專利名稱：一種萃淋法分離鋯鉿的方法
一種萃淋法分離鋯鉿的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋯鉿分離方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種萃淋法分離鋯鉿的方法。
技術(shù)背景
鋯在地殼中的鋯礦分離石主要以斜鋯石(ZrO2)和鋯英石(ZrSiO4)的形態(tài)存在， 而鉿沒有單獨的礦物，在自然界中與鋯總是共生在一起，沒有單獨的鉿礦石存在，在自 然界鋯中的鉿含量一般為2 3%。由于鋯、鉿的核性能差別巨大，原子能級鋯中要求鉿 含量小于lOOppm，原子能級鉿中要求鋯含量小于2%，因此，應(yīng)用于核反應(yīng)堆中的鋯必 須進(jìn)行鋯鉿分離。鋯和鉿的化學(xué)性質(zhì)非常相似，彼此分離十分困難。工業(yè)上采用的鋯鉿 分離的濕法方法主要有MIBK (甲基異丁基酮)萃取分離法、N235(三烷基(混合)胺) 萃取分離法和TBP(磷酸三丁酯)萃取分離法等。采用萃取方法分離鋯和鉿，為制取原 子能級氧化鋯和原子能級氧化鉿的一類重要方法。
甲基異丁基酮-硫氰酸銨液液萃取分離鋯和鉿的方法是美國研制開發(fā)的鋯鉿分 離流程(文獻(xiàn)G.L.Overholser，C.J.Barton, W.R.Grimes, U.S.AEC.Reports, Y-477， CCC Y-12, 1949 ； G.L.Overholser, C.J.Barton, W.R.Grimes, U.S.AEC.Reports, Y-431, CCC Y-12, 1949 ; Thomas D.E.et al.，The Metallurgy of Hafnium, U.S.Atomic Energy Commission, 1955, 51 ； Chem, Engng, 1958, (56) 128 ； Becker Μ., et al., Peaceful use of Atomic Energy. (Geneva)，1958, pp.1003 ； Fischer.W., Deierling. B., Heilsch.H., Otto. G., Pohlmann.H.P., Reinhardt.K., The Separation of Zirconium and Hafnium by Liquid-Liquid Partition of their Thiocy anates[J].Angew.Chem.Int.Ed.Engl, 1966, 5 15；詹姆斯· A ·索默期，杰夫· G ·珀賴因.鋯中分離鉿的方法[P]，中國專利， CN 1438335A, 2003)。該流程由進(jìn)料調(diào)整、萃取、硫氰酸銨回收、反萃、洗滌及MffiK 中和再生6個工序組成。該工藝采用液液萃取柱進(jìn)行萃取分離，體系基本封閉。其突 出優(yōu)點是鋯鉿分離系數(shù)大。有資料報道，分離系數(shù)可達(dá)80(文獻(xiàn)Sinegribova O.A.et al.Atomic Energy Review[J], 1966，(4) : 93)。由于 MIBK 優(yōu)先萃取鉿，而鉿在原料中 的含量僅為鋯的2%，因而傳質(zhì)少，萃取容量大。該工藝缺點是硫氰酸不穩(wěn)定，容易分 解產(chǎn)生有毒物質(zhì)，且MIBK在水中的溶解度較大，容易造成環(huán)境污染，存在污水排放問 題(張平偉.溶劑萃取分離鋯鉿[J].稀有金屬，1992，16(4) 286-292 ；劉敏娉，丁燕， 張澤光，等.鋯鉿分離技術(shù)的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J].