[發(fā)明專利]四氟化鉿的制備工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210299980.0
• 申請(qǐng)日: 2012-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN102774887A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張生棟;楊磊;孫宏清;凡金龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)原子能科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C01G27/04
• 分類號(hào): C01G27/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氟化物的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及四氟化鉿的制備工藝。

背景技術(shù)

¹⁸²Hf是一種長(zhǎng)壽命核素，可提供月球、地球形成的相關(guān)信息，被廣泛地應(yīng)用到研究超新星等核天體物理方面。另外，¹⁸²Hf也是一種中子通量監(jiān)測(cè)劑，對(duì)其有關(guān)的物理化學(xué)常數(shù)進(jìn)行測(cè)量可以研究長(zhǎng)壽命放射性核素的遷移性為，對(duì)核廢物安全處置研究具有重要意義。但是常規(guī)樣品中¹⁸²Hf的含量非常低，用一般方法很難實(shí)現(xiàn)其測(cè)量，而加速器質(zhì)譜（AMS）具有測(cè)量靈敏度高、樣品用量少、測(cè)量時(shí)間短等多方面的優(yōu)勢(shì)，成為實(shí)現(xiàn)¹⁸²Hf高靈敏度測(cè)量的有效方法。利用AMS對(duì)¹⁸²Hf進(jìn)行測(cè)量，其最有效的測(cè)量源形式為HfF₄，并且HfF₄中含氧量越低越有利于¹⁸²Hf的測(cè)量。

目前，制備HfF₄的方法有干法氟化法和濕法氟化法，這兩種方法一般都采用HfO₂為原料制備。其中干法氟化法包括氟化氫（HF）氣體氟化法和氟化氫銨（NH₄HF₂）氟化法，氟化氫氣體氟化法反應(yīng)溫度高，操作危險(xiǎn)性高，尾氣回收困難；NH₄HF₂法操作相對(duì)安全，具體方法是將HfO₂與氟化氫銨在加熱條件下反應(yīng)得到HfF₄，但是氟化反應(yīng)的裝置較為復(fù)雜，且需要高溫脫氨的步驟，另外產(chǎn)品含氧量隨工藝條件的差異較大；濕法氟化法主要是利用氫氟酸沉淀得到HfF₄，操作簡(jiǎn)單，安全，但是公開文獻(xiàn)中并未見濕法制備HfF₄的詳細(xì)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

（一）發(fā)明目的

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)品含氧量低的四氟化鉿制備工藝。

（二）技術(shù)方案

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案，其包括以下步驟：

（1）將金屬鉿置于氫氟酸中，得到四氟化鉿溶液；

（2）將四氟化鉿溶液蒸干；

（3）將步驟（2）得到的四氟化鉿放置于石英管中，在真空、高溫條件下脫水，得到固體四氟化鉿。

其優(yōu)選方案為：

將金屬鉿置于氫氟酸中并使氫氟酸過(guò)量1%～5%，得到四氟化鉿溶液，所用金屬鉿的純度大于99.5%；將四氟化鉿溶液置入聚四氟乙烯容器中然后放入干燥箱中蒸干，干燥箱溫度為60～70℃；將四氟化鉿真空脫水時(shí)，在裝有四氟化鉿的聚四氟容器中加入氟化氫銨，并使真空度小于20Pa，逐步升溫至180～250℃后，保持此溫度3～5小時(shí)，然后進(jìn)行冷卻得到固體四氟化鉿。

（三）有益效果

本發(fā)明將氫氟酸濕法氟化法和NH₄HF₂干法氟化法相結(jié)合，其有益效果為：

（1）制備的HfF₄的含氧量低，有利于利用AMS測(cè)量。本發(fā)明采用的反應(yīng)原料為金屬Hf而不是HfO₂，從原料上降低了產(chǎn)品中的氧含量，真空脫水時(shí)真空度小于20Pa并且加入了NH₄HF₂，在高溫下NH₄HF₂與四氟化鉿中的雜質(zhì)HfO₂反應(yīng)生成HfF₄，進(jìn)一步提高了四氟化鉿的純度。（2）操作過(guò)程簡(jiǎn)單、安全。與HF相比，本發(fā)明提供的制備HfF₄的工藝因避免使用氣體HF較為安全；與NH₄HF₂相比，氟化反應(yīng)不需加熱且氟化裝置簡(jiǎn)單，而且也省略了高溫脫銨的步驟。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。

實(shí)施例1

四氟化鉿的制備工藝，該工藝包括以下步驟：

（1）將金屬鉿置于氫氟酸中，得到四氟化鉿溶液；

（2）將四氟化鉿溶液蒸干；

（3）將步驟（2）得到的四氟化鉿放置于石英管中，在真空、高溫條件下脫水，得到固體四氟化鉿。

利用該方法得到了純度高且含氧量低的HfF₄。

實(shí)施例2

制備HfF₄的方法，該方法包括：