[发明专利]一种超亲氧金属-钙协同深度脱除金属锆中氧的方法

权利要求书

1.一种超亲氧金属-钙协同深度脱除金属锆中氧的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)物料装填：将超亲氧金属、无水氯化钙、锆原料投入密闭反应容器的锆坩埚内，将钙还原剂加入到所述密闭反应容器的锆坩埚与不锈钢坩埚的间隙中，然后将所述密闭反应容器密封；

2)蒸馏脱氧：将所述密闭反应容器放入一不锈钢真空罐内，抽真空、通惰性气体，加热反应容器至700～1200℃，反应时间为12～240h，反应结束后自然冷却至室温；

3)拆卸清洗：打开不锈钢真空罐，将所述密闭反应容器取出，打开所述密闭反应容器，取出锆坩埚；然后水洗去除锆坩埚内残余的金属钙和无水氯化钙，取出经过脱氧的锆原料和剩余的超亲氧金属，对脱氧的锆原料进行表面清洗、烘干得到低氧高纯锆，剩余的超亲氧金属经表面清洗、烘干进行循环利用；

其中，该密闭反应容器，由锆坩埚、不锈钢坩埚、高温密封垫圈、不锈钢密封盖、多个密封螺栓组成；该锆坩埚放置于该不锈钢坩埚内，该不锈钢坩埚与该不锈钢密封盖边缘设有对应的法兰，该不锈钢坩埚与该不锈钢密封盖之间夹设有高温密封垫圈，该密封螺栓穿设过该不锈钢坩埚与该不锈钢密封盖边缘对应的法兰将该密闭反应容器密封起来；

其中，超亲氧金属加入量为锆原料质量的2％～120％；锆原料与无水氯化钙的质量比为1:5～1:40；钙还原剂的加入量为反应温度下氯化钙熔盐中钙饱和溶解量的0.5～5倍；

所述锆原料为金属锆或氧化锆，其中，金属锆为块材、板材、丝材、管材、棒材、带材、粉材或异型构件，氧化锆为粉末；

所述超亲氧金属为比钙更亲氧的金属，具体为镥、钬、铒、钇；

所述钙还原剂为金属钙或钙合金，该金属钙为高纯钙、蒸馏钙或工业钙；该钙合金为钙硅合金或钙铝合金。

2.如权利要求1所述的超亲氧金属-钙协同深度脱除金属锆中氧的方法，其特征在于，所述超亲氧金属形式为块材、板材、丝材或海绵金属。

3.如权利要求1所述的超亲氧金属-钙协同深度脱除金属锆中氧的方法，其特征在于，步骤1)中进一步在所述锆坩埚中加入碱金属卤化物、碱土金属卤化物中的一种或两种；该碱金属卤化物、碱土金属卤化物的加入量为无水氯化钙质量的0％～90％。

4.如权利要求3所述的超亲氧金属-钙协同深度脱除金属锆中氧的方法，其特征在于，所述碱金属卤化物为氯化钾。

5.如权利要求1所述的超亲氧金属-钙协同深度脱除金属锆中氧的方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气。

6.如权利要求1所述的超亲氧金属-钙协同深度脱除金属锆中氧的方法，其特征在于，步骤3)所述表面清洗方法为：用含有1M氢氟酸与1M硝酸的混合酸洗涤5遍，再分别用去离子水、乙醇、丙酮各冲洗表面5遍。