鋯在地殼中的鋯礦分離石主要以斜鋯石和鋯英石的形態(tài)存在,而鉿沒(méi)有單獨(dú)的礦物,在自然界中與鋯總是共生在一起,沒(méi)有單獨(dú)的鉿礦石存在。鋯的熱中子吸收截面小,被廣泛用做核反應(yīng)堆包殼和結(jié)構(gòu)材料,相反,鉿具有大的熱中子吸收截面,是控制熱核反應(yīng)的重要材料。用于核反應(yīng)堆中的鋯要求其鉿含量小于0.01 %。鋯和鉿的化學(xué)性質(zhì)非常相似,通常被稱(chēng)作“化學(xué)同位素”,彼此分離十分困難,被認(rèn)為是元素周期表中最難分離的元素之一。
工業(yè)上采用溶劑萃取分離鋯鉿的方法主要有三烷基(混合)胺(N23Q萃取分離法、磷酸三丁酯(TBP) 萃取分離法、甲基異丁基酮(MIBK)萃取分離法等。采用溶劑萃取方法分離鋯和鉿,是制取原子能級(jí)氧化鋯和原子能級(jí)氧化鉿的一類(lèi)重要方法。
今天介紹一種新的萃取方法分離鋯和鉿。具體為:以鋯化合物的酸性水溶液為原料,采用二異丁基酮(DIBK)或DIBK與中性含磷萃取劑或DIBK與酸性含磷萃取劑協(xié)同將料液中的鉿萃入有機(jī)相,然后將有機(jī)相經(jīng)洗滌、反萃生產(chǎn)富鉿液,實(shí)現(xiàn)鋯和鉿的分離。采用氨水分別進(jìn)行沉淀,將沉淀洗滌、焙燒后得到原子能級(jí)氧化鋯和氧化鉿。
該工藝方法優(yōu)先萃取鋯鉿中含量較少的鉿,流程簡(jiǎn)單、萃取效率高,所使用的萃取體系對(duì)鋯鉿的分離達(dá)到MIBK相同的性能,但與MIBK相比,其水中溶解度小、沸閃和閃點(diǎn)高、毒性小,解決了在萃取過(guò)程中MIBK溶劑損失大,易發(fā)生火災(zāi),污染環(huán)境等問(wèn)題。
該工藝方法可采用離心萃取機(jī)作為主機(jī)設(shè)備,離心萃取設(shè)備和傳統(tǒng)液液萃取設(shè)備不同,具有以下特別:
①金屬萃取率高,可達(dá)99.9%
?、诠に嚵鞒毯?jiǎn)單、操作方便
③獲得反萃液品質(zhì)穩(wěn)定,可滿(mǎn)足不同生產(chǎn)要求
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