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5.铪的冶炼,与锆基本相同:第一步为矿石的分解,有三种方法:锆石氯化得(Zr,Hf)Cl。锆石的碱熔。锆石与NaOH在600左右熔融,有90%以上的(Zr,Hf)O转变为Na(Zr,Hf)O,其中的SiO变成NaSiO,用水溶除去。Na(Zr,Hf)O用HNO溶解后可作锆铪分离的原液,但因含有SiO胶体,给溶剂萃取分离造成困难。用KSiF烧结,水浸后得K(Zr,Hf)F溶液。溶液可以通过分步结晶分离锆铪;第二步为锆铪分离,可用盐酸-MIBK(甲基异丁基酮)系统和HNO-TBP(磷酸三丁酯)系统的溶剂萃取分离方法。利用高压下(高于**气压)HfCl和ZrCl熔体蒸气压的差异而进行多级分馏的技术早有研究,可省去二次氯化过程,降低成本。但由于(Zr,Hf)Cl和HCl的腐蚀问题,既不易找到合适的分馏柱材质,又会使ZrCl和HfCl质量降低,增加提纯费用,70年代仍停留在中间厂试验阶段;第三步为HfO的二次氯化以制得还原用粗HfCl;第四步为HfCl的提纯和加镁还原。该过程与ZrCl的提纯和还原相同,所得半成品为粗海绵铪;第五步为真空蒸馏粗海绵铪,以除去MgCl和回收多余的金属镁,所得成品为海绵金属铪。如还原剂不用镁而用钠。 铪不与稀盐酸、稀硫酸和强碱溶液发生反应,但可溶于氢氟酸和王水。合肥铪块
锆容易吸收氢、氮和氧气;锆对氧的亲和力很强,1000°C氧气溶于锆中能使其体积***增加。锆的表面易形成一层氧化膜,具有光泽,故外观与钢相似。有耐腐蚀性,但是溶于氢氟酸和王水。高温时,可与非金属元素和许多金属元素反应,生成固溶体。锆的可塑性好,易于加工成板、丝等。锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氮等气体,可用作贮氢材料。锆的耐腐蚀性比钛好,接近铌、钽。锆与铪是化学性质相似、又共生在一起的两个金属,且含有放射性物质。 宿州铪质量保障铝还原法的还原温度较高,具有较高的能耗,易形成铝-铪合金。
锆提取冶金技术制备海绵锆的方法分为金属热还原法和熔盐电解法两大类。Kroll法Kroll法工艺主要包括以下4个方面:四氯化锆的制备和提纯、镁还原、真空蒸馏。目前工业上制备金属锆的方法仍然是镁还原法,镁还原法存在以下的问题:生产工艺流程长;间歇性生产;电能消耗大;产品质量稳定。但该方法仍然是目前工业上主要的应用方法。该方法的发展方向:工艺连续化,沸腾氯化、联合作业及其大型化方面以及氯化镁电解循环使用。
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《近两年我国锆铪及锆化学制品生产贸易及研发概况》(作者:熊炳昆)提到,2005年前后我国金属铪全部靠进口,当时初步统计显示,每年进口铪锭、碘化晶体铪约5万吨,进口二氧化铪粉末,进口铪丝几百公斤。金属铪主要用于制造等离子切割机的电极和靶材,成材后产品60%出口,40%供国内使用。二氧化铪主要用作镀膜材料。随着我国社会的进步,城市化和工业化的进一步发展,特别是随着核电等高新技术的发展,我国对锆、铪制品的需求会进一步增长,我国锆、铪工业还有很大的发展空间。在这一新的发展时期,我国锆铪行业不仅需要进一步提高产量与质量,更需要研发新技术、新产品。同时,锆铪生产企业还需要做好节能减排的工作,做到与环境和社会的和谐发展。 在电极和灯泡长丝的制造中使用了铪。
1923年初,基于玻尔的原子理论、莫斯莱的X射线光谱以及弗里德里希•帕内特的化学参数理论,一些物理学家和化学家都认为72号元素与锆性质相似,因而不属于稀土元素。
根据这些推论,1923年匈牙利化学家赫维西(George Charles de Hevesy)和丹麦物理学家科斯特(Coster)对多种含锆矿石进行了X射线光谱分析,果真发现了这一元素。他们为了纪念该元素的发现所在地——丹麦的首都哥本哈根,命名它为hafnium(来源于哥本哈根的拉丁名Hafnia),元素符号定为Hf。后来赫维西制得了几毫克纯的铪的样品。 作为铪的主要化学产品,通常用作光学镀膜材料,很少量开始试用于高效集成电路,氧化铪在**应用尚待开发。徐州铪品质保障
致密的金属铪性质不活泼,与空气发生反应形成氧化物覆盖层,常温下很稳定,粉末状的铪在空气中则容易自燃。合肥铪块
早期的一些研究及其研究的相关结果表明,传统的熔盐电解法可成功制备出金属铪,这一过程成功的关键在于控制好原料如HfCl4中的氧含量及其他杂质的含量。熔盐电解法具有设备造价低、原材料易制备、电解操作容易等优点,缺点是高温下进行电解过程中电解质易挥发、多种价态铪离子在阴极不完全放电和反复电解导致电流效率低下,另外由于铪具有较高的熔点,电解只能在其熔点以下进行,产物为固体粉末状,部分产物弥散在电解质中,影响电解质性能。合肥铪块
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