红褐色。莫氏硬度为：铌铁矿4.3~6.5;钽铁矿6.5~7.2。铌铁矿的显微硬度值为2400~8000MPa，钽铁矿为8000~10700Mpa。 铌铁矿-钽铁矿的磁化率为(22.1~37.2)×10-6。铌铁矿的介电系数为10~12，钽铁矿为7~8。矿藏的密度5.15~8.20(随钽的含量增高而增大)。 2、钽铌矿选矿技能 钽铌矿选矿一般选用重选先丢掉大部分脉石矿藏，取得低档次混合粗精矿，进入精选作业的粗精矿矿藏组成杂乱，一般含有多种有用矿藏，分选难度大，一般选用多种选矿办法如重选、浮选、电磁选或选冶联合工艺进行精选，然后到达多种有用矿藏的别离。 2.1 国外钽铌选矿 处理粉矿或原生泥含量多的矿石，洗矿作业必不可少。澳大利亚格林布斯矿风化伟晶岩冲积粘土粗选厂，设两个洗矿体系，原矿用直径1.5m,孔径10mm的圆筒筛两次洗矿后，筛下当选，筛上大块及粘土球进自磨机磨矿约4mm，再用孔径10mm的圆筒筛筛分，筛下物料当选，筛上物料丢掉或回来再磨。洗矿耗水5m3/t，圆筒筛处理量达350吨/小时·.........台。 国外钽铌选矿厂注重选用高效磨矿分级设备，以下降钽铌矿藏的泥化。格林布斯矿原生伟晶岩粗选厂用周边排矿棒磨机与振荡筛闭路取得较好成果。加拿大伯尼克湖钽矿经不断改进，现在选用的磨矿流程很有特征。该矿用一台Ф2.4m×3.6m马西型格子球磨机A-C水平振荡筛(直线筛)闭路，筛分粒度2.5mm，筛下用德瑞克筛按0.2mm分级，-2.5+0.2mm粒级用螺旋选矿机选别，其尾矿经弧形筛脱水后回来再磨。球磨机有两种产品构成循环，即选用一台磨机完成两段闭路磨矿。该磨矿回路经调整后循环负荷率一般为180%左右，循环负荷小易构成过破坏。 国外对钽铌铁矿矿石的粗选仍以重选为主，并多用高效的重选设备，流程简略。如格林布斯矿对-10mm原矿直接用跳汰机粗选。加拿大伯尼克湖钽矿80年代构成的重选-浮选-重选流程日趋完善，该流程仍以重选为主，浮选只用于处理细泥。重选设备体用了GEC螺旋选矿机、3层悬挂式戴斯特摇床、霍尔曼矿泥摇床、横流皮带选矿机。前苏联选用浮选对重选精矿中钽铁矿、细晶石与黄玉进行别离，捕收剂为异羟肟酸，调整剂为草酸，在介质中(pH2)浮选，当给矿含Ta2O52.52%时，精矿档次27%，收回率90%。 烧绿石矿的选矿办法首要选用浮选办法，为进步精矿质量和下降药剂耗费，近年来烧绿石选矿流程加强了脱泥、除铁，脱硫、磷、铅、等作业。尼奥贝克烧绿石矿-0.2mm当选原矿用旋流器脱除-10μm矿泥，并按泥砂别离选别。先用脂肪酸捕收剂浮选磷灰石和碳酸盐矿藏，然后进行磁选脱铁，再用胺类捕收剂浮选烧绿石，终究对烧绿石精矿进行黄铁矿浮选和浸出，以下降硫、磷和碳酸盐矿藏含量。当原矿含Nb2O50.6%~0.7%时，取得终究精矿档次58%~62%，收回率60%~65%。 2.2国内钽铌选矿 1. 钽铌矿粗选 国内钽铌矿原矿档次一般很低，其矿藏性脆、密度大。为了确保磨矿粒度，防止过破坏，一般选用阶段磨矿阶段选别流程。江西宜春钽铌选矿厂选用侧向弧形筛替代直线振荡筛进行筛分，现场探究实验成果表明：筛上夹细可下降14.70%，筛下夹粗可削减4.3%，筛分功率可进步17.72%。该设备的实验成功，为现场一段磨矿筛分改造供给了新途径。福建南平是一个大型花岗伟晶岩矿床，1998年咱们对该矿石进行选矿实验研讨，为建厂供给规划依据，依据钽铌和锡石矿藏粒度嵌布特征，提出选用阶段磨矿、阶段选别工艺。一段选用棒磨机，并与筛子构成闭路，以削减过破坏。二段磨矿选用球磨机，并与高频振荡细筛构成闭路，除能严格控制粒度外，还可添加处理才能，进步磨矿功率。该矿粗选选用单一重选流程。重选设备有GL螺旋选矿机、螺旋溜槽和摇床。该矿当选原矿含(TaNb)2O50.0499%，Sn 0.0598%，经粗选后取得的粗精矿产率为0.248%，含(TaNb)2O514.94%(其间Ta2O510.79%)，对原矿收回率为74.30%(Ta2O5 收回率为74.96%);含Sn 15.71%，对原矿收回率为65.11%。 2. 钽铌矿精选 粗选工艺取得的粗精矿一般是混合粗精矿，需进一步精选别离出多种有用矿藏。粗精矿矿藏组成不同，选用的别离办法也不同，一般是多种办法联合运用。如福建南平钽铌精选选用磁-重-浮联合运用，先用6%的溶液清洗矿藏表面，再用弱磁选除掉强磁性矿藏及铁屑，烘干并筛分红+0.2、+0.1和-0.1mm三个等级，别离用干式强磁选机经一次粗选、一次扫选取得钽铌精矿，干式强磁选的非磁性部分用重选收回锡石并抛尾，重选的精矿进行浮选脱除硫化矿取得锡精矿。精选成果：钽铌精矿产率0.0764%，含(TaNb)2O545.64%(Ta2O5 32.57%)，对原矿收回率69.92%(Ta2O5收回率69.071%)，精选作业收回率94.11%;锡精矿产率为0.0581%，含Sn60.25%，对原矿收回率58.49%，精选作业收回率89.84%。

由于钽铌矿成分复杂，通常需要经过粗选和精选两个阶段才能获得符合冶炼要求的钽铌精矿。由于钽铌矿物具有很高的密度，从4.5g/cm3到8.3g/cm3（见表1），因此钽铌矿物选矿主要采用重选法（筛选、摇床、螺旋分选机）。  表1  重要的钽铌矿物矿物名称晶系晶体化学式Ta2O5/％Nb2O5/%密度/（g·cm－3）磁性钽铁矿斜方（Mn,Fe）（Ta,Nb）2O641～842.0～40.06.25～8.3弱铌铁矿斜方（Mn,Fe）（Ta,Nb）2O61.0～40.023.5～775.2～6.25弱烧绿石等轴（Na,Ca,Ta）2（Nb,Ti）2O6（OH,F）0～5.8637.5～65.64.12～5.35非细晶石等轴（Na,Ca）2Ta2O6（OH,F）68.4～770～7.74.2～6.4非铌铁金红石四方（Ti,Nb,Fe）O20.2～14.70.9～42.74.3～5.6弱钛铌钙铈矿等轴（Na,Ca,Sr,Ta）O（Ta,Nb,Ti）O3～0.75～11.34.6～4.9极弱褐钇铌矿四方（Y,Dy,Yb）（Nb,Ta,Ti）O4～17.047.04.89～5.82弱钽锡矿单斜Sn（Ta,Nb）2O7～72.8－7.6～7.9非钽铝石六方AlTaO460.1～720.3～6.15.9～6.5非黑稀金矿斜方（Ca,Ta,Th）（Nb,Ti）2O60～47.33.8～47.44.5～5.9弱复稀金矿斜方（Y,Th,U）（Ti,Nb）2O60～23.17.5～20.34.7～5.4弱易解石斜方（Ce,Ca,Th,U）（Ti,Nb）2O60～6.923.8～32.54.9～5.4弱包头矿正方Ba4（Ti,Nb）8（Si4O12）CeO16011.3～11.54.5～5.6弱      一、粗选       主要采用成本较低的重选法，也有重选－浮选工艺，以有效地将钽铌矿物和较轻的脉石、长石、方解石等分开。重选主要有跳汰流程（以跳汰机为主，流程主要用于处理粗晶粒钽铌矿和钽矿砂矿）、摇床流程（以摇床为主体，多用于细晶粒的钽铌复合多金属矿）和螺旋机流程（以螺旋选矿机或螺旋溜槽为主体，结合摇床粗选，中国采用较多）。其中，重选－浮选工艺可回收微细粒钽铌矿物，粗选回收率达90％。       钽铌砂矿通常高密度矿含量不高，但矿物单体解离较好，一般采用重选法，少数采用磁选－浮选流程。       二、精选       粗选所得的粗精矿除含有钽铌矿物外，还有锡石、黑钨矿、锆英石、磷钇石、独居石等。根据矿物的组成和物理化学性质的差异，分别采用重选、浮选、电磁选和静电分选法。有时还采用化学处理。对于含有放射性元素的矿物则采用块状物料辐射分选机分选。

铌的来源为钽铌矿。钽铌矿主要用来生产钽，需要经过昂贵的分离过程生产铌。因此铌的生产成本高，且不容易得到。50年代中期形成长期稳，随着大型烧绿石矿藏在巴西Minas Gerais 省的Araxa和加拿大魁北克省的Oka被发现，以及随后对这些矿藏的开发，铌变得丰富了。因此铌价格大幅度下降，这促使铌在钢中的应用成为可能。 巴西铌公司对巴西Araxa的世界最大矿藏的开发，对铌定供应的局面起到了非常重要的作用。 从地质学角度看，巴西Araxa烧绿石矿中碳酸岩几乎是铌的唯一来源。铌矿藏分布于世界各地。 世界已探明铌储量大约1,150万吨。另外已知的矿床中还含有1,980万吨铌。目前每年2万吨铌的消耗量与铌的可开采量以及现存矿的生产能力相比是很少的。 目前世界有三个主要的开采矿点，两个在巴西，一个在加拿大

