[發(fā)明專利]一種分離鋯鉿的萃取溶劑及萃取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210552533.5
• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN114807602B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏琦峰;李婷;任秀蓮
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
• 主分類號: C22B3/32
• 分類號: C22B3/32;C22B3/36;C22B3/40;C22B34/14
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11818
• 代理人: 何世常

本發(fā)明公開了一種分離鋯鉿的萃取溶劑及萃取方法，萃取溶劑包括萃取劑和稀釋劑，萃取劑和稀釋劑在室溫下均為液體，萃取劑為含有一個或多個酰胺基團的溶劑中的一種或多種，稀釋劑為低極性或惰性有機溶劑。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)的一種分離鋯鉿的萃取溶劑及萃取方法，利用酰胺基團較強的負電性，通過離子締合機理將酸性氯化物或硫酸鹽溶液中的鋯和鉿萃取到有機相中，并在反萃階段利用鋯和鉿在水相和有機相之間分配系數(shù)的差異，分步得到高純度的含鋯溶液和含鉿溶液，該方法具有工藝簡單、快速高效、經(jīng)濟環(huán)保的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及濕法冶金或化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種分離鋯鉿的萃取溶劑及萃取方法。

背景技術(shù)

鋯和鉿是兩種高性能的核工業(yè)原料，鋯的熱中子吸收截面小(0.18b，1b＝10^-25cm²)，因此核級鋯一般被用作核反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料以及核燃料棒的包殼材料等，用以防止核電廠及核潛艇等地的核泄漏，并且能夠有效避免熱中子的吸收和浪費，確保核反應(yīng)的高效進行。與鋯相反，鉿具有較大熱中子吸收截面(115b)，因此被用作原子反應(yīng)堆的控制棒和保護裝置，此外，鋯和鉿的合金材料，由于具有良好的耐腐蝕、耐輻射、強度大、易加工等特點，在陶瓷、耐火材料、電子行業(yè)、傳感器等民用領(lǐng)域了也發(fā)揮了越來越重要的作用。

在自然界中鉿幾乎全部分散在鋯礦物里，兩者屬于共生礦物，鉿在鋯中的含量一般不超過2％。應(yīng)用于核反應(yīng)堆中的原子能級鋯(又稱核級鋯)，要求其中鉿含量小于0.01％，而原子能級鉿(又稱核級鉿)中，要求鋯的含量要小于2％。但鋯和鉿同屬于IVB族金屬元素，物理化學(xué)性質(zhì)極為相近，離子半徑近乎相同，因此二者的提取分離極為困難。

在鋯鉿萃取領(lǐng)域，目前相對成熟的工業(yè)化體系均具有一定的局限性，或是使用的萃取體系或萃取劑水溶性大，在萃取過程中會產(chǎn)生高濃度含氨氮、SCN^-，CN^-和有機質(zhì)的廢水，環(huán)境污染大；或是萃取體系酸度較高，導(dǎo)致試劑消耗量大和對設(shè)備腐蝕性強；或是萃取過程容易乳化，造成分相困難；或是萃取容量小，效率低；或是鋯鉿分離系數(shù)小，難以實現(xiàn)核級鋯鉿分離；或是反萃困難；或是萃取劑價格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種分離鋯鉿的萃取溶劑及萃取方法，以解決上述鋯鉿分離困難和目前分離方法具有局限性的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種分離鋯鉿的萃取溶劑，其特征在于：萃取溶劑包括萃取劑和稀釋劑，萃取劑和稀釋劑在室溫下均為液體，萃取劑為含有一個或多個酰胺基團的溶劑中的一種或多種，稀釋劑為低極性或惰性有機溶劑。

優(yōu)選的，萃取劑包括N,N-二烷基酰胺、N,N,N,N-四烷基二酰胺、二烷基酰亞胺、N,N,N,N-四烷基二酰胺莢醚、N,N,N,N-四烷基吡啶二酰胺、N-烷基己內(nèi)酰胺、N-酰化吡咯烷中的一種或多種。

優(yōu)選的，

N,N-二烷基酰胺的結(jié)構(gòu)式如下：

N,N,N,N-四烷基二酰胺的結(jié)構(gòu)式如下：

二烷基酰亞胺的結(jié)構(gòu)式如下：

N,N,N,N-四烷基二酰胺莢醚的結(jié)構(gòu)式為：

N,N,N,N-四烷基吡啶二酰胺的結(jié)構(gòu)式如下：

N-烷基己內(nèi)酰胺的結(jié)構(gòu)式如下：

N-酰化吡咯烷的結(jié)構(gòu)式如下：

。