锆铪分离技术的研究进展

锆铪分离技术是生产核级锆和核级铪的核心技术。描述了锆铪的火法分离和湿法分离技术的现状,特别是甲基异丁基酮-硫氰酸法、磷酸三丁酯法、三辛胺法和改进的N235-H2SO4法等溶剂萃取分离锆铪的工业技术,并对各种工艺流程的优劣进行了技术和经济分析。此外,还重点介绍了锆铪溶剂萃取分离技术的新进展,采用的萃取剂主要包括:酸性含磷萃取剂(P204,Cyanex 923,Cynaex 925,PC-88A和Cyanex272)、异构酸萃取剂(Versatic acid 10)、碱性胺类萃取剂(Aliquat 336)、醚类萃取剂(DC18C6,18C6,B15C5和PEG2000)、螯合萃取剂(LIX84-IC)、协同萃取体系(螯合萃取剂与中性含磷萃取剂)和中性含硫萃取剂(DBSO)等。酸性含磷萃取剂和醚类萃取剂对锆铪分离有较好的效果,对其萃取机制、热力学和动力学等基础性研究较多。这些分离技术仅限于实验室规模的研究,距离产业化应用尚需进行深入研究和扩大实验验证。由于采用溶剂萃取分离锆铪技术会产生环境污染问题,加强绿色锆铪分离工艺的研究和开发是锆铪溶剂萃取分离技术的发展方向。     

溶剂萃取分离锆和铪研究进展

锆和铪的化学性质十分相似,所以分离锆和铪一直足世界各国研究的重要课题.溶荆萃取法分离锆和铪是日前研究最多的方法.文章详细评述了溶剂萃取分离锆和铪的研究进展.介绍了用于分离锆和铪的萃取体系及已工业化的萃取体系.     

火法分离锆铪技术的研究进展

综述了湿法和火法分离锆铪技术的进展,并对各种工艺方法进行了详细介绍,特别是火法分离工艺中新颖紧凑型工艺——Xiao工艺,该工艺流程紧凑,可达99%的Hf去除率和640的高分离系数,应用前景广阔。     

溶剂萃取分离锆铪

综述了中性、酸性和胺类萃取剂在不同无机酸介质中萃取分离锆铪,生产原子能级氧化锆(铪)的主要工艺流程及其发展概况。     

锆、铪蒸馏分离

锆、铪分离工艺包括:将锆、铪氯化物同一种主要是氯化锂的熔盐溶剂及钠、钾、镁、钙中的至少一种氯化物混合,将此混合物输送到一蒸馏柱中,反应后的氯化铪从蒸馏柱顶部星蒸汽而除去,其中一部分蒸汽被蒸汽压缩机压缩,并输送到逆流冷凝器的溶剂中;氯化锆作为一种与从蒸馏柱底部来的碱一碱土金属氯化物生成的液态复盐而除去;用电化学还原分离出锆,并从回流于逆流冷凝器的     

锆和铪的火法分离

锆和铪的火法分离较之湿法分离有一定的优越性,因而有很大的发展前途。本文简单地介绍了若干种火法分离锆铪的基本原理和条件。     

DIBK溶剂萃取法分离锆铪

以二异丁基甲酮(DIBK)作萃取剂,以TBP或P204作改质剂,从不同酸性介质中萃取分离锆铪。考察酸性介质、TBP加入量、P204加入量和盐析剂(NH4)2SO4等对萃取分离锆铪效果的影响。结果表明:DIBK只有在HSCN介质中优先萃取铪,改质剂TBP或P204的加入能显著增加铪的萃取率和锆铪的分离系数。锆铪的分离系数可达到9,与MIBK萃取分离锆铪的性能相似。     

离子交换法分离锆和铪

本文介绍了离子交换法分离锆和铪的条件、原理,指出了不同方法的特点.     