能够将钨银合金放入稀硝酸中使其充沛反响，由于银能够溶入稀硝酸生成，但钨不能溶入稀硝酸，这样过滤就能除掉钨了，再将滤液蒸腾结晶得到晶体，最终将晶体进行加热，得到银（得到的或许是粉末）最终两步应该在密闭容器中进行，由于滤液中或许含有未反响的硝酸，硝酸加热能分化出有毒的气体，而最终一步加热时也会分化出，尾气使用碱液吸收。

钽铌矿石选矿(processing of tantalum and niobium ores)从含钽铌矿石中分离与富集钽铌矿物的过程。选矿产品为钽铌精矿。 矿物与资源自然界含钽铌的矿物约有130种，其中钽、铌矿物约有80种。重要的具有工业价值的钽铌矿物列于表中。此外，部分钽铌以杂质形式存在于钛铁矿、钙钛矿、金红石、锡石、黑钨矿及榍石中。钽铌矿床分为岩浆矿床、伟晶岩矿床、气成热液矿床、接触自变质矿床和外生矿床五类。钽铌矿石类型可分为钽铁矿一铌铁矿石、黄绿石矿石以及其他含钽铌矿石三大类。 钽铌矿床分布较为广泛，巴西、前苏联、中国、加拿大、美国、尼日利亚、澳大利亚、扎伊尔、肯尼亚、坦桑尼亚、乌干达、马来西亚、泰国等均有分布。钽、铌精矿的主要生产国有加拿大、巴西、澳大利亚、扎伊尔、前苏联、泰国。美国和日本是钽铌主要消费国。 工艺流程 钽铌矿石的矿物组分复杂，成分不稳定，有价成分含量低，因而其选矿工艺流程较为复杂。通常钽铌矿的选矿工艺流程由粗选及精选两部分组成。不同矿床类型的矿石所含钽铌矿物种类不同，故其选矿工艺流程亦有所区别。 原生钽铌铁矿及细晶石选矿流程 此类矿石中的钽铁矿、铌铁矿多与绿柱石、锂辉石、锡石共生。粗选主要采用多段磨矿的多段重选流程。对某些矿石粗选还采用重选一浮选一重选或重选一浮选。精选多采用联合流程，根据钽铌矿物与伴生矿物种类常采用磁选、重选、浮选、浮选一重选、电选、化学选矿等方法相组合的联合工艺流程。如矿石中含泥多，应预先脱泥。富含钽的细晶石因其嵌布粒度(见矿物粒度)细，多用浮选工艺进行分选。 钽铁矿一铌铁矿砂矿选矿工艺流程 此类矿石中各矿物已基本单体解离，有用矿物密度大于4，某些矿物有磁性。粗选时采用重选工艺流程。所得粗精矿的精选主要采用磁选一重选、磁选一电选以及浮选联合工艺流程。 黄绿石选矿工艺流程 黄绿石有碳酸岩和伟晶岩两种主要类型。碳酸岩黄绿石矿床规模大，铌含量高，是重要的矿床类型。因矿石中矿物种类与含量不同，采用重选，磁选一浮选及焙烧磁选两种流程。伟晶岩黄绿石粗选采用多段碎矿、分级重选工艺流程。精选工艺流程多用磁选排除尾矿，浮选得黄绿石精矿。有时还采用电选或浮选除去粗精矿中的锆英石。典型选矿厂 宜春钽铌矿选矿厂位于中国江西宜春市。所用矿石属花岗岩多金属矿床;原矿含(Ta，Nb)2O50.03%(Ta：Nb=1.8：1)。选矿厂规模为1500t/d;选矿工艺流程为洗矿、破碎、筛分、磨矿、分级、磁选一重选联合流程和重选流程;矿石棒磨至-0.5mm后采用磁选一重选联合流程，得部分钽铌精矿;尾矿再磨至-0.2mm采用重选流程，得细粒钽铌精矿。钽铌精矿含(Ta，Nb)2O544.91%，回收率45.6%。 栗木锡矿选矿厂 位于中国广西壮族自治区境内。生产规模1000t/d。所用矿石属锡一钽铌一钨多金属花岗岩矿床。原矿含(Ta，Nb)2O5，0.0229%。选矿工艺流程包括多段破碎、预先筛分，矿泥集中处理，分级重选得混合粗精矿。再用重选一强磁选联合工艺流程精选。钽铌精矿含(Ta，Nb)2O52.515%，回收率40%。磁选尾矿再用火法冶炼处理。 泰美钽铌矿选矿厂 位于中国广东省境内，所用矿石属花岗岩风化壳铌铁矿床。原矿含(Ta，Nb)2O50.029%。粗选采用重选一磁选重选联合工艺流程。精选采用重选磁选-电选-浮选联合工艺流程。铌铁矿含Nb2O560%，回收率42.51%。 尼奥贝克(Niobec)黄绿石选矿厂位于加拿大魁北克省。所用矿石属碳酸岩铌矿床。生产规模2085t/d。原矿含Nb2O50.58%～0.66%。采用两段磨矿浮选-磁选联合工艺流程，包括磨矿、脱泥、碳酸盐矿物浮选，再脱泥、磁选、黄绿石浮选、黄铁矿浮选。黄绿石精矿浸出脱磷，浸出渣浮硫。黄绿石最终精矿含Nb2O560%～62%。

（1） 1801年英国化学家哈特契特发现元素铌； 1802年瑞典化学家安德斯•古斯塔夫•埃克伯格发现了元素钽。（2） 1865年瑞士化学家马利尼亚克发明晰钽铌别离的分步结晶法。（3） 1866年，在高温下用氢还原五 氯 化铌首要得到了金属铌。（4） 1903年，用钠还原钽氟络盐制备了可锻金属钽。（5） 1922年，熔盐电解生产钽粉成功，使钽的生产达到工业规模。（6） 1944年发明晰铌的碳还原法，奠定了铌的工业生产根基

碳化铌是极其硬的耐火陶瓷材料，用于商业工具钻头如切削工具。通常是通过烧结，时常用于烧结硬质合金的添加剂，抗腐蚀性高。铌硬质合金是奥氏体里溶解性极其低的产品，是所有难容金属中最低的，通常是生产微合金化钢的副产品。 这就意味着微米大小的碳化铌沉积物在任何的处理温度下几乎都不溶于钢。微合金化钢基石，效益大，均匀的粒度确保了其韧性和强度。 溶解性较低的唯一经常发生的化合物，因此具有很大的限制钢颗粒生长的潜力的是氮化钛。铌也有许多医学研究应用。铌也可铸成合金生产弧焊接棒和耐腐蚀钢。它的CAS号是12069-94-2.依据粒度，铌合金可以在200-800°C的空气中烧结。铌硬质合金可由化学气相沉积而来。镐合金、铌硬质合金可以用于核反应堆的耐火涂料。Nb(Ta)C(%Min.)化学组成(% Max.)Fisher Size(µm)ONT.CF.CFeSiAlTi99.00.250.0511.00.150.150.020.020.02≤3.0

铬锆铌铜是在制造点焊电极的重要材料。铬锆铌铜具有较高的电导率、硬度高于1类合金。这类合金可以通过冷作变形和热处理相结合的方法达到其性能要求。与1类合金相比，它具有较高的力学性能，适中的电导率，在中等程度的压力下，有较强的抗变形能力，因此是通用的电极材料，广泛地用于点焊低碳钢、低合金钢、不锈钢、高温合金、电导率低的铜合金，以及镀层钢等。2类合金还适用于制造轴、夹钳、台板、电极夹头、机臂等电阻焊机中各种导电部件。1类——高电导率，中等硬度的铜及铜合金。这类材料主要通过冷作变形方法达到其硬度要求。适用于制造焊铝及铝合金的电极，也可应用于镀层钢板的点焊，但性能不如2类合金。1类合金还常用于制造不受力或低应力的导电部件。铬锆铌铜的主要功能是：1.向工件传导电流； 2.向工件传递压力； 3.迅速导散焊接区的热量。 

铌在地壳中的含量为0.002%，主要矿藏有铌铁矿、烧绿石、黑稀金矿、褐钇铌矿、和钛铌钙铈矿。根据美国地质调查局2014年发布的数据，全球铌资源储量超越430万吨，而且分布相对集中，仅巴西一国铌资源储量就占到了全球总储量的95%左右。从区域分布来看，目前已经发现的铌矿床主要分布在北美、南美和非洲，并且绝大部分铌资源主要集中在世界上十几个大型矿床之中。

含钽铌的矿藏主要是钽铁和烧绿石。钽铌铁矿中含钽多的叫做钽铁矿，含铌多的叫铌铁矿。 钽铌铁矿和烧绿石可用阳离子捕收剂捕收，也可用阴离子捕收剂。用络合捕收剂(如羟肟酸钠)浮选作用较好。 用油酸作捕收剂，在pH值为6-8时，钽铌矿的浮游性最好，在酸性介质中钽铁矿和铌铁矿都被按捺，而石英、长石和白云石在任何pH值下浮游性都不好。因此在pH=6~8时，用油酸作捕收剂，很简单将钽锭矿与石英等脉石别离。 用10%的酸(硫酸)处理钽铌矿后，它变得简单浮游。随酸的用量增大，钽铌矿的可浮性增大，用硫酸作用比用作用好。用1%的处理，活化程度与硫酸类似。用油酸作捕收剂，的浓度为10-20毫克/升时，就能按捺钽锭矿及部分脉石。用阳离子捕收剂时，开始活化钽铌矿等一些矿藏，但随着其用量的添加，钽铌矿的回收率下降。用油酸捕收钽铌矿时，少数的钠能使悉数矿藏按捺。