廣東有色金屬學(xué)報，2001，11(2) 115-117；張力.鋯鉿分離工藝的發(fā)展及現(xiàn)狀[J].稀有金屬快報，2004，23(5):沈；羅方 承，陳忠錫，孫小龍，諶美玲.MIBK雙溶劑萃取法制備原子能級氧化鋯和氧化鉿的工藝 設(shè)計[J].稀有金屬快報，2007，26(1) 89-92 ；張力.鋯鉿分離的濕法工藝比較及分析[J]. 稀有金屬快報，2007，26(1) 115-118)。中國專利CN1927725A(文獻(xiàn)羅方承，陳忠 錫，孫小龍等.甲基異丁基酮雙溶劑萃取法制備原子能級氧化鋯、氧化鉿的工藝[P].中國 專利，CN1927725A，2007)描述了甲基異丁基酮雙溶劑萃取法制備原子能級氧化鋯、氧 化鉿的工藝，穩(wěn)定萃取體系中的硫氰酸，減緩HSCN的分解。
我國、日本曾提出以三辛胺(N23Q為萃取劑進(jìn)行分餾萃取分離鋯鉿生產(chǎn)原子能 級氧化鋯。該流程的突出優(yōu)點是萃取分相良好，對環(huán)境污染小，三廢容易處理。缺點是 萃取澄清萃取槽的占地面積大，萃取效率低，生產(chǎn)成本偏高(文獻(xiàn)SatoT.etal.，Anal. Chem.Acta.，1971，54: 439 ； Mitsuo Takahashi et al.，ASTM Spec.Tech.Publ.1984, 824 45;張平偉等.稀有金屬，1991，15(6) 405)。
磷酸三丁酯(TBP) -HNO3萃取分離鋯鉿體系是由法國的J.V.Kerrigan發(fā)明的(文 獻(xiàn)Korovin S.S.et al.，In Organicheskie Reagenti ν Analitieheskoi Chimii Zirkonia, Nauka, Moseow，1970，63)。工業(yè)規(guī)模的TBP-HNO3萃取工藝，首先在美國哥倫比亞國家公司 應(yīng)用于生產(chǎn)。該方法利用TBP對鋯的萃取分配比大于鉿的萃取分配比實現(xiàn)鋯鉿分離，由 于98%以上的鋯要萃入有機相，因此萃取傳質(zhì)量大，與MffiK-NH4CNS法相比，相同產(chǎn) 能需要更大的萃取設(shè)備。我國用TBP-鹽酸、硝酸混合酸的工藝流程萃取分離鋯鉿生產(chǎn) 原子能級氧化鋯和原子能級氧化鉿。該流程的突出優(yōu)點是萃取有機相容量大，分離系數(shù) 高，萃取設(shè)備產(chǎn)能大，經(jīng)一次分餾萃取可同時獲得合格的原子能級氧化鋯和氧化鉿。但 是該流程的缺點是其一，對設(shè)備及廠房腐蝕嚴(yán)重；其二，在萃取過程中乳化問題始終 沒有辦法解決，最終導(dǎo)致萃取流程無法進(jìn)行(文獻(xiàn)張平偉.溶劑萃取分離鋯鉿m.稀有 金屬，1992，16(4) 286-292)。中國專利CN101209858A(文獻(xiàn)張力，王力軍，郎書 玲等.磷酸三丁酯萃取色層法分離鋯鉿的方法[P].中國專利，CN101209858A，2008)描述 了采用TBP萃取色層法分離鋯鉿的工藝，與使用萃取劑TBP采用液-液萃取方法分離鋯 鉿工藝流程比較，TBP萃取色層方法分離鋯鉿工藝克服了液-液萃取方法的乳化問題，使 分離工藝能連續(xù)進(jìn)行，真正使萃取劑TBP分離鋯鉿工藝能實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)；同時萃取色 層法使整個萃取分離工藝的設(shè)備易于封閉，減少高酸度的鹽酸及硝酸混酸溶液對環(huán)境造 成的刺激性氣味。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種萃淋法分離鋯鉿的方法。
