[发明专利]一种溶剂萃取分离锆和铪制备高纯氧化铪的方法

说明书

本发明涉及一种溶剂萃取分离锆和铪制备高纯氧化铪的方法，该方法包括如下步骤：原料采用氧化铪，配制成氧化铪浓度为50~80g/L的萃前液，对萃前液经行第一段萃取处理，第一萃取剂采用5~10%的N235，进行多级错流萃取，分离萃前液中的锆铪，得到低锆萃余液；再进行第二段萃取，第二萃取剂采用20~40%的N235，进行多级逆流萃取，得到低锆反萃液；反萃液依次经氨水沉淀、洗涤、干燥、煅烧，获得高纯氧化铪。本工艺技术流程简单，批次处理量大，所用试剂低价易得且投入量少，节约成本，对设备的腐蚀性小，环境污染少，工艺环保。

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种溶剂萃取分离锆和铪制备高纯氧化铪的方法。

背景技术

铪是原子能工业领域不可或缺的核心材料。在自然界中一般没有铪的独立矿物，而是分散在锆矿物中。锆、铪对热中子俘获截面的差异很大，导致锆铪在原子能领域的应用完全不同。因此，锆铪分离对于原子能产业意义重大。

锆矿中铪含量在0.5％~3％，一般不超过2％。铪在元素周期中位于第四副族，在锆之后，其最外层电子与锆排列次序相同，同时受到“镧系收缩”效应的制约，锆铪物理化学性质极其相似，这对锆铪分离充满巨大的挑战。

锆铪分离研究了很多方法，其中溶剂萃取法因设备材质易选择、成本较低、可连续性操作、“三废”易解决等优势被广泛应用于锆铪分离。目前，锆铪分离的工艺主要有以下三种：MIBK-NH₄SCN法、TBP-HNO₃-HCl法、TOA/N235-H₂SO₄法。MIBK-NH₄SCN体系是优先萃取铪的工艺，此方法萃取效率高，但工业排放污水、废气，对环境危害很大。TBP-HNO₃-HCl混合酸性体系要求萃取的酸度高，对设备腐蚀大，不能连续性生产。TOA/N235-H₂SO₄法设备简单、投资小、污染小，但锆铪分离系数不高、萃取容量有限等缺点。

本发明提供一种溶剂萃取分离锆和铪制备高纯氧化铪的方法，利用N235在强酸中优先萃锆的特点，锆在铪中又是微量的存在，按一定比例同时萃取锆铪的萃取体系更加经济实用并且会使铪中锆含量小于0.02％。

所以，有必要设计一种溶剂萃取分离锆和铪制备高纯氧化铪的方法以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种流程简单，批次处理量大，所用试剂低价易得且投入量少，节约成本，对设备的腐蚀性小，环境污染少，工艺环保溶剂萃取分离锆和铪制备高纯氧化铪的方法。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种溶剂萃取分离锆和铪制备高纯氧化铪的方法，该方法包括如下步骤：

S1萃前液的配制：以氧化铪为原料，依次经过浓硫酸消解、水浸、过滤得到萃前液；

S2第一萃取剂配制：由N235、辛醇和煤油混合而成，各组分的体积百分含量如下：N235 5~10%、辛醇5~10%、煤油80~90%；

S3第一段萃取：将萃前液和第一萃取剂混合，进行多级错流萃取，分离萃前液中的锆铪，得到低锆萃余液和第一段负载有机相，将低锆萃余液作为第二段萃前液，第一段负载有机相进行反萃、再生；向第一段负载有机相中加入盐酸溶液，进行多级逆流反萃，得到反萃液和第一段贫有机相；向第一段贫有机相中加入碳酸钠溶液，进行多级逆流再生，得到再生液和再生后有机相，再生液打入污水车间进行深度处理，再生后有机相打入第一段萃取循环使用；

S4第二萃取剂配制：由N235、辛醇和煤油混合而成，各组分的体积百分含量如下：N23520~40%、辛醇15~20%、煤油40~65%；