Raffinage chimique du tantale

Les minerais de tantale contiennent généralement des quantités importantes de niobium, c'est pourquoi les deux sont raffinés et vendus. L'ensemble du processus hydrométallurgique commence par un trempage, où le minerai est immergé dans des acides fluorhydrique et sulfurique pour produire des fluorhydrates solubles dans l'eau. Cela sépare le tantale de diverses impuretés non métalliques.

Ta2O5 + 14 HF → 2 H2[TaF7] + 5 H2O
Nb2O5 + 10 HF → 2 H2[NbOF5] + 3 H2O
Le fluorhydrate de tantale et de niobium peut être extrait d'une solution aqueuse par extraction par solvant ; les solvants organiques appropriés comprennent la cyclohexanone et la méthylisobutylcétone. Cette étape élimine le fluorure soluble dans l'eau de diverses impuretés métalliques (par exemple, fer, manganèse, titane, zirconium). Le tantale peut être séparé du niobium en ajustant le pH. Le niobium nécessite une acidité plus élevée pour se dissoudre dans les solvants organiques, il peut donc être facilement éliminé dans un environnement moins acide. La solution d'hydrofluorure de tantale pure restante, lorsqu'elle est neutralisée avec de l'ammoniac, forme de l'hydroxyde de tantale (Ta(OH)5), qui, une fois calcinée, produit du pentoxyde de tantale (Ta2O5).

H2[TaF7] + 5 H2O + 7 NH3 → Ta(OH)5 + 7 NH4F
2Ta(OH)5 → Ta2O5 + 5 H2O
Le fluorhydrate de tantale peut également réagir avec le fluorure de potassium pour former de l'heptafluorotantalate de potassium (K2[TaF7]).

H2[TaF7] + 2 KF → K2[TaF7] + 2 HF
Il réagit avec le sodium dans un sel fondu à environ 800 degrés lors d'une réaction de réduction pour produire du tantale métallique.

K2[TaF7] + 5 Na → Ta + 5 NaF + 2 KF
Une méthode d'isolement antérieure ajoutait du fluorure de potassium à une solution mixte de fluorure d'hydrogène dans un processus appelé procédé Demarinya.

H2[TaF7] + 2 KF → K2[TaF7] + 2 HF
H2[NbOF5] + 2 KF → K2[NbOF5] + 2 HF
Les K2[TaF7] et K2[NbOF5] ainsi produits ont des solubilités dans l'eau différentes, ils peuvent donc être séparés par la méthode de cristallisation par séparation.