一种锆铪分离的电化学方法技术

本发明专利技术提供了一种锆铪分离的电化学方法，采用具有阳极室和阴极室，且阳极室和阴极室被液态合金分隔开的电解槽。特别地，液态合金包括粗锆和金属活性低于锆的熔体金属。电解反应开始后，由于液态合金中的金属活性顺序为：铪>锆>>熔体金属，液态合金中的铪优先于锆被氧化，铪以离子形式进入阴极室电解质中，导致液态合金中的铪含量不断降低，而锆保留在液态合金中。从而实现锆和铪的深度分离，进而可制备核级锆产品。核级锆产品。核级锆产品。

【技术实现步骤摘要】
一种锆铪分离的电化学方法


[0001]本专利技术涉及锆冶金
，具体涉及一种锆铪分离的电化学方法。

技术介绍

[0002]锆铪同属于高熔点稀有金属，在航空、航天、核能、冶金、化工、医疗等领域广泛应用。铪的热中子俘获截面很大，为115b，锆的仅为0.18b，因此用于铀核燃料的锆包裹外壳需将铪降低至极低水平(100ppm)。但由于锆铪同属第IV副族元素，原子和离子半径与结构十分相近，化学性质也十分相似，所以自然界中往往锆铪伴生(铪约占锆铪总质量的142％)，冶炼过程也难以分离。随着世界能源结构的转变，核工业对核级锆的需求量不断增加，开发新的锆铪分离工艺具有重要的战略意义。
[0003]目前自上世纪中叶以来，发达国家对锆铪分离进行的大量研究，主要包括溶剂萃取法、分步结晶法、熔盐萃取法等。其中，溶剂萃取法主要针对水溶液中ZrO
2+
与HfO
2+
的性质差异，如与SCN
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的配位能力不同则用甲基异丁酮(MIBK)进行萃取分离，与磷
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氧配位能力差异不同则采用磷酸三丁酯(T本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锆铪分离的电化学方法，其特征在于，所述方法包括：采用具有阳极室和阴极室的电解槽，在阳极室和阴极室内分别设有阳极电解质和阴极电解质，将阳极电极插入阳极电解质中，阴极电极插入阴极电解质中；所述阳极室和阴极室被液态合金分隔开，阴、阳极电极均不与液态合金接触；所述液态合金包括溶质金属和熔体金属，所述溶质金属为粗锆，所述粗锆中含有铪元素；所述熔体金属的金属活性低于锆；通电电解，液态合金中的铪含量不断降低，而锆保留在液态合金中，从而实现锆和铪的分离。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极电极材质选自石墨、铜、锆中的一种。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阳极电极材质为石墨时，向所述阳极室内加入含锆物料，所述含锆物料为锆的卤化物或氧化物。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述含锆物料选自Na2ZrCl6、K2ZrCl6、Na2ZrF6、K2ZrF6、ZrO2、ZrCl2、ZrCl3、ZrCl4中的一种或几种。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阳极电极材质为铜或粗锆时，所述阳极室内无需加入含锆物料。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔体金属选自铜、铅、锌、锡、铋中的一种或几种，形成的液态合金熔点低于1100℃。7.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵中伟，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：