为2.0,比表面积为3000cm2/g级别的钽粉稀释比a大约为3.0,随着比表面积的增大a的值也会不断变大。其次是相关稀释剂的调整比r值,传统标准值为0.50,选择为一定值。再是反应后副生盐的生成比C值,可以任其变化而不做特别考虑。 【0012】これに対して本発明は、主原料への希釈比aの決定は従来と変わらない。しかし二番目に副生塩の生成比Cを決める。この値はタンタル反応設備の特性により通常は0.5から3.0の範囲から選び、例えば1.20とする。この値は全ての反応について一定とする。この値が変動すると回収された無機塩の組成が変化する。Kについては、0.250から3.40の間から選ばれる定数であるが,通常は中心値の0.295とする。最後に上式にa、CおよびKの値を代入して希釈剤の調整比rを求める。重要なことはrの値は、各反応クラス毎に変えてやらなくてはならない。従来法では調整比rはどの反応クラスでも一定であったのでこの点が本発明との大きな差異である。本発明と従来法の違いを図1に示す。
在本发明中,与主原料的稀释比a值的决定方式是与以前相同不变的。但对于副生盐的生成比C要决定。C值根据反应设备的特性在0.5到3.0的范围内选定,如1.20。该值在所有反应中是相对的,C值如果变动,被回收的无机盐成分组成就会变化。再如K值,是在0.250~3.40之间选定的定值,通常是中心值0.295。在上面公式中代入a、C以及K,就可以求得稀释剂的调整比r。需要注意的是,r值在各反应弹的每次变化中也会变化的。本发明与传统方法最大差异就是r值,传统方法认为无论什么反应r值都是一定的。具体不同之处如图1所示。
【0013】反応で副生した混合塩を溶解して再結晶する技術は既存の技術を利用する。混合塩の溶解に際し注意することは、対象の混合塩中のカリウム塩類の飽和溶解度を大幅に越えるような多量の水を加えないこと、及び溶解に用いる水の温度を40°C以上とすることが望ましい。これは混合塩の物性および溶解操作の迅速性や晶出操作の経済性から見ても妥当な方法である。 【0014】
【実施例】実施例1本発明の実施例を示して具体的に説明する。K2TaF7をナトリウムで還元しタンタル粉末を製造する際に副生したKF,KCLおよびNaF主成分とする混合塩を粉砕し、1000重量部に50°Cの水1000重量部を加えて、水温を50°Cに保持しながら10時間攪拌し溶解した。濾液のPHは13であった。この混合塩の組成を【表1】
、第1項の上段に示す。混合塩中のKF/KCL比は1.20であった。この溶液を吸引濾過し、更に濾液を孔径1μmの濾紙にて濾過した後、加熱濃縮して水分を全体の50%蒸発させた後、25°Cまで冷却して1時間保持し、白色の結晶を得た。白色結晶の乾燥後の分析値を【表1】、第1項の下段に示す。 【0015】実施例2実施例1と同じような還元反応で得た副生塩を、同様な方法で再結晶させた。この混合塩の組成を【表1】、第2項の上段に示す。第1項と第2項の組成の違いはNaFの含有量の差である。しかし混合塩中のKF/KCL比は、実施例1と同一でその値は1.20であった。この混合塩を原料として、同様な再結晶法で得られた白色結晶の乾燥後の分析値を【表1】、第2項の下段に示す。
【0016】比較例1実施例1および2と同じような還元反応で得た副生塩を同様な方法で再結晶させた。この混合塩の組成を【表1】、第3項の上段に示す。第1項および第2項に比べて第3項の組成の違いは、混合塩中のKF/KCL比である。第1項および第2項の値は、共に1.20であったのに対し第3項は1.00であった。 この混合塩を原料として、同様な再結晶法で得られた白色結晶の乾燥後の分析値を【表1】、第3項の下段に示す。この結果、原料とする混合塩中のKF/KCL比が異なると、回収した混合塩の組成は一定にすることが出来ないことが分かった。
【0017】実施例1、2および比較例1から明らかのようにKF、KCLおよびNaFを主成分とする混合塩から、再結晶法でKFとKCLを主成分とする結晶を得るには例え各々の成分の組成が異なっていても、混合塩中のKF/KCL比を一定にすれば再結晶後に得られる白色結晶の組成は一定になること
がわかった。 【0018】
【実施例】実施例3次に上記の方法で得られたKF,KCLを主成分をする白色結晶を希釈剤としてK2TaF7をナトリウムで還元してタンタル粉末を得た実施例を【表2】
