一种铪锆分离方法技术

本发明专利技术公开了一种铪锆分离方法，将待分离铪锆的原料与硫酸、水配制成待分离料液；以酸性磷萃取剂、磺化煤油、辛醇为有机相，待分离料液为水相萃取，得到铪锆负载有机相和锆萃余液；铪锆负载有机相经萃取，洗涤，反萃取，调整酸度，得到富铪料液；以酸性磷萃取剂、磺化煤油、辛醇为有机相，富铪料液为水相萃取，洗涤，反萃取，沉淀，灼烧，得到氧化铪；锆萃余液浓缩蒸发，冷却结晶，去除水分，得到硫酸锆。本发明专利技术方法体系稳定，分离系数大，分离效率高，得到的氧化铪纯度≥99.99％，ZrO2含量＜0.01％；同时获得富含锆元素的硫酸锆产品；可大批量生产，生产成本低，方法对温度和杂质种类适应性强，并且环保。并且环保。

【技术实现步骤摘要】
一种铪锆分离方法


[0001]本专利技术涉及湿法冶金
，尤其涉及一种铪锆分离方法。

技术介绍

[0002]在自然界中，铪、锆以伴生矿的形式存在，且二者的核外电子排列形式相识，受到“镧系收缩”效应的影响，致使二者的物理化学性质十分相似，分离效率低，且分离不彻底。目前，分离铪锆主要使用溶剂萃取法，溶剂萃取法的优点为成本低，产量大，设备简单，分离彻底、可连续性操作。现如今，实际生产中的溶剂萃取法主要为MIBK
‑
NH4SCN法、TBP
‑
HNO3‑
HCl法及TOA/N235
‑
H2SO4法。但是，目前的铪锆分离方法均难以实现连续有效大批量分离铪锆。
[0003]MIBK
‑
NH4SCN法体系是唯一优先萃取铪的方法，也是实际生产中应用最为广泛的途径。此方法虽然实现了锆、铪的有效分离，但分离系数不够大，且这个体系不稳定，易分解，难以控制。除此之外，采用该方法的工业排放污水中的HSCN络合物会产生硫化氢、氢氰酸和硫醇等，对环境危害大。
[0004]申请号为CN201310077849.4的专利“用磷酸三丁酯树脂分馏萃取分离铪锆的方法”公开的回收方法属于TPB体系，该方法的优点是萃取容量大，分离系数高。缺点为对设备的腐蚀严重，且在萃取过程中易产生乳化，最终导致萃取流程无法进行。并且，该方法对温度适应性小，对原材料杂质要求高，HNO3对环境污染大。
[0005]授权号为US8557202B1的专利“Separation method of zirconium and hafnium with acidic extractants”公开的回收方法属于TOA体系，该方法的优点是污染小，投资少，萃取剂不易溶于水等。缺点为有机负载量小，主要萃取锆，同时存在对铪锆的萃取能力差，分离系数不高等缺点。
[0006]申请号为CN201911258290.9的专利“一种原子能级二氧化铪制备方法”公开的方法属于TBP体系。该专利解决了铪锆分离后含铪萃余液沉淀制备原子能级二氧化铪成本高、废水量大、产品质量不稳定的问题，但还是存在温度适应性小，对原材料杂质要求高的缺点。
[0007]申请号为CN201810005419.4的专利“盐酸介质中萃取分离锆和铪的方法”公开的方法属于TPB体系。该方法的优点是萃取容量大，分离系数高。缺点为对设备的腐蚀严重，且在萃取过程中易产生乳化，最终导致萃取流程无法进行。并且，对温度适应性小，对原材料杂质要求高，HNO3对环境污染大。
[0008]申请号为CN201710812052.2的专利“一种从含铪废料中回收制备氧化铪的方法”公开的方法属于TPB体系。该方法的优点是萃取容量大，分离系数高，缺点为对设备的腐蚀严重。并且，在萃取过程中易产生乳化，最终导致萃取流程无法进行，且对温度适应性小，对原材料杂质要求高，HNO3对环境污染大。
[0009]因此，本申请提供了一种铪锆分离方法，该方法优先萃取铪，具有较大的分离系数，致使生产的产品纯度远高于行业标准要求；并且，可稳定大批量分离铪锆，对温度适应
性强，对杂质种类适应性强，适用于多种杂质；方法流程简单，反萃后有机无需再生可直接循环使用，减少环境污染问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种铪锆分离方法。
[0011]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种铪锆分离方法，包括如下步骤：
[0012](1)制备待分离料液：将待分离铪锆的原料与硫酸、水配制酸度3
‑
8mol/L的待分离料液；
[0013](2)铪的富集：以酸性磷萃取剂、磺化煤油、辛醇为有机相，步骤(1)所述待分离料液为水相进行萃取，得到铪锆负载有机相和锆萃余液；所述铪锆负载有机相采用硫酸溶液洗涤，得到富铪有机相；采用硫酸溶液作为反萃液对所述富铪有机相进行反萃取，得到富铪反萃液；
[0014](3)铪的提纯：将步骤(2)所述富铪反萃液调整酸度至2
‑
6mol/L，得到富铪料液；以步骤(2)相同的有机相，所述富铪料液为水相进行萃取，得到铪负载有机相；所述铪负载有机相采用硫酸溶液洗涤，得到纯铪有机相；采用草酸溶液作为反萃液对所述纯铪有机相进行反萃取，得到纯铪反萃液和空白有机；采用沉淀剂对所述纯铪反萃液进行沉淀，控制终点pH值至8
