一种以粗四氯化锆为原料富集四氯化铪的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112209436A(43)申请公布日2021.01.12(21)申请号202011180594.0(22)申请日2020.10.29(71)申请人锦州中特电炉有限公司地址121000辽宁省锦州市太和区新民乡杨兴村(72)发明人刘长河薛庆山(74)专利代理机构锦州辽西专利事务所(普通合伙)21225代理人王佳佳(51)Int.Cl.C01G27/04(2006.01)C01G25/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种以粗四氯化锆为原料富集四氯化铪的方法(57)摘要本发明涉及一种以粗四氯化锆为原料富集四氯化铪的方法，是在把粗四氯化锆与碱金属氯化盐的混合盐陆续加入到带有搅拌的熔盐坩埚内，先制取初级富铪四氯化锆；然后以初级富铪四氯化锆为原料，经过多次单级熔盐分离设备富集四氯化铪，得到含四氯化铪≮30％的富铪四氯化锆。优点是：工艺成熟，设备简单、处理能力高、铪提取率高、产量大、投资少、成本低的优势。在不改动生产工业锆主体工艺流程，仅对熔盐提纯工序进行适当改动以实现从粗四氯化锆中提取含四氯化铪30％以上的四氯化锆，为进一步进行锆铪分离生产海绵铪创造了条件；使粗四氯化锆中的铪资源得到回收利用。并具有比现有萃取分离锆铪的工艺节能减排的特点，符合循环经济的发展要求。CN112209436ACN112209436A权利要求书1/2页1.一种以粗四氯化锆为原料富集四氯化铪的方法，其特征是：具体步骤如下：(1)提取初级富铪四氯化锆原料a.配料：首先，将KCl和NaCl按照摩尔比1:1-1:2混合，配制碱金属氯化盐；然后将粗四氯化锆和碱金属氯化盐按照质量比(65-85):(35-15)混合；b.熔盐制备：把粗四氯化锆与碱金属氯化盐的混合盐陆续加入到带有搅拌的熔盐坩埚内，熔盐加热炉启动电源，加热使混合盐熔融；在常压控制温度220℃-350℃；c.提取初级富铪四氯化锆：控制温度使熔盐坩埚内融化混合盐中的四氯化锆和四氯化铪挥发，并同时以气相赶走盐酸气、四氯化硅，共同进入冷凝器冷凝；此温度下PHfCL4＞PZrCL4且冷凝器的水冷却控制在180℃，收集挥发物得到初级富铪四氯化锆原料；不凝气四氯化硅、HCL尾气被真空洗涤器吸收处理；(2)多级熔盐提纯富集四氯化铪采用多级熔盐提铪，包括7-11级独立熔盐提铪单元；独立单元的熔盐提铪系统操作如下：a.配料：将KCl和NaCl按照摩尔比1:1混合，配制碱金属氯化盐；所述初级富铪四氯化锆与所述碱金属氯化盐的质量比为(75-85):(25-15)；b.多级熔盐提纯：(1)把初级富铪四氯化锆原料与碱金属氯化盐的混合盐加入到带有搅拌的第1级富铪熔盐炉的坩埚内启动电源，加热使混合盐熔融，在常压控制温度260℃-350℃；控制温度在搅拌条件下使坩埚内的四氯化锆和四氯化铪以气相挥发进入冷凝器；在微负压＜1000pa下将四氯化锆和四氯化铪冷凝，冷凝器的水冷控制在180℃；此条件下PHfCL4＞PZrCL4冷凝器收集得到第一级富铪四氯化锆原料；(3)将第一级富铪四氯化锆原料融于第2级富铪熔盐炉中具体操作同步骤(2)的操作a和操作b，进行第2级富集四氯化铪；按操作(2)共进行n次，n为7-11次，直到冷凝得到的富铪四氯化锆含四氯化铪≮30％为止。2.根据权利要求1所述的以粗四氯化锆为原料富集四氯化铪的方法，其特征是：进行n次正常挥发后，富铪熔盐炉的坩埚中的液面升到2/3高度时，通过熔盐泵打入前一级的坩埚内，返熔盐保持熔盐液面高度＞1/2坩埚高度，以保证挥发气相。3.根据权利要求1所述的以粗四氯化锆为原料富集四氯化铪的方法，其特征是：依次熔盐返到第1级富铪熔盐炉提铪后，第1级富铪熔盐炉的坩埚中的液面升到2/3高度时，通过熔盐泵打入粗四氯化锆熔盐炉的坩埚内，保持熔盐液面高度＞1/2坩埚高度。4.根据权利要求1所述的以粗四氯化锆为原料富集四氯化铪的方法，其特征是：粗四氯化锆熔盐炉的坩埚中的液面升到2/3高度时，通过熔盐泵打入低铪四氯化锆挥发炉内，保持熔盐液面高度＞1/2坩埚高度，低铪四氯化锆挥发炉的熔盐用于制取低铪四氯化锆，生产低铪工业锆。5.根据权利要求1所述的以粗四氯化锆为原料富集四氯化铪的方法，其特征是：所述粗四氯化锆与碱金属氯化盐的优化质量比为85:15。6.根据权利要求1所述的以粗四氯化锆为原料富集四氯化铪的方法，其特征是：熔盐提铪从第一级初级富铪四氯化锆与碱金属氯化盐到第n级的富铪四氯化锆与碱金属氯化盐优化质量比皆为85:15。2CN112209436A权利要求书2/2页7.根据权利要求1所述的以粗四氯化锆为原料富集四氯化铪的方法，其特征是：采用多级熔盐提铪时，包括9-11级独立熔盐提铪单元。3CN112209436