Получение металлических тория, циркония, гафния и редкоземельных металлов

Способы разделения циркония и гафния

Ректификация

Так как твердые тетрахлориды циркония и гафния образуют непрерывный ряд твердых растворов разделение их фракционной сублимацией малоэффективно. Давление паров HfCl4 над жидким НfCl4 выше, чем для ZrCl4 над жидким ZrCl4. Создание двухфазной системы жидкость-газ возможно лишь при высоком давлении.

В среднюю часть ректификационной колонны вводят газовую смесь ZrCl4-1.8 мас. % HfCl4 после хлоралюминатной очистки. Сверху непрерывно подают расплав чистого ZrCl4, являющийся жидкой фазой. Внизу колонны (470 0C) происходит накопле-ние ZrCl4 c содержанием Нf/(Hf+Zr)=0.005 %. Содержание Нf/(Hf+Zr) в верхнем продукте находится на уровне 50 %.

Преимущества хлорной технологии

· Универсальность

· Низкие потери циркония

· Высокая степень разложения циркона

· Хорошая очистка от примесей

· Малый объем операций и образующихся отходов

· Возможно последующее разделение Zr и Hf

Недостатки:

· Сложность оборудования и организации промышленного процесса

· Высокая энергоемкость

Способы разделения циркония и гафния:

· Дробная перекристаллизация

· Экстракция

· Ректификация

В 4 части приводятся сведения об оборудовании для производства и рафинировании редких метал-лов и сплавов, г.о. об аппаратах, устройствах и установках, используемых в высокотемературных процессах. Приводятся общие принципы тепловых, электрических расчетов таких установок.

Ранее, в разделе о переработке рудных материалов, были включены данные об аппаратах высоко – температурного вскрытия, в том числе о хлораторах, многоподовых, электродуговых, трубчатых вращаю-щихся печах.

В технологии производства чистых редких металлов могут быть выделены следующие переделы:

- получение металлов технической чистоты;

- рафинирование металлов;

- получение слитков или изделий из металлов или сплавов.

Основными технологическим приемом производства редких металлов технической чистоты явля-ется высокотемпературное металлотермическое восстановление галогенидов и оксидов. С помощью метал-лотермии получают РЗМ, Zr, Hf иTh, сплавы, лигатуры этих металлов. В качестве восстановителей используют кальций, магний, натрий.

Электролизом расплавленных солевых электролитов получают Be, Zr, Hf, Nb, Ta, Li, Ce, La, U, Pu, сплавы этих металлов, диоксид урана.

Для рафинирования редких металлов применяют электролиз, диссоциацию йодидов, плавку в глу-боком вакууме и разнообразные кристалло - физические методы (направленная кристаллизация, зонная плавка, вытягивание монокристаллов из расплава).

При соблюдении общих принципов применения аппаратов, в большинстве производств РМ практически нет типовых аппаратов. Как правило, они создаются при необходимости предприятиями и проектными организациями. В конструкциях установок учитываются не только характер процесса, но и масштаб производства. Вследствие этого в литературе сведения по аппаратурному оформлению производств РМ очень скудные, в большинстве, приводятся схемы.

Дата добавления: 2014-01-07