一种核纯氟化锂的提纯方法技术

本发明专利技术公开了一种核纯氟化锂的提纯方法，其包括如下步骤：(1)将氟化锂原料与有机溶剂‑氟化氢络合物混合至完全溶解，得到液体A；混合的温度为40‑100℃；(2)将步骤(1)中的液体A与水的混合物，进行固液分离，取固体，即可。本发明专利技术的提纯方法能够实现提纯后的氟化锂中金属杂质符合熔盐堆对初始原料氟化盐的质量允许指标要求，同时，提纯后氟化锂的产物收率较高(质量损失小于10％)，纯度可达99.97％及以上，且该方法采用的设备简单，操作简单，成本低，无污染，安全性高，能耗小。

【技术实现步骤摘要】
一种核纯氟化锂的提纯方法
本专利技术涉及一种核纯氟化锂的提纯方法。
技术介绍
熔盐堆(MSR)是“第四代核能国际论坛”(GIF)选中的6个候选核能系统之一。与其它堆型相比，其在中子经济性、放射性废物处理、固有安全性和防核扩散等方面具有无可比拟的优势。由于氟化物熔盐具有中子吸收截面小、高温稳定性好、高热导率、高比热、高沸点、低饱和蒸汽压和粘度等一系列特点，MSR选用碱土金属的氟化物作为核燃料载体和冷却剂，其中二元混合物7LiF-BeF2为最常用的候选熔盐体系。应用于MSR的7LiF-BeF2熔盐对纯度有着非常高的要求，一些腐蚀性金属杂质在熔盐中都有非常严格的限制。氟化锂-7(7LiF)是制备7LiF-BeF2熔盐的基础原材料，杂质含量的控制与其制备得到的熔盐的纯度直接相关。而且制备7LiF的方法包括以7LiOH为原料，该原料价格非常昂贵，因此，在生产和净化核纯级7LiF的过程中，还应尽量避免质量损失。在7LiOH氟化制备核纯7LiF过程中，用腐蚀性很强的氢氟酸做氟化剂，可能出现个别批次由于原料引入或设备腐蚀等事故原因导致7LiF引入金属杂质，呈浅棕色，超出橡树岭熔盐堆对初始原料氟化盐中的杂质的允许含量指标(Fe≤100ppm，Cr≤25ppm，Ni≤25ppm)的情况，需进行提纯处理。而由于7LiF在水等常规溶剂中溶解度很小，这些金属杂质(氟化物或氧化物)包夹在其中很难通过洗涤去除。目前没有发现专门针对去除7LiF中金属离子的方法的报道，离子交换法或溶剂萃取法虽是一种通常的去除杂质的方法，但该类方法具有速度慢、或者需添加额外的设备、设备复杂、能耗高、成本高等缺点，且由于复杂的工序或添加净化试剂还可能引入更多其它的杂质。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中核纯氟化锂-7中金属杂质难以去除或者操作复杂的缺陷，提供一种核纯氟化锂的提纯方法。采用本专利技术的核纯氟化锂的提纯方法去除核纯氟化锂中的金属离子效果良好，具有操作简单、快速的特点。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种核纯氟化锂的提纯方法，其包括如下步骤：(1)将氟化锂原料与有机溶剂-氟化氢络合物混合至完全溶解，得到液体A；所述混合的温度为40-100℃；(2)将步骤(1)中的所述液体A与水的混合物，进行固液分离，取固体，即可。本专利技术中，所述氟化锂原料可为本领域常规的含有以离子形式存在的金属元素的杂质的氟化锂。所述氟化锂原料的纯度可为99.9-99.95％。本专利技术中，所述氟化锂原料中的氟化锂可为氟化锂-7，例如采用7LiOH与氢氟酸(氟化氢水溶液)反应制得的氟化锂-7。其中，所述金属元素可包括本领域常规的金属元素，属于在常规氟化锂制造过程中带入的杂质，例如Fe元素、Cr元素和Ni元素中的一种或多种。其中，所述Fe元素在所述氟化锂原料中的含量可为0-1000ppm但不为0，例如200、550或800ppm。其中，所述Cr元素在所述氟化锂原料中的含量可为0-100ppm但不为0，例如20、56或70ppm。其中，所述Ni元素在所述氟化锂原料中的含量可为0-100ppm但不为0，例如35、50或80ppm。本专利技术中，所述有机溶剂-氟化氢络合物一般是指有机溶剂与氟化氢的络合物。例如三乙胺三氟化氢络合物是三乙胺与氟化氢络合后得到的三乙胺三氟化氢络合物。有机溶剂-氟化氢络合物在本领域中通常是作为氟化剂应用于有机氟化物的合成中。本专利技术中，所述有机溶剂-氟化氢络合物较佳地为含氮类有机溶剂-氟化氢络合物；更佳地为氟化氢-吡啶络合物(PPHF)，N,N-二甲基甲酰胺-氟化氢络合物和三乙胺三氟化氢络合物中的一种或多种。本专利技术中，所述步骤(1)中，所述氟化锂原料与所述有机溶剂-氟化氢络合物的质量比较佳地为1:(3～10)，例如1:3、1:3.5、1:4、1:5或1:7。本专利技术中，所述步骤(1)中，所述混合的温度较佳地为60、70、80或90℃。本专利技术中，所述步骤(1)中，所述混合的操作较佳地包括搅拌的步骤。其中，所述搅拌较佳地包括第一次搅拌、第二次搅拌的步骤；所述第一次搅拌的温度为20±5℃，所述第二次搅拌的温度为40-100℃。所述第一次搅拌的时间较佳地为1-5h。所述第二次搅拌的时间较佳地为1-5h。所述第二次搅拌的温度较佳地为60、70、80或90℃。本专利技术中，所述步骤(1)中，较佳地，在所述混合后还包括过滤的步骤。其中，所述过滤采用的装置可为本领域常规的耐氢氟酸腐蚀的过滤装置。所述过滤采用的滤膜的材质较佳地为PTFE、PP或喷涂特氟龙；所述过滤采用的滤膜的孔径可为本领域常规的滤膜孔径，例如10-50μm，较佳地为20μm。本专利技术中，所述步骤(2)中，所述水的质量较佳地为所述有机溶剂-氟化氢络合物的质量的3～10倍，更佳地为4～6倍。本专利技术中，所述步骤(2)中，较佳地，所述液体A与水的混合物由所述液体A与水在保温和搅拌的条件下混合得到。其中，所述保温的温度较佳地为40-100℃，例如60、70、80或90℃。其中，所述搅拌的时间较佳地为1-5h。本专利技术中，所述步骤(2)中，所述固液分离的操作可为本领域常规的固液分离的操作。较佳地，所述固液分离包括过滤的步骤，所述过滤较佳地为在温度为40-100℃下进行，例如在60、70、80或90℃下进行。本专利技术中，较佳地，在所述步骤(2)之后，还包括步骤(3)：将所述步骤(2)中获得的所述固体进行洗涤，干燥。其中，所述步骤(3)中，所述洗涤的次数较佳地为1-5次，例如3次。其中，所述步骤(3)中，所述洗涤使用的试剂可为本领域常规用于洗涤的试剂，较佳地为水，例如去离子水。用于去除表面吸附的酸和盐杂质。其中，所述步骤(3)中，所述洗涤使用的试剂的质量较佳地为所述氟化锂原料的质量的0.5-5倍，例如1倍。其中，所述步骤(3)中，所述干燥可为本领域常规的干燥的操作，较佳地为真空干燥。本专利技术中，较佳地，采用前述的提纯方法制得提纯后的氟化锂中的杂质成分含量符合以下标准：Fe≤100ppm，Cr≤25ppm，Ni≤25ppm，例如Fe:95ppm，Cr:16ppm，Ni:13ppm。本专利技术中，较佳地，采用前述的提纯方法制得提纯后的氟化锂的纯度为99.97％以上，例如99.981％、99.974％或99.978％。本专利技术中，所述核纯一般是指纯度为核纯级。本专利技术中，所述氟化锂-7中的锂-7和7LiF中的7Li一般是指质量数为7的锂元素。在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术所用试剂和原料均市售可得。本专利技术的积极进步效果在于：1、本专利技术的提纯方法实现了杂质离子的去除，且能够实现提纯后的氟化锂中金属杂质符合熔盐堆对初始原料氟化盐的质量允许指标要求；同时，还能实现提纯后氟化锂的产物收率较高(质量损本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核纯氟化锂的提纯方法，其特征在于，其包括如下步骤：/n(1)将氟化锂原料与有机溶剂-氟化氢络合物混合至完全溶解，得到液体A；所述混合的温度为40-100℃；/n(2)将步骤(1)中的所述液体A与水的混合物，进行固液分离，取固体，即可。/n

