DIBK溶剂萃取法分离锆铪

以二异丁基甲酮(DIBK)作萃取剂,以TBP或P204作改质剂,从不同酸性介质中萃取分离锆铪。考察酸性介质、TBP加入量、P204加入量和盐析剂(NH4)2SO4等对萃取分离锆铪效果的影响。结果表明:DIBK只有在HSCN介质中优先萃取铪,改质剂TBP或P204的加入能显著增加铪的萃取率和锆铪的分离系数。锆铪的分离系数可达到9,与MIBK萃取分离锆铪的性能相似。     

MIBK-HSCN体系萃取分离锆铪影响因素的研究

采用甲基异丁基酮(MIBK)作萃取剂,以氧氯化锆(铪)为原料,研究了MIBK-HSCN体系中H 和(NH4)2SO4的浓度对锆铪萃取分离的影响。结果表明:锆铪分离最佳水相酸度是1～1.5mol·L-1,此时铪的分配系数大于1,分离系数为3～4,溶液无沉淀出现;料液中添加(NH4)2SO4可显著提高铪的分配系数及分离系数,添加(NH4)2SO4的最佳浓度是0.8～1mol·L-1,此时铪的分配系数为2.5,分离系数为10～14,溶液无沉淀出现。     

合金渣中铪的MIBK萃取分离试验

采用MIBK作为萃取剂,在盐酸体系下,对含铪合金渣中的铪进行萃取分离试验,主要考察合金渣中含量较高的锆、钛、铬和铪在萃前液不同氢离子浓度、NH4SCN浓度、有机相HSCN浓度及相比下的分离性能。结果表明,铪和锆钛分离难度较大、和铬分离较易,铪的最优分离条件为:萃前液氢离子浓度0.96mol/L、萃前液NH4SCN浓度2.56mol/L、有机相HSCN浓度2.73 mol/L、相比1。在最优条件下,铪和锆的相对分离系数为6.63,铪的分配比为1.79,对于锆含量较低的合金渣,可以有效提升锆铪分离效率,钛最好于萃取分离前进行分离。     

紫外级氧化铪的生产工艺研究

紫外级氧化铪具有优异的光学性能和抗激光损伤性能,是制备高功率激光薄膜、高折射率紫外薄膜以及其他光学薄膜的重要材料.锆铪分离足制备紫外级氧化铪的关键.本实验研究了 N235-H2SO4萃取分离锆铪体系的影响因素,并得到用N235-H2SO4萃取分离体系制备低锆氧化铪的最佳工艺.经过4级萃取,制备出含锆量低于0.1%的紫外级氧化铪.     

P507萃取锆和铪及分离性能

以氯氧化锆(铪)溶液为料液, 用2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(P507)萃取剂在盐酸介质中萃取锆铪.研究了P507浓度、料液浓度、萃取温度和时间、盐酸或氯离子浓度、添加剂浓度等因素对锆铪萃取率、分配比和分离系数的影响.结果表明: P507萃取锆铪的反应为吸热反应; 萃取速率较慢, 平衡时间≥40 min, 改变金属离子和萃取剂浓度, 以及在有机相中添加仲辛醇等均难以使萃取速率得到有效提高; 饱和法测得有机相中萃取剂与金属离子的物质的量之比为3左右; 锆、铪的分配比随着P507浓度的增加而增加, 但增加的幅度在低浓度区域和高浓度区域各不相同.锆铪之间的分离系数在萃取剂浓度0.9 mol·L-1附近呈极小值; 盐酸和氯离子浓度的影响较复杂, 呈波浪式变化.     

锆铪分离技术的研究进展

锆铪分离技术是生产核级锆和核级铪的核心技术。描述了锆铪的火法分离和湿法分离技术的现状,特别是甲基异丁基酮-硫氰酸法、磷酸三丁酯法、三辛胺法和改进的N235-H2SO4法等溶剂萃取分离锆铪的工业技术,并对各种工艺流程的优劣进行了技术和经济分析。此外,还重点介绍了锆铪溶剂萃取分离技术的新进展,采用的萃取剂主要包括:酸性含磷萃取剂(P204,Cyanex 923,Cynaex 925,PC-88A和Cyanex272)、异构酸萃取剂(Versatic acid 10)、碱性胺类萃取剂(Aliquat 336)、醚类萃取剂(DC18C6,18C6,B15C5和PEG2000)、螯合萃取剂(LIX84-IC)、协同萃取体系(螯合萃取剂与中性含磷萃取剂)和中性含硫萃取剂(DBSO)等。酸性含磷萃取剂和醚类萃取剂对锆铪分离有较好的效果,对其萃取机制、热力学和动力学等基础性研究较多。这些分离技术仅限于实验室规模的研究,距离产业化应用尚需进行深入研究和扩大实验验证。由于采用溶剂萃取分离锆铪技术会产生环境污染问题,加强绿色锆铪分离工艺的研究和开发是锆铪溶剂萃取分离技术的发展方向。     

