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萃取方法分离锆和铪新方法介绍

萃取方法分离锆和铪新方法介绍
2022.01.25
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  锆在地壳中的锆矿分离石主要以斜锆石和锆英石的形态存在,而铪没有单独的矿物,在自然界中与锆总是共生在一起,没有单独的铪矿石存在。锆的热中子吸收截面小,被广泛用做核反应堆包壳和结构材料,相反,铪具有大的热中子吸收截面,是控制热核反应的重要材料。用于核反应堆中的锆要求其铪含量小于0.01 %。锆和铪的...

  锆在地壳中的锆矿分离石主要以斜锆石和锆英石的形态存在,而铪没有单独的矿物,在自然界中与锆总是共生在一起,没有单独的铪矿石存在。锆的热中子吸收截面小,被广泛用做核反应堆包壳和结构材料,相反,铪具有大的热中子吸收截面,是控制热核反应的重要材料。用于核反应堆中的锆要求其铪含量小于0.01 %。锆和铪的化学性质非常相似,通常被称作“化学同位素”,彼此分离十分困难,被认为是元素周期表中最难分离的元素之一。

  工业上采用溶剂萃取分离锆铪的方法主要有三烷基(混合)胺(N23Q萃取分离法、磷酸三丁酯(TBP) 萃取分离法、甲基异丁基酮(MIBK)萃取分离法等。采用溶剂萃取方法分离锆和铪,是制取原子能级氧化锆和原子能级氧化铪的一类重要方法。

  今天介绍一种新的萃取方法分离锆和铪。具体为:以锆化合物的酸性水溶液为原料,采用二异丁基酮(DIBK)或DIBK与中性含磷萃取剂或DIBK与酸性含磷萃取剂协同将料液中的铪萃入有机相,然后将有机相经洗涤、反萃生产富铪液,实现锆和铪的分离。采用氨水分别进行沉淀,将沉淀洗涤、焙烧后得到原子能级氧化锆和氧化铪。

  该工艺方法优先萃取锆铪中含量较少的铪,流程简单、萃取效率高,所使用的萃取体系对锆铪的分离达到MIBK相同的性能,但与MIBK相比,其水中溶解度小、沸闪和闪点高、毒性小,解决了在萃取过程中MIBK溶剂损失大,易发生火灾,污染环境等问题。

  该工艺方法可采用离心萃取机作为主机设备,离心萃取设备和传统液液萃取设备不同,具有以下特别:

  ①金属萃取率高,可达99.9%

  ②工艺流程简单、操作方便

  ③获得反萃液品质稳定,可满足不同生产要求

  ④处理后的水相溶剂残留量少,可减轻后续工段处理压力

  ⑤萃取设备占地面积少,处理弹性大

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