【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铪锆金属资源分离制备，具体为一种离子印迹膜耦合新型溶剂法高效分离铪锆工艺系统。
技术介绍
1、铪是原子能工业领域不可或缺的核心材料，在自然界中一般没有铪的独立矿物，而是分散在锆矿物中，锆、铪对热中子俘获截面的差异很大，导致锆铪在原子能领域的应用完全不同，因此，锆铪分离对于原子能产业意义重大；
2、锆矿中铪含量在0.5％～3％，一般不超过2％，铪在元素周期中位于第四副族，在锆之后，其最外层电子与锆排列次序相同，同时受到“镧系收缩”效应的制约，锆铪物理化学性质极其相似，这对锆铪分离充满巨大的挑战；
3、锆铪分离研究了很多方法，其中溶剂萃取法因设备材质易选择、成本较低、可连续性操作、“三废”易解决等优势被广泛应用于锆铪分离；目前，锆铪分离的工艺主要有以下三种：mibk-nh4scn法、tbp-hno3-hcl法、toa/n235-h2so4法；mibk-nh4scn体系是优先萃取铪的工艺，此方法萃取效率高，但工业排放污水、废气，对环境危害很大，tbp-hno3-hcl混合酸性体系要求萃取的酸度高，对设备腐蚀大，不能连续性生产，toa/n235-h2so4法设备简单、投资小、污染小，但锆铪分离系数不高、萃取容量有限等缺点。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种离子印迹膜耦合新型溶剂法高效分离铪锆工艺系统，解决了tbp-hno3-hcl法萃取的酸度高、对设备腐蚀大、不能连续性生产等效率低下的问题
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种离子印迹膜耦合新型溶剂法高效分离铪锆工艺系统，包括以下分离步骤：
5、s1、在氯氧化锆溶解槽中加入工业级氯氧化锆等含铪锆的原料、去离子水，同时加入稀盐酸抑制原料水解，制取八水氯氧化锆近饱和溶液。
6、s2、制备铪离子印迹膜：
7、(1)三元络合物的制备：将一定量的八水氧氯化铪、磷酸三丁酯和4-乙烯基吡啶加入2-甲氧基乙醇溶液中，在冷冻冰浴保护下搅拌3小时，形成三元络合物；
8、(2)聚合反应：将一定量的苯乙烯、二乙烯苯和偶氮二异丁腈加到上述三元络合物溶液中，在冷冻冰浴保护下通氮气10分钟，密封，搅拌30分钟，在约80℃恒温水浴中反应3小时，得到白色块状聚合物；
9、(3)聚合物的后处理：将上述块状聚合物研磨，用小于75μm的筛子筛分，在80℃烘箱中烘烤2小时，用100ml 1:1盐酸溶液浸泡6小时，再用稀盐酸洗淋数次直至洗脱液中检测不到铪离子，在约80℃烘箱中烘干，得到铪离子印迹聚合物；
10、s3、控制聚合物的制备：
11、控制聚合物的制备过程和印迹聚合物的类似，只是不加八水氯氧化锆；
12、s4、将上述膜料组合成6级铪离子印迹膜提取系统；
13、s5、将氧氯化铪溶液用上述6级铪离子印迹膜提取系统处理；
14、s6、再利用新型萃取剂对富液相的锆进行萃取提纯：
15、(1)以磷酸三丁酯和离子液作为萃取剂，以煤油作为稀释剂，混合配制有机相；然后将有机相与酸混合，在离心萃取机中进行逆流酸化；
16、(2)以富集相为原料，加入去离子水中溶解后，再加入盐酸和硝酸，配制得到含有锆和铪的料液；
17、(3)将酸化后的有机相与上述s6中步骤(2)配制的含有锆和铪的料液在液-液超重力萃取机中进行10级逆流萃取；
18、s7、将所有含锆的有机相用水反萃，再水解、煅烧得到核级氧化锆；
19、s8、将含铪的萃余液用p2o4进行6级萃取富集，再反萃、水解、煅烧得到核级氧化铪。
