Разделение циркония и гафния

Разделение циркония и гафния [c.895]

Недостатки использования анионного обмена для разделения циркония и гафния являются причиной того, что в литературе по ионообменной хроматографии не описано ни одной укрупненной или полупромышленной установки. Большие успехи в деле [c.179]

Листер разработал установку полунепрерывного, способа разделения циркония и гафния с помощью катионита [173, с. 247]. Эта установка показана на рис. 58. Исходный 0,01-м. [c.180]

Непрерывный противоточный способ хроматографического разделения циркония и гафния может быть применен и для разделения других близких по свойствам элементов. В этом способе катионит находится в цикле активной загрузки и промывки до 95% времени, осуществляется одновременный непрерывный самотек промывных растворов, процесс автоматизируется и легко технически обслуживается. [c.185]

Рис. 236. Разделение циркония и гафния в азотнокислых растворах

Цирконию в минералах всегда сопутствует гафний. Из-за большого сходства их химических свойств разделение циркония и гафния представляет большие трудности. [c.337]

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]

Рис. 123. Схема ионообменного разделения циркония и гафния

Методы разделения близких по свойствам редких металлов, Металлургиздат, 1962 (ряд статей по разделению циркония и гафния). [c.562]

Широкое использование указанных металлов в различных отраслях потребовало резкого увеличения их производства путем использования различных сырьевых источников, разработки новых способов выделения элементов из растворов, очистки от примесей и разделения близких по свойствам циркония и гафния, ниобия и тантала. Одним из таких новых способов является способ ионного обмена, с помощью которого решается ряд очень сложных технологических задач. К числу последних относятся получение циркония, свободного от примеси гафния, очистка выделенных циркония и гафния от примесей, разделение ниобия и тантала, переработка различных отходов циркониевого и нио-бий-танталового производства. [c.176]

После разделения ионообменным способом или каким-либо другим цирконий и гафний содержат ряд примесей, к числу которых относятся железо, титан, хром, медь, никель и т. д. [c.185]

Необходимость разделения циркония и гафния возникла в связи с применением циркония в качестве конструкционного материала в ядерной технике. Цирконий обладает малым эффективным сечением захвата нейтронов (0,18 барн). Примесь гафния, эффективное сечение захвата нейтронов у которого составляет 160 барн, делает материал неиригодным в реакторо-строении. В свою очередь развитие ряда отраслей потребовало наличия гафния без примеси циркония. [c.177]

Задача разделения циркония и гафния, обладающих очень близкими химическими свойствами, представляет трудную проблему. Возможность применения сильноосновных ионообменных смол для разделения циркония и гафния была установлена в работе Крауса и Мура [170]. В качестве раствора для вымывания исиользовали смесь H I и HF. Разделение проводили в две стадии сорбция верхним слоем ионита небольших количеств циркония и гафния и раздельное вымывание сорбированных ионов. Краус и Мур [170] пропускали раствор с очень малым содержанием циркония и гафния (Zr без носителя + 0,2 мг гафния) через колонку сечением 0,0226 см с анионитом Дауэкс-1 зернением 200—230 меш. Высота слоя ионита составляла 107 см. После сорбции через колонку ироиускали раствор 0,5-м. HF + + 1,0-м. НС со скоростью 0,3 мл/(см мин). Цирконий в этом случае вымывался первым, а содержание гафния в последних фракциях превышало 9,5% Показано, что скорость элюирования циркония пропорциональна квадрату концентрации соляной кислоты и не зависит от концентрации плавиковой кислоты. [c.177]

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]

В работе [177] описывается способ количественного разделения циркония и гафния с применением катионита Дауэкс-50Х8 в среде муравьиной кислоты. Все описанные выше способы разделения, основанные на использовании катионного обмена в различных растворах, содержащих комплексообразователь, из-за малых скоростей разделения не могут найти промышленного применения, но могут быть успешно применены для приготовления стандартных образцов, используемых в методах технологического контроля. [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]

Рис. 62. Аппарат для проведения непрерывно-противоточиого ионообменного разделения циркония и гафния

До сих пор в гидрометаллургии редкоземельных элементов и некоторых цветных металлов основным видом оборудования при ионообменных процессах на смолах являются колонны с неподвижным слоем сорбента и пачуки. По данным работы [366], хорошее качество разделения циркония и гафния достигается при использовании ионообменного оборудования колонного типа. Из молибденсодержащих минералов путем выщелачивания с последующей сорбционной обработкой растворов на ионообменных колоннах извлекают технеций и рений. Применяемые в металлургии аппараты типа пачук (диаметр 1000 мм, высота 3000—4000 мм) используют для сорбционного извлечения золота (исходное содержание золота от 3,7 до 4,7 г/т) смолой АП-2 [148]. Успешно эксплуатируемые в гидрометаллургии пачуки больших геометрических размеров в настоящее время подвергают существенной модернизации. [c.317]

