Боб керамика ва шишалар кимёвий технологияси

§. Тантал ва ниобийни аралашмалардан тозалаш технологияси

Тантал ва ниобий элементларининг физик-кимёвий хоссалари бир-бирига жуда яқин. Уларни ажратиш эса му- раккабдир.
Саноатда тантал ва ниобийни ажратиш учун икки усул кулланилади.

1. 
   Органик эритувчилар билан экстракциялаш.
   
2. 
   Комплекс фтор тузларини касрли кристаллаш.
   

Бундан ташк;ари, корхоналарда — хлоридли бирикма-
ларнинг турлича ҳайдалишига караб, танлаб кайтарили- шига (беш валентли ниобий хлоридни энг паст валентли хлоридларигача) ва ион алмашувчи смолаларда ютиш кобилиятига қараб ажратилади. Ион алмашиниш жараё- нидан тоза тантал ва ниобийни олишда ишлатилади.
Фторли комплекс тУзларни касрли кристаллаш технологияси
Бу усулда, асосан калий фтортантал — K,TaF₇ ва калий фтороксиниобий — K₂NbOF₅ Н₂0 ни эрувчанлигига қараб ажратилади. Бу моддаларнинг кристалл тузилиши ҳам катта аҳамиятга эга.

27. 
    расм. «.алий фтортанталат ва фтороксиниобат тузларининг 1 % ли плавик кислотаси ва темпера­тура узгариши билан эриши.
    
28. 
    расм. Турли концентрацияли плавик кислоталарда тантал ва ниобийнинг фторли комплексла- риии (25"Сда) эриши.
    

Куйидаги расмларда бу хил тузларнинг плавик кислота- да эришини температурага ва кислота концентрациясига ботиқ х,олда узгариши курсатилган (27- ва 28- расмлар).
27-28 расмлардан куриниб турибдики, 1% ли HF кис­лотасини турли температура оралигида ниобий тузини эриши тантал тузидан 10—12 марта ортикдигини курсата- ди. Худди шундай плавик кислота концентрацияси узга­риши билан (28-расм) эса ниобий тузининг оптимал эри­ши -1% HF кислотасига тутри келади. Шунинг учун юкрри- даги расмларда аникданган оптимал шароитларда уларни касрли кристаллаш орқали ажратиб олиш мумкинлиги курсатилади. Назарий ҳисобларга суянган ҳолда тантал ва ниобий оксидлари куйидаги технологик схема оркали кас­рли кристаллаш усули билан ажратиб олинади. Бунинг учун хул ёки 100—120'С да куритилган тантал ва ниобий ок­сидлари аралашмаси концентрланган (35—40%) плавик кислотада эритилади (назарий ҳисоблашга кура купроқ олинади).
Унда
Ta₂0₅ + 14HF = 2H,[TaF₇l + 5H₂0 Nb₂O_s + 10HF = 2H,[Nb0F₅] + 3H₂0
Эритиш жараёни 70—80°С да олиб борилади. Эритма тиндирилади, сунг пахтадан ёки перхлорвинил матоли фильтрдан утказилади. Х,осил булган эритмага КС1 ёки ҚСО, солиб, тантал ва ниобийнинг комплекс тузлари чуктириб олинади.

H₂[TaF₇ ] + 2K.C1 = K₂[TaF, ] + 2HC1 H₂[NbOF₅] + 2KC1 = K₂[NbOF₅]+ 2HC1
Эритмадан тантал тузининг кристаллари совутиш ва фильтрлаш усули билан ажратиб олинади. Кремний 50% гача титан ва кисман ниобий (5—6% Nb) фторли тузлар болида танталнинг фторли тузи билан бирга чукмага ту­шади. K₂TaF₇ кристалларини тозалаш учун 1—2% HF бе­риш билан кушимча кристалланади, олинган фтор танта- лоит калий тузида 0,1 — 0,3% ниобий, = 0,3% кремний, = 0,2% темир, 0,01—0,02% гача титан булади.Фильтрлан- ган эритма буматилиб, совутилади ва K₂NbOF₆ • Н₂0 тузи кристаллари ажратиб олинади. Бу ҳам қайта кристаллаш оркали тозаланади.

