[发明专利]硫酸铪制备高纯四氯化铪的方法

说明书

本公开提供了一种硫酸铪制备高纯四氯化铪的方法，其包括以下步骤：步骤一，硫酸铪溶液配制；步骤二，一次蒸发结晶；步骤三，一次溶解；步骤四，二次蒸发结晶；步骤五，二次溶解；步骤六，沉淀‑煅烧；步骤七，氯化，得到高纯四氯化铪。本公开通过蒸发结晶的方法能有效避免传统工艺中萃取产生大量有害废气和有机废水，避免有害气体的产生，有利于环境保护；蒸发结晶工艺对铪的回收率高，反应时间短，过滤快，工艺路线短，操作简单；蒸发结晶过程中大部分杂质与铪实现了初步分离，简化了提纯过程。

技术领域

本发明涉及高纯四氯化铪制备领域，具体涉及一种硫酸铪制备高纯四氯化铪的方法。

背景技术

铪是一种稀有金属材料，高纯铪主要用作核反应堆的控制材料，而高纯铪可以根据其优异的加工性能，加工成不同的规格的棒、板、丝、管，也是新型合金的研究发展对象。由于铪的熔点高，是航空、航天、硬质合金的微量添加剂，随着国防工业，机械特种加工行业大规模的现代化建设的发展。高纯铪作为航空，航空特种合金，机械加工不可缺重要金属材料。铪已作为合金添加剂，添加少量铪可提高难溶合金的强度及耐热性能，是成熟的航空、航天材料，另外铪也是常规武器结构上的添加剂，还是水磁合金微量添加剂，因其可以控制晶粒长大速度，细化晶粒，是新型抗高温、抗氧化的合金的添加剂。

现有氧化铪杂质提纯工序复杂，主要是萃取和升华。这种方法周期长，回收率经过几个工序后就降低了，氯化-升华工序部分杂质无法除去，另外杂质难控制，产品质量低，生产周期长、产量低。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种硫酸铪制备高纯四氯化铪的方法。

为了实现上述目的，本公开提供了一种硫酸铪制备高纯四氯化铪的方法，其包括以下步骤：步骤一，硫酸铪溶液配制：将铪原料加入到浓硫酸中，加热保温反应，水浸过滤得到硫酸铪溶液；步骤二，一次蒸发结晶：将硫酸铪溶液升温后保温，关加热降温，将固体离心过滤，得到一次硫酸铪晶体；步骤三，一次溶解：将一次硫酸铪晶体加入硫酸溶液中，完全溶解，过滤，得到一次净化硫酸铪溶液；步骤四，二次蒸发结晶：将一次净化硫酸铪溶液升温后保温，关加热降温，将固体离心过滤，得到二次硫酸铪晶体；步骤五，二次溶解：将二次硫酸铪晶体加入纯水中，完全溶解，过滤，得到二次净化硫酸铪溶液；步骤六，沉淀-煅烧：向二次净化硫酸铪溶液中加入氨水，将pH调至6～8反应，过滤洗涤得到氢氧化铪，通过喷雾干燥得到氢氧化铪粉体，煅烧，得到氧化铪；步骤七，氯化：将氧化铪、碳粉按一定比例混合加入管式炉中，通入氯气，加热反应，得到高纯四氯化铪。

在一些实施例中，在步骤一中，配制的硫酸铪料液铪浓度在50～70g/L，酸度为3～5mol/L。

在一些实施例中，在步骤二中，升温至100～150℃，保温5～10h，温度降至30～60℃。

在一些实施例中，在步骤三中，硫酸铪晶体按固液比1∶4～5加入300～400g/L硫酸。

在一些实施例中，在步骤四中，将一次净化硫酸铪溶液升温至120～150℃，保温5～10h，温度降至30～60℃。

在一些实施例中，在步骤五中，二次硫酸铪晶体与纯水的固液比为1∶4～5。

在一些实施例中，在步骤六中，调节pH后反应1-2h。

在一些实施例中，在步骤七中，加热温度为700～950℃，反应2-6h。

本公开的有益效果如下：

本公开通过蒸发结晶的方法能有效避免传统工艺中萃取产生大量有害废气和有机废水，避免有害气体的产生，有利于环境保护；蒸发结晶工艺对铪的回收率高，反应时间短，过滤快，工艺路线短，操作简单；蒸发结晶过程中大部分杂质与铪实现了初步分离，简化了提纯过程。

具体实施方式

下面详细说明根据本公开硫酸铪制备高纯四氯化铪的方法。