钽铌矿物很难将其分解。一般根据精矿中的矿物结构及其化学成分和需要获得什知类型的中间化合物和纯度要求来选择分解方法。工业上钽铌精矿分解方法主要有三种：碱分解法、酸分解法和氯化分解法。此外还有氟化分解、电解分解法;分析化学中还采用KHSO4、K2S2O7、KHF2分解样品。其中，碱熔分解法是最最采用的工业方法，后续主要接分步结晶法分离钽和铌，也可进行酸转化接溶剂萃取法;氯化分解法一般后续精馏法分离钽和铌;酸分解法主要接溶剂萃取法或离子交换法分离钽和铌。
一、碱分解法
钽铌精矿碱分解主要使用NaOH和KOH试剂。为了降低熔体的熔点和粘度，常使用NOH+Na2CO3或KOH+K2CO3混合试剂。根据设备和工艺，碱分解可分为坩埚碱熔分解和高压釜碱分解。图1是钽(铌)铁精矿碱熔处理的原理流程图。可见NaOH和KOH熔融的区别。
(A)钽铌碱金属化合物的一般特性
与同族磷相似，钽、铌和碱金属氧化物可生成多种盐，如偏钽(铌)盐(MTaO3、mnb03) (m为钾、钠等碱金属，下同)、焦钽(铌)盐(M4Ta2O7、M4Nb2O7)和原钽(铌)盐(M2TaO4、M3NbO4)。nTa2O5、M2O & middotNNb2O5，其中n的值变化很大，往往大于10。其实都属于一种聚合物，它们的原子比通常是M∶Ta(Nb)= 16∶14；14∶12;12∶10;16∶12∶;10∶8;7∶5;8∶6;6∶4，化合物中结晶水分子的数量也变化很大，从1个到40个甚至更多。
钽-铌碱金属化合物具有以下特性:
1.碱金属氧化物或碳酸盐与钽(铌)氧化物熔融时，可得到不同成分的铌酸钽，当M2O∶(Ta，Nb)2O5=1∶1时，生成偏钽(铌)；当碱过量时，形成原钽酸盐(铌)，如图2、图3和图4所示。
2.钾和钠的偏钽(铌)盐难溶于水，不被盐酸水解和分解。此外，偏钛(铌)盐容易被氢还原成低价氧化物:
2MnbO3+H2=M2O+2NbO2+H2O
还原温度>:400℃
2 陶3+H2 = M2O+2 陶2+H2O
还原温度为600-700℃
图4 Na2O(na2co 3)-nb2o 5体系的熔化度图
3.表1示出了不同温度下间钽(铌)在水中的溶解度，表2示出了溶度积，表3示出了一些热力学数据。
表1碱金属偏钛酸盐(铌)在水中的溶解度(摩尔/升)
| 0℃ | 25℃ | 50℃ | 75℃ | 100℃ | 南玻34.3 &倍；10-4 | 5.9 & times10-4 | 1.6 &倍；10-3 | 3.7 &倍；10-3 | 7.4 & times10-3 | 铌酸钾7.4 & times10-4 | 8.7 &倍；10-4 | 4.4 & times10-3 | 9.5 &倍；10-3 | 1.3 &倍；10-2 | NaTaO34.69 &倍；10-5 | 5.46 &倍；10-5 | 1.10 & times10-4 | 3.19 & times10-4 | 2.39 &倍；10-4 | KtaO34.34 &倍；10-5 | 4.87 &倍；10-5 | 1.22 &倍；10-4 | 2.88 &倍；10-4 | 4.89 &倍；10-4 |
表2碱金属钽酸盐(铌)在25℃时的溶度积
| 溶度积 | 复合的 | 溶度积 | 南玻33.23 &倍；10-7 | NaTaO3 | 2.99 & times10-9 | 铌酸钾7.48 &倍；10-7 | KTaO3 | 2.37 &倍；10-9 |
表3偏钽酸盐(铌)在20℃时的一些热力学数据
| 溶解度/(mol & middot；L-1) | 自由能△F/(kJ & middot；摩尔-1) | 溶解热/(J & middot；摩尔-1) | 晶格能/(J & middot；摩尔-1) | 南玻34.803 &倍；10-4 | 36.8192 | 60.2496 | 886.59 | 铌酸钾6.726 &倍；10-4 | 35.1456 | 78.6952 | 785.76 | NaTaO34.679 &倍；10-5 | 48.5344 | 44.7688 | 960.65 | KTaO33.959 &倍；10-5 | 49.3712 | 59.8312 | 843.49 |
