[发明专利]一种三碳酸铪酰钠制备二氧化铪的方法

说明书

本发明的目的是提供一种三碳酸铪酰钠制备二氧化铪的工艺，具体为以锆铪分离过程中铪萃取富集的反萃液三碳酸铪酰钠溶液为原料，通过加酸热煮解，得到硝酸铪酰溶液，再经加碱沉淀、洗涤、微波干燥、煅烧即可得到原子能级二氧化铪。该工艺与常规工艺比较，制成的水合氧化铪沉淀颗粒粒径较大，沉淀浆料过滤性能较好，原子能级二氧化铪的回收率由原来的85％提高至95％以上，具有明显的经济效益。

技术领域

本发明属于锆铪湿法冶金技术领域，具体涉及一种三碳酸铪酰钠制备二氧化铪的方法。

背景技术

原子能级二氧化铪是制备核级海绵铪的原料。在自然资源中，锆铪伴生，制备核级海绵锆、核级海绵铪，必需进行锆铪分离。其中磷酸三丁酯(TBP)萃取分离锆铪是工业上常用的方法之一。不论是盐酸+硝酸的混酸体系，还是单硝酸体系，萃原液经过TBP锆铪分离，铪主要留在萃余液中，由于萃余液中铪浓度较低，一般采用P204萃取富集的方式提高含铪溶液的浓度。萃余液中的铪经过P204萃取后，用碱性溶液反萃取，常用的碱性反萃取剂有碳酸钠溶液、碳酸铵溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸氢铵溶液等。考虑到含氨氮废水较难处理以及碳酸氢钠常温下溶解度偏低，采用碳酸钠溶液作为反萃取剂是一种较好的方式。负载铪的P204经碳酸钠溶液反萃取，有机相中的铪进入水相，与碳酸钠结合形成三碳酸铪酰钠溶液，该溶液中铪的浓度可达到锆铪分离萃余液中铪浓度的20～30倍。工业上常规做法是用烧碱溶液直接沉淀三碳酸铪酰钠溶液，制备水合氧化铪，经过过滤、洗涤、干燥、煅烧制备原子能级二氧化铪。三碳酸铪酰钠溶液用烧碱直接沉淀是过碱沉淀方式，沉淀终点pH值较高，制备的水合氧化铪沉淀颗粒粒径较小，沉淀浆料过滤及浆料洗涤后过滤困难，沉淀中细颗粒穿滤严重且较难回收，造成原子能级二氧化铪回收率偏低，带来较大的经济损失。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的是提供一一种三碳酸铪酰钠制备二氧化铪的方法，采用加酸热煮解方式处理三碳酸铪酰钠溶液，制备成硝酸铪酰溶液，硝酸铪酰溶液再加碱沉淀，制成的水合氧化铪沉淀颗粒粒径较大，沉淀浆料过滤性能较好。

本发明的技术方案如下：

一种三碳酸铪酰钠制备二氧化铪的方法，包括步骤一、硝酸铪酰制备,步骤二、铪沉淀、洗涤,步骤三、水合氧化铪干燥、煅烧，步骤一、硝酸铪酰制备；

将锆铪分离生产过程中萃取铪的P204负载有机相用高纯碳酸钠溶液进行反萃取，制备的反萃液为三碳酸铪酰钠溶液，将反萃液加入稀硝酸溶液中酸化，控制搅拌速度、酸化温度、蒸赶二氧化碳时间和酸化终点pH值，三碳酸铪酰钠酸解完成，制备出硝酸铪酰溶液；

步骤二、铪沉淀、洗涤；

将步骤一中硝酸铪酰溶液用碱沉淀，控制沉淀温度和终点pH值，铪沉淀完成后，过滤浆体，滤液去回收硝酸钠；滤饼为水合氧化铪，用去离子热水多次制浆洗涤，除去影响二氧化铪产品质量的水溶性杂质；

步骤三、水合氧化铪干燥、煅烧；

将洗涤后的水合氧化铪滤饼用带式微波干燥机进行干燥脱水，干燥后水合氧化铪在微波煅烧炉进行煅烧，制成二氧化铪。

所述步骤一中高纯碳酸钠溶液浓度为8％～12％，稀硝酸溶液浓度为3～6mol/L，酸化温度80～100℃,蒸赶二氧化碳时间0.5～1h，酸化终点pH≤2.0。

所述步骤二中碱为20％的离子膜级液碱，沉淀温度为70～85℃，终点pH值为8.0～8.5，去离子热水制浆洗涤次数6～8次。

所述步骤三中微波干燥温度为100～120℃，微波干燥时间30～40min；微波煅烧温度为800～950℃，微波煅烧时间为55～65min。