钽铁矿-铌铁矿多为钽、铌锡、钨、锂、铍等多金属矿石。具有原矿档次低、矿藏组成杂乱、矿藏密度大、性脆易碎等特色。选矿办法主要是选用重选、磁选、电选、浮游重选、浮选和化学处理等办法。选矿工艺一般分为粗选和精选两个部分。 一、钽铁矿-铌铁矿粗选 钽铁矿-铌铁矿粗选主要是选用重选流程，但也有选用重选-浮选-重选;重选-浮选或重选-磁选-重选的。 (一)重选流程 钽铌原生矿多选用阶段磨矿、多段重选。一般在磨矿回路中增设选别设备，以提前收回单体矿藏。钽铌砂矿因为矿藏单体解离比较好，一般不需求破碎和磨矿，当选前先进行挑选，除掉块石和卵石，然后进行粗选。粗晶钽铁矿-铌铁矿选用跳汰机或螺旋选矿机(含旋转螺旋溜槽)粗选，粗选精矿选用摇床精选;细晶钽铁矿-铌铁矿选用螺旋溜槽或摇床粗选，粗选精矿选用摇床精选;钽铌矿泥选用离心选矿机或多层翻床粗选，粗选精矿选用皮带溜槽或槽流皮带溜槽结合矿泥摇床精选。此流程的特色是出资少、上马快、成本低、环境污染少。但对矿泥选别功率低。 重选-浮选-重选或重选-浮选流程粗、细粒级物料选用重选，矿泥选用浮选。浮选前一般选用小直径旋流器或离心选矿机脱泥，然后后烷基磺化琥珀酸盐作捕收剂、硅酸钠和草酸作调整剂，在pH2-3的条件下进行浮选，浮选精矿用霍尔曼矿泥摇床-横流皮带溜槽精选;或用乙烯作捕收剂，钠、作调整剂，在pH6的条件下进行浮选，浮选精矿用振摆皮带溜槽或横流皮带溜槽精选，也可以用羟肟酸与变压器油(2∶1)为捕收剂，、硅酸钠为调整剂，在pH8-8.5的条件进行浮选，浮选精矿加羟肟酸和变压器油，用草酸作抑制剂，在pH2.5-3的条件下进行精选。按以上办法处理，均可取得钽铁矿或铌铁矿精矿。此流程的特色是选别指标高，但脱除的细泥中钽铌含量多接近于原矿档次、药剂耗费大，生产成本高。 (二)重选-磁选-重选流程 粗粒级物料选用重选。细粒级和矿泥选用磁选-重选结合。此流程的特色是对细晶钽铁矿、铌铁矿选别功率高，但矿石中的钽铌矿藏都必须具有弱磁性。 二、钽铁矿-铌铁矿粗精矿精选 钽铁矿-铌铁矿粗精矿一般组成杂乱，分选困难，常常需求选用磁选、重选、浮游重选、浮选、电选、化学处理等办法中一至二种或多种办法组合。特别是钽铁矿、铌铁矿与某些难选矿藏的别离，更需选用多种选别办法组合。如钽铁矿-铌铁矿与石榴石、电气石别离，一般选用磁选、电选或浮选。 (一)磁选别离 它们的比磁化系数：钽铁矿为2.4×10-5厘米3/克，铌铁矿为2.5×10-5厘米3/克，褐钇铌矿为5.8×10-5厘米3/克，石榴石和电气石则随其铁的含量而改变，石榴石当Fe2O3含量由7%增到25%时，其比磁化系数则由11×10-6厘米3/克添加到124×10-6厘米3/克(添加11倍)，电气石当Fe2O3含量由0.3%添加到13.8%时，其比磁化系数则由1.1×10-6厘米3/克添加到30×10-6厘米3/克(添加30倍)。为了进步矿藏在磁场中别离的选择性，一般选用酸(固：液=1：5)作短时间(5-15分钟)的处理，以铲除矿藏表面铁质，然后在不同强度的磁场中别离出石榴石和电气石，可取得钽铌精矿。 (二)电选别离 选将物料进行窄等级筛分分级，然后别离加温，在复合电场中进行电选：大于0.2毫米粒级一般选用低电压(20-35千伏)、大极距(80-100毫米)、慢转速(低离心力)(辊筒或鼓转数为33-38转/分)。-0.2～+0.08毫米粒级一般用高电压(35-45千伏)、小极距(50-80毫米)、快转速(高离心力)(辊筒转数为70-118转/分)。可将钽铁矿-铌铁矿与石榴石别离。 (三)浮选别离 用十六烷基磺酸钠作捕收剂，氟化合物作调整剂，可将铌铁矿与石榴石别离。 钽铌铁矿与独居石别离 粗粒级一般选用电选;细粒级(-0.075毫米)用油酸或米糠油作捕收剂，碳酸钠(Na2CO3)作调整剂，硅酸钠(Na2SiO3)，(Na2S)作抑制剂(Na2SiO3∶Na2S=3∶1)，在pH9的条件下浮出独居石，可使铁钽矿(铌铁矿)与独居石别离。 (四)细晶石与锡石别离 粗粒级一般选用静电选(电压16千伏);细粒级选用2%的处理15分钟，然后用烷基硫酸钠(600克/吨)作捕收剂，用钠(Na2SiF6)作抑制剂，在pH2-2.3的条件下浮出锡石，可使细晶石与锡石别离。 (五)钽铌铁矿与磁性锡石别离 粗粒级一般选用风力摇床别离;细粒级，我国广州有色金属研讨院研讨拟定氧化焙烧(800-900℃)磁选新工艺，能很好地别离出钽铌铁矿、钽金红石和锡石。 (六)钽铌铁矿与黑钨矿别离 一般选用水冶。首先将物料磨至-0.04毫米，加碳酸钠(Na2CO3)焙烧(800℃)，或在常压下用浓碱煮，过滤后滤渣用HCl(5%)分化，可取得人工钽铌精矿。滤液为钨酸钠溶液，通过调酸(pH2-2.5),萃取、中和、结晶等工序，可取得氧化钨(WO3)产品。 (七)铌铁矿与锆英石别离 可选用磁选或浮选。浮选可用油酸钠作捕收剂，氯化铅、水玻离或氯化铅、草酸作调整剂，能将铌铁矿与锆英石别离。