4.与偏钽铌酸盐不同，原钽铌酸盐易水解，形成一系列多钽(铌)盐，如M8(Ta，Nb)5o 16 & middot；nH2O，M7(Ta，Nb)5o 16 & middot；nH2O，M14(Ta，Nb)12o 37 & middot；NH2O等。另一个例子是水解反应:
6na 3 Tao 4+21H2O = na 8 ta 6 o 19 & middot；16H2O+10NaOH
铌也有类似的反应。此外，它们两者的高碱盐(K5NbO5)具有这样的水解序列:
5.当Na+离子过量时，钽酸钠(铌)很少溶解，如Na7Nb12O37·在90℃；23H2O在水和1%NaOH中的溶解度分别为26g/L和1.1g/L。然而，钽酸钾(铌)具有高溶解度，即使钾离子过量也是如此。比如己酸钾k 8 nb 6 o 19 & middot 25℃；16H2O在水中的溶解度达到111.8g/L，六钽酸钾(铌)可溶于水而不分解，可被real 空蒸发浓缩以晶体形式沉淀。
(2)碱熔分解钽(铌)铁精矿
1、碱熔分解过程
国内外钽铌精矿碱溶分解的工业实施方法基本相似。通常，将精矿和氢氧化钠放入钢坩埚中，并在敞口煤气炉或立式电炉中熔炼。大致碱:精矿(重量比)=3∶1(碱用量约为反应理论需要量的6 ~ 8倍)。为了降低熔体的温度和粘度，通常使用90% NaOH和10% Na2CO3作为混合试剂。
操作时，先将混合试剂在400 ~ 500℃熔化，然后边搅拌边加入研磨至0.1mm的精矿(过细的精矿会造成粉尘损失大，加入量过大或过快会引起激烈反应，造成熔体飞溅)。随着精矿的连续分批加入，升温至800℃，保温20 ~ 30分钟，然后将熔体倒入水中(水淬)或薄层倒入铁板中。氢氧化钾冶炼工艺也采用类似的方法。
2.熔化反应
主要的熔炼反应如下:
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
二氧化硅+二甲醇=二氧化硅+H2O
二氧化锡+二甲醇=二氧化锡+H2O
熔炼时，加入氧气或硝石等氧化剂来氧化铁和锰。
NaOH分解和KOH分解的区别在于，钽酸钠和铌酸钠与氧化铁和氧化锰一起转移到沉淀物中，而大部分硅、锡、钨和铝以硅酸盐的形式转移到溶液中。然后将沉淀物加热，用盐酸处理，浸泡洗去铁和锰，最终得到工业纯钽铌混合氧化物。用KOH分解时，通过将熔体浸泡在水中，大部分钽铌能以可溶性钽酸钾的形式进入溶液，而氧化铁、氧化锰和钛酸钾则留在浸出渣中。氯化钠被加入到浸液中，以不溶的钽酸钠(铌)的形式沉淀钽和铌。钽和铌的混合氧化物可以通过用盐酸处理沉淀物来获得。
KOH分解得到的钽铌混合氧化物比NaOH分解得到的钽铌混合氧化物纯度高，但钽铌的直收率低(只有80%)。
(3)碱溶液的高压釜分解
碱分解的缺点是碱耗过高(每1kg精矿3kg)。用碱液进行高压釜分解，碱耗可降至0.5公斤(是碱熔法的1/6)。分解时使用30% ~ 40%的NaOH和KOH，温度150 ~ 200℃，时间约2 ~ 3小时。分解时，形成聚缩醛(铌)酸，然后转化为偏钛(铌)酸。反应如下:
3Fe[(Ta，Nb)O3]2+8 NaOH+(n-1)H2O；Na8(Ta，Nb)6o 19 & middot；nH2O+3Fe(OH)2
Na8(Ta，Nb)6o 19 & middot；nH2O & rarr6Na(Ta，Nb)O3+2NaOH+(n-1)H2O
在分解、澄清或过滤后，滤液最初用碱填充，然后返回高压釜中再次使用。然后用15%盐酸(固液比1∶1，80～90℃，30分钟)浸泡沉淀。过滤后的偏钛铌酸盐在20℃时能被15% ~ 20%的HF溶解。
