Цирконий н гафний

Переходные металлы е d-электронами IVa, г и VI а групп образуют только дна известных соединения с плутонием и очень незначительно снижают его температуру плавления в эвтектической точке или даже не снижают. Оба соединения образуются в системе плутоний — цирконий при реакции в твердом состоянии (см. табл. 16). Титан, цирконий и гафний, так же как н редкоземельные металлы и металлы Пб и 1116 групп, образуют значи- [c.554]

Рис. 239. Разделение н извлечение циркония и гафния при переработке сульфатных растворов

Рис, 121, Схема непрерывного экстракционного разделения циркония и гафния. Прямоугольником обозначена одна ступень смешивание — отстаивание Раствор 1г н[)050 или 2г(Н()0С1 [c.305]

При введении в железные сплавы углерода элементы переходных групп IV, V и VI периодов, расположенные в периодической системе левее железа, образуют карбиды. Дают карбиды железо,. марганец, хром, ванадий, титан. Повторяют свойства хрома — молибден и вольфрам, свойства ванадия — ниобий и тантал, свойства титана — цирконий и гафний. Приданием частицам карбида различ кой степени дисперсности можно изменить твердость стали от 150, io 500 Н я выше. [c.39]

Рнс. 237. Влияние общей кислотности на экстракцию и разделение циркония н гафния в силошиои органической фазе при использовании пластин из тефлона с отверстиями диаметром 7,9 мм / — содержание гафния в рафипате, [c.303]

Цирконию в минералах всегда сопутствует гафний. Вследствие большого сходства их химических свойств разделение циркония н гафиия предоставляет болыние трудности. [c.296]

Хаффман и Лилли [171, с. 72] разделили 20 мг циркония и 10 мг гафния в 0,32-н. HF с помощью анионита Амберлит IRA-400, помещенного в колонку сечением 0,78 см и высотой 30 см. Ионит в количестве 600 мг сорбировал 96% металлов, затем его иромывали водой и заполняли верхнюю часть колонки, содержащую свежий сорбент. При пропускании 1 л 0,2-н. НС1 + 0,01-н. HF со скоростью 6 мл/ч фракция фильтрата от 300 до 653 мл содержала 69% всего сорбированного циркония без примеси гафния, фракция от 300 до 686 мл — 85% циркония с содержанием 0,04% гафния, фракция от 704 до 1020 мл — 83% гафния от исходного количества с содержанием 0,039% циркония. Форшлинг [171, с. 107, 119] использовал в качестве элюентов смесь 0,22-м. НС1 и 0,00002—0,2-м. HF. Им было установлено, что изменение концентрации плавиковой кислоты в указанных выше пределах не оказывает существенного влияния на разделение циркония и гафния с помощью анионита IRA-400. [c.177]

Стрит и Сиборг впервые предложили ионообменный способ разделения циркония и гафния с помощью катионита [175, с. 70]. Разделение вели при вымывании сорбированных элементов из катионита 6-н. H I. Гафний при этом вымывался раньше циркония. На колонке сечением 1 см и высотой 30 см с помош,ью катионита Дауэкс-50 с зернением 250—500 меш получили гафний в количестве около 66% от исходного (10 мг) с примесью 0,1% циркония. Растворы для разделения готовили из оксихло-рида циркония, содержащего 30% гафния. Ньюхам [175, с. 71] использовал подобную методику для разделения смеси циркония и гафния с помош,ью катионита Дауэкс-50 зернением 100— 200 меш. Он использовал колонку диаметром 3,5 см и высотой слоя ионита 150 см. [c.179]

На установке, подобной описанной, Хадсуел и Хатчен провели укрупненные опыты [172, с. 536]. В верхнюю колонку или колонку насыщения диаметром 152,4 мм загружали 13,3 кг смолы (в пересчете на сухую), в нижнюю ( колонку разделения )— 21,3 кг. В качестве исходного использовали раствор нитрата циркония в 2-н. HNOa с концентрацией по металлу 17 г/л. Содержание гафния соответствовало его содержанию в природном сырье. Этот раствор в объеме 133 л пропускали через колонку насыщения со скоростью 60 л/ч до полного насыщения катионита ионами циркония и гафния (сорбировалось [c.181]

Различие, в прочности лимоннокислых комплексов циркония и гафния было использовано для их разделения И. Н. Маро-вым с сотр. [176]. Разделение осуществляли с помощью катионита КУ-2 в колонке диаметром 10 мм и высотой 250 мм при вымывании смесью, состоящей из 0,0256-м. лимонной кислоты и 1-м. хлорной кислоты. Скорость фильтрации раствора составляла 0,5—0,6 мл/(мин см ). Было достигнуто полное разделение из раствора, содержащего 75 мг циркония с 1—3% гафния. [c.183]