—種萃淋法分離鋯鉿的方法，其特征在于，以MIBK為萃取劑采用萃淋法分離 鋯鉿生產(chǎn)原子能級二氧化鋯和二氧化鉿，該方法步驟如下
(1)將液態(tài)MIBK制作成MffiK萃淋樹脂，其中，MIBK萃淋樹脂中萃取劑 MffiK的重量百分含量為20-80% ；
(2)在離子交換柱或交換塔中裝載MIBK萃淋樹脂；
(3)以硫氰酸鹽和鹽酸的混合溶液淋洗上述交換柱或交換塔，至流出液的總游離 酸酸度值不變，所述硫氰酸鹽和鹽酸的混合溶液的總游離酸酸度為0.5-3.5mol/L ；
(4)用泵將料液提抽，以料液為淋洗液對上述交換柱或交換塔進(jìn)行淋洗，其中， 所述料液總游離酸酸度為0.5-3.5mol/L，鋯離子和鉿離子的總濃度為0.05-2.5mol/L，硫 氰酸鹽濃度為0.5-3.5mol/L，硫酸鹽濃度為0-3.0mol/L，料液流經(jīng)交換柱或交換塔的過 程中，萃取劑MffiK對鉿進(jìn)行萃取，鋯留在料液水相中，若流出的鋯溶液中鉿含量Hf/ (Hf+Zr)大于0.01wt%時，流出的鋯溶液再次經(jīng)過MIBK萃淋樹脂交換柱或交換塔進(jìn)行吸 附，否則，從交換柱或交換塔流出的鋯溶液進(jìn)入鋯沉淀槽，用氨水沉淀，得到氫氧化鋯 沉淀；
(5)用1.0-4.0mol/L的鹽酸溶液對萃淋樹脂進(jìn)行淋洗；
(6)再用2.0-6.0mol/L的硫酸溶液淋洗上述樹脂，進(jìn)行鉿的解吸附，得到含鉿溶 液，采用氨水進(jìn)行沉淀，得到氫氧化鉿沉淀；
(7)將氫氧化鋯和氫氧化鉿沉淀分別洗滌；
進(jìn)行上述所有操作的溫度在5 40°C之間，洗滌后的氫氧化鋯和氫氧化鉿沉淀 均經(jīng)焙燒，焙燒溫度為850-2000°C，得到原子能級二氧化鋯和二氧化鉿產(chǎn)品。
一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(4)中，所述料液的加入量為MIBK萃淋樹脂飽和萃 取量的20-80%。
所述MffiK萃淋樹脂的粒徑為20-150目。
所述MffiK萃淋樹脂通過將萃取劑MIBK采用滴加、浸泡或滲濾等固定相荷載的 方法吸附到支持體上，然后對吸附萃取劑的支持體進(jìn)行過濾，洗滌而得到。
所述支持體為硅烷化的硅膠、大孔吸附樹脂、聚三氟氯乙烯、聚四氟氯乙烯、 聚乙烯或聚苯乙烯-二乙烯苯共聚物中的一種。
本發(fā)明的有益效果為
(1)本發(fā)明的工藝方法萃取劑MIBK萃取是萃取鋯鉿混合溶液中含量相對較小的 鉿，因而傳質(zhì)少，萃取容量大；另外萃淋法綜合了液液萃取和離子交換的優(yōu)點，鋯鉿分 離系數(shù)大，一次萃取可得到兩種合格產(chǎn)品，即原子能級氧化鋯和原子能級氧化鉿，產(chǎn)品 質(zhì)量高、穩(wěn)定，整個工藝的鋯回收率大于90%、鉿回收率大于80%;工藝流程簡單、易 操作；設(shè)備產(chǎn)能大，投資省，化工材料的消耗量小。
(2)與使用萃取劑MIBK采用液-液萃取方法分離鋯鉿工藝流程比較，本發(fā)明采 取的MffiK萃淋法分離鋯鉿工藝克服了液-液萃取方法中MffiK在水中有一定溶解度的問 題，消除了液-液萃取方法中返混的現(xiàn)象；所用的硫氰酸濃度較液-液萃取方法中小，減 少了硫氰酸的分解；同時萃淋法使整個萃取分離工藝的設(shè)備易于封閉，大大減少揮發(fā)的 MffiK及HSCN分解后的產(chǎn)生的H2S、HCN和甲硫醇對環(huán)境造成的污染。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