用KOH (33% ~ 37% KOH，200℃)分解时，为了提高聚钽(铌)酸的生成率，在高压釜中加入氧化剂(氧压0.4 ~ 0.5 MPa)，生成K8(Ta，Nb)6O19·。Nh2O虽然难溶于KOH溶液，但易溶于水。因此，在高压釜中分解后，沉淀物先用水浸泡[固液比为1∶4 ~ 5]，钽和铌转移到溶液中。溶液蒸发浓缩后，加入KOH使六钽酸盐重新沉淀，用盐酸分解后可得到较纯的钽铌混合氧化物。
第二，酸分解
钽和铌的高耐蚀性的优点成为了冶金的缺点:很难用廉价的工业无机酸作为它们的冶金基础。除了HF酸这种腐蚀性最强的酸，钽和铌很难被其他无机酸溶解，溶解度很小。从溶解度表4可以看出，只有HF酸可以用来分解精矿，其次是硫酸。所以有氢氟酸分解和硫酸分解两种方法，其中氢氟酸法用于高品位精矿，硫酸法用于低品位原料。
表4钽和铌在无机酸中的溶解度(20℃)
| 酸浓度/(g & middot；L-1) | Na2O5溶解度/(g & middot；L-1) | 酸浓度/(g & middot；L-1) | Ta2O5溶解度/(g & middot；L-1) | highcostofliving高生活费66 | 0.072 | 36 | 0.231 | 4514.836 | 292 | 3.48 | 硫酸六十八 | 0.047 | 四十九个 | 0.205 | 9007.6 | 784 | 1.8 | 半418 | 775 | 302 | 1282 |
(1)氢氟酸分解法
与其他分解方法不同，氢氟酸分解也是一个浸出过程。分解通常在内衬铅、钼镍合金或砖石墨板的反应器中进行，在搅拌和哭闹时用蒙乃尔合金(含铜27% ~ 29%的铜镍合金)制成。
浸出液中的钽铌以络合酸的形式存在，其组成与HF酸的浓度有关。对于铌，随着HF酸浓度的增加，会出现从氟铌酸盐络合物到氟铌酸盐络合物的过滤:H2 nbof 5→r；H2NbF7 & rarrHNbF6，对于比铌更具金属性的钽，它由h2taf 7→hnbf 6组成。HTaF6 .浸出反应是:
Nb2o5+10hf = 2hnbof5+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%)
即使在高酸度下，事实上除了一种占优势的络合物外，多种络合酸共存。图5和图6分别是20℃时NbF5-HF-H2O和TaF5-HF-H2O的等温溶解度图。
图5 NBF-氟化氢-H2O体系溶解度图(20℃)
图6 taf 5-HF-H2O体系的溶解度(温度20℃)
对于精矿，由于各种杂质的存在，反应要复杂得多，例如铁和锰也会以络合物如HFeF3和HMnF3的形式存在于浸出液中。以钽(铌)铁矿为例，分解浸出反应包括:
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、铁和锰之外，伴生矿物中包含的其它元素如锡、钛、硅和钨也以络合酸H2SnF6、H2SiF6和H2WF8的形式进入溶液。而稀土、铀、钍、钙等。以沉淀物形式保留在浸出残渣中，如REF3、UF4、ThF4和CaF2。
为了加快反应速度，提高钽铌的分解率，分解时加入硫酸。硫酸的加入也有利于后识别过程提高杂质的分离效果。一般使用浓度为60% ~ 70%的氢氟酸，分解温度为90 ~ 100℃，用酸量按化学反应理论计算，超过5% ~ 10%。分解时，研磨至颗粒大小
(2)硫酸分解法
钽铌能与硫酸反应生成各种硫酸盐，在硫酸介质中钽铌差别很大。例如，铌更容易被还原成低价并水解。在硫酸介质中，铌容易被锌汞齐、镁金属和碱金属还原成+3价。钽很难还原，只能达到+4价。钽铌硫酸化合物容易与碱金属和铵形成复盐，这些复盐容易水解。随着硫酸浓度的增加，反应如下:
Nb2O5+H2SO4=Nb2O4SO4+H2O
Nb2O5+2H2SO4=Nb2O3(SO4)2+2H2O
Nb2O5+3H2SO4=Nb2O2(SO4)3+3H2O(在发烟硫酸中)
Nb2O5+4H2SO4=Nb2O2(SO4)4+4H2O(在发烟硫酸中)
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