一种分离锆和铪的溶剂萃取方法

本发明涉及金属离子分离，具体地，涉及一种分离锆和铪的溶剂萃取方法。

背景技术：

1、在自然界中，铪常与锆共生，含锆的矿物中通常都含有铪，铪与锆呈类质同像。锆和铪的化学性质极为相似，分离困难。

2、现有的锆铪分离工艺主要包括火法冶金工艺和湿法冶金工艺两大类。其中，火法冶金锆铪分离工艺主要包括熔盐精馏法和熔盐萃取法。熔盐精馏法流程短，但工艺操作温度高、能耗大、设备成本高；熔盐萃取法分离效率低，难以满足工业化应用的要求。湿法冶金分离锆铪工艺主要是溶剂萃取工艺，传统的萃取剂甲基异丁基酮(mibk)虽然可以实现锆铪的选择性萃取分离，但分离效率较低，所生产的锆和铪的产品纯度较低；同时，因为使用硫氰酸，会导致环境污染极为严重。

3、因此，目前分离锆和铪的方法仍有待改进。

技术实现思路

1、本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中的至少一个。

2、在本发明的一方面，本发明提出了一种分离锆和铪的溶剂萃取方法。在本发明的一些实施例中，分离锆和铪的溶剂萃取方法包括：(1)提供萃原液，所述萃原液为含有锆元素和铪元素的酸性溶液；(2)用第一有机相对所述萃原液进行逆流多级萃取，得到萃余水相和第二有机相，所述萃余水相中锆元素与铪元素的质量比≤0.01％，所述第一有机相包括萃取剂和修饰剂，所述萃取剂包括三环己基氧化膦、三正丁基氧化膦、三叔丁基氧化膦、三苯基氧化膦、cyanex923中的至少一种，所述修饰剂包括乙酸戊脂、碳酸二乙酯、磷酸三丁酯、苯甲酸乙酯中的至少一种，所述第一有机相中所述萃取剂的浓度为0.01mol/l～3mol/l；(3)用洗涤液对所述第二有机相进行逆流多级洗涤，得到第三有机相，所述第三有机相中铪元素与锆元素的质量比≤1％，所述洗涤液包括盐酸和/或硝酸，所述洗涤液的酸度为0.1mol/l～4mol/l；(4)用反萃液对所述第三有机相进行逆流多级反萃，得到第四有机相和反萃水相，所述第四有机相中铪元素和锆元素的浓度均≤0.01mg/l，所述反萃水相中铪元素与锆元素的质量比≤1％，所述反萃液包括盐酸和/或硝酸，所述反萃液的酸度为0.01mol/l～2mol/l。由此，利用上述方法可以将锆和铪分离，分离效率高，并且，该方法使用的材料对环境友好。

3、在本发明的一些实施例中，所述萃原液满足以下条件中的至少之一：所述萃原液中锆元素的浓度为0.001g/l～500g/l；所述萃原液中铪元素的浓度为0.001g/l～500g/l；所述萃原液的酸度为0.5mol/l～6mol/l。

4、在本发明的一些实施例中，所述萃原液是通过将含有铪元素和锆元素的前驱体溶解在酸溶液中得到的，所述前驱体包括含有铪元素和锆元素的无机盐和/或含有铪元素和锆元素的氧化物，所述酸溶液包括盐酸和/或硝酸。

5、在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述第一有机相中修饰剂的体积含量为5％～75％。由此，有利于提高萃取效率。

6、在本发明的一些实施例中，所述第一有机相还包括稀释剂，所述稀释剂包括正辛醇、仲辛醇、正十二烷、磺化煤油、加氢煤油、正己烷、正庚烷、环己烷、石油醚、甲苯中的至少一种。

7、在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述第一有机相和所述萃原液的体积比为0.5:1～3:1；和/或，步骤(2)中，所述逆流多级萃取的级数≥5级。

8、在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，所述第二有机相和所述洗涤液的体积比为0.5:1～3:1；和/或，步骤(3)中，所述逆流多级洗涤的级数≥3级。

9、在本发明的一些实施例中，步骤(4)中，所述第三有机相和所述反萃液的体积比为0.5:1～3:1；和/或，步骤(4)中，所述逆流多级反萃的级数≥4级。

10、在本发明的一些实施例中，步骤(2)得到的所述萃余水相中铪元素的浓度为0.001g/l～500g/l。

11、在本发明的一些实施例中，步骤(4)得到的所述反萃水相中锆元素的浓度为0.001g/l～500g/l。

1.一种分离锆和铪的溶剂萃取方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃原液满足以下条件中的至少之一：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃原液是通过将含有铪元素和锆元素的前驱体溶解在酸溶液中得到的，所述前驱体包括含有铪元素和锆元素的无机盐和/或含有铪元素和锆元素的氧化物，所述酸溶液包括盐酸和/或硝酸。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第一有机相中修饰剂的体积含量为5％～75％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一有机相还包括稀释剂，所述稀释剂包括正辛醇、仲辛醇、正十二烷、磺化煤油、加氢煤油、正己烷、正庚烷、环己烷、石油醚、甲苯中的至少一种。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第一有机相和所述萃原液的体积比为0.5:1～3:1；

7.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述第二有机相和所述洗涤液的体积比为0.5:1～3:1；

8.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述第三有机相和所述反萃液的体积比为0.5:1～3:1；

9.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)得到的所述萃余水相中铪元素的浓度为0.001g/l～500g/l。

10.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)得到的所述反萃水相中锆元素的浓度为0.001g/l～500g/l。