采用本領(lǐng)域公知的方法制備萃取分離鋯鉿原料。第一種方法是鋯英石經(jīng)碳化、 氯化或者鋯英石直接沸騰氯化制備出四氯化鋯，四氯化鋯溶解在水中，加入定量的銨水 及硫氰酸鹽配制為料液第二種方法是鋯英石經(jīng)堿熔、水洗、鹽酸浸出，加入定量的銨 水和硫氰酸鹽配制為料液；第三種方法是氧氯化鋯直接溶解在水中，加入定量的鹽酸和 硫氰酸鹽配制為料液；第四種方法是氧化鋯或金屬鋯，或氧化鉿或金屬鉿的原料按第一 種或第二種方法制備料液，加入定量的銨水和硫氰酸鹽配制為鋯鉿料液。所形成的料液 的組成列于表1中。
表1料液的組成
成分鋯離子 (mol/L)二氧化鉿 (占氧化鉿和氧化鋯總重量的百分?jǐn)?shù))硫酸鹽 (mol/L)硫氰酸鹽 (mol/L)總游離酸酸度 (mol/L)濃度0.05-1.50.5-95%0-3.00.5-3.50.5-3.5
在本發(fā)明中的萃淋法分離鋯鉿的體系中影響鋯鉿分離的因素很多，它們是萃 淋樹脂中萃取劑MffiK的重量百分含量、料液中鋯鉿的濃度、硫氰酸鹽的濃度、硫酸鹽 的濃度、總游離酸酸度以及洗滌液鹽酸的摩爾濃度。
當(dāng)其他因素固定，隨著萃取劑MIBK重量百分比的增大，其鋯鉿分離系數(shù)β 值也增大，若萃取劑MffiK的重量百分含量小于20%，萃取容量小，產(chǎn)能低；萃取劑 MIBK的含量大于80%，支持體吸附量飽和，所以萃取劑MIBK的含量為20-80%為佳。
MIBK萃淋樹脂的粒徑在20-150目的范圍內(nèi)對鋯鉿的分離系數(shù)β值沒有明顯的 影響。當(dāng)粒徑小于20目，交換柱或塔的流速快，不易控制柱的溶液流動狀態(tài)；當(dāng)粒徑大 于150目，交換柱或塔的流速慢，使分離過程長。因此支持體的粒徑在20-150目的范圍 為宜。
如果料液中鋯離子和鉿離子的總濃度低于0.05mol/L，料液處理量較大，消耗 總酸量大。如果料液中鋯離子和鉿離子的總濃度高于1.5mol/L，當(dāng)總游離酸酸度小于 0.5mol/L,鉿的分配比降低，分離效率差；當(dāng)總游離酸酸度大于3.5mol/L，鋯鉿分離系 數(shù)降低。為了保證鋯鉿較高的分離效果，料液中鋯離子和鉿離子的總濃度在0.5-1.5mol/ L為佳；料液的總游離酸酸度在0.5-3.5mol/L為佳。
料液的加入量優(yōu)選為MIBK萃淋樹脂飽和萃取鉿量的20-70%，料液中二氧化鉿 的含量占二氧化鉿和二氧化鋯總重量的0.5-95%。
實施例1
配制2L混合酸溶液在去離子水中加入0.168L濃鹽酸(化學(xué)純，濃鹽酸濃度為 12mol/L),再加入0.152千克的硫氰酸銨，加去離子水至2L，每次加入物質(zhì)后均攪拌均 勻，測定飽和酸溶液總游離酸酸度為l.Omol/L。
配制4L料液稱取1.66千克的工業(yè)級氧氯化鋯、0.86千克的硫氰酸銨和0.248 千克的硫酸銨，放入2L的去離子水中攪拌溶解，溶解后過濾，補加去離子水至4L， 鋯離子和鉿離子的總濃度為1.17mol/L，二氧化鉿的含量占二氧化鉿和二氧化鋯總重量 的2.07%，所述料液總游離酸酸度為l.Omol/L(此處的酸度是因為氧氯化鋯原料是從 6.0mol/L的鹽酸溶液中結(jié)晶出來的，本身就帶有鹽酸，如果將鹽酸的洗液返回配料，酸 度變高了，應(yīng)當(dāng)用銨水調(diào)酸度到l.Omol/L左右)，硫氰酸銨濃度為3.0mol/L，硫酸銨濃 度為 0.5mol/L。
配制IL鹽酸溶液；量取0.75L去離子水，加入0.25L濃鹽酸(化學(xué)純，濃鹽酸 濃度為12mol/L)，攪拌均勻，配制的鹽酸溶液濃度為3.0mol/L。
配制IL硫酸溶液量取0.81L去離子水，加入0.19L硫酸(化學(xué)純，硫酸濃度 為18.4mol/L)，攪拌均勻，配制的硫酸溶液濃度為3.5mol/L。