Способ сплавления с К251Рб, разработанный в СССР, хорошо сочетается с разделением циркония и гафния по методу дробной кристаллизации комплексных фторидов (см. 63). [c.284]

Рис. 122, Схема разделения циркония и гафния экстракцией метилизобутилкетоном (гексоном) из растворов, содержащих роданистые соединения

Дг1я разделения циркония и гафния можно применить процессы разделения как на катионитах (если цирконий и гафний присутствуют в растворах в виде катионов), так и на анионитах. В качестве примера рассмотрим разделение на катионите при использовании азотнокислых растворов [10]. [c.306]

Усложняющим обстоятельством является то, что при нормальном давлении хлориды циркония и гафния возгоняются до плавления. Они плавятся лишь под давлением своих паров. Так, 2гСи плавится при 437° С под давлением 18,7 атм. Давление паров хлорида гафния при этой температуре достигает 31,8 атм. Отношение этих давлений, равное 1,7, представляет собой коэффициент разделения для одной ступени перегонки. Из этого следует, что ректификационное разделение циркония и гафния возможно, но его следует осуществлять под давлением с тем, чтобы пары хлоридов были в равно(весии с жидкой фазой. В этом направлении ведут исследования и разрабатывают колонны для осуществления ректификации под давлением. [c.307]

При электролизе фто-ридно-хлоридных расплавов происходит существенное разделение циркония и гафния. Потенциал гафния ниже, чем циркония, и он накапливается в расплаве. Так если в исходном K2ZrFe. 0,6% Hf (к сумме Zr + -Ь Hf), то в катодном осадке только 0,05% Hf [23]. [c.318]

Нисельсон Л. А. Разделение циркония и гафния ректификацией продуктов взаимодействия их тетрахлоридов с хлорокисью фосфора, ЖНХ. [c.562]

Помимо обычных проблем, с которыми приходится сталкиваться при отделении ценного элемента от других компонентов исходного сырья, при извлечении тантала из руд или концентратов возникают и другие трудности, вызываемые присутствием близкого по химическим свойствам металла — ниобия. В отношении проблемы полного разделения тантал и (шобий очень сходны с цирконием и гафнием. [c.682]

Цнрконовыс руды обычно содержат 0,5—2,0"о гафнпя вследствие близости химических свойств. циркония и гафния нх разделение недостижимо описанными выше способами. Однако вследствие высокого поперечного сечения захвата тепловых нейтронов гафний необходимо удалять из реакторного циркония его содержание не должно превышать 0,01 с. Поперечное сечение за.хвата тепловых нейтронов для ииркония составляет всего 0,18 барн, а дли гафння —115 барн, т. е. в 500 раз больше. Вследствие этого гафний применяется для изготовления регулирующих стержней, используемых в реакторах. [c.895]

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]

Условия разделения определяются на основании опытов на хроматографических колонках с неподвижным слоем ионита. Определяется высота слоя катионита в колонке, необходимая для полного разделения, нагрузка колонки по цирконию и гафнию, скорость движения растворов и ионита, объемы регенерирующих растворов. Авторы непрерывного способа разделения использовали колонки с внутренним диаметром до 00 мм и высотой 4 м. Высота секций составляла 0,2—0,5 и 1 м. В качестве исходного использовали фторсульфатный раствор с общей концентрацией по сумме окисей циркония и гафния 65 г/л. [c.185]

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]

Ниобий и тантал, так же как и цирконий и гафннй, обладают близкими химическими свойствами. Это является причиной больших трудностей при разработке промышленного способа разделения элементов. Решение проблемы усложняется наличием титана в продуктах или растворах, поступающих на разделение. До недавнего времени единственным промышленным способом разделения ниобия и тантала была дробная кристаллизация их комплексных фторидов. Этот способ в настоящее время заменен способами экстракции органическими растворителями, ионного обмена и некоторыми другими развивающимися и связанными с хлорной технологией переработки сырья способами (ректификация пентахлоридов, избирательное восстановление). [c.186]

Возможны различные способы изложения материала настоящей главы. Мо> рассматривать различные технологические процессы разделения и выделен с использованием определенных органических реагентов, а также водных f творов, из которых может быть извлечен данный элемент. Можно также расс тривать собственно водные системы и показать влияние различных параметр кислотности, щелочности, присутствия других металлов и т. д. на выбор напбо подходящего экстрагента для осуществления определенного процесса экстр ции металла. Мы будем придерживаться первого способа изложения. Будут р смотрены процессы выделения наиболее распространенных металлов, ланта дов, циркония и гафния, а также урана. [c.104]

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]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...