Prionsabal Teicneolaíochta Scaradh Siorcóiniam agus Hafnium
Úsáidtear siorcóiniam agus hafnium i ngnéithe éagsúla den tionscal núicléach mar gheall ar a ndifríochtaí suntasacha i réimsí trasghearrtha ionsú neodrón. Go ginearálta, i gcóimhiotail siorcóiniam-hafnium a úsáidtear in imoibreoirí adamhach, tá an dá "comhpháirteanna díobhálacha" dá chéile. Chun airíonna núicléacha cóimhiotail siorcóiniam agus haifniam a choinneáil, cuirtear ceanglais áirithe ar aghaidh maidir le hábhar cóimhiotail siorcóiniam agus haifniam, is é sin, ní bheidh an cion haifniam i siorcóiniam níos airde ná 100 ppm, agus ní bheidh an cion siorcóiniam i. ní bheidh haifniam níos airde ná 2%. Sa nádúr, déantar siorcóiniam agus hafnium a tháirgeadh le chéile i gcónaí, agus níl aon siorcóiniam nó hafnium ann ina n-aonar. Dá bhrí sin, tá scaradh siorcóiniam agus haifniam tar éis éirí mar phríomhthábhacht le hullmhú siorcóiniam agus hafnium de ghrád núicléach. Sa tionscal, tá go leor saineolaithe agus scoláirí tar éis modhanna éagsúla a mholadh chun siorcóiniam agus hafnium a scaradh, ar féidir iad a roinnt go garbh sa dá chatagóir seo a leanas: scaradh pyro agus scaradh fliuch.
1. Modh scaradh pyro siorcóiniam agus hafnium
Ba ábhar tábhachtach taighde freisin ag taighdeoirí eolaíocha i dtíortha éagsúla an scaradh piréise idir siorcóiniam agus haifniam. De réir staitisticí, tá oiread agus 16 cineál pyro scaradh siorcóiniam agus hafnium, i measc a bhfuil na cinn is ionadaí ná driogadh agus laghdú roghnach.
Modh driogtha
Tá modh driogtha bunaithe ar an bhfíric go bhfuil fiuchphointe difriúil ag roinnt comhdhúile siorcóiniam agus hafnium, mar shampla clóirídeanna agus clóiríd choimpléascacha a ghintear trí chlóiríd siorcóiniam agus hafnium agus fosfar ocsaclóiríd, agus baintear amach scaradh an dá trí dhriogadh. Is féidir modh driogtha a roinnt ina dhá chatagóir: modh codánúcháin ardbhrú agus modh driogtha salainn leáite. Faoi láthair, níor cuireadh ach modh driogtha salainn leáite i bhfeidhm go rathúil i dtáirgeadh tionsclaíoch, agus is é KCl-AlCl3 agus NaCl-KCl an córas driogtha salainn leáite is mó a úsáidtear. Úsáideann an modh seo an difríocht i mbrú gaile na teitreaclóiríd siorcóiniam agus haifniam i dtuaslagóirí mar (salann leáite KAlK4) chun iad a scaradh i dtúr driogtha.
Modh laghdaithe roghnach
Tá an modh seo bunaithe ar an bhfíric, faoi choinníollacha áirithe, go laghdaítear tetrahalides siorcóiniam go trihalides go roghnach nó díréireach le dé-ailídí le siorcóiniam amháin, cé nach laghdaítear nó go laghdaítear tetrahalides hafnium go hannamh, rud a leathnaíonn an difríocht brú gaile idir siorcóiniam agus hailídí hafnium, agus ansin. ag scaradh siorcóiniam agus haifniam óna chéile trí dhriogadh. Tá an próiseas roinnte go príomha i dtrí chéim. Sa chéad chéim, téann ZrCl4 faoi imoibriú laghdaithe ag 390-405 céim faoi ghnáthbhrú; sa dara céim, tarlaíonn imoibriú díréireach ag 420-450 céim . Tá an dá chéim thuas go príomha le haghaidh íonú siorcóiniam. Is é an tríú céim ná haifniam a ghlanadh. Tar éis íonú, méadaíonn an t-ábhar hafnium san amhábhar ó 50% go 70%.
