[发明专利]一种钙原位蒸馏-脱氧制备高纯锆的方法

权利要求书

1.一种钙原位蒸馏-脱氧制备高纯锆的方法，其特征在于，将原料体系A、钙还原剂分隔放置于密闭反应容器中，在惰性氛围下加热，钙还原剂中钙以高纯钙气体形式溶解进入原料体系A中熔盐内，实现对锆原料脱氧，制得氧含量≤0.10wt％的高纯锆；

所述原料体系A为锆原料与无水氯化钙的混合物，原料体系A中含有或不含有碱金属卤化物、碱土金属卤化物中的一种或两种，所述锆原料为金属锆、锆合金或氧化锆；所述钙还原剂为金属钙或钙合金；

所述分隔放置的分隔区域互相隔离并气相连通。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锆原料为金属锆、锆合金，制得高纯锆的氧含量＜100ppm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密闭反应容器包括金属锆坩埚、不锈钢坩埚，所述金属锆坩埚位于不锈钢坩埚内，通过将原料体系A置于金属锆坩埚内，钙还原剂置于金属锆坩埚与不锈钢坩埚之间的空隙中实现分隔放置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱金属卤化物为氯化钾。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锆原料为块材、板材、丝材、管材、棒材、带材或粉末；所述金属钙为高纯钙、蒸馏钙、工业钙，所述钙合金为钙硅合金、钙铝合金。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料体系A中锆原料与无水氯化钙的质量比为1:5～1:40，所述钙还原剂加入量以钙还原剂中钙的质量为反应温度下无水氯化钙熔盐中钙饱和溶解度的0.5～5倍为准。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱金属卤化物或碱土金属卤化物的加入量为无水氯化钙质量的50％～90％。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应温度为700～1300℃，反应时间为12～240h。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱氧完成后，对原料锆清洗：先水洗去除残留金属钙、盐，再使用0.5～10M的混合酸表面清洗1～15遍，再分别用去离子水、乙醇和丙酮表面清洗1～15遍；其中混合酸为由氢氟酸、硝酸、盐酸中两种以上组成的混合酸。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)物料装填：将原料体系A、钙还原剂分隔放置于反应容器中，密封反应容器；

(2)蒸馏脱氧：将密封反应器装入不锈钢真空罐内，抽真空、通惰性气体，加热反应容器使钙还原剂中钙以高纯钙气体形式溶解进入原料体系A中熔盐内，实现对锆原料脱氧；反应结束后，自然冷却至室温；

(3)拆卸清洗：取出脱氧后的锆原料，水洗去除残留金属钙、盐，并进行表面清洗、烘干，制得氧含量≤0.10wt％的高纯锆。