锆铪分离技术研究现状及展望

锆具有优异的核性能,是核工业不可或缺的重要材料.铪在自然界中与锆共生,二者的物理化学性质极其相近,唯独核性能截然相反.因此,锆铪分离制备核级锆长期以来一直是核工业领域的重要研究课题.目前,人们已开发了多种锆铪分离工艺技术,按其特点可大致分为火法和湿法冶金两大类,本文对这些主要的锆铪分离工艺技术研究进展进行综述,并对核级...     

日本研究成功锆铪分离的新方法

采用蒸馏方法进行锆铪分离,取代了现行原子能级海绵锆生产流程中的萃取分离,沉淀与煅烧和二次氯化,可使原子能级海绵锆的生产成本降低一半。 在东京东边平塚的石塚研究所(Ishizuka Re-     

法国研究成功锆铪分离的新方法

在生产原子能级海绵锆的工艺流程中,法国过     

DIBK-TBP萃取分离锆铪的热力学研究

对二异丁基甲酮(DIBK)和TBP从HSCN介质中协同萃取锆铪的性能及热力学进行研究,采用对数函数外推法求得DIBK-TBP体系萃取反应的热力学平衡常数分别为log(K12,Zr)=4.73和log(K12,Hf)=-5.09,锆铪与SCN-形成配合物Zr(SCN)3+和Hf(SCN)3+的稳定性常数分别为1×109.86和1×10-0.80,而铪的分配比在硫氰酸盐存在时要大于锆的分配比,说明过渡金属离子锆和铪在硫氰酸盐存在时与一般金属离子与配位体形成的配合物的稳定性常数愈大,金属离子的分配比愈大的规律相矛盾,并计算出萃取反应的焓变分别为ΔHZr=-11.43 kJ.mol-1和ΔHHf=-7.80 kJ.mol-1,说明对锆铪的萃取反应为放热反应,升高温度不利于萃取反应的进行,常温下自由能变分别为ΔGZr=-26.54 kJ.mol-1和ΔGHf=28.57 kJ.mol-1,熵变分别为ΔSZr=51.54 J.(K.mol)-1和ΔSHf=-124.07 J.(K.mol)-1,说明铪离子比锆离子更易与SCN-形成配位键,从而生成中性分子Hf(SCN)4与有机相发生溶剂化作用而进入有机相中。     

有机含磷及含氮萃取剂萃取分离锆铪研究进展

锆和铪是两种性质接近、分离困难的稀有金属,主要应用于核工业.目前,针对湿法分离锆铪,工业上多采用溶剂萃取法.从有机含磷(膦)萃取剂、有机含氮萃取剂、协萃体系三方面,分别综述溶剂萃取法分离锆和铪的研究进展.发现对有机磷(膦)萃取剂研究较多,分离效果较好.对于新型萃取剂和萃取工艺的开发,如萃取剂二(2-乙基己基)-1-(2...     

