[发明专利]一种从铪钛富集渣中制备氧化铪的方法

说明书

本发明提供了一种从铪钛富集渣中制备氧化铪的方法，包括以下步骤：一、65％浓硝酸溶解铪钛水合物富集渣；二、对步骤一所测得的溶液进行铪离子浓度和酸度调节；三、选用磷酸三丁酯对步骤二所得溶液进行铪与其它杂质离子萃取分离；四、洗涤含铪负载有机相；五、反萃取步骤四所得负载有机相；五、通氨气沉淀铪，煅烧氢氧化铪制得原子能级氧化铪。本发明具有流程短、投资及生产成本低、产品纯度及附加值高等特点，具有广泛的推广应用价值。

技术领域

本发明属于湿法冶金制备氧化铪的技术领域，具体涉及一种从铪钛富集渣中制备氧化铪的方法。

背景技术

铪是一种重要的战略资源，作为核动力船舰反应堆的控制材料，几乎没有其他材料可以替代。同时铪广泛应用于等离子切割机、航空航天材料、照相机快门、收录机耳机、工具刃口等领域。铪和锆在自然界中总是伴生在一起，至今未发现单独的铪矿物。我国已探明的铪矿产地有四处，共有1800t，且部分矿区矿物组成复杂尚没开发。随着核工业、航空航天领域的迅猛发展，氧化铪的需求量日益增加，而每年从各航空工厂产出的合金废料有数千吨，因此从合金废料中分离回收铪拥有巨大的市场潜力。

以伴生有铪元素的锆矿石为原料生产铪工艺，锆、铪比例近似为100:2，且锆、铪具有相似的外层电子结构，原子半径、离子半径都很接近，使其性质相近，分离困难度倍增。传统MIBK-HSCN体系液-液萃取分离提纯铪是较为典型一种方法，但MIBK水溶解度高达1.7wt％，损失严重，NH₄SCN和HSCN易分解，毒性大，工作环境差，产生的废水、废气较难治理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种以合金废料经湿法预处理得到的铪钛水合物富集渣为原料制备氧化铪的方法。该方法具有工艺流程简短、投入成本低、对人员伤害和环境污染量小，生产的氧化铪产品纯度产品高等优势，具有广泛的推广应用价值。

本发明以铪钛水合物富集渣为原料制备氧化铪的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、原料溶解：以铪钛水合物富集渣为原料，以浓硝酸为浸出剂，液固比为2～2.5:1，常温，时间30～50min，搅拌溶解。

步骤二、调整溶液酸度：向步骤一所得浸出液中添加纯水或硝酸，使得溶液浓度C(H⁺)为6～7mol/L；

步骤三、萃取：以100％磷酸三丁酯为有机相，步骤二所得液为萃取前液，进行萃取操作，控制有机相：水相比例为1:1，萃取时间3min。80％以上铪离子被萃入有机相，同时微量钛、铬、铁等杂质离子带入有机相；

步骤四、洗涤：配制硝酸浓度8～9mol/L的洗涤液，对步骤三所得含铪负载有机相进行洗涤，控制有机相：水相比例为2:1，振荡时间3min。98％以上的钛、铬、铁等杂质离子进入水相，实现铪与钛、铁、铬、镍等杂质离子的深度分离；

步骤五、反萃取：配制硝酸浓度为4～5mol/L的反萃取液对步骤四中洗涤后负载有机相进行反萃取，控制有机相：水相比例为5:1，振荡时间5min，得到纯净的含铪反萃液；

步骤六、沉淀及煅烧：向步骤五所得含铪反萃取液通入氨气，铪以水合物的形式沉淀，时间1.5～2小时，沉淀终点pH为8左右。铪沉淀物经稀氨水洗涤，在温度150～200℃条件下烘干，在温度800～900℃条件下进行煅烧即得到原子能级氧化铪产品。

上述的一种从铪钛水合物富集渣制备氧化铪的方法其特征在于，步骤一中所述铪钛水合物富集渣主要金属成分：Hf 25～30％，Ti 18～22.％，Fe 0.77～1％、Cr 1.2～1.8％，Ni 0.66～1.3％，Zr 0.03～0.08％；

上述的一种从铪钛水合物富集渣制备氧化铪的方法其特征在于，步骤二中所述调酸后溶液中铪离子浓度在2g/L～6g/L，过高金属离子浓度引起后续萃取工序发生乳化现象；