20、优选的，所述工艺方法需配置离子印迹膜提取反应器、液-液超重力萃取反应器、澄清槽、结晶换热器、储存罐、水解罐、蒸发器、压滤机、干燥机、高温煅烧窑、磨粉机、吸收塔等工艺装备和环保设备。
21、优选的，所述s2中，三元络合物的制备需要在冷冻冰浴保护下搅拌至少3小时，以形成三元络合物。
22、优选的，所述s5中，氧氯化铪溶液以6级铪离子印迹膜提取系统处理后，锆离子得到了高效纯化，富集相的铪锆比从原始的0.6～0.8:100提高到6:20，而贫液相中铪的含量已降到了0.008％以下，剩下富集相的总量不足原料液总量的5.0％。
23、优选的，所述s6中，将有机相与酸混合，在离心萃取机中进行逆流酸化的离子液体为疏水性的季铵盐类，其结构为[nrnh4-n][x]，其中x为cl-，no3-，po43-其中一种或多种皆可。
24、(三)有益效果
25、本专利技术提供了一种离子印迹膜耦合新型溶剂法高效分离铪锆工艺系统。具备以下有益效果：
26、解决了tbp-hno3-hcl法萃取的酸度高、对设备腐蚀大、不能连续性生产等效率低下的问题，同时实现了tbp萃取后负载有机相和萃余液分别处理后，分别得到氧化锆和氧化铪，不仅萃取效率高，还可通过配套hcl回收装置、废酸液焚烧炉、废离子膜降解装置、酸气吸收塔、中和池、净化浓密池、压滤机等实现废液、废水、废气的回收与循环利用，并实现烟气余热的高效利用，同时降低了萃取与煅烧系统的能耗。
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1.一种离子印迹膜耦合新型溶剂法高效分离铪锆工艺系统，其特征在于，包括以下分离步骤：
2.根据上述权利要求，所述的一种离子印迹膜耦合新型溶剂法高效分离铪锆工艺系统，其特征在于：所述工艺方法需配置离子印迹膜提取反应器、液-液超重力萃取反应器、澄清槽、结晶换热器、储存罐、水解罐、蒸发器、压滤机、干燥机、高温煅烧窑、磨粉机、吸收塔等工艺装备和环保设备。
3.根据权利要求1所述的一种离子印迹膜耦合新型溶剂法高效分离铪锆工艺系统，其特征在于：所述S2中，三元络合物的制备需要在冷冻冰浴保护下搅拌至少3小时，以形成三元络合物。
4.根据权利要求1所述的一种离子印迹膜耦合新型溶剂法高效分离铪锆工艺系统，其特征在于：所述S5中，氧氯化铪溶液以6级铪离子印迹膜提取系统处理后，锆离子得到了高效纯化，富集相的铪锆比从原始的0.6～0.8:100提高到6:20，而贫液相中铪的含量已降到了0.008％以下，剩下富集相的总量不足原料液总量的5.0％。
5.根据权利要求1所述的一种离子印迹膜耦合新型溶剂法高效分离铪锆工艺系统，其特征在于：所述S6中，在离心萃取机中
...【技术特征摘要】
1.一种离子印迹膜耦合新型溶剂法高效分离铪锆工艺系统，其特征在于，包括以下分离步骤：
2.根据上述权利要求，所述的一种离子印迹膜耦合新型溶剂法高效分离铪锆工艺系统，其特征在于：所述工艺方法需配置离子印迹膜提取反应器、液-液超重力萃取反应器、澄清槽、结晶换热器、储存罐、水解罐、蒸发器、压滤机、干燥机、高温煅烧窑、磨粉机、吸收塔等工艺装备和环保设备。
3.根据权利要求1所述的一种离子印迹膜耦合新型溶剂法高效分离铪锆工艺系统，其特征在于：所述s2中，三元络合物的制备需要在冷冻冰浴保护下搅拌至少3小时，以形成三元络合物。
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵广明，吴占兴，贾朝晖，
申请(专利权)人：碳银河北雄安新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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