分离铪和锆的工艺

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，具体为分离铪和锆的工艺。

背景技术

在自然界中，铪常与锆共生，含锆的矿物中都含铪，铪与锆呈类质同像，铪主要赋存在锆英石中。工业上用的锆石中含HfO2量为0.5-2％。次生锆矿石中的铍锆石含HfO2可以高达15％。还有一种变质锆石曲晶石，含HfO2达5％以上。后两种矿物的储量少，工业上尚未采用。铪主要由生产锆的过程中回收。

已公开专利CN202110304657.7，具体为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，对萃前液进行第一段萃取处理，第一萃取剂采用5～10％的N235。其在萃前液的配制中涉及以氧化铪为原料，依次经过浓硫酸消解﹑水浸、过滤得到萃前液；但是由于氧化铪本身具备主要的刺激性影响，例如在皮肤上面：刺激皮肤和粘膜，在眼睛上面：刺激的影响，进而使涉及的前液的配制受到限制，必须采用一些防护手段才可以，稍有不慎就会导致工人健康受到影响。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了分离铪和锆的工艺，解决了氧化铪在自身对工人的刺激作用，使得工人不得不使用防护手段去进行溶剂萃取分离锆和铪制备高纯氧化铪的生产的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：分离铪和锆的工艺，包括以下步骤：

步骤一：原料粉碎

将氧化铪原料在真空以及0-5摄氏度的温度范围的环境下进行粉碎研磨得到纳米氧化铪；

步骤二：预吸收

使用氮气携带纳米氧化铪吹向活性炭，在活性炭的作用下对纳米氧化铪进行吸收，并在活性炭吸附层的后侧使用活性炭微囊对纳米氧化铪进行进一步吸收；

步骤三：活性炭微囊制备

将上述吸收纳米氧化铪的活性炭在50摄氏度下进行干燥，接着将干燥后的吸收纳米氧化铪的活性炭和火棉胶制成活性炭微囊；

步骤四：制备萃前液

以活性炭微囊为原料，依次经过浓硫酸消解、水浸、过滤得到萃前液。

优选的，所述活性炭为椰壳活性炭和石油系活性炭按照10：1的比例配得，所述活性炭和活性炭微囊的分布厚度比例为3：1。

优选的，所述活性炭微囊的直径小于50μm，在常温下保存在空气湿度小于25％的环境中。

优选的，所述制备萃前液时使用将反应气抽入到石膏浆中进行吸收。

(三)有益效果

本发明提供了分离铪和锆的工艺。具备以下有益效果：

本发明中，通过使用氮气携带纳米氧化铪经过活性炭和活性炭微囊的作用进行吸收，之后将得到的吸收纳米氧化铪的活性炭再制成活性炭微囊，使得纳米氧化铪最大限度被利用，得到的活性炭微囊相对于氧化铪更加安全。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

分离铪和锆的工艺，包括以下步骤：

步骤一：原料粉碎

将氧化铪原料在真空以及0-5摄氏度的温度范围的环境下进行粉碎研磨得到纳米氧化铪；

步骤二：预吸收

使用氮气携带纳米氧化铪吹向活性炭，在活性炭的作用下对纳米氧化铪进行吸收，并在活性炭吸附层的后侧使用活性炭微囊对纳米氧化铪进行进一步吸收，上述活性炭为椰壳活性炭和石油系活性炭按照10：1的比例配得，活性炭和活性炭微囊的分布厚度比例为3：1；

步骤三：活性炭微囊制备

将上述吸收纳米氧化铪的活性炭在50摄氏度下进行干燥，接着将干燥后的吸收纳米氧化铪的活性炭和火棉胶制成活性炭微囊，上述的活性炭微囊的直径小于50μm，不使用时在常温下保存在空气湿度小于25％的环境中；

步骤四：制备萃前液

以活性炭微囊为原料，依次经过浓硫酸消解、水浸、过滤得到萃前液吗，制备萃前液时使用将反应气抽入到石膏浆中进行吸收，即通过石膏浆对产生的二氧化碳进行吸收；

步骤五：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：N2355～10％、辛醇5～10％、煤油80～90％；

步骤六：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，反萃液中和后硫酸溶解作为萃前液使用；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；

步骤七：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：N235 20～40％、辛醇15～20％、煤油40～65％；

步骤八：第二段萃取

将低锆萃余液和第二萃取剂混合，进行多级逆流萃取，分离低锆萃余液中的其他杂质，得到第二段萃余液和负载有机相，将第二段萃余液进行中和处理，第二段负载有机相进行反萃、再生；向第二段负载有机相中加入盐酸溶液，进行多级逆流反萃，得到低锆反萃液和第二段贫有机相；向第二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二段萃取循环使用；

步骤九：后处理：低锆反萃液依次经氨水沉淀、洗涤、干燥、煅烧，获得高纯氧化铪；硫酸铪料液中H+浓度为5～7mol/L，氧化铪的浓度为61～66g/L；第一段萃取中萃取的油水比为3～5:1，萃取级数为15～20级，有机相与萃余液的混合时间为10～20min；第二段萃取中萃取的油水比为3～5:1，萃取级数为10～15级，有机相与低锆萃余液的混合时间为10～20min；第二段萃取中反萃的油水比为10～15:1，反萃级数为4～6级，有机相与盐酸的混合时间为15～30min；第一段萃取和第二段萃取中反萃液盐酸浓度控制在4～6mol/L。

第一段萃取中反萃的油水比为5～10:1，反萃级数为2～4级，有机相与盐酸的混合时间为15～30min。3.根据权利要求1的溶剂萃取分离锆和铪制备高纯氧化铪的方法，其特征在于：第一段萃取和第二段萃取中再生的油水比为3～5:1，再生级数为2～4级，有机相与碳酸钠的混合时间为10～30min。

第一段萃取和第二段萃取中再生液碳酸钠浓度控制在80～120g/L。

高纯低锆氧化铪产品锆杂质含量小于0.02％。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。