锆和铪

在1911年出版的“现代工业化学”中,Blucher指出,锆是一种无任何工业价值的稀有金属,这与我们今天对锆的认识完全不同。从矿物学的观点看,锆和铪普遍共生在     

锆与铪

锆与铪是从锆砂(ZrO_2-SiO_2)及斜锆石(ZrO_2)中提取的。除了为了核工业应用而分离出来的锆以外,通常所有锆化合物都含有1.4%-3.0%的铪。     

混合酸系统磷酸三丁酯萃取分离锆铪

论述了混合酸系统磷酸三丁酯萃取分离锆铪的工艺特点和技术参数以及在设计、生产中的应用情况。     

锆—铪火法分离的动力学与机理

利用碱金属卤化物和锆、铪氯化物生成复盐的稳定性不同而分离锆和铪，研究了过程动力学与机理，求出分离过程的限速步骤为扩散控制。     

基于锆铪溶剂萃取分离的萃取剂性能

溶剂萃取法是目前分离核级锆铪的主要方法。已工业化核级锆铪萃取分离技术MIBK(methyl isobutyl ketone,甲基异丁基酮)-硫氰化氢(HSCN)法、TBP(tributyl phosphate,磷酸三丁酯)-HNO_3法和TOA(trioctyl amine,三辛基胺)-H_2SO_4法均存在不足。学者们一直在努力研究和开发新的萃取剂,以实现核级锆铪的绿色高效分离。总结了自2000年来基于锆铪分离的萃取剂性能研究。按照萃取剂的结构特征将其分为中性萃取剂、酸性萃取剂和胺类萃取剂。中性萃取剂包括酮类萃取剂DIBK(diisobutyl ketone,二异丁基酮)和三烷基氧膦类萃取剂TOPO(trioctyl phosphine oxide,三辛基氧化膦)/Cyanex 921,Cyanex 923Cyanex 925。酸性萃取剂包括有机磷/膦酸类萃取剂P204,P507,Cyanex 272,硫代膦酸类萃取剂Cyanex301,Cyanex 302,羟肟酸类萃取剂LIX 63,LIX 84-IC和羧酸类萃取剂Versatic acid 10。将含氨基基团的萃取剂均归于胺类萃取剂,包括季铵盐类萃取剂Aliquat 336,三烷基胺类萃取剂Alamine 300/TOA,Alamine 336,Alamine 308和TEHA(tri(2-ethylhexyl)amine,三(2-乙基己基)胺),含氨基的磷酸酯类萃取剂BEAP(bis(2-ethylhexyl)-1-(2-ethylhexylamino)propylphosphonate,二(2-乙基己基)-1-(2-乙基己基氨基)丙基磷酸酯),双酰胺荚蒾类萃取剂TODGA(N,N,N',N'-tetraoctyldiglycolamide,N,N,N',N'-四辛基-3-氧杂戊二酰胺)和异唑酮类萃取剂HPBI(3-phenyl-4-benzoyl-5-isoxazolone,3-苯基-4-苯甲酰基-5-异唑酮)、HTBI(3-phenyl-4-(4-toluoyl)-5-isoxazolone,3-苯基-4-(4-甲苯酰基)-5-异唑酮)、HFBTI(3-phenyl-4-(4-fluorobenzoyl)-5-isoxazolone,3-苯基-4-(4-氟代苯甲酰基)-5-异唑酮)。介绍了各类萃取剂萃取分离锆铪的主要性能及优缺点。     

D296树脂吸附分离锆铪试验研究

研究了用D296树脂从硫酸体系中吸附锆、铪,考察了吸附时间、初始料液质量浓度、温度、硫酸浓度对树脂吸附锆、铪及锆、铪分离系数的影响及吸附反应动力学。结果表明:溶液中锆离子质量浓度为120g/L、温度1℃、硫酸浓度1.6mol/L条件下,D296树脂对锆、铪的静态吸附分离系数最大,为1.19。动力学研究结果表明,D296树脂吸附锆离子的控制步骤为液膜扩散,D296树脂吸附锆离子的活化能E=158.639kJ/mol。     

P507萃取锆和铪及分离性能

以氯氧化锆(铪)溶液为料液, 用2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(P507)萃取剂在盐酸介质中萃取锆铪.研究了P507浓度、料液浓度、萃取温度和时间、盐酸或氯离子浓度、添加剂浓度等因素对锆铪萃取率、分配比和分离系数的影响.结果表明: P507萃取锆铪的反应为吸热反应; 萃取速率较慢, 平衡时间≥40 min, 改变金属离子和萃取剂浓度, 以及在有机相中添加仲辛醇等均难以使萃取速率得到有效提高; 饱和法测得有机相中萃取剂与金属离子的物质的量之比为3左右; 锆、铪的分配比随着P507浓度的增加而增加, 但增加的幅度在低浓度区域和高浓度区域各不相同.锆铪之间的分离系数在萃取剂浓度0.9 mol·L-1附近呈极小值; 盐酸和氯离子浓度的影响较复杂, 呈波浪式变化.