【技术特征摘要】
1.一种核纯氟化锂的提纯方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)将氟化锂原料与有机溶剂-氟化氢络合物混合至完全溶解，得到液体A；所述混合的温度为40-100℃；
(2)将步骤(1)中的所述液体A与水的混合物，进行固液分离，取固体，即可。


2.如权利要求1所述的核纯氟化锂的提纯方法，其特征在于，所述氟化锂原料为含有以离子形式存在的金属元素的杂质的氟化锂；
和/或，所述氟化锂原料的纯度为99.9-99.95％；
和/或，所述氟化锂原料中的氟化锂为氟化锂-7，例如采用7LiOH与氢氟酸反应制得的氟化锂-7。


3.如权利要求2所述的核纯氟化锂的提纯方法，其特征在于，所述金属元素包括Fe元素、Cr元素和Ni元素中的一种或多种。


4.如权利要求3所述的核纯氟化锂的提纯方法，其特征在于，所述Fe元素在所述氟化锂原料中的含量为0-1000ppm但不为0，例如200、550或800ppm；
和/或，所述Cr元素在所述氟化锂原料中的含量为0-100ppm但不为0，例如20、56或70ppm；
和/或，所述Ni元素在所述氟化锂原料中的含量为0-100ppm但不为0，例如35、50或80ppm。


5.如权利要求1所述的核纯氟化锂的提纯方法，其特征在于，所述有机溶剂-氟化氢络合物为含氮类有机溶剂-氟化氢络合物；
和/或，所述步骤(1)中，所述氟化锂原料与所述有机溶剂-氟化氢络合物的质量比为1:(3～10)；
和/或，所述步骤(1)中，所述混合的温度为60、70、80或90℃；
和/或，所述步骤(1)中，所述混合的操作包括搅拌的步骤；
和/或，所述步骤(1)中，在所述混合后还包括过滤的步骤；
其中，所述过滤采用的滤膜的材质较佳地为PTFE、PP或喷涂特氟龙；所述过滤采用的滤膜的孔径可为10-50μm，较佳地为20μm。


6.如权利要求5所述的核纯氟化锂的提纯方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖吉昌，宗国强，王荣荣，陆人杰，
申请(专利权)人：中国科学院上海有机化学研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31