‑
10，得到铪的沉淀物，灼烧，得到氧化铪；
[0015](4)含铪产品的制备：将步骤(2)所述锆萃余液浓缩蒸发，冷却结晶，去除水分，得到硫酸锆。
[0016]所述待分离铪锆的原料为锆的化合物，包括但不限于未进行铪锆分离的碱式硫酸锆、氧氯化锆、氢氧化锆。本申请的铪锆分离方法可以分离多种原料，方法适用性强，可操作性好。本申请的待分离料液体系稳定，对温度适应性大，杂质适应性大。待分离料液的酸度为3
‑
8mol/L，在这个范围内，铪与其他元素、杂质的分离系数大。
[0017]优选地，所述待分离料液中铪锆总含量为30
‑
180g/L。
[0018]优选地，步骤(2)所述酸性磷萃取剂为P204和/或P507。
[0019]优选地，步骤(2)所述有机相和水相的体积比为1:(0.2
‑
5)。
[0020]优选地，步骤(2)所述有机相中，酸性磷萃取剂为P204或P507，其与磺化煤油、辛醇的体积比为(1
‑
40):(40
‑
94):(5
‑
20)；酸性磷萃取剂为P204和P507，其与磺化煤油、辛醇的体积比为(1
‑
40)：(1
‑
40):(40
‑
94):(5
‑
20)。采用这个比例的酸性磷萃取剂、磺化煤油、辛醇作为有机相进行萃取，分离系数大，铪的分离效果好。
[0021]优选地，步骤(2)所述洗涤采用硫酸溶液将体系pH调节至1
‑
5；更优选地，采用硫酸溶液将体系pH调节至3；最优选地，采用酸度为5
‑
9mol/L的硫酸溶液调节pH，硫酸溶液和铪锆负载有机相的体积比为1:(3
‑
10)。
[0022]优选地，步骤(2)作为反萃液的硫酸溶液浓度为15
‑
30mol/L。
[0023]优选地，步骤(2)所述富铪有机相和反萃液的体积比为(3
‑
6)：1。
[0024]优选地，步骤(2)中所述萃取需10
‑
40级逆流，所述洗涤需10
‑
50级逆流，所述反萃取需3
‑
5级逆流。
[0025]步骤(2)所述萃取、洗涤、反萃取的时间不限，反应完全即可。
[0026]酸性磷萃取剂是一类能与金属离子或其盐类螯合或配位的油溶性有机磷化合物。
酸性磷型萃取分子为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铪锆分离方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备待分离料液：将待分离铪锆的原料与硫酸、水配制酸度3
‑
8mol/L的待分离料液；(2)铪的富集：以酸性磷萃取剂、磺化煤油、辛醇为有机相，步骤(1)所述待分离料液为水相进行萃取，得到铪锆负载有机相和锆萃余液；所述铪锆负载有机相采用硫酸溶液洗涤，得到富铪有机相；采用硫酸溶液作为反萃液对所述富铪有机相进行反萃取，得到富铪反萃液；(3)铪的提纯：将步骤(2)所述富铪反萃液调整酸度至2
‑
6mol/L，得到富铪料液；以步骤(2)相同的有机相，所述富铪料液为水相进行萃取，得到铪负载有机相；所述铪负载有机相采用硫酸溶液洗涤，得到纯铪有机相；采用草酸溶液作为反萃液对所述纯铪有机相进行反萃取，得到纯铪反萃液和空白有机；采用沉淀剂对所述纯铪反萃液进行沉淀，控制终点pH值至8
‑
10，得到铪的沉淀物，灼烧，得到氧化铪；(4)含铪产品的制备：将步骤(2)所述锆萃余液浓缩蒸发，冷却结晶，离心甩干，得到硫酸锆。2.根据权利要求1所述铪锆分离方法，其特征在于，包括以下中的至少一项：步骤(2)所述酸性磷萃取剂为P204和/或P507；步骤(2)所述有机相和水相的体积比为1:(0.2
‑
5)。3.根据权利要求2所述铪锆分离方法，其特征在于，步骤(2)所述有机相中，酸性磷萃取剂为P204或P507，其与磺化煤油、辛醇的体积比为(1
‑
40):(40
‑
94):(5
‑
20)；酸性磷萃取剂为P204和P507，其二者与磺化煤油、辛醇的体积比为(1
‑
40)：(1
‑
40):(40
‑
94):(5
‑
20)。4.根据权利要求2所述铪锆分离方法，其特征在于，步骤(2)所述洗涤为采用硫酸溶液将体系pH调节至1
‑
5。5.根据权利要求4所述铪锆分离方法，其特征在于，步骤(2)所述洗涤为采用硫酸溶液将体系pH调节至3。6.根据权利要求5所述铪锆分离方法，其特征在于，步骤(2)所述洗涤为采用酸度为5
‑
9mol/L的硫酸溶液调节pH，所述硫酸溶液和含铪负载有机相的体积比为1:(3
‑
10)。7.根据权利要求1所述铪锆分离方法，其特征在于，步骤(2)作为反萃液的硫酸溶液浓度为15
...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟明龙，
申请(专利权)人：深圳中铪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：