Рафинирование циркония и гафния

Для получения более чистого и пластичного циркония необходима его дополнительная очистка от таких примесей как кислород, азот, углерод и т.д. или рафинирование. Способ рафинирования основан на термической диссоциации иодидов циркония на нагретой поверхности.

Черновой цирконий (порошок или стружка) разогревают до 250-300°С, при этом он реагирует с парами иода с образованием иодидов. Оксиды, нитриды, карбиды циркония не вступают во взаимодействие с иодом. Кроме этого некоторые металлические примеси не образуют иодидов. Пары иодида циркония диссоциируют на нагретой до 1300-1500°С циркониевой проволоке (рис.15).

Рис.15

Схема аппарата для рафинирования по способу термической диссоциации иодидов:

1-корпус аппарата, 2-молибденовая сетка, 3-подвеска для циркониевых нитей, 4-токоподводы, 5-термостат со стеклянной ампулой для иода, 6-вакуумный затвор, 7-патрубок к вакуумной системе, 8-крышка аппарата, 9-молибденовые крючки, 10-циркониевые нити, 11-циркониевая губка, подлежащая очистке

Нагрев осуществляется электрическим током. Выделяющийся при этом иод вновь вступает в реакцию, т.о. иода вводят всего 10% от массы металла.

Рафинирование проводят в вакууме. Получаемый очищенный цирконий содержит основные примеси на 1-2 порядка ниже, чем исходный металл, что значительно улучшает его механические характеристики.

Методом иодидного рафинирования можно чистить не только цирконий, но и целый ряд редких элементов, таких как титан, гафний, ванадий и др.

ЛИТЕРАТУРА

1. Редкие и рассеянные элементы, химия и технология. В 3-х книгах. Книга 2:Учебник для вузов / С. С. Коровин, Д. В. Дробот, П. И. Фёдоров. Под ред. С. С. Коровина. – М. : МИСиС, 1999. – 460 с. ISBN 5–87623–011–1, ISBN 5–87623–013–8.

2. Зеликман, А. Н. Металлургия редких металлов / А. Н. Зеликман, Б. Г. Коршунов. – М. : Металлургия, 1991. – 430 с. ISBN 5–229–00743–5.

3. Букин, В.И. Экстракция в технологии редких и благородных металлов. В 2-х частях. Часть 2:Учебное пособие / Б. И. Букин, А. М. Резник, Е. И. Лысакова. – М., 2001 – 82 с.

4. Гидрометаллургическая комплексная переработка нетрадиционного титано- редкометального и алюмосиликатного сырья.- Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1999-225С. (184-187).

5. Межов, Э. А. Экстракция аминами и четвертичными аммониевыми основаниями. Справочник / Э. А. Межов – М. : Энергоатомиздат, 1999 – 376с.

6. Шмидт В.С. Экстракция аминами.–М.: Атомиздат, 1970. 312с.

7. Быховский Л.З., Тигунов Л.Л., Зубков Л.Б. и др. Цирконий и гафний России: современное состояние, перспективы освоения и развития минерально-сырьевой базы/ «Минеральное сырье». Серия геолого-экономическая,№23,М.: Изд-во ВИМС, 2007.127с.

8. В.Н.Лебедев, Э.П.Локшин, Н.А.Мельник ЖПХ, 2003,т.76, вып.2, с.190-195.

9. Пат.2103400 Россия МПК⁶С22 В3/00. Способ переработки бадделита.

10. Пат.2139250 Россия МПК⁶С01 G25/06. Способ очистки бадделитового концентрата.

11. А.А.Гасанов, Е.Л. Чувилина Высокочистый тетрахлорид гафния для микроэлектроники. В юбилейном сборнике трудов ГИРЕДМЕТ ( ГИРЕДМЕТ’у 80 лет) 2011г., с.132-135.

12. Л.А.Нисельсон, А.В.Елютин Разделение и очистка циркония и гафния ретифкацей х тетрахлоридов. Цветные металлы 2006,№9, с.82-86.

13. Н.Н.Олейников, И.В.Пентин, Г.П.Муравьева, В.А.Кецко. Исследование метастабильных высокодисперсных фаз, формируемых на основе ZrO₂//ЖНХ, 2001, т.46, №9, с.1413-1420

14. Ю.В.Коленько, А.А.Бурухин, Б.Р.Чурагулов, Н.Н.Олейников, В.А.Муханов. Синтез гидротермальным методом нанокристаллических порошков различных кристаллических модификаций ZrO₂ и TiO₂//ЖНХ, 2002, т.47, №11, с.1755-1762

15. Мескин П.Е. Гидротермальный синтез высокодисперсных порошков на основе оксидов титана, циркония, гафния с использованием ультразвукового и микроволнового воздействий. Москва, 2007. Автореф. канд. дисс. на соискание уч. степ. к.х.н.

16. Ogihara T., Mizutani N., Kato M.// Ceram. Int. 1987. V.13. p.35-40

17. Li M., Miessing G.L. Ceramic Powder Science III. Westerville (Ohio): Amer.Ceram. Soc. 1990. p.129

18. Т.Е.Константинова, И.А. Даниленко, В.В.Токий, В.А.Глазунова. Получение нанодисперсных порошков диоксида циркония. От новации к инновации.// Наука та iнновацii. 2005. Т.1. №3. С.76-86.

Издание учебное

ДРОБОТ Д.В., ЛЫСАКОВА Е.И., РЕЗНИК А.М.

ИЗБРАННЫЕ ГЛАВЫ ХиТРРЭ.