21. 
    §. Экстракциялаш усули
    

Сунгги йилларда гидрометаллургияда экстракция жа­раёни куп ишлатилмокда. Бу жараён сувли эритмалардан модда ва модда бирикмаларини органик эритувчилар иш­тирокида ажратиб олишга асосланган. Сувли ва органик эритувчи бир-бирига кушилганда сувли эритмадаги мод­даларнинг ҳар икки фаза буйича таркалиши экстракция дейилади. Маълум вақтдан сунг *ар икки фаза уртасида мувозанат кдрортопади. Мувозанат вақтида моддаларнинг таҳсимланиши такҳсимланиш коэффициенти (Д) билан тавсифланади. Уни киймати органик фазадаги модда кон- центрацияси билан сувли фазадаги концентрациялар нис­бати орқали аникҳанади:
Д ^— (ҳорг.ф/ҳсув.ф)
Тацсимланиш коэффициенти эритувчининг табиатига, ажратиб олинадиган моддалар концентрациясига, эритма муҳитига, температурага ва эритмада бошка моддаларнинг бор ёки йуқлигига борлиқ булади. Органик фазага, асосан сувли фазадан диссоциланмаган моддалар утади. Шунинг учун кучсиз электролитлар яхши экстракцияланади. Агар- да сувли эритмада иккита модда булса, уларнинг ажрали- ши таҳсимланиш коэффициентлари нисбати орқали ифо- даланади ва бу кийматнинг ажралиш коэффициенти де­йилади ((3) : Р = (Д,)/(Д₂). Бу киймат икки модданинг самарали ажралишини курсатади. Агарда р нинг киймати

2. 
   ва ундан катта булса, унда иккита моддани экстракция
   

усули билан ажрахиш мумкин. Органик эритувчилар си- фатида органик бирикмалар: эфирлар, кетонлар, спирт- лар, аминлар, углеводородлар ишлатилади.
Эритувчилар ажратиб олиниши керак булган моддаларга нисбатан экстракциялаш кобилиятига ва ундан моддаларни кайтариш ҳамда сувда кам эрувчанлик ҳycycиятига эга були­ши керак. Шу билан бирга сувнинг зичлигидан эритувчи- нинг зичлиги кичиқ ковушкоклиги кам булиши керак.
Техника хавфсизлиги коидаларига кура эритувчи учув- чан булмаслиги, зарарсиз ва кийин ёнувчи булиши керак. Булардан ташкари, органик эритувчи минерал кислоталарга чидамли ва уларни танлашда нархи арзон булиши керак.
Экстракция жараёнида икки хил — колоннали ва ара- лаштириб-тиндирувчи асбоб ишлатилади. Колоннали экс- тракторларда органик эритувчилар ва сувли эритмалар бир- бирига карама-карши йуналган булади: улар бир-бири билан тукнашади. Экстрактор колонналари икки хил яса- лади. Биринчи тур колонналарда тукнашиш юзасини оши- риш учун улар насадкалар (темир халкачалар) билан тулди- рилади. Эритма ва эритувчи узаро юзалари билан тукна­шади ва экстракция жараёни тезлашади. Иккинчи тур колонналарда эса бир-бирига якин тешикли тарелкалар урнатилади. Бу жараёнда хам тукнашиш юзаси ортади.
Хар икки холда ҳам эритмаларнинг тортиш кучи му­хи м аҳамиятга эга.
Хозирги вактда кузгалувчи (пульсация) ёки кузгатувчи асбобларда экстракция олиб борилади. Бу усулда экстрак­ция жараёни насадкали ва тешик тарелкали колонналарда- гига нисбатан экстракция жараёни 2—3 марта куп булади.
Аралаштириб-тиндирувчи экстрактлар алохида хоналар дан иборат. Бу аралаштиргич ва тиндиргич хоналар бир- бирига уланган булади. Аралаштирувчи хонада аралашти- риб турувчи ускуна урнатилган булиб, органик ва сувли фазалар аралаштирилади ва у горизонтал икки булимдан иборат булади. Насос ёрдамида аралаштирувчи ускуна иш- лаганда енгил фаза билан огир фазалар аралашиб, гори- зонтап жойлашган булимлар оркали тиндириш булимига ҳт:ади ва у ерда огир ва енгил фазалар ажратиб олинади. Огир фаза (сувли) билан аралашган енгил фазалардаги су- юкдик баландлиги ва нисбати автоматик ушлаб турилади.
Тантал билан ниобийни экстракция усулида ажратиш ва аралашмалардан тозалашда метилизобутилкетон ва три- бчтилфосфат энг яхши экстрагент ҳисобланади. Трибутил- фосфат (ТБФ) метилизобутилкетонга нисбатан юкори

температурада кдйнайди ва ёнади. Пекин зичлиги ва крвуш- кокдиги катта (21-жадвал).