DIBK-P350和DIBK-TOPO负载有机相中铪和锆的反萃

分别以盐酸、硫酸、碳酸氢铵、碳酸铵和碳酸钾的水溶液为反萃剂,对比研究了其对DIBK-P350体系和DIBK-TOPO体系负载有机相中铪和锆的反萃性能。结果表明,盐酸、硫酸、碳酸氢铵和碳酸钾对这两个体系负载有机相中铪和锆的反萃率或分离系数较低,不适合作为该体系的反萃剂,而碳酸铵((NH_4)_2CO_3)较适合作为反萃剂。在室温、油水相比O/A=1/2、(NH_4)_2CO_3浓度1.5~2.0mol/L的优化条件下,DIBK-P350体系负载有机相中(NH_4)_2CO_3对铪的单级反萃率和锆铪的分离系数分别达到91.61%和6.94。对DIBK-TOPO体系负载有机相反萃的优化条件为:室温、油水相比O/A=1/2、(NH_4)_2CO_3浓度2.0 mol/L,(NH_4)_2CO_3对铪的单级反萃率和锆铪的分离系数分别达94.33%和15.30。     

有机含磷及含氮萃取剂萃取分离锆铪研究进展

锆和铪是两种性质接近、分离困难的稀有金属,主要应用于核工业.目前,针对湿法分离锆铪,工业上多采用溶剂萃取法.从有机含磷(膦)萃取剂、有机含氮萃取剂、协萃体系三方面,分别综述溶剂萃取法分离锆和铪的研究进展.发现对有机磷(膦)萃取剂研究较多,分离效果较好.对于新型萃取剂和萃取工艺的开发,如萃取剂二(2-乙基己基)-1-(2...     

改进的P507在H_2SO_4体系中对锆铪的静态吸附实验

对P507萃淋树脂合成条件进行了改进,并用此合成的P507树脂在H2SO4体系中进行锆铪吸附分离性能的研究。研究了在不同温度与不同酸度下P507树脂对锆铪吸附性能,并求出了分离系数;研究了最佳吸附平衡时间,Hf的不同百分含量时的分离系数以及锆铪洗脱条件。     

N263-HSCN体系萃取锆铪的动力学

采用恒界面池法研究了N263-HSCN体系萃取锆和铪的动力学,考察界面积、萃取槽搅拌速度、温度对萃取锆和铪的影响,从而确定萃取动力学类型。结果表明,当搅拌速度小于130 r/min时,萃取过程由扩散反应控制,锆铪的萃取速率常数随搅拌速度的增加而增大;当搅拌速度在130~170 r/min时,萃取过程由化学反应控制,锆和铪的萃取速率常数随搅拌速度的增加基本保持不变。随着界面积的增加和温度的提高,锆和铪的萃取速率常数均增加,其表观活化能分别为42.06 kJ/mol和31.77 kJ/mol,说明该萃取过程为相界面处的化学反应控制过程。计算出锆和铪萃取的焓变分别为39.59 kJ/mol和29.30 kJ/mol,熵变分别为-147.53 J/(mol?K)和-174.38 J/(mol?K),在298.15 K时吉布斯自由能变分别为83.57 kJ/mol和81.29 kJ/mol。     

Growth of a turbidostat culture of yeasts in the presence of a high concentration of compounds in a stationary mode and under osmotic shock conditions

The growth of a turbidostat culture of the yeast strain Saccharomyces cerevisiae 14 was studied under steady-state conditions in the presence of high (1.2-3 M) concentrations of various soluble compounds and under transition conditions upon rapid concentration changes. The concentration was varied from the optimal one to that decreasing the growth rate two times and back to the optimal one. The effects of the following compounds on yeast growth in the steady-state regime were studied: glucose, sucrose, (NH4)2SO4, MgSO4, NaH2PO4, Na2SO4, KCl, NaCl, NH4Cl, MgCl2, and LiCl. To study transition processes, the following compounds were used: NH4Cl, NaH2PO4, MgCl2, MgSO4, (NH4)2SO4, KCl, and NaCl. When the NaCl concentration increased rapidly, the transition process was completed in the first generation. For the other compounds, this process lasted for several generations. The transition process was completed in the first generation in cultures previously inhibited by (NH4)2SO4 or NaH2PO4. Cell volume varied insignificantly among steady-state cultures grown under different conditions, except for those inhibited by NH4Cl or MgSO4. The level of glucose utilization increased with an increase in the concentrations of the compounds studied. The ratio of the duration of the juvenile developmental phases (prophase, metaphase) to the duration of the postjuvenile phases (anaphase, telophase) was constant over the concentration ranges tested. The inhibitory effect of a compound depended on its chemical nature rather than on its osmotic effect.     

