[发明专利]一种原子能级二氧化铪制备方法

说明书

本发明属于湿法锆铪冶金技术领域，具体涉及一种原子能级二氧化铪制备方法。本方法采用P204作为萃取剂对上述萃余液中的铪进行萃取富集，富集后铪溶液中铪的浓度可提高20～30倍，沉淀用烧碱消耗量显著降低，沉淀母液可返回配制反萃剂；铪萃取的萃余水可返回锆铪分离系统循环使用或者用于生产硝酸钠产品；生产出的二氧化铪颜色为白色，全部杂质含量符合原子能级二氧化铪质量标准。与萃余液直接沉淀比较，废水量减少60％以上，且可回收利用，烧碱消耗量降低85％以上，生产成本较低且二氧化铪产品质量稳定，具有明显的社会效益与经济效益。

技术领域

本发明属于湿法锆铪冶金技术领域，具体涉及一种原子能级二氧化铪制备方法。

背景技术

在核级海绵锆、原子能级海绵铪生产过程中锆铪分离是关键步骤。在单硝酸体系下，用磷酸三丁酯(TBP)作萃取剂，磺化煤油作稀释剂，组成锆铪萃取分离的有机相。以氯氧化锆为原料，经过加水溶解、加液碱沉淀制备出氢氧化锆(铪)浆体，浆体用水洗涤除去其中的中氯离子，再用浓硝酸溶解浆体，调整溶解液的酸度配制成锆铪分离的萃原液。该萃原液经过磷酸三丁酯多级逆流萃取实现锆铪分离，萃原液中的硝酸锆酰进入有机相，通过反萃取得到含锆反萃液，再经过加碱沉淀、干燥煅烧，制备出核级二氧化锆。锆铪分离后的萃余液主要成分为硝酸铪酰，其锆的含量满足原子能级铪对杂质锆的要求，可用于制备原子能级铪。

上述萃余液常规处理方法为：直接加碱沉淀、干燥、煅烧制备原子能级二氧化铪。但由于萃余液中铪的浓度较低，只有1～2g/L，而硝酸浓度高达3mol/L以上，直接沉淀，碱的消耗量大，试剂成本高且废水量大；另外，萃原液中的大部分金属阳离子杂质经过锆铪分离后进入萃余液，直接沉淀制备出的二氧化铪颜色偏黄，杂质含量高，部分杂质影响原子能级二氧化铪的质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种原子能级二氧化铪制备方法，主要解决锆铪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、产品质量不稳定的缺点。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种原子能级二氧化铪制备方法，该工艺包括下述步骤：

步骤一、铪萃原液制备：

以工业氯氧化锆为原料，按照设定的液固比加水溶解；

完全溶解后，用工业液碱沉淀，制备出氢氧化锆和氢氧化铪混合物浆体；

混合物浆体过滤，滤饼用水制浆洗涤；

含水浆料用过滤，滤饼再次加水制浆洗涤，通过5～6次制浆洗涤后，涤洗水中氯离子小于1g/L；

末次洗涤浆料过滤得到的滤饼用98wt.％的浓硝酸溶解制成硝酸锆酰溶液；

溶解完全后，再补加设定量的98wt.％的浓硝酸、水配制成锆铪分离的萃原液；

将萃原液与有机相在混合澄清器进行5～6级逆流萃取，进行锆铪分离；

萃原液中的硝酸锆酰进入有机相，制备核级二氧化锆；

萃原液中的硝酸铪酰进入水相的萃余液中；

步骤二、有机相配制

将工业级P204、仲辛醇和磺化煤油混合，配成铪萃取的有机相；

步骤三：有机相酸化

将有机相与稀酸溶液在常温下进行多级逆流酸化；

步骤四：铪萃取

将酸化的有机相与铪萃原液在常温下进行多级逆流萃取，萃原液中的铪萃入有机相，实现铪初次富集，得到含铪有机相；

铪萃取的萃余液返回锆铪分离萃取体系配制萃原液；