钽铌矿藏很难将其分化。一般依据精矿中的矿藏结构及其化学成分和需求取得什知类型的中间化合物和纯度要求来挑选分化办法。工业上钽铌精矿分化办法首要有三种：碱分化法、酸分化法和氯化分化法。此外还有氟化分化、电解分化法；分析化学中还选用KHSO4、K2S2O7、KHF2分化样品。其间，碱熔分化法是最最选用的工业办法，后续首要接分步结晶法别离钽和铌，也可进行酸转化接溶剂萃取法；氯化分化法一般后续精馏法别离钽和铌；酸分化法首要接溶剂萃取法或离子交换法别离钽和铌。       一、碱分化法       碱法分化钽铌精矿首要选用NaOH和KOH试剂，为了下降熔融物的熔点和黏度，常选用NOH＋Na2CO3或KOH＋K2CO3混合试剂。碱分化按设备和工艺分有坩埚碱熔分化和高压釜碱液分化两种办法。图1为碱熔融处理钽（铌）铁精矿的准则流程图。从中可看出NaOH和KOH熔融的不同之处。   图1  碱分化流程简图       （一）钽铌碱金属化合物的一般性质       和本家中的磷相似，钽、铌和碱金属氧化物能生成偏钽（铌）酸盐（MTaO3、MnbO3）（M为钾钠等碱金属，下同）、焦钽（铌）酸盐（M4Ta2O7、M4Nb2O7）和原钽（铌）酸盐（M2TaO4、M3NbO4）等多种盐类，一般将它们表明为：M2O·nTa2O5、M2O·nNb2O5，式中n值改变很大，常在10以上。实际上它们归于一种多聚体，其原子比一般为M∶Ta（Nb）＝16∶14；14∶12；12∶10；16∶12∶；10∶8；7∶5；8∶6；6∶4，化合物中的结晶水分子数改变也很大，从1到40或更多。       钽铌碱金属化合物有如下性质：       1、当用碱金属的氧化物或碳酸盐与钽（铌）氧化物熔融时，因组分不同能够得到不同成分的钽铌酸盐，当M2O∶（Ta，Nb）2O5＝1∶1时生成偏钽（铌）酸盐；当碱过量时生成原钽（铌）酸盐见图2、图3、图4。     2、钾和钠的偏钽（铌）酸盐少溶于水，不发作水解，也不为所分化。并且偏钽（铌）酸盐较易被氢复原成贱价氧化物：   2MnbO3＋H2＝M2O＋2NbO2＋H2O       复原温度＞400℃   2MtaO3＋H2＝M2O＋2TaO2＋H2O       复原温度600～700℃     图2  K2O（K2CO3）－Nb2O5系熔度图    图3  K2O（K2CO3）－Ta2O5    图4  Na2O（Na2CO3）－Nb2O5系熔度图       3、各种温度下偏钽（铌）酸盐在水中的溶解度见表1，溶度积见表2，一些热力学数据见表3。   表1  碱金属偏钽（铌）酸盐在水中的溶解度    （mol/L）化合物0℃25℃50℃75℃100℃NaNbO34.3×10－45.9×10－41.6×10－33.7×10－37.4×10－3KnbO37.4×10－48.7×10－44.4×10－39.5×10－31.3×10－2NaTaO34.69×10－55.46×10－51.10×10－43.19×10－42.39×10－4KtaO34.34×10－54.87×10－51.22×10－42.88×10－44.89×10－4   表2  25℃下碱金属偏钽（铌）酸盐的溶度积化合物溶度积化合物溶度积NaNbO33.23×10－7NaTaO32.99×10－9KnbO37.48×10－7KTaO32.37×10－9       表3  偏钽（铌）酸盐的一些热力学数据，温度20℃化合物溶解度/ （mol·L－1）自由能△F/ （kJ·mol－1）溶解热/ （J·mol－1）晶格能/ （J·mol－1）NaNbO34.803×10－436.819260.2496886.59KNbO36.726×10－435.145678.6952785.76NaTaO34.679×10－548.534444.7688960.65KTaO33.959×10－549.371259.8312843.49       4、与偏钽铌酸盐不同，原钽铌酸盐简单水解并构成一系列的多钽（铌）酸盐，如M8（Ta,Nb）5O16·nH2O，M7（Ta，Nb）5O16·nH2O，M14（Ta，Nb）12O37·NH2O等，又如水解反响：   6Na3TaO4＋21H2O＝Na8Ta6O19·16H2O＋10NaOH       铌也有相似反响。并且两者的高碱酸盐（K5NbO5）都存在这样的水解次序：      5、当Na＋离子过量时，多钽（铌）酸钠很少溶解，如90℃时Na7Nb12O37·23H2O在水和1％NaOH溶解中的溶解度分别为26g/L和1.1g/L。可是多钽（铌）酸钾则有很高的溶解度，乃至钾离子很多过剩时也溶解度很大。例如中，25℃时六铌酸钾K8Nb6O19·16H2O在水中的溶解度到达111.8g/L，生成的六钽（铌）酸钾盐可溶于水而不分化，并且可用真空蒸腾浓缩使以晶体方式分出。       （二）碱熔融分化钽（铌）铁矿精矿       1、碱熔分化工艺进程       国内外碱溶分化钽铌精矿的工业施行办法根本相似。一般将精矿与放内钢质坩埚中，在煤气敞式炉或竖式电炉中进行熔炼。大致的碱：精矿（分量比）＝3∶1（碱耗约为反响理论需求量的6～8倍）。为了下降熔融体的温度和黏度，往往选用90％的NaOH加10％的Na2CO3混合试剂。       操作时先将混合试剂在400～500℃下熔融，然后边拌和边参加磨至0.1mm的精矿（精矿过细会形成较高的漂尘丢失，参加量过大或过快会引起剧烈反响，导致熔体喷溅）。随精矿持续批量参加，将温度升至800℃，保温20～30min，然后将熔体倒入水中（水淬），或薄层倒入铁盘中。熔炼工艺也选用相似的办法。       2、熔炼反响       首要的熔炼反响如下：       Fe[（Ta，Nb）O3]2＋6MOH＝2M3（Ta,Nb）O4＋FeO＋3H2O       Mn[（Ta，Nb）O3]2＋6MOH＝2M3（Ta,Nb）O4＋MnO＋3H2O       FeWO4＋2MOH＝M2WO4＋FeO＋H2O      MnWO4＋2MOH＝M2WO4＋MnO＋H2O       FeTiO3＋2MOH＝M2TiO3＋FeO＋H2O       Al2O3＋2MOH＝2MAlO2＋H2O       SiO2＋2MOH＝M2SiO2＋H2O       SnO2＋2MOH＝M2SnO2＋H2O       熔融时参加氧或硝石等氧化剂，使铁锰氧化。       NaOH和KOH分化的不同在于：NaOH分化时多钽酸钠和多铌酸钠与氧化铁、氧化锰均转入沉积中，而大部分硅、锡、钨、铝则以硅酸盐等方式转入溶液中。然后加热用处理沉积物浸洗掉铁和锰，最终获工业纯钽铌混合氧化物。而用KOH分化时，用水浸熔体可使大部分钽和铌以可溶性多钽（铌）酸钾的方式进入溶液，氧化铁、氧化锰和钛酸钾则留在水浸渣中。水浸液中再参加氯化钠，使钽铌以难溶的多钽（铌）酸钠方式悉数沉积出来。再用处理沉积物即可获钽和铌的混合氧化物。       KOH分化所得钽铌混合氧化物的纯度较NaOH分化混合氧化物高，缺陷是钽铌的直收率偏低（仅80％）。       （三）碱溶液高压釜分化       碱熔分化的缺陷在于碱耗过高（每1kg精矿耗碱3kg）。选用碱溶液高压釜分化可使碱耗降至0.5kg（为碱熔法的1/6）。分化时选用30％～40％NaOH和KOH，温度在150～200℃，时刻约2～3h，分化时先生成多钽（铌）酸，然后转化成偏钽（铌）酸，反响为：   3Fe[(Ta,Nb)O3]2＋8NaOH＋（n－1）H2O→Na8（Ta,Nb）6O19·nH2O＋3Fe（OH）2   Na8（Ta,Nb）6O19·nH2O→6Na（Ta,Nb）O3＋2NaOH＋（n－1）H2O       分化后弄清或过滤，滤液初充碱后返回心压釜再用。沉积物则用15％HCl浸洗（固∶液＝1∶1，80～90℃，30min）。过滤所得偏钽铌酸盐在20℃下即可为15％～20％HF所溶解。       用KOH分化时（33％～37％KOH，200℃），为进步生成多钽（铌）酸的速度，还向高压釜参加氧化剂（氧压0.4～0.5MPa），所生成的K8（Ta，Nb）6O19·Nh2O虽难溶于KOH溶液，但易溶于水，为此在高压釜分化后沉积物先水浸［固液比1∶（4～5）］，将钽铌转入溶液，将溶液蒸腾浓缩后再加KOH使从头沉积出六钽（铌）酸盐，经分化即可得到适当纯的钽铌混合氧化物。       二、酸分化       钽铌的高度耐蚀性的长处，关于冶金更成了缺陷：很难用廉价的工业无机酸作为他们的冶金根底。除了腐蚀性最强的HF酸外，钽铌很难为其他无机酸所溶解，并且溶解度很小。从溶解度表4可看出，能用于分化精矿的只能是HF酸，其次是硫酸。因此有分化和硫酸分化两种办法，其间法用于高档次精矿，硫酸法用于低档次质料。   表4  钽铌在无机酸中的溶解度（20℃）酸名酸浓度/ （g·L－1）Na2O5溶解度/ （g·L－1）酸浓度/ （g·L－1）Ta2O5溶解度/ （g·L－1）HCl660.072360.2314514.8362923.48H2SO4680.047490.2059007.67841.8HF4187753021282       （一）分化法       和其他分化办法不同，分化一起也是浸出进程。分化一般在内衬铅、钼镍合金或镶砌石墨板的反响器中进行，拌和哭喊用蒙耐尔合金（含铜27％～29％铜镍合金）制造。       浸出液中钽铌以络合酸的方式存在，其组分与HF酸的浓度有关。对铌而言随HF酸浓度的添加，会呈现由氟氧铌酸络合物型向氟铌酸络合物型的过滤：H2NbOF5→H2NbF7→HNbF6，对金属性较铌强的钽则由：H2TaF7→HTaF6。浸出反响为：       Nb2O5＋10HF＝2H2NbOF5＋3H2O（低酸度HF＜20％）       Nb2O5＋14HF＝2H2NbF7＋5H2O（高酸度 HF浓度为20％～40％）       Nb2O5＋12HF＝2HNbF6＋5H2O（高酸度 HF浓度为20％～40％）       Ta2O5＋14HF＝2H2TaF7＋5H2O（高酸度 HF浓度为20％～40％）       Ta2O5＋12HF＝2HTaF6＋5H2O（高酸度 HF浓度为20％～40％）       即便在高酸度下，除了占主导地位的一种络合物外，实际上是多种络合酸并存。图5和图6分别为NbF5－HF－H2O和TaF5－HF－H2O在20℃时的等温溶解度图。  图5  NbF－HF－H2O系溶解度图（20℃）    图6  TaF5－HF－H2O系溶解度（温度20℃）       关于精矿，因为存在多种杂质，反响要杂乱得多，例如铁锰等也会以络合物方式如HFeF3，HMnF3等存在浸出液中。以钽（铌）铁矿为例，分化浸出反响还有：   Fe（Ta,Nb）2O6＋17HF＝2H2（Ta,Nb）F7＋HFeF3＋6H2O   Mn（Ta,Nb）2O6＋17HF＝2H2（Ta,Nb）F7＋HMnF3＋6H2O       除了钽、铌、铁、锰之外，在伴生矿藏中所含的其他元素如锡、钛、硅、钨也以络合酸H2SnF6、H2SiF6、H2WF8的方式进入溶液。而稀土、铀、钍、钙等则以沉积物方式REF3、UF4、ThF4、CaF2残留在浸出渣中。     为了加速反响速度和进步钽铌的分化率，分化时还参加硫酸。硫酸的参加还有利于后认取工序进步杂质的别离效果。一般选用60％～70％浓度的，分化温度为90～100℃，耗酸量按化学反响计量的理论用，并超越5％～10％。分化时，将磨至粒度＜0.074mm的精矿边拌和边参加反响器中，操控温度小于50℃，因分化为放热反响，加料过快，反响过于剧烈，易形成HF酸蒸发丢失。矿粉加完后，通蒸气或用石墨电阻发热体持续加热至90～100℃，拌和保温4h，冷却后过滤或直接送萃取工序。一般钽铌分化率达98％以上。分化残渣中的钽铌含量低于1％。       （二）硫酸分化法       钽铌能和硫酸效果生成多种硫酸盐，并且在硫酸介质中钽和铌表现出较大的不同。例如铌更易被复原成贱价和更易发作水解，在硫酸介质中铌很简单被锌齐、金属镁和碱金属复原到＋3价。钽很难复原，并且只能到达＋4价。钽铌硫酸化合物都易和碱金属和铵生成复盐，并且这些复盐都简单水解。随硫酸浓度添加，反响如下：   Nb2O5＋H2SO4＝Nb2O4SO4＋H2O   Nb2O5＋2H2SO4＝Nb2O3（SO4）2＋2H2O   Nb2O5＋3H2SO4＝Nb2O2（SO4）3＋3H2O（中）   Nb2O5＋4H2SO4＝Nb2O2（SO4）4＋4H2O（中）       钽的金属性较强，除上述反响外，还有反响：   Ta2O5＋5H2SO4＝Ta2（SO4）5＋5H2O       图7为Nb2O5－SO3－H2O的等温溶解度图。硫酸分化后一般再用水浸熔料使钽铌水解沉积，一起别离掉大部分铁、锰等可溶性硫酸盐杂质。但也有从硫酸溶液中直接萃取别离钽和铌。    图7  20℃下Nb2O5－SO3－H2O系溶解度图