—種萃淋法分離鋯鉿的方法，以MIBK為萃取劑采用萃淋法分離鋯鉿生產(chǎn)原子 能級氧化鋯和氧化鉿，該方法步驟如下
(1)將液態(tài)MIBK制作成MffiK萃淋樹脂，其中，MIBK萃淋樹脂中萃取劑 MffiK的重量百分含量為50%，MIBK萃淋樹脂為自制，制備方法為選擇聚苯乙烯-二 乙烯苯共聚物為支持體，將萃取劑MIBK采用浸泡的固定相荷載的方法將萃取劑吸附到 支持體上，然后對吸附萃取劑的支持體進(jìn)行過濾，去離子水洗滌，得到50% MIBK萃淋 樹脂，所得甲基異丁基酮萃淋樹脂的粒徑為20-150目；
(2)取0.66千克50% MIBK萃淋樹脂，裝入直徑為50mm，長為600mm的離子交換柱，制備MffiK萃淋樹脂交換柱；
(3)將配制的總游離酸酸度為l.Omol/L的硫氰酸鹽和鹽酸的混合酸溶液淋洗上 述交換柱，使萃取劑MIBK與硫氰酸鹽和鹽酸的混合酸溶液達(dá)到飽和，淋洗液流出總體 積為2.0L，最后流出液總游離酸酸度為l.Omol/L ；
(4)用泵將上述配制的4L料液提抽，以料液為淋洗液對上述交換柱進(jìn)行淋洗， 料液的加入量為MffiK萃淋樹脂對鉿的飽和萃取量的55%，料液流經(jīng)酸飽和后的MffiK 萃淋樹脂交換柱的過程中，萃取劑MIBK對鉿進(jìn)行萃取，鋯留在料液水相中，淋洗液流 出總體積為4L，最后流出液總游離酸酸度為1.4mol/L，收集的4L含鋯液中鋯離子的濃 度為l.lmol/L，經(jīng)分析得知該溶液中鉿的含量Hf/(Hf+Zr)小于0.01Wt% (在實際的操作 中，取一部分溶液進(jìn)行ICP-AES測試其中的鋯和鉿的含量，0.01%為重量的比值)，達(dá)原 子能級氧化鋯的要求，從交換柱流出的鋯溶液進(jìn)入鋯沉淀槽，用氨水沉淀，得到氫氧化 鋯沉淀，氧化鋯的總回收率為95% ；
(5)用配制的3.0mol/L的鹽酸溶液IL對萃淋樹脂進(jìn)行淋洗，把MffiK萃淋樹脂 交換柱中殘留的料液及吸附的部分鉿淋洗到淋洗液水相中，進(jìn)行鋯鉿分離，解吸下來的 含鋯和鉿的溶液可用于配制料液；
(6)再用配制的3.5mol/L的硫酸溶液IL淋洗上述樹脂，進(jìn)行鉿的解吸附，把萃 取劑MffiK中的鉿反萃到淋洗液水相中，得到無鋯的鉿的水溶液，收集IL的含鉿溶液， 鉿離子的濃度為0.008mol/L，采用氨水進(jìn)行沉淀，得到氫氧化鉿沉淀；
(7)將氫氧化鋯和氫氧化鉿沉淀分別洗滌；
進(jìn)行上述所有操作的溫度在25°C，洗滌后的氫氧化鋯和氫氧化鉿沉淀均經(jīng) 900°C焙燒，焙燒2.0h，得到原子能級二氧化鋯和二氧化鉿產(chǎn)品。
萃淋交換柱或塔在反萃鉿以后，可重復(fù)進(jìn)行混合酸溶液淋洗、料液萃取、鋯洗 滌、鉿反萃各工序，萃淋交換柱或塔可循環(huán)使用。
實施例2
配制2L混合酸溶液在去離子水中加入濃鹽酸(化學(xué)純，濃鹽酸濃度為12mol/ L)和硫氰酸銨，其中鹽酸和硫氰酸銨的濃度比為1 1，加去離子水至2L，攪拌均勻， 測定飽和酸溶液總游離酸酸度為l.Omol/L。
配制2L料液稱取0.415千克的工業(yè)級氧氯化鋯、(U94千克的硫氰酸銨和0.085 千克的硫酸銨，放入IL的去離子水中攪拌溶解，溶解后過濾，加入12mol/L的濃鹽酸 0.066L,補加水至2L，得到料液中鋯離子和鉿離子的總濃度為0.58mol/L，二氧化鉿的含 量占二氧化鉿和二氧化鋯總重量的2.04%，所述料液總游離酸酸度為l.Omol/L，硫氰酸 銨的濃度為3.0mol/L，硫酸銨的濃度為0.30mol/L。
配制IL鹽酸溶液；量取0.75L去離子水，加入0.25L濃鹽酸(化學(xué)純，濃鹽酸濃度為12mol/L)，攪拌均勻，配制的鹽酸溶液濃度為3.0mol/L。