に示す。実験に用いた反応器の構成を図2に示す。先の実施例1で回収したK
F,KCLを主成分とする白色結晶を希釈剤として以下の手順で還元反応を行った。内面にニッケルを張った反応器を予め十分乾燥させ、内部の水分を除く。反応器に【表2】に示す所定量のフッ化タンタル酸カリウムと希釈塩を入れ、攪拌機をセットし蓋をし、アルゴン、ナトリウムおよびNaKコンデンサーへの配管を接続し、各々の元弁を閉じる。次いでアルゴンの元弁を開いて、反応器内を十分にアルゴンで置換した後、反応炉のヒータを入れ、加熱を開始する。反応器内の温度が880°Cに達したら、攪拌機をスタートさせ、反応炉のヒータの出力を調整して反応器の温度を880°Cに保つ。
【0019】 ナトリウム元弁を少開して【表2】に示す所定量の1/10量のナトリウムを投入する。ナトリウムの投入が開始されたら、反応が全て終了するまで反応炉のヒータは電源を切っておく。反応温度は反応熱で一時的に上昇するが、暫くして880°Cに低下する。880°Cに低下したら、次の1/10量のナトリウムを投入する。同様な操作を繰り返し、全てのナトリウムを投入しK2TaF7を全て反応させる。この後、更に反応を100%完遂させるために反応器の温度を1時間、900°Cに保った後、反応器を冷却する。 【0020】 反応器の温度が、ほぼ常温に達したら反応器を炉から取り出し、蓋を解放して反応器内の生成物を取り出す。生成物は機械的に約10mm以下の大きさに解砕し、まず所定量の純水で10回、回分式で洗浄する。次いで100重量部の純水に塩酸10重量部、硝酸3重量部、およびフッ酸2重量部を加えた酸性液で洗浄する。酸洗浄の後は、液が中性になるまで純水で洗浄し、得られたタンタル粉末を濾過した後、真空乾燥機でタンタル粉末がサラサラの状態になるまで乾燥し、評価サンプルとした。
【0021】実施例4希釈剤KF及びKCLの調整比rを求める計算式で、定数Kの値を0.250として計算して回収した混合塩を再度、希釈剤として還元反応に使用した場合のタンタル粉末の評価例を【表2】、第2項に示す。反応操作およびタンタルの回収条件は、実施例3と同様とした。
【0022】実施例5希釈剤KFおよびKCLの調整比rを求める計算式で、定数Kの値を0.340として計算して回収した混合塩を再度、希釈剤として還元反応に使用した場合のタンタル粉末の評価例を【表2】、第3項に示す。反応条件およびタンタルの回収条件は、実施例3と同様とした。
【0023】比較例2市販のKF,KCLを希釈剤として還元反応に使用した場合のタンタル粉末の評価例を【表2】、第4項に示す。反応操作およびタンタルの回収条件は、実施例3と同様とした。KFとKCLの調整比も実施例3に一致させた。実施例3、4、5および比較例2から明らかのように、フッ化タンタル酸カリウムK2TaF7をナトリウムで還元して金属タンタルを得るにあたり再結晶で得られた白色結晶を希釈剤として使用した場合、市販のKFおよびKCLを希釈剤として使用した場合と比較して得られたタンタル粉末の収得量、品質は殆ど同一で両者とも電子材料として使用される基準を十分に満足していた。この結果、市販のKF,KCLに代って回収された混合塩を希釈剤として再利用できることがわかった。 【0024】
【発明の効果】本発明によれば、フッ化タンタル酸カリウム、K2TaF7をナトリウムにより還元反応の際、副生する混合塩から希釈剤として有効なKFおよびKCLを主成分とする混合塩を、常にKFとKCLの組成が一定の状態で回収できる。これに比べ従来の方法では、回収ロット毎のKFとKCLの組成
がバラバラであり、もし回収した混合塩を再利用しようとすれば、ロット毎の分析と組成調整が不可欠であった。本発明によれば、このような分析や組成調整等の操作は一切不要となり、回収された混合塩が希釈剤として容易に反応にリサイクルすることが出来るので、希釈剤のコストが大幅に削減でき、かつ副生物の処理によって大量に発生する産業廃棄物を低減させる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明と従来法の違いを示す工程図である。
【図2】本発明で、タンタル粉末の評価に用いた反応器の構成を示す図である。 【符号の説明】 1 反応器 2 攪拌機 3 反応炉 4 ヒーター 5 コンデンサ 6 シールポット A ナトリウム元弁 B アルゴン元弁
【図1】
【図2】