[发明专利]一种高纯低锆氧化铪的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，特别涉及一种高纯低锆氧化铪的制备方法。

背景技术

锆与铪是化学性质极其相似的两种元素。锆和铪都是高熔点稀有金属，在元素周期表中属于IVB族，由于它们相似的外层电子结构(Zr：4D²5S²，Hf：5D²6S²)，尤其是镧系收缩的影响，他们的原子半径、离子半径、结晶结构都十分接近，因此在化学性质上表现得非常相似。在自然界中，锆和铪总是共生在一起，没有单独的锆矿或铪矿，一般锆矿含铪2-6％，所以锆铪必须进行分离。但是，锆与铪极其相似的化学行为，使得彼此的分离十分困难。

我国锆与铪的分离研究工作虽然始于上世纪六十年代，但主要是与原子能应用配套，原子能级锆其铪含量要求小于0.01％，原子能级铪要求锆含量要低于3％。整个锆铪分离研究工作，上世纪七十年代末基本处于停止状态。为配合093工程，2000年我院技术转让恢复了锆铪分离生产线，氧化铪中氧化锆的含量小于等于3％的产品即为合格。

发明内容

本发明的目的是提供一种高纯低锆氧化铪的制备方法，其特征在于，该方法步骤如下：

(1)配制合格的硫酸铪料液，以氧化铪为原料，依次经碱熔、盐酸溶解、结晶除杂、沉淀、过滤、烘干，然后再经硫酸溶液溶解，调整硫酸铪料液中H⁺浓度为2.4mol/L～2.8mol/L，HfO₂浓度为50g/L～80g/L；

(2)萃取剂由N₂₃₅复配A₁₄₁₆和磺化煤油而成，萃取剂各组分按体积分数如下：N₂₃₅：20％，A₁₄₁₆：7％，磺化煤油：73％，采用上述萃取剂进行多级萃取，分离硫酸铪料液中的锆铪，得到低锆硫酸铪萃取余液；其中，萃取前萃取剂经两级酸化，酸化酸采用硫酸溶液，酸化后萃取剂与料液混合搅拌30分钟进行萃取操作，萃取分层后分离有机相和水相，水相用于下一级萃取，有机相经两级反萃，两级有机相再生得再生后有机相，反萃液采用盐酸溶液，有机相再生液采用碳酸钠水溶液，再生后有机相经两级酸化后再进行萃取操作；

(3)低锆硫酸铪萃取余液依次经氨水沉淀、漂洗、烘干、盐酸浸出、结晶提纯、氨水沉淀、漂洗、烘干、煅烧，得到高纯低锆氧化铪产品。

所述萃取剂与硫酸铪料液体积比为1∶1。

所述酸化酸硫酸溶液H⁺浓度为2.5mol/L。

所述两级酸化操作如下：萃取剂两次与等体积H⁺浓度为2.5mol/L硫酸溶液搅拌混合30分钟、分相。

所述有机相经两级反萃，两级有机相再生。

所述盐酸溶液H⁺浓度为2mol/L。

所述碳酸钠水溶液质量分数为5％。

所述两级反萃操作如下：有机相两次与等体积H⁺浓度为2mol/l盐酸溶液搅拌混合30分钟、分相。

所述两级有机相再生操作如下：经两级反萃后的有机相两次与等体积质量分数为5％的碳酸钠水溶液搅拌混合30分钟、分相。

所述高纯低锆氧化铪产品中氧化锆的质量百分比小于0.5％。

所述N₂₃₅、A₁₄₁₆、磺化煤油均为外购工业级产品。

本发明的有益效果为：本发明专利提供一种氧化铪中氧化锆的含量小于0.5wt％的高纯氧化铪的制备方法。所得高纯氧化铪杂质含量较低，属于紫外级氧化铪，可用于高端光学镀膜材料。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

一种高纯低锆氧化铪的制备方法，该方法步骤如下：

(1)配制合格的硫酸铪料液：以氧化铪为原料，依次经碱熔、盐酸溶解、结晶除杂、沉淀、过滤、烘干，然后再经H⁺浓度为9mol/L的硫酸溶液溶解，调整硫酸铪料液中H⁺浓度为2.5mol/L，HfO₂浓度为50g/L，硫酸铪料液体积为15升；