Úsáideann an scaradh pyrometallurgical de phróiseas siorcóiniam agus hafnium go díreach teitreaclóiríd siorcóiniam agus hafnium mar amhábhair, ar féidir iad a nascadh go díreach leis an bpróiseas laghdaithe miotail, deireadh a chur leis an bpróiseas casta a bhaineann le hoibriú eatramhach modh pyrometallurgy agus uisce, agus an sreabhadh próiseas a shimpliú. Mar sin féin, ní mór an modh seo a dhéanamh ag teocht níos airde (350-500 céim), a bhfuil ceanglais ard ann maidir le hábhair trealaimh, agus tá na míbhuntáistí ag an bpróiseas a bheith deacair neamhíonachtaí agus infheistíocht mhór a íonú go hiomlán, agus níl sé ach oiriúnach do smelters móra.
2. Próiseas scaradh fliuch siorcóiniam agus hafnium
Mar gheall ar an struchtúr ciseal leictreon seachtrach comhchosúil agus crapadh lanthanide, tá siorcóiniam agus hafnium an-chosúil i airíonna ceimiceacha. Tá cumas láidir casta acu le ocsaigin, agus mar sin tá siad an-éasca a hidrealú agus a pholaiméiriú i dtuaslagán uiscí chun cineálacha éagsúla coimpléisc a fhoirmiú, rud a mhéadaíonn an deacracht a bhaineann le scaradh siorcóiniam agus hafnium freisin. Mar sin féin, tá roinnt difríochtaí beaga i siorcóiniam agus hafnium i meáin éagsúla. Bunaithe ar na difríochtaí beaga seo, tá sraith modhanna deighilte fliucha molta ag taighdeoirí intíre agus eachtrannacha le haghaidh siorcóiniam agus haifniam. De réir a aicmiú, is féidir é a roinnt go príomha sna catagóirí seo a leanas: eastóscadh tuaslagóir, scaradh asaithe, scaradh membrane, eastóscadh micrea-tuaslagóirí, eastóscadh dhá chéim, criostalú codánach agus deascadh, i measc a bhfuil scaradh eastóscadh tuaslagóirí an ceann is coitianta agus staidéar. modh.
Is modh é eastóscadh tuaslagóirí, ar a dtugtar eastóscadh leachtach-leachtach freisin, chun tuaslagáin a scaradh agus a íonú trí dháileadh difriúil tuaslagáit a úsáid i dhá chéim réitigh do-mheasctha nó go páirteach in-mheasctha. Tá na buntáistí a bhaineann le méid mór táirgeachta, trealamh simplí, uathoibriú éasca, oibriú sábháilte agus tapa, agus costas íseal, agus úsáidtear go forleathan é i scaradh substaintí. Modh eastósctha tuaslagóirí Ós rud é gur úsáid Fisher MIBK den chéad uair chun siorcóiniam agus hafnium a scaradh i dtuaslagán thiocyanate i 1947, tá dul chun cinn agus forbairt fhadtéarmach déanta ag modh scaradh eastóscadh tuaslagóirí, agus forbraíodh córais eastósctha agus eastóscáin éagsúla i ndiaidh a chéile. Faoi láthair, forbraíodh roinnt próiseas deighilte eastósctha tuaslagóirí siorcóiniam agus haifniam de ghrád núicléach sách aibí as a chéile: córas MIBK-HSCN, córas TBP feabhsaithe agus córas TOA/N235-H2SO4.
