本發明涉及一種以粗四氯化鋯為原料富集四氯化鉿的方法，是在把粗四氯化鋯與堿金屬氯化鹽的混合鹽陸續加入到帶有攪拌的熔鹽坩堝內，先制取初級富鉿四氯化鋯；然后以初級富鉿四氯化鋯為原料，經過多次單級熔鹽分離設備富集四氯化鉿，得到含四氯化鉿≮30％的富鉿四氯化鋯。優點是：工藝成熟，設備簡單、處理能力高、鉿提取率高、產量大、投資少、成本低的優勢。在不改動生產工業鋯主體工藝流程，僅對熔鹽提純工序進行適當改動以實現從粗四氯化鋯中提取含四氯化鉿30％以上的四氯化鋯，為進一步進行鋯鉿分離生產海綿鉿創造了條件；使粗四氯化鋯中的鉿資源得到回收利用。并具有比現有萃取分離鋯鉿的工藝節能減排的特點，符合循環經濟的發展要求。

技術領域

本發明涉及一種以粗四氯化鋯為原料富集四氯化鉿的方法。

背景技術

鉿是重要的稀有高熔點金屬，在新興的電子材料，石墨提純、陶瓷材料、國防軍工等行業有著廣闊的應用空間，國內因其稀缺產量少，不能滿足市場需求。鋯鉿共生，應用中能夠進行鋯鉿分離的鋯英砂只占消耗總量的0.7％，其余消耗鋯英砂的產品因生產過程無法提取鉿，我國每年消耗鋯英砂(以ZrO₂65％計)65萬噸，占世界第一位，共生的大量鉿都白白的浪費了。

目前，只有專業生產核級鋯產品工廠才進行鋯鉿分離獲得鉿。核級產品鋯鉿分離工藝流程有兩種：一種是溶劑萃取分離。以四氯化鋯或氯氧化鋯為原料配制成水溶液，在箱式或塔式萃取設備中，根據鋯鉿在有機萃取劑中的分配系數不同完成鋯鉿的分離；另一種是法國塞左治研究發明的五十級熔鹽氣提塔中以四氯化鋯和四氯化鉿在液相熔鹽和氣相中的分配系數不同，在精確控制各層溫度、壓力的條件下，依據各自在熔鹽中的蒸氣壓差別實現鋯鉿分離的工藝，并建成了年產1000噸的核級鋯鉿的生產工廠。國內現有的鋯鉿分離工藝都是溶劑萃取分離法。然而，這兩種鋯鉿分離的生產技術存在的主要問題是：(1)鋯鉿資源共生，鉿在鋯中的含量通常在0.75-2.0％之間，由于鉿含量低，想要在共生鋯鉿中提取鉿，必須要進行大量的鋯鉿分離，處理量大。(2)萃取設備龐大生產能力低下，成本高。(3)上述的兩種鋯鉿分離工藝流程長、設備龐大、建設投資大。(4)萃取分離的有機溶劑負載能力低，配制料液濃度低有機萃取劑用量大，有機萃取劑再生處理產生的廢液處理難度大。(5)得到的鋯鉿分離后的溶液濃度低，沉淀分離產生的母液多處理耗能高。(6)現有生產工業鋯企業沒有開發出提取富集鉿的技術。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種工藝簡單合理、設備簡單、處理能力高、鉿提取率高、產量大、投資少、成本低的以粗四氯化鋯為原料富集四氯化鉿的方法。

本發明的技術方案是：

一種以粗四氯化鋯為原料富集四氯化鉿的方法，具體步驟如下：

(1)提取初級富鉿四氯化鋯原料

a.配料：首先，將KCl和NaCl按照摩爾比1:1-1:2混合，配制堿金屬氯化鹽；然后將粗四氯化鋯和堿金屬氯化鹽按照質量比(65-85):(35-15)混合；

b.熔鹽制備：把粗四氯化鋯與堿金屬氯化鹽的混合鹽陸續加入到帶有攪拌的熔鹽坩堝內，熔鹽加熱爐啟動電源，加熱使混合鹽熔融；在常壓控制溫度220℃-350℃；

c.提取初級富鉿四氯化鋯：控制溫度使熔鹽坩堝內融化混合鹽中的四氯化鋯和四氯化鉿揮發，并同時以氣相趕走鹽酸氣、四氯化硅，共同進入冷凝器冷凝；此溫度下P_HfCL4＞P_ZrCL4且冷凝器的水冷卻控制在180℃，收集揮發物得到初級富鉿四氯化鋯原料；不凝氣四氯化硅、HCL尾氣被真空洗滌器吸收處理；

(2)多級熔鹽提純富集四氯化鉿

采用多級熔鹽提鉿系統，包括7-11級獨立熔鹽提鉿單元；獨立單元的熔鹽提鉿系統操作如下：

a.配料：將KCl和NaCl按照摩爾比1:1混合，配制堿金屬氯化鹽；所述初級富鉿四氯化鋯與所述堿金屬氯化鹽的質量比為(75-85):(25-15)；