DIBK-TBP萃取分离锆铪的热力学研究

对二异丁基甲酮(DIBK)和TBP从HSCN介质中协同萃取锆铪的性能及热力学进行研究,采用对数函数外推法求得DIBK-TBP体系萃取反应的热力学平衡常数分别为log(K12,Zr)=4.73和log(K12,Hf)=-5.09,锆铪与SCN-形成配合物Zr(SCN)3+和Hf(SCN)3+的稳定性常数分别为1×109.86和1×10-0.80,而铪的分配比在硫氰酸盐存在时要大于锆的分配比,说明过渡金属离子锆和铪在硫氰酸盐存在时与一般金属离子与配位体形成的配合物的稳定性常数愈大,金属离子的分配比愈大的规律相矛盾,并计算出萃取反应的焓变分别为ΔHZr=-11.43 kJ.mol-1和ΔHHf=-7.80 kJ.mol-1,说明对锆铪的萃取反应为放热反应,升高温度不利于萃取反应的进行,常温下自由能变分别为ΔGZr=-26.54 kJ.mol-1和ΔGHf=28.57 kJ.mol-1,熵变分别为ΔSZr=51.54 J.(K.mol)-1和ΔSHf=-124.07 J.(K.mol)-1,说明铪离子比锆离子更易与SCN-形成配位键,从而生成中性分子Hf(SCN)4与有机相发生溶剂化作用而进入有机相中。     

DIBK-TBP体系萃取铪和锆的动力学研究

在恒界面池中研究DIBK-TBP协同萃取体系萃取铪、锆的动力学,考察了温度、界面积和搅拌强度等对萃取速率的影响。结果显示,DIBK-TBP体系萃取铪和锆的过程符合一级动力学反应;对铪的萃取为相内反应和扩散共同影响的混合控制类型,表观活化能-43.106kJ/mol;对锆的萃取与搅拌强度、比界面积无关,为相内反应控制类型,表观活化能-16.024kJ/mol。     

The separation of zirconium and hafnium in a molten salt-molten zinc system

The commercial separation of zirconium and hafniumvia aqueous/organic extraction procedures is both difficult and expensive. The principal objective of the present work was to study an alternative procedure involving the oxidation-reduction equilibria of zir-conium and hafnium between a molten salt phase and molten zincvia the displacement reaction: Zr(IV)_{molten salt} + Hf_{molten zink} ⇌ Hf(IV)_{molten salt} + Zr_{molten zink} The reaction goes strongly to the right with an equilibrium constant: logK =0.432 ×10⁴/T - 1.565 for Na₂Zr(Hf)F₆ dissolved in NaKCl₂ solvent, thus showing promise as the basis for an anhydrous process for separating zirconium and hafnium. The rate of approach to chemi-cal equilibrium was studied in a baffled stirred reactor. The equilibration rate was found to be controlled by the hafnium mass transfer rate from the molten zinc to the metal-salt interface. The mass transfer rate could be estimated from the physical properties of the molten metal and the salt phases, using the Mayer correlation. Formerly with the Teledyne Wah Chang Cor-poration, Albany, OR.     

DIBK协萃体系负载有机相反萃行为研究

以不同酸度的盐酸和硫酸为反萃剂从DIBK-TBP体系和DIBK-P204体系负载有机相中反萃锆、铪。结果表明,对DIBK-TBP体系负载有机相,先采用酸度为2.0mol/L的盐酸水溶液对锆进行反萃,单级反萃率达85%,得到富锆液,然后用酸度为8.0mol/L的硫酸水溶液对铪进行反萃,单级反萃率达90%,得到少锆的铪液;对DIBK-P204体系负载有机相,先采用酸度为3.0mol/L的硫酸水溶液对铪进行反萃,单级反萃率达90%,得到少锆的铪液,然后采用酸度为2.0mol/L的盐酸水溶液对锆进行反萃,单级反萃率达70%,得到少铪的锆液。采用盐酸和硫酸可顺利实现对DIBK体系负载有机相中锆、铪的反萃取。     

DIBK-P204体系萃取锆和铪的动力学

研究了DIBK-P204体系萃取锆和铪的动力学,采用恒界面池法考察搅拌速度、界面积和温度对锆和铪萃取速率的影响。结果表明,DIBK-P204体系对锆和铪萃取速率符合准一级反应,萃取反应的控制类型分别为相内反应控制和混合控制,对锆和铪萃取的表观活化能分别为-32.193kJ/mol和-18.984kJ/mol,升高温度不利于萃取反应的进行。     

Determination of optimum process conditions for the extraction and separation of zirconium and hafnium by solvent extraction

Taguchi's method was used to determine the optimum conditions for separation of zirconium from hafnium by solvent extraction. The experimental conditions were studied in the range of 0.1 to 2.0 M for three different acids and TBP, D2EHPA or Cyanex 272 as extractant. The optimum extraction of zirconium was 71% when 2.0 M nitric acid and Cyanex 272 were used. The optimum zirconium/hafnium separation was also achieved using this combination.