配制IL硫酸溶液量取0.81L去離子水，加入0.19L硫酸(化學(xué)純，硫酸濃度 為18.4mol/L)，攪拌均勻，配制的硫酸溶液濃度為3.5mol/L。
一種萃淋法分離鋯鉿的方法，以MIBK為萃取劑采用萃淋法分離鋯鉿生產(chǎn)原子 能級二氧化鋯和二氧化鉿，該方法步驟如下
(1)將液態(tài)MIBK制作成MffiK萃淋樹脂，其中，MIBK萃淋樹脂中萃取劑 MffiK的重量百分含量為30%，MIBK萃淋樹脂為自制，制備方法為選擇聚苯乙烯-二 乙烯苯共聚物為支持體，將萃取劑MIBK采用浸泡的固定相荷載的方法將萃取劑吸附到 支持體上，然后對吸附萃取劑的支持體進(jìn)行過濾，洗滌，得到30% MIBK萃淋樹脂，所 得甲基異丁基酮萃淋樹脂的粒徑為20-150目；
(2)取0.6千克30% MIBK萃淋樹脂，裝入直徑為50mm，長為600mm的離子交換柱，制備MffiK萃淋樹脂交換柱；
(3)將配制的總游離酸酸度為2.0mol/L的硫氰酸鹽和鹽酸的混合酸溶液淋洗上 述交換柱，使萃取劑MIBK與硫氰酸鹽和鹽酸的混合酸溶液達(dá)到飽和，淋洗液流出總體 積為1.5L，最后流出液總游離酸酸度為l.Omol/L ；
(4)用泵將上述配制的2L料液提抽，以料液為淋洗液對上述交換柱或交換塔進(jìn) 行淋洗，料液的加入量為MIBK萃淋樹脂飽和萃取量的38%，料液流經(jīng)酸飽和后的MffiK 萃淋樹脂交換柱的過程中，萃取劑MIBK對鉿進(jìn)行萃取，鋯留在料液水相中，淋洗液流 出總體積為2L，最后流出液總游離酸酸度為1.4mol/L，收集的2L含鋯液中鋯離子的濃 度為0.55mol/L，經(jīng)分析得知該溶液中鉿的含量Hf/(Hf+Zr)小于0.01wt%，達(dá)到原子能 級氧化鋯的要求，從交換柱流出的鋯溶液進(jìn)入鋯沉淀槽，用氨水沉淀，得到氫氧化鋯沉 淀，氧化鋯的總回收率為96% ；
(5)用配制的3.0mol/L的鹽酸溶液對萃淋樹脂進(jìn)行淋洗，把MIBK萃淋樹脂交換 柱中殘留的料液及吸附的部分鉿淋洗到淋洗液水相中，進(jìn)行鋯鉿分離，收集0.85L的含鋯 溶液，解吸下來的含鋯和鉿的溶液可用于配制料液；
(6)再用配制的3.5mol/L的硫酸溶液淋洗上述樹脂，進(jìn)行鉿的解吸附，把萃取 劑MffiK中的鉿反萃到淋洗液水相中，得到無鋯的鉿的水溶液，收集0.8L的含鉿溶液， 鉿離子的濃度為0.007mol/L，采用氨水進(jìn)行沉淀，得到氫氧化鉿沉淀；
(7)將氫氧化鋯和氫氧化鉿沉淀分別洗滌；
進(jìn)行上述所有操作的溫度在25V，低溫下分離效果較好，洗滌后的氫氧化鋯和 氫氧化鉿沉淀均經(jīng)900°C焙燒，焙燒2.0h，得到原子能級二氧化鋯和二氧化鉿產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種萃淋法分離鋯鉿的方法，其特征在于，以MffiK為萃取劑采用萃淋法分離鋯 鉿生產(chǎn)原子能級二氧化鋯和二氧化鉿，該方法步驟如下(1)將液態(tài)MffiK制作成MffiK萃淋樹脂，其中，MIBK萃淋樹脂中萃取劑MIBK的 重量百分含量為20-80% ；(2)在離子交換柱或交換塔中裝載MIBK萃淋樹脂；(3)以硫氰酸鹽和鹽酸的混合溶液淋洗上述交換柱或交換塔，至流出液的總游離酸酸 度值不變，所述硫氰酸鹽和鹽酸的混合溶液的總游離酸酸度為0.5-3.5mol/L ；(4)用泵將料液提抽，以料液為淋洗液對上述交換柱或交換塔進(jìn)行淋洗，其中，所 述料液總游離酸酸度為0.5-3.5mol/L，鋯離子和鉿離子的總濃度為0.05-2.5mol/L，硫 