[发明专利]一种高纯低锆氧化铪的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯低锆氧化铪的制备方法，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

锆与铪是化学性质极其相似的两种元素。锆和铪都是高熔点稀有金属，在元素周期表中属于IVB族，由于它们相似的外层电子结构(Zr：4D²5S²，Hf：5D²6S²)，尤其是镧系收缩的影响，他们的原子半径、离子半径、结晶结构都十分接近，因此在化学性质上表现得非常相似。在自然界中，锆和铪总是共生在一起，没有单独的锆矿或铪矿，一般锆矿含铪2-6％，所以锆铪必须进行分离。但是，锆与铪极其相似的化学行为，使得彼此的分离十分困难。

我国锆与铪的分离研究工作虽然始于上世纪六十年代，但主要是与原子能应用配套，原子能级锆中铪含量要求小于0.01％，原子能级铪要求锆含量要低于3％。整个锆铪分离研究工作，上世纪七十年代末基本处于停止状态。一般的锆铪分离生产线中，氧化铪中氧化锆的含量等于小于3％的产品即为合格。因此为了适应技术的发展，提供一种氧化铪中氧化锆的含量更小的高纯低锆氧化铪的制备方法，成为本领域技术人员急需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化铪中氧化锆的含量小于0.5wt％的高纯低锆氧化铪的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种高纯低锆氧化铪的制备方法，步骤如下：

(1)配制硫酸铪料液：以废金属铪为原料，经硫酸溶液溶解，过滤，再调整硫酸铪料液中H⁺浓度为2.4mol/L～2.8mol/L，HfO₂浓度为50g/L～80g/L；

(2)萃取剂由N₂₃₅(三(辛-癸)烷基叔胺)复配A₁₄₁₆(异构β-支链伯醇)和磺化煤油而成，各组分的体积百分含量如下：N₂₃₅：12％～20％，A₁₄₁₆：7％，磺化煤油：81％～73％；

(3)萃取剂作为有机相，硫酸铪料液作为水相，进行多级逆流萃取，萃取分离硫酸铪料液中的锆铪，得到低锆硫酸铪萃取余液；

(4)锆硫酸铪萃取余液依次经氨水沉淀、漂洗、烘干、盐酸浸出、结晶提纯、氨水沉淀、漂洗、烘干、煅烧，得到高纯低锆氧化铪产品。

一种优选的技术方案，其特征在于：所述有机相与水相体积比为1∶1，即萃取剂与硫酸铪料液的体积比为1∶1，有机相与水相混合搅拌时间为30分钟。

一种优选的技术方案，其特征在于：所述萃取剂经过四级逆流萃取，萃取硫酸铪料液中的锆之后，采用盐酸溶液进行两级反萃锆，然后以碳酸钠水溶液为再生液使萃取剂(有机相)再生，再生后的萃取剂(有机相)经过两级硫酸溶液酸化后，进行下一循环萃取操作。

一种优选的技术方案，其特征在于：所述萃取剂与盐酸溶液的体积比为1∶1，所述萃取剂与碳酸钠水溶液的体积比为1∶1，所述萃取剂与硫酸溶液的体积比为1∶1。即在上述萃取过程中，有机相与水相体积比均为1∶1；有机相与水相混合搅拌时间为30分钟。

一种优选的技术方案，其特征在于：所述萃取剂各组分的体积百分含量如下：N₂₃₅：20％，A₁₄₁₆：7％，磺化煤油：73％。

所述硫酸溶液(酸化酸)中H⁺浓度为2.5mol/L。

所述盐酸溶液(反萃液)中H⁺浓度为2mol/L。

所述碳酸钠水溶液(有机相再生液)的浓度质量百分数为5％。

所述N₂₃₅、A₁₄₁₆、磺化煤油均为市售工业级产品。