[发明专利]一种从四氯化锆中除去四氯化铪的方法

说明书

本发明提供了一种从四氯化锆中除去四氯化铪的方法，属于锆铪分离技术领域。本发明先将四氯化锆和四氯化铪分别与多甲基苯络合反应，得到锆络合物和铪络合物的混合固体，再将该混合固体加入离子液体中，采用甲苯与戊烷的混合溶液进行萃取，实现了锆与铪的有效分离，确保了四氯化锆具有较高的回收率，分离后的锆络合物经减压加热即可得到四氯化锆，工艺更加简单，条件更加温和，适于工业生产。

技术领域

本发明属于锆铪分离技术领域，具体涉及一种从四氯化锆中除去四氯化铪的方法。

背景技术

锆是一种稀有金属，它的化合物具有许多独特的性质，例如锆的核发性能，锆原子对氧化强亲和力，海绵锆燃点低、燃烧温度高，并易与气体反应生成稳定的化合物。因此被应用在核工业、火箭导弹、合金添加剂、吸气剂、磁流体发电和光纤通讯中，还广泛应用于陶瓷、造纸、耐火材料等工业中。

锆矿石中总是含有浓度约1-3wt％的铪，锆和铪的性质很相似，且四氯化锆与四氯化铪的性质也非常相似，这使得想要分离它们极为困难。由于锆具有很小的中子俘获区域，铪能够强烈的吸收中子，导致四氯化铪的存在使得四氯化锆的使用受到了一定的限制。目前已经提出的分离技术只有少数的被接受并且在工业范围内应用，如熔盐法和液-液萃取技术。熔盐法具体为，先将粗四氯化锆与氯化钠、氯化钾混合加热形成熔盐，然后通入蒸发炉，并且在蒸发炉内继续不断添加熔盐及粗四氯化锆，此法能够连续生产，但生产过程中温度过高，存在较大的安全隐患。在实行液-液萃取技术的时候，氯化物需要用水溶解，导致形成氧化物和氯氧化物，分离之后还需进行碳氯化反应使它们变为氯化物。

鉴于上述方法的缺陷，亟需提供一种生产条件温和、过程简单的四氯化锆与四氯化铪的分离技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种从四氯化锆中除去四氯化铪的方法，不仅生产条件温和，而且过程简单。

为实现上述目的，本发明提供了一种从四氯化锆中除去四氯化铪的方法，包括以下步骤：

(1)将粗四氯化锆和多甲基苯在有机溶剂中进行络合反应，得到锆络合物和铪络合物的混合固体；

(2)以氯化铝和氯化1-丁基-3-甲基咪唑为原料，制得离子液体；

(3)将所述锆络合物和铪络合物的混合固体加入所述离子液体中，再加入萃取剂进行萃取；

(4)分液得到有机相，除去有机溶剂，减压加热使锆络合物解配，得到固体；

(5)解配后得到的固体即为精制的四氯化锆，或者将解配后得到的固体用有机溶剂洗涤后干燥，即得精制的四氯化锆；

其中，所述多甲基苯为被2～6个甲基取代的苯(即二甲苯、三甲基苯、四甲基苯、五甲基苯、六甲基苯中的一种或两种以上的混合物)，所述离子液体为中性或酸性，所述萃取剂为甲苯与戊烷的混合溶液。