Промышленный способ разделения циркония и гафния был разработан Б. Н. Ласкориным с сотр. [53, с. 118 178, с. 48]. Им было показано, что хроматографический метод разделения может быть эффективным при условии использования значительных различий в прочности фторсульфатных комплексов циркония и гафния, благодаря чему гафний наиболее полно поглощается катионитом, а большая часть циркония остается в растворе. После насыщения ионита гафнием производится вымывание из него частично сорбированного циркония, а затем гафния 0,7-м. H2SO4. Коэффициент разделения циркония и гафния во фторсульфатных растворах с помощью катионита КУ-2 колеблется от 3 до 5. [c.183]

Б. Н. Ласкоркн с сотр. [53, с. 118 178, с. 48] предложили для очистки гафниевой фракции после разделения примесей использовать фосфорнокислый катионит РФ. На первой стадии сорбировался гафний и примеси. Затем смола регенерировалась раствором оксалата аммония и из регенерата осаждением аммиаком получалась гидроокись гафния чистотой 99%. Для окончательной очистки циркониевой и гафниевой фракции солянокислые растворы пропускали через слой катионита КУ-2. Примеси вымывали 2-н. НС1, расход которой составлял 2,5—3 объема на объем смолы. Этим методом достигается высокая степень очистки циркония и гафния от примесей. Это дает возможность широкого применения ионообменных процессов в технологии. Задача состоит в том, чтобы синтезировать такие ионообменные материалы, которые избирательно сорбировали бы примеси при полном отсутствии поглощения циркония. Использование таких ионитов обеспечит высокую производительность ионообменной очистки растворов циркония и гафния. [c.186]

При переработке промывных растворов, полученных в производстве металлических порошков циркония и гафния фтор-комплексы последних после сорбции хорошо вымываются 3-н. раствором серной кислоты. Для извлечения растворимой части элементов из промывных растворов могут быть применены как сильноосновные, так и слабоосновные аниониты. К числу недостатков сильноосновного анионита АВ-17Х8 следует отнести медленное вымывание из него тантала. Этим недостатком не обладают слабоосновные аниониты, при использовании которых процесс извлечения ниобия и тантала может быть осуществлен на одной колонке. [c.193]

Этот процесс действенен в присутствии кремния концентрации < 10 г/л. Однако для этого нужно обеспечить массопередачу без сильного перемешивания. Система работает в условиях сплошной органической фазы, ситчатые пластинки изготовлены из тефлона. В таком экстракторе осуществляется очень мягкое перемешивание. Именно сочетание мягкого перемешивания, специального типа пластин, непрерывной органической фазы и кислотности позволяет разделить цирконий и гафний в присутствии значительных количеств кремнезема. Даже в отсутствие кремнезема легко образуются продукты гидролиза циркония, которые мешают процессу разделения. Органический раствор предварительно обрабатывают 8 н. HNO3 при О/В = 3, в результате чего в органический раствор вводится 1,5—2 н. свободная кислота. [c.302]

В дальнейшем для указания состава сплава будем пользоваться выражением 1, 2, 3,. . ., и мол.% фазы . Имеется в виду мол,% карбида Zr или Hf . В действительности, как будет показано, в этих сплавах не образуются карбиды состава Zr (Hf ), а только сложнолегированные (Nb.Mejy) С или карбиды ниобия, например Nba . Таким образом, указание состава в мол.% карбида Zr или НЮ условно и позволяет представить содержание циркония (или гафния) и углерода в сплаве. Например, 1 мол.% фазы Zr , следовательно, в сплаве содержится 1 ат.% циркония 1 мас.%) н 1 ат.% углерода ( 0,13 мас.%). [c.184]

Для реакторостроения предпочтительно применять цирконий, бедный гафнием (менее 0,01%). В химическом аппаратостроении обычные для технического циркония примеси 2—2,5% Н не оказывают вредного действия [74в]. Вредное влияние азота и углерода успешно подавляется присадкой олова (около 2%), а также железа, хрома и никеля (2Ре, Сг, N1 около 0,3—0,5%) —как, например, в циркалое 2, или присадкой ниобия — как в сплаве ггМЬб1 [74в]. Относительно материалов, применяемых в реакторо- строении, см. также [74г—74е]. [c.454]

Обычно в цирконии содержится до 2,5% гафния как показано в работе 2, коррозиоиная стойкость циркония, содержащего гафний, ниже, чем коррозионная стойкость циркония, не содержащего гафний. Однако цирконий, содержащий гафний, имеет достаточно высокие коррозионные показатели и пригоден в качестве конструкционного материала при работе с растворами Н Юз и Н2504 (в последней — при концентрации до 70%). [c.129]