钽（Ta）铌(Nb)都归于高熔点（钽 2996℃、铌2468℃）、高沸点（钽5427℃、铌5127℃）稀有金属，外观似钢，灰白色光泽，粉末呈深灰色，具有吸气、耐腐蚀、超导性、单极导电性和在高温下强度高级特性。 因而，当时钽铌新材料使用的相关高技能工业范畴包含电子、精细陶瓷和精细玻璃工业；电声光器材；硬质合金，宇航及电子能工业；生物医学工程；超导工业；特种钢等工业。 钽和铌在电子工业、化学工业、特种合金以及真空技能、 尖端技能方面都具有非常重要的位置。在电子工业中使用钽金属制造的电解电容器具有电容量大、漏电流小、安稳性好、可靠性高、耐压功能好、寿命长、体积小等杰出特色。 很多用于国防、航空、航天、电子核算机、高档次的民用电器及各类电子外表的电子线路中。     在冶金工业中，钽铌首要用作出产高强度合金钢、改进各种合金功能和制造超硬东西的添加剂。     近期，全国际范围内工业化的进程与美元的价值降低加快了金属、非金属等资源报价的大幅上涨，稀有金属商场需求进一步加大。钽、铌、等高新技能产品的研制和出产进入了一个新的增加时期。在国内同职业中第一个被“国际钽铌研讨中心（TIC）”接收为成员，国家科技部确定的国家级要点高新技能厂商的宁夏东方有色金属集团，在其34个系列产品中，占有23个种类属新材料范畴的高新技能产品，钽粉、钽丝别离占国际20％和45％的商场份额，一起也是我国国防、核能、宇航、电子、冶金和化工等高新技能范畴极为重要的新材料直销基地，代表着我国稀有金属工业正在走向一个新的转折点。     钽铌商场回暖 使用增加     近年来，跟着核算机、数码相机、手机、车载电子体系需求转旺的拉动，钽的需求在逐步走出低谷。钽精矿报价也回到正常水平。国际近年对钽的总需求在2000吨左右，而对铌的需求是20000余吨；钽的首要用途是电容器用钽粉及其钽丝，其用量占总消费量的一半以上；铌的首要用途是作钢铁的添加剂，其用量占总消费量的近九成；2000年是钽消费的顶峰之年，钽的总用量到达创记录的2235吨，2001年则敏捷下掉到1562吨，至2004年其产值稳步进步挨近2000吨；铌的需求则一向较为平稳。     我国的资源优势显着     我国一些特大或大型钽铌矿状况：     特色：钽矿床规划小，矿石档次低，嵌布粒度细而涣散，多金属伴生，形成难采、难分、难选，回收率低；赋存状况差，大规划露采的矿山较少。我国没有独立的铌矿山，铌往往与稀土、钽伴生。     储量：我国所规则的钽铌矿床储量核算的最低工业档次目标为：（Ta、Nb）205 0.016-0.028％，从我国大部分钽铌矿床档次都挨近或略高于最低工业档次目标。Ta205档次超越0.02％的几乎没有，而Nb205档次超越0.1％的也只要几个碳酸岩类型的矿床，其它类型矿床Nb205档次均在0.02％左右。     钽铌储量数据显现，我国钽（Ta205）储量和根底储量在数量上仍是很大的，但我国钽资源Ta205档次几乎没有一个超越0.02％，明显以这样低的档次套改出的“储量”与国外高档次核算出的储量难有可比性。铌亦是如此。     钽铌冶炼、加工工艺不断创新     湿法冶金     矿浆萃取；火法分化、低酸萃取；离线分析、在线分析及微机监控；冷结晶；接连喷发沉积出产低氟Ta205、Nb205的工艺；过氧化沉积出产高纯Ta205、Nb205；大流通量混合—弄清萃取槽和组合式萃取设备；选用国际先进的真空旋转烘干设备和远红外接连烘干设备。     火法冶金     钽粉：高比容钽粉的脱氧办法、控氧办法、掺磷掺氮技能和造粒热团化技能，研讨出了J、P、D、DP、W等多种钽粉出产工艺，开发出了10000-30000-50000-70000-80000μFv/g系列出口高比容钽粉，研讨水平超越100000μFv/g，高压高比容钽粉逐成系列，研讨了氧化钽复原的新办法。     铌粉：用铝热复原—水平EB炉精粹新工艺出产和提纯金属铌，出产铌粉和其它金属铌及其合金产品。电容器级铌粉研讨水平已达比容100000-120000μFv/g。        金属加工     钽丝：选用了全新的等静压成型、垂熔烧结、型轧开坯、多模接连拉拔、特殊表面处理、接连退火和接连清洗等工艺进程，开发出了Φ0.25-0.20-0.17mm系列出口细径钽丝，研讨水平达Φ0.065mm，钽丝抗拉强度能够按客户要求控制在32-168Kgf/mm2的广泛范围内，并可依据用客户要求进步产品的抗脆功能、抗高温曲折功能、抗引拔功能。     锭、棒、板、管、片：精练的技能才能增强，有100、200、600KW电子束炉和1吨电弧炉，能够出产多种规格的钽铌金属及其合金锭，用其作质料，能够出产各种 规格的管、棒、板、片、箔材。     钽铌使用及新技能、新材料的研讨开发热门     钽铌卤化物及醇盐的研讨开发     150000μFv/g以上超高比容钽粉研讨开发     Φ0.065mm以下细径钽丝研讨开发     电容器级铌粉研讨开发     钽合金、铌合金及加工材研讨开发     大直径钽铌酸盐晶体研讨开发     钽铌氧化物和金属靶材的研讨开发、真空级铌铁研讨开发     钽工业出资热度不减     因为我国钽铌业的不断进步，从90年代下半期以来，我国钽铌业的出资热不断升温。除宁夏有色金属冶炼厂、株洲硬质合金有限公司、九江有色金属冶炼厂、广西栗木有色金属工业公司和广东从化钽铌冶炼厂这5家老钽铌骨干厂商不断出资改造晋级外，广东多罗山兰宝石、广东佛岗佳特、衡阳金新莱孚等厂商乘势而起，成为钽铌业的后起之秀。即使阅历了2000-2001年的钽商场风云，广东、江西等省仍有10来家厂商加入到钽铌的职业之中，还有些出资者预备进入钽铌业。2005年全国钽铌出产供应商已逾40家。     初略预算，现在我国钽制品产值折成金属钽约800吨，占国际总产值的三分之一强，K2TaF7的产能逾2000吨，占国际总需求的50％以上，能够说我国已成为国际钽工业大国。     我国钽铌工业几点考虑     钽冶炼加工业的开展首要受钽资源使用和钽制品使用两大要素的限制，现在钽资源的现状和钽制品的广泛使用使钽冶炼加工业的开展处于一种供需矛盾之中。20世纪90年代以来，钽质料总是处于求过于供状况，国际钽精矿70％用于该范畴仍显缺乏，致使钽矿藏提价600％。我国钽矿床散布较广，但大多数钽铌矿档次偏低、使用率低。进入20世纪90年代，我国钽工业开展速度反常迅猛，质料直销缺乏的问题逐步露出出来。        现在，我国钽铌联合体是厂商间自发安排的保护职业全体利益的民间安排，在保护职业全体利益上起着活跃的效果。在我国钽铌业蓬勃开展的今日，适时地树立钽铌协会，对内和谐厂商间的联系，对外保护职业全体利益，帮忙政府拟定职业开展规划，是很有必要的。     鼓舞厂商间的协作。尤其是通过2000年-2001年的商场动摇后，应鼓舞质料厂商与冶炼厂商间树立长时间互利的供求联系，荣辱与共，同舟共济，增强全体的抗危险才能。     鼓舞厂商走出国门，与国外厂商树立长时间安稳的供求联系，活跃保险地开发国外的钽铌资源。     主张国家有关部门拟定政策，加大对钽铌业新技能、新产品开发的支撑力度，支撑钽铌高新技能产品的出口，树立产学研结合的钽铌新产品开发基地和出口基地。   宜春钽铌矿矿区坐落袁州区南东新坊乡境内，距宜春市区25公里，交通非常便当。该矿是一个含钽、铌、锂、铍、、多种稀有金属超大型矿床，也是我国重要的稀有稀土涣散元素矿产资源基地。     1、矿床特征： 矿体赋存于雅山花岗岩体中，呈似层状面型散布 ，产状安稳而陡峭（倾向40°--50°，倾角10°--28°），面积约2.8平方公里。工业矿体长1700米，东西宽644米，面积约1.5平方公里，均匀厚度60米。其间富矿体长1300米，宽55米，厚31.5米（最大42 米）。     2、矿石矿藏特征 矿石矿藏有细晶石 ，富锰铌钽铁矿 ，含钽锡石，伴生矿藏有锂云母、锆石 、黄玉、绿基石 、含锡钽铁金红石 、黑钨矿、独居石、磷钇矿等。     3、矿石组份     五氧二钽0.0101％、五氧化二铌0.0084％、0.028%、 氧化二锂0.426％、氧化二0.2218％、氧化二0.0308％、一起档次在富矿岩体中具有上富下贫、中心富边际贫的改变规则。     4、储量 累计探明储量：五氧二钽19533吨、五氧二铌15600吨、49492吨、氧化二锂752207吨、氧化二401746吨、氧化二54337吨。钽保有资源储量16048吨，别离占全国（8.42万吨）和国际（12.92万吨）的19.06％和12.43％。一起矿山尾砂仍是玻璃工业抱负质料，此矿已由国家挖掘。

