一种熔盐电解制备金属锆的方法技术

本发明专利技术涉及一种熔盐电解制备金属锆的方法，包括：将液态合金置于电解槽底部，其熔化后能将电解槽分隔为阳极室和阴极室；向所述阳极室加入卤化物熔盐，向所述阴极室加入含锆卤化物熔盐；向所述阳极室加入原料二氧化锆，电解槽升温至反应温度，然后将阳极和阴极分别浸入所述阳极室卤化物熔盐和所述阴极室含锆卤化物熔盐中，通电电解，金属锆在阴极析出。所述制备方法避免了四氯化锆制备过程对环境的污染以及由此导致的高生产成本，还原得到的锆溶解进入液态合金，不会对氧离子的扩散造成阻碍，并且能够很好的除去原料中的杂质，对二氧化锆纯度要求低，对原料的适应性好，更能实现金属锆的连续生产。锆的连续生产。锆的连续生产。

【技术实现步骤摘要】
一种熔盐电解制备金属锆的方法


[0001]本专利技术属于锆冶金领域，具体涉及一种熔盐电解制备金属锆的方法。

技术介绍

[0002]锆对于核工业十分重要，锆热中子俘获面小，抗蚀性能和机械性能好，是核反应堆重要的结构材料。目前，金属锆主要通过四氯化锆镁热还原法生产，该法首先将二氧化锆加碳氯化转变为四氯化锆，然后用镁还原四氯化锆制取金属锆，该方法技术成熟，但为间歇操作，无法连续生产，同时，金属镁的再生是一个产生氯气的过程，对环境治理的要求极为苛刻。钠还原四氯化锆也可以制备金属锆，但钠的再生同样面临产生氯气的问题，同时，还原过程钠的消耗量比镁大。进一步地，专利US 4923577对四氯化锆镁热还原法进行了改进，该方法将四氯化锆溶解在含镁离子的熔盐中，通电电解，利用阴极得到的金属镁还原四氯化锆制备金属锆，该法可避免低价锆氯化物的产生，但仍然会生成氯气。
[0003]碳还原二氧化锆制备金属锆时，很容易生成锆碳氧固溶体。金属还原二氧化锆制备金属锆时，大多数金属难以还原得到含氧量低的锆，少数几种金属(比如钙)能还原得到合格产品，但其制备成本极高，从而限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔盐电解制备金属锆的方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)将液态合金置于电解槽底部，其熔化后将电解槽分隔为阳极室和阴极室；(b)向所述阳极室加入卤化物熔盐，向所述阴极室加入含锆卤化物熔盐；(c)向所述阳极室加入原料二氧化锆，电解槽升温至反应温度，然后将阳极和阴极分别浸入所述阳极室卤化物熔盐和所述阴极室含锆卤化物熔盐中，通电电解，固态二氧化锆在液态合金和阳极室卤化物熔盐界面处被还原成金属锆并进入液态合金，同时，液态合金中的锆被氧化成锆离子进入阴极室含锆卤化物熔盐，阴极室含锆卤化物熔盐中的锆离子则在阴极表面被还原成金属锆。2.根据权利要求1所述熔盐电解制备金属锆的方法，其特征在于，所述液态合金为铜、锌、锡、铋、银、铅中的至少一种与锆形成的合金。3.根据权利要求1或2所述熔盐电解制备金属锆的方法，其特征在于，在工作条件下，所述液态合金的密度大于所述二氧化锆的密度。4.根据权利要求1所述熔盐电解制备金属锆的方法，其特征在于，所述卤化物熔盐为氯化锂、氯化钙、氯化钡、氯化铯、氯化...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵中伟，伏虎，孙丰龙，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：