Córas MIBK-HSCN
Úsáideann modh MIBK-HSCN an difríocht i gcumas coimpléascach Zr4+ agus Hf4+ le hiain SCN- chun hafnium a bhaint go fabhrach, agus fanann siorcóiniam sa chéim uiscí, rud a bhaintear amach scaradh siorcóiniam agus haifniam. Ó na 1970idí, is é modh MIBK an próiseas táirgthe deighilte siorcóiniam agus haifniam is forleithne ar domhan, agus déantar beagnach 1/3 de shiorcóiniam agus hafnium de ghrád núicléach an domhain a tháirgeadh leis an modh seo. Mar sin féin, tá roinnt míbhuntáistí ag baint leis an modh MIBK: (1) tá tuaslagthacht ard in uisce (1.7%) ag MIBK, rud a fhágann caillteanais mhóra tuaslagóirí; (2) Táirgeann dianscaoileadh thiocyanate amóiniam i bhfuíolluisce tionsclaíoch suilfíd hidrigine, mercaptans agus iain ciainíde, atá díobhálach don chomhshaol; (3) Tá boladh áirithe ag MIBK, rud a fhágann go bhfuil timpeallacht na ceardlainne oibriúcháin bocht.
Córas TBP
Ba é an Francach JV Kerrigan a cheap an modh TBP ar dtús. Tar éis blianta de thaighde agus feabhsú leanúnach ag scoláirí intíre agus eachtrannacha, tá athrú mór tagtha ar pharaiméadair agus ar choinníollacha a phróisis i gcomparáid le roimhe seo. Faoi láthair, úsáidtear an córas aigéad measctha TBP-HNO3-HCl go príomha i dtionscal. Úsáideann an córas seo teitreaclóiríd siorcóiniam go díreach mar an t-amhábhar agus cuireann sé aigéad nítreach chun réiteach eastóscadh aigéad nítreach-aigéad hidreaclórach de siorcóiniam (hafnium) a ullmhú go díreach. Tar éis an fheabhsúcháin, tá an comhéifeacht deighilte siorcóiniam go hafnium feabhsaithe go mór, suas le 30 ~ 40, agus is féidir dé-ocsaíd siorcóiniam leibhéal adamhach agus dé-ocsaíd hafnium a fháil ag an am céanna tar éis eastóscadh amháin. Mar sin féin, mar gheall ar aigéadacht ard an chórais TBP, creimeann sé an trealamh go mór agus is furasta é a eiblithe le linn eastóscadh, rud a chuireann isteach go díreach ar ghnáthoibriú na hoibríochta eastósctha.
TOA/N235-H2SO4
Is próiseas scaradh siorcóiniam agus hafnium eile é an modh TOA tar éis modh MIBK agus modh TBP. Úsáideann an modh seo aigéad sulfarach mar mheán, eastósctar siorcóiniam go fabhrach, agus is é 8 ~ 10 comhéifeacht deighilte siorcóiniam agus hafnium. Tá buntáistí ag baint leis an modh TOA a bhaineann le truailliú íseal, ábhair radaighníomhacha tiubhaithe, láimhseáil éasca, agus costais infheistíochta íseal, ach tá an cumas eastóscadh siorcóiniam agus hafnium beag agus níl an comhéifeacht deighilte ard. I bhfianaise theorainneacha TOA, rinne taighdeoirí eolaíocha sraith staidéar agus feabhsuithe ar an modh seo.
Cé gur féidir leis na próisis thuas ceanglais scaradh siorcóiniam agus hafnium a bhaint amach, tá roinnt míbhuntáistí acu, mar shampla tuaslagthacht ard uisce MIBK, fiuchphointe íseal, caillteanas tuaslagóir mór, truailliú tromchúiseach comhshaoil, etc.; Tá creimeadh tromchúiseach ag próiseas TBP ar threalamh agus is furasta é a eiblithe, srl .; Tá cumas eastósctha beag agus comhéifeacht deighilte íseal ag modh TOA agus modh N235, rud a chuireann teorainn lena n-iarratas tionsclaíoch. Is iad feabhas a chur ar phróisis thraidisiúnta agus próisis nua idirscartha siorcóiniam agus hafnium a fhorbairt le comhéifeachtaí idirscartha ard ná na príomhspriocanna taighde agus na treoracha forbartha ar mhodhanna deighilte eastóscadh tuaslagóirí atá ann faoi láthair.