钽铌常和锡、钨、钛、铁、锑等的矿藏共生或伴生，选矿办法难以将钽铌矿自别离出来，在锡、钨、铁等的熔炼中它们进入冶金渣中，虽然在过程中得到必定程度的富集，但仍达不到法说到钽铌所要求的高档次精矿的水平。而有必要选用冶金手法富集以制取人工钽铌精矿。此外，有些钽铌粗精矿，进一步精选的收回率很低，也要用冶金办法富集。这种钽铌质料品种繁式，档次凹凸纷歧，富集办法形形。下面大致按质料品种介绍一些较有代表性的办法。但应指出，用于一种质料的办法不完满是专用办法，它也可适用于其他质料。       一、含钽、铌锡渣       按钽、铌含量将锡渣分为高、中、低档次三种。高档次锡渣含（Ta，Nb）2O58%以上，中档次4％以上，2％以下为低档次锡渣。现在以经济地收回钽铌的限于中、高档次的锡渣。在泰国、马来西亚、印度尼西亚等国积存有很多历史上遗留下来的低档次锡渣，现在尚短少经济收回的办法，但它是未来钽的重要质料来历，迫切需要开发经济有用的钽铌收回工艺办法。各国锡渣典型成分见表1。   表1  各国锡渣的典型成分国家Ta2O5Nb2O5FeOTiO2SiO2CaOMnO刚果（金）12.29.914.21.821194.4泰国8.09.918.27.419210.7尼日利亚4.213.57.212.723235.0马来西亚3～44.011.211.020.9251.3       二、过原－氧化法       复原－氧化法适于处理中、高档次锡渣。由电弧炉复原、磁选别离、氧化和浸洗4部分组成，流程图见图1。质料锡渣组成为：Ta2O53.85％，Nb2O54.1％，TiO210.72％，WO33.28％，SiO2 21.3%，CaO21.3％。先将锡渣362kg、焦炭508kg、非磁性循环物料113kg混合均匀，在功率为3000kW的敞式电弧炉中在1650℃下复原熔炼2.5h，取得含（Ta，Nb）2O520％～25％的钽铌碳化物炉床富集物，杂质进入炉渣中，反响为：   （Ta，Nb）2O5＋7C＝2（Ta，Nb）C＋5CO       然后使用钽铌碳化物具有弱磁性的特色，经过磁选机将钽铌碳化物和非磁性物分隔，所得磁性富集物的组成为：Ta2O510％～12％，Nb2O510%～12%,TiO213%，SiO214%，然后将碳化物磁性物料与氧化剂和碳粉按碳∶磁性碳化物∶＝1∶5∶13份额配料，在无面料的铸铁坩埚内加火油焚烧使氧化，首要反响为：   10（Ta,Nb）C＋14NaNO3＝5（Ta,Nb）2O5＋7Na2O＋7N2＋10CO   5WC＋8NaNO3＝5WO3＋4Na2O＋4N2＋5CO    图1  处理锡渣工艺流程       氧化熔炼为放热反响，焚烧后温度主动升至1000℃，反响时间20～30min，熔体然后按液固比6∶1在90～95℃下进行水洗，除掉可溶性钠盐（铝酸钠、钨酸钠、硅酸钠等，其间95％钨以钨酸钠方式进入水溶液中）。铌和钽残留在水洗渣中，过滤后的滤渣再用20％HCl在75～100℃下酸浸2～4h以除掉铁、锰，一同使钽（铌）酸钠转化为氢氧化物，过滤枯燥后即得含（Ta,Nb）2O540％～50％的人工锟铌精矿。       三、铁合金法       先将锡渣（或低档次铌钽矿）和铁矿石一同反响使生成铌铁或铌钽铁，适当部分杂质进入渣中得以和钽铌取得开始别离。所得铌钽铁合金再用以下办法处理进一步富集。       （一）铁合金复原－电解法       该法是将锡渣或低档次钽铌矿复原所得铌（钽）铁合金进行电解，使钽铌在阳极堆积收回。质料锡渣的组成为：Ta2O51.7%～2.1%,Nb2O52.3%～3.5%,WO31.0%～3.0%,TiO27%～10%,ZrO23%～6%。出产中将锡渣1000kg、硫酸渣700kg（含Fe60%,S2%,为硫化铁矿焙烧制酸渣）和焦炭粉150kg、石灰石100kg混合均匀，在电炉内于1400℃复原，取得含钽3％、铌3.6％、钨2.9％的铁合金。然后以铌钽铁合金为阳极，在FeCl2－HCl－（NH4）2SO4电解液中进行电解，铁在阴极上分出，得电解铁粉产品，跟着铁合金的溶解，钽铌堆积在阳极泥中。最后用石油和苏打水洗去阳极泥中S，取得含Ta2O525%、Nb2O529%、WO324%的人工精矿。       （二）处理法       该法是用溶液浸出铌钽。工艺上是将铌钽铁研磨至0.1～0.2mm，在耐蚀钢反响器中于100℃下和浓溶液（1L水中加670g/L KOH）反响生成多铌钽酸钾：   6Nb＋8KOH＋11H2O＝K8Nb6O19＋15H2   6Ta＋8KOH＋11H2O＝K8Ta6O19＋15H2        Fe（OH）2和钛酸残存渣中，为促进Fe2＋氧化成Fe3＋，浸出时不断鼓入空气。过滤后的浸出液含铌达89g/L。然后往溶液中参加固体NaCl，铌和钽以难溶的多铌钽酸钠盐分出：   K8Nb6O19＋8NaCl＋nH2O＝Na8Nb6O19·nH2O＋8KCl   K8Ta6O19＋8NaCl＋nH2O＝Na8Nb6O19·nH2O＋8KCl       杂质钨、铝、硅、锡等留在碱性溶液中。沉积出的多铌钽酸盐用处理即可得铌钽的水合氧化物：                Na8Nb6O19·nH2O＋8HCl＋（2n－4）H2O＝3Nb2O·nH2O＋8NaCl                Na8Ta6O19·nH2O＋8HCl＋（2n－4）H2O＝3Ta2O5·nH2O＋8NaCl       四、碳酸钠培烧法       这是我国20世纪60年代针对广西栗木锡矿产的锡渣的特色而开发的办法。其长处是可以处理含（Ta＋Nb）2O5＜2％的锡渣，并可一同收回钽、铌、钨、锡等金属。钽铌收回率达70％。该办法首要由碳酸钠焙烧、水煮、除硅、酸浸等工序组成，工艺流程见图2。焙烧时将锡渣和碳酸钠按质量比1∶0.4混合，在回转窑中于800～900℃下焙烧30min，使渣中硅、钨等转化为钠盐，焙烧反响为（铌有相似反响）：   4（Mn，Fe）（TaO）2＋4Na2CO3＋11O2＝8NaTaO3＋2（Fe,Mn）2O3＋4CO2↑   4（Fe,Mn）WO4＋4Na2CO3＋O2＝4Na2WO4＋2（Fe,Mn）2O3＋4CO2↑   SiO2＋Na2CO3＝Na2SiO3＋CO2↑       焙料水煮（90℃）、过滤，90％钨进入溶液（再加CaCl2收回白钨），钽铌留滤查中。然后用7％～9％HCl在80～90℃下处理滤渣，脱去60％～70％的硅我铝，钽铌仍留渣中。最后用12％～15％HCl在95℃下浸出滤渣2h，锡等进入酸浸液（再用铁屑复原电积产出电积锡），浸出渣即为含（Ta＋Nb）2O535％～55％的人工精矿，钽铌收回率达94％～99％。    图2  硫酸钠焙烧－酸洗流程简图

钽铌矿选矿技术钽铌矿选矿相同往常接收重选先扔掉大部分脉石矿藏，得到低档次殽杂粗精矿，进入精选作业的粗精矿矿藏组成巨大，相同往常含有多种有用矿藏，分选难度大，一般接收多种选矿方法如重选、浮选、电磁选或选冶联合工艺举办精选，然后抵达多种有用矿藏的分散。 国外钽铌选矿处理惩办粉矿或原生泥含量多的矿石，洗矿作业必不可少。澳大利亚格林布斯矿风化伟晶岩冲积粘土粗选厂，设两个洗矿系统，原矿用直径1.5m，孔径10mm的圆筒筛两次洗矿后，筛下当选，筛上大块及粘土球进自磨机磨矿约4mm，再用孔径10mm的圆筒筛筛分，筛下物料当选，筛上物料扔掉或回来再磨。洗矿耗水5m3/t，圆筒筛处理惩办量达350吨/小时•台。 国外钽铌选矿厂珍爱接收高效磨矿分级装备，以消沉钽铌矿藏的泥化。格林布斯矿原生伟晶岩粗选厂用周边排矿棒磨机与振动筛闭路获得较好成果。加拿大伯尼克湖钽矿经不断改造，今世接收的磨矿流程很有特征。该矿用一台Ф2.4m×3.6m马西型格子球磨机A-C水平振动筛(直线筛)闭路，筛分粒度2.5mm，筛下用德瑞克筛按0.2mm分级，-2.5+0.2mm粒级用螺旋选矿机选别，其尾矿经弧形筛脱水后回来再磨。球磨机有两种产品构成循环，即接收一台磨机完成两段闭路磨矿。该磨矿回路经调停后循环负荷率一般为180%上下，循环负荷小易构成过损坏。 国外对钽铌铁矿矿石的粗选仍以重选为主，并多用高效的重选装备，流程简略。如格林布斯矿对-10mm原矿直接用跳汰机粗选。加拿大伯尼克湖钽矿80年代构成的重选-浮选-重选流程日趋完善，该流程仍以重选为主，浮选只用于处理惩办细泥。重选装备体用了GEC螺旋选矿机、3层悬挂式戴斯特摇床、霍尔曼矿泥摇床、横流皮带选矿机。前苏联接收浮选对重选精矿中钽铁矿、细晶石与黄玉举办分散，捕收剂为异羟肟酸，调停剂为草酸，在介质中(pH2)浮选，当给矿含Ta2O52.52%时，精矿档次27%，采纳率90%。

