锆铪分离工艺的发展及现状

介绍了国内外锆铪分离工艺的发展;分析了国外锆铪分离工艺的研究主要是改进正在实施的锆铪分离工艺的环境污染问题;指出改进锆铪冶炼工艺,降低原材料消耗和成本,提高锆铪回收率是我国锆铪生产研究的主要方向.     

用TBP萃取分离锆和铪的工艺研究

研究了以碱熔-盐酸法代替碳氯法制备氧氯化锆溶液,用TBP(磷酸三丁酯)萃取分离锆、铪的工艺.研究结果表明:碱熔-盐酸法制备氧氯化锆,通过提纯可以获得低硅的氧氯化锆溶液,用TBP萃取不产生乳化,两相分离清楚.经小试、中试和扩大连续运转试验,证实了分离效果好、萃取过程不产生乳化、工艺操作稳定、回收率高,可获得原子能级的氧化锆和氧化铪.用TBP萃取分离锆和铪可应用于工业生产.     

核级锆铪溶剂萃取分离研究进展

核级锆铪的制备是核工业安全快速发展的重要保障,锆铪深度分离是关键。锆铪分离的方法分为火法和湿法两大类。工业上获得核级锆铪的主要方法是溶剂萃取,萃取分离体系主要有甲基异丁酮(MIBK)-硫氰化氢(HSCN)、磷酸三丁酯(TBP)-硝酸(HNO₃)和三辛基胺(TOA)-硫酸(H₂SO₄),但都存在萃取效率低、萃取剂用量大、环境污染严重等不足。学者们一直致力于开发绿色高效的锆铪分离型新萃取体系,如胺类萃取剂、中性膦类萃取剂、有机膦/磷酸类萃取剂、羟肟酸类萃取剂、协同萃取体系等。以优先萃取锆/铪为切入点,从优先萃锆体系和优先萃铪体系两个方面阐述不同萃取体系萃取分离锆铪的机理、性能及优缺点,为锆铪萃取分离提供新思路。     

我国锆、铪材加工技术的进步及发展

从熔炼、轧制、热处理、无损检测等锆铪材加工的关键环节综合评述了我国锆、铪材加工技术的进步和现状,指出目前我国锆、铪材加工技术已达到或超过了世界先进水平;同时,希望国家采取扶持政策,使该行业能够持续快速发展,真正实现我国核电国产化,锆材国产化.     

用甲基异丁基酮萃取分离锆铪的工艺评价

简要评述了用甲基异丁基酮(MIBK)萃取分离锆铪方法的基本原理、分离工艺和条件、萃取设备.指出,MIBK在硫氰酸体系中萃取分离锆铪分离效果好,技术成熟,可进行规模生产.MIBK法的主要缺点是必须用有毒的SCN-作稀释剂,工艺复杂而冗长,操作不易控制,劳动强度大,收率低.MIBK在水中有较大的溶解度,废液不易处理,给工艺操作和环境带来极大困难.     

铪丝的制备工艺与应用

简要介绍了铪的基本性质、金属铪的制备.铪丝的生产工艺以及铪丝生产过程中应注意的问题.指出铪丝的主要工业应用是用做等离子切割机电极的等离子发射体,而且随着我国制造业朝着"铸改焊"的方向发展,被切割材料的总量在不断增加,铪丝的需求量也会随之有较大的上升空间,因此从事铪丝生产的工程技术人员,要不断的改进生产工艺,提高铪丝的质量和生产效率.     

我国金属锆铪及其制品的生产、应用及供求分析

介绍了我国金属锆及其制品的生产、应用和国内外贸易状况,同时分析了国内外市场对锆铪产品的供应和需求.最后指出,以建立我国自己的核级海绵锆生产体系为根本,同时多渠道引进技术建厂或长短期方式签约或采购锆原料,以满足我国日益增长的对锆的需求,已成为共识并正在逐步实施,但短期内依靠进口的局面仍将持续.     

高温固相法制备锆英石工艺研究

为研究高温固相法制备锆英石的最佳工艺条件,以不同粒度的SiO2和ZrO2粉体为原料,在1 500℃条件下通过不同的保温时间进行锆英石的制备。利用激光粒度分析、X射线衍射、扫描电镜等手段对原料的粒度、物相与结构和微观结构进行表征。结果表明:不同粒度的SiO2和ZrO2粉体在1 500℃条件下通过保温1.5、3、4.5、6 h均可制备出锆英石,但d50=2.125μm的原料通过保温4.5、6 h所制备出的样品效果最好。利用高温固相法进行锆英石的工业化生产,原料的d50控制在2μm左右,在1 500℃条件下保温4.5 h的生产工艺比较合适,所制备样品的晶粒度主要集中在0.2~1.5μm之间。     

近2年我国锆铪及锆化学制品的生产、贸易及研发概况

介绍了我国近2年来海绵锆、锆铪制品和锆化学品的生产、进出口概况,以及重要研发进展.我国工业级海绵锆产量从2003年的100 t增加到2005年的174 t,2005年的销售量达到150 t;锆粉与锆-铝消气剂等年产量在10 t左右;锆材和锆设备年产量在100 t以上;锆化学制品品种有10余种,年产量已达到20×104 t.锆砂的沸腾氯化工艺、锆铪的MIBK法分离工艺、以电熔ZrO2为原料制取粗ZrCl2工艺和Al-Y复合ZrO2粉的生产工艺等的研发工作,都取得了突破性进展.     

