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氧化鉭片

來源: 發(fā)布時(shí)間:2022-07-20

鉭鎢、鉭鎢鉿、鉭鉿合金用作火箭、導(dǎo)彈和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱**材料以及控制和調(diào)節(jié)裝備的零件等。鉭易加工成形,在高溫真空爐中作支撐附件、熱屏蔽、加熱器和散熱片等。鉭可作骨科和外科手術(shù)材料,例如用鉭條替代人體中的骨頭肌肉還會(huì)在鉭條上生長,所以它有一個(gè)“親生物金屬”。碳化鉭用于制造硬質(zhì)合金。鉭的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工業(yè)中的釋熱元件和液態(tài)金屬包套材料。氧化鉭用于制造高級光學(xué)玻璃和催化劑。1981年鉭在美國各部門的消費(fèi)比例約為:電子元件73%,機(jī)械工業(yè)19%,交通運(yùn)輸6%,其他2%。鉭還有非常出色的化學(xué)性質(zhì)。氧化鉭片

在低于150℃的條件下鉭是化學(xué)性質(zhì)**穩(wěn)定的金屬之一。與鉭能起反應(yīng)的只有氟、氫氟酸、含氟離子的酸性溶液和三氧化硫。在室溫下與濃堿溶液反應(yīng),并且溶于熔融堿中。致密的鉭在200℃開始輕微氧化,在280℃時(shí)明顯氧化。鉭有多種氧化物,**穩(wěn)定的是五氧化二鉭(Ta2O5)。鉭和氫在250℃以上生成脆性固溶體和金屬氫化物如Ta2H、TaH、TaH2、TaH3。在800~1200℃的真空下,氫從鉭中析出鉭又恢復(fù)塑性。鉭和氮在300℃左右開始反應(yīng)生成固溶體和氮化合物;在高于2000℃和高真空下,被吸收的氮又從鉭中析出。安徽質(zhì)量鉭錠鉭的硬度適中,富有延展性,可以拉成細(xì)絲式制薄箔。

分離:首先將鉭鈮鐵礦的精礦用氫氟酸和硫酸分解鉭和鈮呈氟鉭酸和氟鈮酸溶于浸出液中,同時(shí)鐵、錳、鈦、鎢、硅等伴生元素也溶于浸出液中,形成成分很復(fù)雜的強(qiáng)酸性溶液。鉭鈮浸出液用甲基異丁基酮萃取鉭鈮同時(shí)萃入有機(jī)相中,用硫酸溶液洗滌有機(jī)相中的微量雜質(zhì),得到純的含鉭鈮的有機(jī)相洗液和萃余液合并,其中含有微量鉭鈮和雜質(zhì)元素,是強(qiáng)酸性溶液,可綜合回收。純的含鉭鈮的有機(jī)相用稀硫酸溶液反萃取鈮得到含鉭的有機(jī)相。鈮和少量的鉭進(jìn)入水溶液相中然后再用甲基異丁基酮萃取其中的鉭,得到純的含鈮溶液。純的含鉭的有機(jī)相用水反萃取就得到純的含鉭溶液。反萃取鉭后的有機(jī)相返回萃取循環(huán)使用。純的氟鉭酸溶液或純的氟鈮酸溶液同氟化鉀或氯化鉀反應(yīng)分別生成氟鉭酸鉀(K2TaF7)和氟鈮酸鉀(K2NbF7)結(jié)晶,也可與氫氧化銨反應(yīng)生成氫氧化鉭或氫氧化鈮沉淀。鉭或鈮的氫氧化物在900~1000℃下煅燒生成鉭或鈮的氧化物。

鉭還有非常出色的化學(xué)性質(zhì),具有極高的抗腐蝕性,無論是在冷和熱的條件下,對鹽酸、濃硝酸及王水都不反應(yīng)。但鉭在熱的濃硫酸中能被腐蝕,在150℃以下,鉭不會(huì)被濃硫酸腐蝕,只有在高于此溫度才會(huì)有反應(yīng),在175℃的濃硫酸中1年,被腐蝕的厚度為0.0004毫米,將鉭放入200℃的硫酸中浸泡一年,表層*損傷0.006毫米。在250℃時(shí),腐蝕速度有所增加,為每年被腐蝕的厚度為0.116毫米,在300℃時(shí),被腐蝕的速度則更加快,浸泡1年,表面被腐蝕1.368毫米。鉭有非常出色的化學(xué)性質(zhì),具有極高的抗腐蝕性。

鉭的制?、?金屬鉭粉可采用金屬熱還原(鈉熱還原)法制取。在惰性氣氛下用金屬鈉還原氟鉭酸鉀:K2TaF7+5Na─→Ta+5NaF+2KF。反應(yīng)在不銹鋼罐中進(jìn)行,溫度加熱到900℃時(shí),還原反應(yīng)迅速完成。此法制取的鉭粉,粒形不規(guī)則,粒度細(xì),適用于制作鉭電容器。金屬鉭粉亦可用熔鹽電解法制?。河梅g酸鉀、氟化鉀和氯化鉀混合物的熔鹽做電解質(zhì)把五氧化二鉭(Ta2O5)溶于其中,在750℃下電解,可得到純度為99.8~99.9%的鉭粉。② 用碳熱還原Ta2O5亦可得到金屬鉭。還原一般分兩步進(jìn)行:首先將一定配比的Ta2O5和碳的混合物在氫氣氛中于1800~2000℃下制成碳化鉭(TaC),然后再將TaC和Ta2O5按一定配比制成混合物真空還原成金屬鉭。金屬鉭還可采用熱分解或氫還原鉭的氯化物的方法制取。致密的金屬鉭可用真空電弧、電子束、等離子束熔煉或粉末冶金法制備。高純度鉭單晶用無坩堝電子束區(qū)域熔煉法制取。鉭鈮礦中常伴有多種金屬。江西品質(zhì)鉭絲

鉭在氫氟酸和硝酸的混酸中能迅速溶解。氧化鉭片

高溫下,鉭表面的氧化膜被破壞,因此能與多種物質(zhì)反應(yīng),常溫下鉭能與氟反應(yīng)。在150℃時(shí),鉭對氯溴碘均呈惰性,在250℃時(shí),鉭對干燥的氯氣仍然有抗腐蝕能力,在含有水蒸氣的氯氣中加熱到400℃,仍然能保持光亮,在500℃則開始被腐蝕,在300℃以上鉭與溴反應(yīng),對碘蒸汽則當(dāng)溫度達(dá)到赤熱之前均呈惰性。氯化氫在410℃時(shí)和鉭反應(yīng),生產(chǎn)五氯化物,溴化氫則在375℃與鉭反應(yīng)。當(dāng)加熱到200℃或者更低的溫度下,硫能與Ta作用,碳及烴類在800-1100℃與鉭作用。氧化鉭片

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