一、导言      从Nb 被初次提纯以来，它的性质一向遭到科学家和工程师的重视，一向在现代科技与工业中推行运用。事实上，相关于其它难熔金属而言，Nb的高熔点（2468℃）、低密度、耐蚀性、超导电性质和构成介电氧化物才能已使它在不同范畴得到了运用。      当然，绝大部分运用都依靠于铌的纯度，其潜在有用性也依靠于纯度，特别是在超导方面的运用。为了取得更高纯铌，科技人员作了许多的尽力，取得了许多有用的常识，而且大大进步了出产铌的工艺水平。      电子束熔炼技能（EBM ）的呈现对出产铌金属起到了很大的促进作用，该工艺出产的铌与曩昔传统的经过凝结办法取得铌比较，残留杂质更低。在20 世纪50 时代后期，HungR.Smith 和Charles Hunt 在Temescal 设备上经过EBM 初次出产出钽和铌锭。之后，1959 年，Wah Chang 公司开端在电子束熔炉中出产铌及钽锭。       Nb－10%Hf－1%Ti 合金是首要开展的重要高温铌基合金。Nb－10%Hf－1%Ti 合金现在已被用在涡轮发动机的高温部件上。后来，高纯Nb及一些Nb合金在超导方面得到了运用。Nb－47%Ti 合金一向是含铌合金的最大需求目标，它被用在超导磁极上，这种磁极运用在磁共振成像（MRI）单元上。当时，高纯铌粉末则作为钽的潜在竞赛目标而被用在固体电解质工业方面已引起广泛重视。      现在有许多的技能文献涉及到铌的出产，包含从提炼冶金到铸成铌锭的整个铌的出产进程。因而，本文旨在总结铌公司12 年来出产商业及反响堆档次级的铌锭的实践经验，内容包含从原矿到终究产品。      二、与提纯有关的问题      纯铌具有很好的耐性及延伸性、很好的低温加工功能，可是仅百万分之几百的氧、氢或碳杂质或许使铌变的又硬又脆，关于一些特殊的用处，比方超导电性，只答应几个ppm 杂质。      为了出产高纯铌锭，电子束熔炼技能被认为是现在最有用的工艺，其功率密度以及高或超高真空的维护是提纯的重要要素，别的还能灵敏操控熔融态金属的驻留时刻。这些要素对其他真空冶金进程简直是不能实现的。      在EB 操作条件下，铌经过蒸馏和脱气提纯。比铌蒸气压高的元素经过蒸腾除掉。运用朗格茂（Langmuir）公式能描绘详细蒸腾率，公式表现了蒸腾率与各元素的分压、分子量和温度之间的联系，公式表述为 ：        其间：av1（gcm－2s－1）是详细蒸腾率；         α是蒸腾系数—抱负状况下α=1；         PS（Pa）是在 TV温度下的饱满蒸气压；         TV是绝对温度；         MD是分子量；      按 Thumb 准则，要使提纯可以有用地进行，有必要具有的条件是杂质元素的蒸气压至少应是首要元素在熔化温度下蒸气压的 100 倍以上。      铌原材料中大大都的杂质首要是由 Ara×a 烧绿石（注：Ara×a烧绿石不清楚）加工进程所造成的，象 Al、Fe、Ti、Mn、Ba、Ka、Si 及许多其它金属，它们的蒸气压都远远高于铌的蒸气压。从图 1 和图2 中可以看出，在铌的熔化温度，这些残留元素从熔化的铌中适当易于蒸腾出来，并被熔室内的水冷壁和冷凝器所搜集。   图1  不同元素的蒸气压曲线    图2  纯元素的蒸腾率       例如，在出产 Nb－1%Zr 合金时，一般需经两步 EB 熔炼，添加到铌中的锆约有 30%的经过蒸腾损失掉，与此一起铌的回收率高达 96%－98%。      另一方面，低蒸气压元素比方钽、钨和钼，在 EBM工艺中不能或简直不能从铌中去除，所以一旦存在于原始矿中，则不得不经过其它的工艺除掉。       CBMM 公司的矿中所含的低蒸气压金属元素仅仅是钽，而且钽含量水平与现在许多铌金属商业运用中含的钽是共同的。钨和钼的存在简直是可以忽略不计的。因而，当 CBMM公司挑选原材料来出产铌时，除了碳、氧和氮，钽是仅有的金属元素而需求特别注意的。 应该提及，首要组元也或许会被蒸腾掉。在铌的加工中，由于铌的蒸腾，引起铌的收得率损践约 1%～3%。因而，低蒸气压元素，如钽的浓度会有少数的添加是正常的。       图2给出了一些元素的近似蒸腾率曲线，这些曲线是运用朗格茂公式在抱负蒸腾条件下得到的，是对其它不同元素蒸腾率的一个定性的描绘。       氮、氢和以气体的方式从熔化材料中释放出来，有必要用真空泵抽出。因而，除能得到十分低的终压外， 炉子的真空体系有必要有满足的抽吸才能来处理这些气体。 另一方面，氧可以以蒸腾性的贱价金属氧化物（首要是 NbO和 NbO2）方式从熔融的铌重释放出来，或许与碳（CO）结合。关于氧的浓度低于 1%，运用 NbO 脱氧是首要的办法。贱价金属氧化物从熔池中蒸腾出来也会凝结在熔化室水冷壁和冷凝器中。       铌中除脱碳首要依靠于样品中的过量氧。因而，假如在提纯的第一步碳含量没有削减到抱负的水平将不利于进一步的高真空重熔提纯。在这种状况下，另一办法是在真空且具有更高的氧分压条件下从头熔化。该进程或许会使氧含量添加。       尽管这一进程是在高真空下进行，但铌仍有与残留气体反响的才能，比方氧、氮、、二氧化碳和水汽。依托熔室中这些气体的分压，反响或许适当剧烈。因而，熔室中的终压对提纯而言是关键要素。       铌与气体反响的热力学、动力学和空隙方位浓度已在文献6中评论。      三、EB 炉的铌炉料       现代 EB 炉的灵敏性及电子束可操控性答应运用多种方式的原材料： 海棉状、 紧缩粉末、块状和棒状。       对出产铌而言，最重要的质料是棒状类型，它是由 Al 和 C复原铌的氧化物得到的。铝热复原技能是用来出产 EB 炉质料最首要的技能，这归因于铝有高的活性、价低廉价，而且易于制备无碳铌炉料。碳热复原铌的氧化物法也是出产炉料的重要办法。一般，与铝热法比较，这种办法出产出的质料在 EB 熔炼后，的残留氧会更低，收得率更高。但是，碳或许与铌和钽反响构成十分安稳的化合物—Nb2C、NbC、TaC  －－它们的熔点远高于纯铌的熔点。一旦这些化合物存在于原猜中，正如前面所说到的相同，在 EB 工艺中，使其分化、除碳将依靠氧化才能。因而，有必要严格操控碳热复原法的进程参量，特别是相关的化学计量，不然会得到高含碳量的铌锭；相反，由铝热法发生的杂质更易于在 EB 熔化进程中去除。       铝热法所需的炉料是铌氧化物和铝粉的混合物，也可以含有激起剂和助熔剂。为了确保铝热复原铌棒中能残留 3%～5%的铝，要化验其含量。实践标明，在铝热复原铌棒中过高的铝会使棒变脆，并或许会在加热时决裂，这使得 EB 熔化进程操控十分困难。相反，铝含量越低，残留氧越多，成果使得收得率削减。铝热复原铌棒中的氧含量正常范围在4000～8000wppm。       在 EB 熔化进程中若想得到最好的作用，预选进程中考虑铌氧化物的化学成分和颗粒尺度是很重要的。低蒸气压杂质－W、Ta 和 Mo－要特别注意，这些元素不能（或简直不或许）经过 EBM 工艺从铌中去除。       铝热法中铸造模子的耐火衬或许还会引进不必要的杂质。 当运用含碳的耐火材料时要特别注意，由于它或许会使铸坯铌棒中的碳含量升高。另一方面，耐火材料中的 CaO或 MnO或许会污染铌金属，尽管它们在 EBM 工艺不难去除（因其蒸气压高） ，但也或许使收得率下降。       图 3 给出了在 Brazil CBMM 公司设备上出产铌锭的全进程：    图3  CBMM公司出产流程图       EB 熔化的第一步是铝热复原铌棒水平滴熔。熔化率有必要依照原材料中的气体量、熔室内的真空要求、熔炉的直径和有用功率来调整。举个比如，关于CBMM 公司中一座 500kW的炉子，该炉配备有每秒能抽 50000升的泵，其熔化率在 40～50kg/hr之间，一起熔室内的压力在 5×10－4－3×10－3mbar之间改变。 在水平喂料进程中， 熔池的区域应处于喂料杆顶端的下面，除非损坏铜熔炉，不然电子束不能到达。由于继续低的暖流，铌锭的相应区域质量会有所下降，特别是氧和铝的残留及表面的滑润度。图4是 EB 熔化第一步的简图。      图4  CBMM 公司第一步熔炼操作图  1－电子；2－电极；3－真空室；4－水冷模子；5－可弹性铸模      为削减上面的负面影响，处理的计划是铸造大的圆柱状铝热复原铌棒（直径为 200mm，长 1250mm，每根重约 300kg）来习惯笔直进料。在进步锭的质量和添加锭的横纵方向上的氧含量的高均匀性（总是低于 300wppm）方面，笔直滴熔所出产的锭的作用很好。但是，由于铝热复原铌棒存在热裂的倾向，重的碎片会掉进熔池中，导致铌的收得率下降及损坏熔炉，该工艺在往常出产中一般不选用。       一般，为了使出产的铌契合 ASTM－B391－96反响堆级规格，有必要重复 2～3 次 EB 熔炼过程。因而，在随后的重熔中，前一步出产的锭被用作电极进行笔直滴熔。由于这些电极的含量比铝热复原铌棒低，则在第二步和第三步的熔化率可以更高些。    图5  是笔直熔炼配备图       在 500kW EB 熔炉上出产直径为 250mm（10英寸）的铌锭，其工艺数据列于表 1   表1  500kW电子束熔炉－操作数据熔次质料尺度/mm熔速/kg·h－1电子功率 /kW熔炼室压力/m·bar均匀收得率（w/w）/%1st铝热复原铌棒110×110 × 80040－50320－350＜3 ×10－3842nd经一次熔炼的铌棒φ250 dia.× 1，60060－65390－420＜3 ×10－4973rd经二次熔炼的φ250 dia.× 1，60065－70420－440＜5 ×10－598       从1989年以来，CBMM 公司已连续出产纯铌和 Nb－1%Zr 锭，产品契合表2所示的ASTMB391标准。   表2  Nb 和 Nb 合金的 ASTM B－391－96 规则标准 成分要求元素Type I （反响器级未合 金化铌） R04200Type II （商用级未合金 化铌） R04210Type 3 （反响器级 Nb – 1% Zr） R04251Type 4 （商用级 Nb – 1% Zr） R04251除非特别阐明，一般是  指最大质量百分数%每个锭C0.010.010.010.01N0.010.010.010.01O0.0150.0250.0150.025H0.00150.00150.00150.0015Zr0.020.020.8～1.20.8～1.2Ta0.10.20.10.5Fe0.0050.0050.0050.005Si0.0050.0050.0050.005W0.030.050.030.05Ni0.0050.0050.0050.005Mo0.0100.020.020.02Hf0.020.020.020.02有要求时B2 ppm-----2 ppm-----Al0.0020.0050.0020.005Be0.005-----0.005-----Cr0.002-----0.002-----Co0.002-----0.002-----        图 6－图11给出的统计数据是 CBMM实验室 1994－2000 年来成分分析陈述及硬度成果。在这期间，该公司已出产 400 多吨的铌锭用于各个方面。这一系列图给出了元素的常常改变的状况。其他未报元素绝大部分都低于分析设备能检测到的下限。   图6  1998年首熔Nb锭碳分析    图7  1998 年首熔 Nb 锭氧分析    图8  1994－2000年3次熔炼后的Nb锭氧分析    图9  1994－2000年3次熔炼后的Nb锭氮分析    图10  1994－2000年反响堆级 Nb 锭钽分析    图11  1994－2000年3次熔炼后的Nb锭硬度（HV10）        世界各地的顾客和实验室研讨证明，CBMM 公司的铌锭中存在的空隙元素绝大部分都远低于 ASTMB391 标准。表 3 和表 4 列出的是 GDMS（Glow Discharge Mass Spectrometry） 分析陈述。表 3 中选用的样品是来自经过第一次、第2次和第三次 EB熔炼后同一块锭；表4 列出的是两个不同的锭经过三次 EB 熔炼后的成分分析成果。可以看出，除了未分析的气体和第一次熔化锭中的铝之外，经第一次 EB 熔炼之后，一切其它的残留杂质均已契合或低于ASTMB391－36 标准。CBMM 公司出产的铌已广泛一切的铌终究用户，包含超导腔、MRI和 NMR 磁极。   表3  同一铌锭经3次 EBM后GDMS分析成果（ppm wt）  表4  10563/01和#10573/01号别离经3次EBM后GDMS化学成分分析成果（ppm wt）      四、总结       经过 EB 熔炼提纯铌可取得最高的纯度，其纯度已超越现在大部分商业的要求。铌矿中的绝大大都金属元素很简单在 EB 熔炼环境下蒸腾。极少数饱满蒸气压低于铌的杂质元素例如钽、钨和钼等，则不能经过蒸腾除掉。因而，假如原矿挑选正确，EB 工艺出产的铌锭中，大部分残留杂质浓度会低于百万分之几或乃至十亿分之几。       已知的铌金属提纯的办法中，还没有哪一种可以超越 EB 熔炼。