中国核用锆铪材料的现状和未来发展

综述了我国核用锆、铪材研究开发和生产的历史进程和技术进步.总体上我国已建立起整套的锆、铪材研究开发和生产体系,掌握了主要的生产技术,但在材料应用和国产化方面还与核材料先进国家存在差距.指出,解决海绵锆的国内自给,解决吨级铸锭的成分控制技术,建立先进的板、带材生产线,完善异型材生产技术是我国建立完备锆、铪材生产体系的保障;开发具有自主知识产权的高性能锆、铪新材料,解决工程应用研究的瓶颈,是开拓国际市场和实现国产化的关键,从而保证我国核电事业健康、安全和可持续发展.     

Separation of Hafnium From Zirconium by Anion Exchange

The results of a systematic survey of the elution of hafnium and zirconium in diluted sulfuric acid, and in solutions of hydrochloric and sulfuric acids in water, are presented. The data characterize the behavior of the sulfate anion complexes of these elements on a strong quaternary-amine anion-exchange resin column. The possibility of separating these elements is demonstrated.     

Interatomic potentials for Zirconium Diboride and Hafnium Diboride

We report on the first interatomic potentials for Zirconium Diboride and Hafnium Diboride. The potentials are of the Tersoff form, and are obtained by fitting to a first-principles database of basic properties of elemental Zr, Hf, B, and the compounds ZrB₂ and HfB₂. Two variants of the Zr–B potentials have been obtained, and one for Hf–B. The potentials have been tested against a variety of properties of the compound, with the conclusion that they are stable and provide a reasonable representation of the desired properties of the two diborides.     

MIBK双溶剂萃取法制备原子能级氧化锆和氧化铪的工艺设计

介绍了国内外制备原子能级氧化锆、氧化铪工艺的研究现状,并对各种工艺流程的优劣进行了技术经济分析.江西晶安高科在我国率先完成了规模为30 t/a的原子能级氧化锆、氧化铪分离工艺中试.其采用MIBK+有机试剂L双溶剂萃取法分离锆铪,得到的氧化锆中氧化铪含量小于0.006%,氧化铪纯度大于98%.     

超细硅酸锆湿法分级应用研究

比较了超细硅酸锆湿法分级的几种方法 ,对超细硅酸锆湿法分级设备使用效果进行对照比较。     

溶液中镓的提取与分离研究进展

从钢铁、有色金属、煤化工及磷化工等行业中的含镓物料中回收镓,需面临从含有多种金属离子的溶液中分离镓的问题。综述了含镓溶液中提取和分离镓的研究现状,分析和讨论了溶剂萃取、液膜萃取、萃淋树脂萃取等工艺的关键影响因素,并展望了研究趋势。溶剂萃取、液膜萃取及萃淋树脂萃取工艺皆能有效提取和分离溶液中的镓,其中协同萃取、液膜萃取及萃淋树脂萃取的选择性和萃取效率高,而且流程短、环境友好,应用前景好,是今后研究的发展方向。     

Radiative Properties of Stoichiometric Hafnium,Titanium, and Zirconium Carbides: Thermodynamics of Thermal Radiation

The true temperatures of the thermal radiation of stoichiometric hafnium, titanium, and zirconium carbides are defined from the generalized Wien displacement law. It is shown that Wien’s displacement law for the investigated stoichiometric carbides decreases linearly with increasing temperature. The uncertainties in the determination of the true temperature are no greater than 1 %. For determining the true temperature of stoichiometric carbides, the experimental values of the position of the maximum of the spectral density power are needed. By extrapolating the generalized Wien displacement laws in the ultra-high-temperature region, the positions of the maximum of the normal energy density of hafnium, titanium, and zirconium carbides at melting temperatures are obtained. Thermodynamics of thermal radiation of stoichiometric carbides is constructed by using the temperature dependences of the generalized Stefan–Boltzmann law. The calculated values of the normal total emissivity for the investigated carbides at different temperatures are in good agreement with experimental data. For determining the true temperatures of the thermal radiation of stoichiometric carbides, experimental values of either the normal total emissivity or the normal total energy density are needed. The temperature dependences of the Helmholtz free energy, entropy, heat capacity at constant volume, pressure, enthalpy, and internal energy of the thermal radiation of stoichiometric carbides at high temperature are obtained. It is shown that thermodynamic function values increase with increasing temperature as a power law.