氰酸鹽濃度為0.5-3.5mol/L，硫酸鹽濃度為0-3.0mol/L，料液流經(jīng)交換柱或交換塔的過 程中，萃取劑MIBK對鉿進(jìn)行萃取，鋯留在料液水相中，若流出的鋯溶液中鉿含量Hf/ (Hf+Zr)大于0.01wt%時，流出的鋯溶液再次經(jīng)過MIBK萃淋樹脂交換柱或交換塔進(jìn)行吸 附，否則，從交換柱或交換塔流出的鋯溶液進(jìn)入鋯沉淀槽，用氨水沉淀，得到氫氧化鋯 沉淀；(5)用1.0-4.0mol/L的鹽酸溶液對萃淋樹脂進(jìn)行淋洗；(6)再用2.0-6.0mol/L的硫酸溶液淋洗上述樹脂，進(jìn)行鉿的解吸附，得到含鉿溶液， 采用氨水進(jìn)行沉淀，得到氫氧化鉿沉淀；(7)將氫氧化鋯和氫氧化鉿沉淀分別洗滌；進(jìn)行上述所有操作的溫度在5 40°C之間，洗滌后的氫氧化鋯和氫氧化鉿沉淀均經(jīng) 焙燒，得到原子能級二氧化鋯和二氧化鉿產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種萃淋法分離鋯鉿的方法，其特征在于，步驟(4)中，所 述料液的加入量為MIBK萃淋樹脂飽和萃取量的20-80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種萃淋法分離鋯鉿的方法，其特征在于，所述MffiK萃淋 樹脂的粒徑為20-150目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種萃淋法分離鋯鉿的方法，其特征在于，所述MIBK萃淋 樹脂通過將萃取劑MffiK采用固定相荷載的方法吸附到支持體上，然后對吸附萃取劑的 支持體進(jìn)行過濾，洗滌而得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種萃淋法分離鋯鉿的方法，其特征在于，所述固定相荷載 的方法為滴加、浸泡或滲濾。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種萃淋法分離鋯鉿的方法，其特征在于，所述支持體為硅 烷化的硅膠、大孔吸附樹脂、聚三氟氯乙烯、聚四氟氯乙烯、聚乙烯或聚苯乙烯-二乙 烯苯共聚物中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種萃淋法分離鋯鉿的方法，其特征在于，所述焙燒溫度為 850-2000°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于鋯鉿分離方法技術(shù)領(lǐng)域的一種萃淋法分離鋯鉿的方法。將液態(tài)MIBK制作成MIBK萃淋樹脂，萃取劑MIBK對鉿進(jìn)行萃取，鋯留在料液水相中用氨水沉淀，用鹽酸溶液對萃淋樹脂進(jìn)行淋洗后用硫酸溶液對萃淋樹脂進(jìn)行鉿的解吸附，得到含鉿溶液，采用氨水進(jìn)行沉淀，將沉淀分別洗滌后焙燒得到原子能級氧化鋯和氧化鉿。本發(fā)明的工藝方法傳質(zhì)少，萃取容量大，鋯鉿分離系數(shù)大，一次萃取可得到兩種合格產(chǎn)品，工藝流程簡單、易操作，設(shè)備產(chǎn)能大，投資省，化工材料的消耗量小，本發(fā)明所使用的硫氰酸濃度較液-液溶劑萃取方法中要小，且設(shè)備易于封閉，大大減少揮發(fā)的MIBK及HSCN分解后的產(chǎn)生的H2S、HCN和甲硫醇對環(huán)境造成的污染。
文檔編號C22B3/42GK102021335SQ200910092498
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者呂標(biāo)起, 張力, 徐志高, 王力軍, 羅遠(yuǎn)輝, 郎書玲, 陳松 申請人:北京有色金屬研究總院