[发明专利]一种从含铪废料中回收制备氧化铪的方法

说明书

本发明公开了一种从含铪废料中回收制备氧化铪的方法，该方法为：一、向氢氟酸和硝酸的混合液中加入含铪废料，溶解后得到溶解液；二、向溶解液中加入氨水，并加热搅拌得到沉淀渣；三、采用硝酸对沉淀渣进行溶解，得到浸出液；四、采用阳离子交换树脂对浸出液进行吸附，得到负载树脂；五、采用硝酸对负载树脂进行淋洗，洗掉杂质元素；六、采用硫酸进行铪的解吸，得到铪的解吸液；七、采用氨水对铪的解吸液进行沉淀，得到铪的氢氧化物沉淀；八、对铪的氢氧化物进行加热，得到氧化铪。本发明从含铪废料中回收制备氧化铪的方法，使得含铪废料中铪的回收率达90％以上，且产物氧化铪的质量纯度达99％以上，氧化铪可以通过现有的钠还原制成海绵铪。

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种从含铪废料中回收制备氧化铪的方法。

背景技术

铪作为一种战略金属广泛应用于核电及宇航等国防工业领域，核电领域中主要用于原子能反应堆堆芯材料、宇航领域用于火箭推进器。铪还可以制作原子核反应堆的控制棒。纯铪具有可塑性、易加工、耐高温抗腐蚀，是原子能工业重要材料，铪的热中子捕获截面大，是较理想的中子吸收体，可作原子反应堆的控制棒和保护装置。铪粉可作火箭的推进器。在电器工业上可制造X射线管的阴极。铪的合金可作火箭喷嘴和滑翔式重返大气层的飞行器的前沿保护层。基于此，我国2012年10月24日通过了《中国核电安全规划》和《2020年核电中长期规划》，明确指出要恢复核电建设，铪作为核电堆芯材料重要金属用料，原子能级铪需求量可预计将会增长。我国属于铪储量较贫乏的国家，在铪的冶炼中，我国每年约需要3吨金属铪的进口量，而含铪废旧金属中含有数量可观的铪，但是这些废旧金属大都经降级处理，造成了资源浪费、环境污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供了一种从含铪废料中回收制备氧化铪的方法。该方法从含铪废料中回收制备氧化铪的方法，使得含铪废料中铪的回收率达90％以上，且产物中氧化铪的质量纯度达99％以上，氧化铪可以通过现有的钠还原制成海绵铪，同时本发明的方法能减少废旧含铪金属的降级处理，节约能源，对环境更友好，具有良好的工业化前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种从含铪废料中回收制备氧化铪的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将含铪废料加到由氢氟酸溶液和硝酸溶液混合制成的混合溶液中，在温度为40℃～60℃的条件下搅拌溶解，搅拌的时间为0.5h～1h，然后过滤除渣后得到溶解液；所述含铪废料的质量和所述混合溶液的体积的比为1：(5～7)，含铪废料的质量单位为g，混合溶液的体积单位为mL；

步骤二、分2～4次将氨水加入步骤一中得到的溶解液中，然后在70℃～90℃的条件下搅拌得到渣液混合物，依次过滤、洗涤和干燥所述渣液混合物得到沉淀渣；每次所加氨水的体积为所述溶解液的体积的0.5倍～1.5倍；

步骤三、将步骤二中得到沉淀渣加到硝酸溶液中，在温度为60℃～90℃的条件下搅拌溶解0.5h～1h，得到浸出液；所述硝酸溶液的体积为沉淀渣的质量的5倍～7倍，沉淀渣的质量单位为g，硝酸溶液的体积单位为mL；

步骤四、采用去离子水调节步骤三中得到的浸出液中的铪离子浓度和浸出液的pH值，或者采用去离子水调节步骤三中得到的浸出液中的铪离子浓度，采用氨水调节所述浸出液的pH值；然后采用阳离子交换树脂在室温下对浸出液进行吸附，得到负载树脂；所述浸出液的体积为所述阳离子交换树脂体积的10倍～14倍；

步骤五、采用浓度为0.4mol/L～1.0mol/L的硝酸溶液在室温下对步骤四中得到的负载树脂进行淋洗，洗掉杂质元素；所述硝酸溶液的体积为步骤四中所述阳离子交换树脂体积的10倍～20倍；

步骤六、采用浓度为1.0mol/L～2.0mol/L的硫酸溶液在室温下对步骤五中淋洗后的负载树脂进行铪的解吸，得到铪的解吸液；所述硫酸溶液的体积为步骤四中所述阳离子交换树脂体积的3～6倍；