铌钽萃取法别离(separation of niobium and tantalum by solvent extraction)用溶剂革取法从铌钽化合物中提取单一高纯铌、钽中间产品的进程。这是国际范围内遍及选用的一种铌钽别离办法。萃取系统一个萃取系统由水相和有机相组成。铌和钽的萃取别离的水相主要有含铌钽的氟氢酸料液水相、硫酸料液水相、草酸料液水相。铌和钽只要在氟氢酸中才有足够大的溶解度。例如当[HF]=418g/L时，溶液含Nb2O5775g/L;[HF]=302g/L时，溶液含Ta2O51282g/L。在氟氢酸溶液中，铌主要以H2NbOF5,HNbF6、H2NbF7，钽主要以H2TaOF5、HTaF6、H2TaF5等配位离子形状存在。钽的金属性比铌强，更易生成安稳的H2TaF7，铌易生成H2NbOF5形状，这种差别是铌和钽别离的根底。用氟氢酸分化钽铌精矿时，参加硫酸能够进步精矿的分化率，又能进步铌钽的萃取率和别离功率，故工业上遍及选用HF+H2SO4的混合酸水相料液。水相料液中除铌钽外，还有杂质H2Ti0F4、H2TiF6、H2SiF6、Ti(S04)2等合作物。溶剂萃取的有机相一般由革取剂和稀释剂组成。工业上铌钽别离常用的萃取剂有甲基异丁基酮(MIBK)、磷酸三丁酯(TBP)、环已酮、乙酰胺(全名为N—N二混合烷基乙酰胺)、仲辛醇。这些萃取剂各具优缺陷，如MIBK的萃取挑选性好，对钽铌的萃取容量大，密度轻，粘度小，操作安稳，易于控制，可用纯水反萃取钽，是国际上较遍及运用的萃取剂。它的水溶性大(298K时到达18.2g/t，)，闪点低(296.7K)，挥发性大，是其缺陷。仲辛醇和乙酰胺是我国开发和选用的萃取剂。前者的萃取挑选性好，水溶性小(0.08%)，报价低，但粘度大，反萃取时简略呈现乳化现象。后者适于处理高铌钽比(Nb2O5：Ta2O5=7)、高钛(TiO2%)、高钨(>10%)和含磷钽铌精矿的分化产品。TBP的萃取挑选性好，国际上规模最大的铌萃取工厂——巴西矿业冶金公司(CiaBrasiloira de metallurgia e Mineracao)就选用这种萃取剂。萃取机理在HF-H2SO4混合酸水相料液中，铌和钽的萃取归于离子型合作物萃取，如TBP萃取时生成物为HTaF6•xTBP和HNbF6•xTBP(x=1～4)。仲辛醇萃取时生成三种萃合物，主要是纯仲辛醇(ROH)萃取铌和钽的反响：式中Me代表Nb或Ta。 工业上用的仲辛醇，实际上是仲辛醇和甲庚酮混合物(含甲庚酮10%～15%)，在萃取别离铌、钽时存在协同萃取反响:萃取工艺依据原猜中铌钽含量比，选用别离萃取别离或一起萃取后反萃别离两种方法。铌和钽含量相差较大时，大多选用别离萃取方法。图1所示为MIBK萃取铌和钽的曲线。由图看出，选用别离萃取时，在低酸度下先萃取铌，再在高酸度下萃取钽。一起萃取是将铌钽一起萃取到有机相，再从铌钽的负载有机相中别离反萃取铌和钽，即高酸度反萃取铌，低酸度反萃取钽。一起萃取方法的设备简略，便于操作，为国际上的铌钽工厂广泛选用。铌钽一起萃取到有机相后，洗刷负载有机相和反萃取别离铌钽便成为关键环节。应依据所选用的萃取剂和水相料液而选用适宜的洗刷剂和反萃取剂。如仲辛醇-HF-H2SO4萃取系统，一般用硫酸溶液洗刷负载有机相，用含H2SO41mol/L的溶液反萃取铌，用纯水反萃取钽。添加有机相和水相料液的体积比，可进步铌钽的萃取率，选用多级萃取能完全萃取铌钽。水相料液中以氟合作物形状被萃取的其他金属离子有Sn2+、Sn4+、RE3+等，可部分萃取的有As3+、As5+、Mo5+、Se4+、Fe3+、W6+、V3+、V5+、Sb5+等。水相料液酸度的挑选是以有机相中铌钽到达饱满浓度为最佳，此刻萃取入有机相中的杂质可减到最小。进入有机相的杂质，用硫酸溶液或硫酸和硫酸铵的混合液洗去。为铌钽饱满的仲辛醇用含H2SO44mol/L溶液洗刷作用最好。萃取设备工业上选用于铌钽别离的革取设备为多级箱式混合澄清器或萃取塔(填料塔、筛板塔等)。因为HF—H2SO4混合酸液腐蚀性强，遍及运用由低压聚乙烯板、聚板焊接或内衬聚四氟乙烯材料制造的多级箱式混合澄清器。矿浆萃取铌钽精矿经HF-H2SO4浸出后，残留的固体物较少，不过滤别离残渣固体，直接作为萃取料液的萃取，称为矿浆革取。我国广泛选用铌钽矿浆萃取法。与清液萃取比较，矿浆萃取可省去分化残渣的过滤和洗刷，缩短出产周期，减轻劳动强度，改进劳动条件，并有利于进程的密闭和接连化。此外，还可削减过滤的附属设备，进步分化槽的出产能力和铌钽的回收率。清液萃取时，因过滤残渣中含浸出液，残留的铌和钽[(Ta+Nb)2O5]达1%～5%;矿浆萃取的残液仅含(Ta+Nb)2O50.1g/L，，丢失在渣中的铌钽很少。矿浆萃取既合适铌钽含量比改变大的质料，也适用于低档次铌钽精矿的分化产品。矿浆萃取用箱式混合澄清器的澄清室底部有矿浆沉降区，常常受混合相排出物冲击，使残渣在萃取器内不易堆积。澄清室底部向混合室歪斜约15。，以利残渣流向混合室。仲辛醇矿浆萃取工艺流程如图2。  展望含铌钽的氟氢酸水相料液萃取别离的作用好，工艺日趋老练，工业上仍将广泛选用。但这种水相料液污染问题较严峻，且不易完全管理。为此，需求开发安全性和不污染或少污染环境的其他水相料液，如硫酸水相料液、草酸水相料液等，以及开发新的高效萃取剂。

我国铌钽矿矿床类型见下表： 表  我国铌钽矿床类型矿床类型围岩种类主要金属矿物及脉石矿物实例花岗伟晶岩钽铌矿花岗岩 主要金属矿物有钽铌铁矿、细晶石、绿柱石、锂辉石。主要脉石矿物为长石、石英、云母可可托海褐钇铌矿花岗岩同上 主要金属矿物有褐钇铌矿、铌铁矿、钛铁矿。主要脉石矿物为长石、石英姑婆山铌铁矿花岗岩同上 主要金属矿物有铌铁矿、锆英石、三水铅石。主要脉石矿物为绢云母、长石、石英泰美铌铁矿-钽铌铁矿花岗岩同上 主要金属矿物有铌铁矿、钽铌矿。主要脉石矿物为白云母、长石、石英博罗钽铌铁-铌钽锰矿花岗岩同上 主要金属矿物有钽铌铁矿、钽铌锰矿、细晶石、锡石、黑钨矿。主要脉石矿物为长石、石英、铪锆石栗木铌钽锰矿-细晶石花岗岩同上 主要金属矿物有富锰钽铌铁矿、细晶石、含钽锡石、锂云母。主要脉石矿物为长石、石英、黄玉宜春黄钇钽矿花岗岩花岗岩 主要金属矿物有黄钇钽矿、氟碳钙钇矿、锡石、稀土矿。主要脉石矿物为长石、石英牛岭坳沉积变质高温热液交代矿白云岩 主要金属矿物有钛铁矿、铌铁矿、磁铁矿、赤铁矿。主要脉石矿物为长石、石英包头