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铪金属高效回收技术及制备方法

发布日期:2024-03-13 作者:admin 点击:

1.回收阶段:

·来源识别与收集:铪主要来源于锆铪共生矿石、核反应堆燃料的乏燃料、以及其他含铪的废料,如废催化剂和退役的军事装备等。

·预处理:对含铪的废料进行破碎、分选和清洗,去除大部分杂质和非金属部分。

·化学处理:通过酸溶、碱熔、氯化等方式将铪转化为可溶性或挥发性的化合物,以便进一步分离和提纯。

2.提取和提纯:

·溶剂萃取:采用溶剂萃取法将铪与其他金属离子分离,通常使用的萃取剂能够特异吸附铪离子。

·化学沉淀:通过调整溶液pH值或者添加沉淀剂,使铪化合物沉淀出来。

·熔盐电解:将含铪的化合物制成熔盐体系,在电解槽中进行电解,铪离子在阴极还原为金属铪。

3.金属铪制备:

·热还原法:这是制备金属铪的主要方法,通常采用镁(Mg)或钙(Ca)还原四氯化铪(HfCl4)来制备海绵铪,也就是所谓的克劳尔法(Kroll process)。具体步骤包括:

·四氯化铪的制备:通过前面的化学处理步骤获得四氯化铪。

·还原过程:在保护气氛(如氩气)中,将镁或钙与四氯化铪反应,生成金属铪和相应的氯化物副产品。

·后处理:将得到的海绵铪经过真空熔炼、区域熔炼等方法进一步提纯,得到高纯度的金属铪。

此外,也有采用电子束熔炼(EBM)和电子束悬浮区熔炼(EBR)等先进技术来制备高纯度铪金属的情况。整个过程需要严格控制温度、压力、气氛等因素,确保铪的有效回收和高质量金属产品的产出。

 


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