铪和锆常见的集中分离方法

金属铪具有较好的耐腐蚀性能，在热水和蒸气混合物中的耐腐蚀性高于钛、锆，可以用作化工的特殊结构材料。另外，铪具有高抗氧化性、良好的导电导热性和较低的电子逸出功，可用于等离子切割电极的等离子发射体。添加了铪元素的合金，其材料强度、耐腐蚀性等会有显著的改善，如含钽、钼的铪基合金可用于抗 1650 ℃高温的飞行器; 铌[1]铪-钨合金可用于火箭和燃气透平。铪还是一种很好的吸气剂，铪钛合金作为吸气剂应用于灯泡、电子管等。 铪和锆的化学属性太相似，大自然中没有单独的铪与锆，而是以一种混合的状态存在。他们就像是一对连体婴儿，分离技术至今仍是个世界难题。常见的集中分离方法：

1，MIBK-HCNS法

MIBK-HCNS法是美国研究出来的，其分离锆铪工艺流程由进料的调整、萃取、硫氰酸的回收、反萃取、洗涤MIBK中和再生等6个工序组成。该法将锆英石在流态床反应器内在碳参与下直接进行氯化，然后将粗Zr（Hf）CL4转化为在甲基异丁基酮（MIBK）中溶解度差别极大的硫氰酸盐配合物。通过有机溶剂MIBK萃取，利用硫氰酸铪在MIBK中的溶解度及有机相与水相不溶混的特性，使铪进入有机相，而锆仍留在含硫氰酸根的水相中，从而达到分离，经过洗提等化工作业，即获得纯ZrCL4和HfCL4，再经过镁热还原（克劳尔法）即制得核能级无铪海绵锆。1956年，美国特尼达因-华昌公司所建大规模生产厂中，锆铪分离采用此流程，后来法国、德国、英国、日本等国家也都采用。工艺条件虽有所不同，但大同小异。

2，TOA法

日本矿业公司采用TOA萃取法，以正烷基烃和乙醇稀释的胺代替MIBK和TBP。该法是在硫酸溶液中进行锆铪分离，在H2SO4体系中TOA优先萃取锆，分离系数为8-10。分离系数的大小与体系中游离酸浓度有关，随硫酸浓度增加分离系数急剧增加。

TOA萃取法的优点是污染小，放射性物质集中，易于处理萃取剂TOA在水中溶解度小、设备简单、投资费用低等，已为各国所关注。该方法的缺点是萃取容量小，分离系数不高。

3，TBP-HCL-HNO3法

TBP-HCL-HNO3法是利用TBP在HCL-HNO3系统中对ZrO2的萃取分配比大于对HfO的萃取分配比，ZrO2+以硝酸盐形式转入有机相中，而HfO2+则留在萃余液中，从而达到锆铪分离。TBP在HCL-HNO3混合酸液中对锆铪分离系数为3-30。该方法分离系数高，试剂投入少，萃取容量大，用一道工序可以得到原子能级的锆。但是该方法污染严重，金属回收率低，成本高，劳动条件差，对设备和厂房腐蚀较严重。

4，改进的N235-H2SO4法

鉴于TOA的局限性，1984年，美国矿物局报告了用Alamine336（N235）的煤油溶液多级逆流萃取分离锆铪工艺。N235是一种类似于TOA的对称直链饱和叔胺，具有代表性组成（质量分数）为叔胺95%，仲胺1%，伯胺0.2%，加入癸醇促进相分离，萃取有机相由10%N2335，醇和85%煤油组成（体积分数）。我国科技人员在TOA法基础上N235-H2SC4流程的研究，提出改进的N235-H2SC4流程。该流程包括酸化、萃取、洗锆、反萃取及有机相再生等6部分。在TOA法流程中锆洗段回流用的锆洗液是通过结晶、过滤和溶解配制成的，在改进的N235-H2SC4流程中通过增加酸洗段，不仅使产品质量得到充分保证，而且酸洗下来的低铪硫酸锆可直接用来配制锆洗液，大大简化了操作过程，使工艺更为合理。该方法投资省、成本低、对环境污染程度低。电气产品中。