Технический цирконий содержит в некотором количестве (обычно около 2%) примесь гафния, металла — соседа в периодической системе н близкого ему по свойствам. Однако гафний резко отличается но ядерпым свойствам от циркония (см. табл. 114) — эффективное сечение захвата гафния почти в 1000 раз больше поэтому для основного назначения цирконий должен быть очищен от гафния, что является весьма сложной задачей и сильно увелнчива- [c.558]

Основные промышленные источники гафния — минералы циркон (Zr, Hf) SiOi н бадделсит (Zr, Hf) О2, которые вначале перерабатывались главным образом с целью извлечения циркония. Эти минералы содержат [c.178]

Позднее был предложен метод экстракции нитратов из раствора в азотной кислоте три-н-бутилфосфатом. Три-н-бутилфосфат обычно разбавляют керосином, дибутиловым эфиром или другим растворителем, чтобы снизить плотпость и вязкость органической фазы. Поскольку в данном случае органическим растворителем экстрагируется преимущественно цирконий, а не гафний, получение чистого гафния затрудняется. Однако показано, что этот метод можно применять для получения очень чистого гафния 1501. [c.181]

Кре.мний находится в IV группе периодической таблицы. Во многих своих соединениях он проявляет заметное сходство с углеродом, особенно в тех случаях, когда он является более электропможительным элементом в соединении. Кремний по своим свойствам очень напоминает также германий, олово н свинец. С титаном, цирконием, гафнием и торием ои имеет меньшее сходство, причем сходство уменьшается с увеличен1гем атомного веса эле.мента. [c.330]

Поскольку до настоящего времени исследователи располагали небольшим количеством металлического скандия, имеется всего несколько работ, посоященных изучению систем, образованных этим н другими металлами. Сходство скандия с иттрием и редкоземельными металлами дает возможность предсказать его поведение в сплавах в тех немногих случаях, когда имеются данные, позволяющие делать такое сравнение. Следовательно, при отсутствии экспериментальных данных соответствующие системы, образованные редкоземельными металлами, могут быть использованы в первом приближении для характеристики аналогичных систем с участием скандия. Такое предположение, вероятно, не всегда может быть правильным, так как известны случаи, когда наблюдаются заметные различия в поведении двух редкоземельных металлов при их взаимодействии с другим элементом. Кроме того, атомные радиусы редкоземельных элементов значптельнк больше (1,73—1,87 Л) атомного радиуса скандия (1,64 Л), так что он с большей вероятностью, чем редкоземельные элементы, мог бы образовывать твердые растворы с некоторыми металлами, имеющими несколько меньший атомный радиус, например гафнием (1,59 Л),, магнием <1,60 Л), плутоннем (1,64 Л), ураном (1,56 Л) и цирконием (1.60 Л). [c.667]

Исходным материалом для переработки был цирконовый песок, содержащий 2 % гафния. Песок нагревали в присутствии каустика до 750 °С. Полученный кек или спек промывали водой для удаления растворимого силиката и, наконец, растворяли в 12 н. HNO3. При этом получали раствор, содержащий цирконий ( 100 г/л) при концентрации свободной кислоты 7,5 н. Этот раствор направляли на экстракцию. Схема установки представлена на рис. 236. [c.301]

В пилотной установке были проведены опыты с различными концентрациями кислоты в исходном водном и в органическом растворах. Минимальные потери циркония с рафинатом (<5 г/л циркония) наблюдались при суммарной общей кислотности в водном и органическом растворах, эквивалентной по меньшей мере 2,75 н. свободной кислоте (рис. 237). При понижении общей кислотности до 2,3 н. содержание гафния в рафинате достигает максимума (90 %), а потери циркония с рафинатом увеличиваются до 25 %. Содержание свободной кислоты в ргфинате повышается с повышением количества общей начальной кислотности и с увеличением насыщения органического раствора цирконием. Поэтому общую кислотность можно использовать как средство контроля работы системы. [c.302]

Из раствора хлорида цирконила, содержащего цирконий кон центрации 70 г/л и 1 н. свободную соляную кислоту, осаждают цирконий в виде сульфата в футерованных стеклом реакторах с рубашкой. Серную кислоту добавляют в количестве, достаточном для соотношения циркония и сульфата равного 2,5. В этих условиях осаждается пентацирконилсульфат [Zr Og (804)2-хНаО]. При осаждении поддерживают температуру 90 °С раствор разбавляют до концентрации циркония - 7 г/л и, наконец, корректируют pW раствора до 1,4. При указанных температуре, соотношении циркония и сульфата и pW полнота осаждения составляет 99,98 %. Осадок сульфата циркония после фильтрации на вращающихся барабанных фильтрах дважды пульсируют при pH = 10 с 28 %-ным NH4OH для превращения в Zr(0H)4. Продукт сушат при 400 °С и прокаливают при температуре >700 °С. Среднее содержание гафния в оксиде циркония составляет 4-10 %. [c.305]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...