一、工艺流程

这种方法在工业上广泛使用。萃取体系包括TBP-硝酸体系和TBP-硝酸+盐酸混酸体系。工艺流程见图1。

图1磷酸三丁酯萃取分离锆铪的工艺流程

二、萃取的主要反应

磷酸三丁酯是一种中性萃取剂，其七个化学结构式为[CH3 (CH2) 3-O] 3p = 0。在萃取过程中，氧原子通过化学键与金属原子配位形成中性萃取物。在硝酸溶液中的萃取反应是:

z ro2+(hfo 2+)+2H ++ 4 NO3-+2 TBP = Zr(NO3)4 2 TBP+H2O

平衡常数为:

在盐酸(1∶1摩尔)混合溶液中，萃取反应为:

z ro2 ++ 2H ++ 2 NO3-+2Cl-+2 TBP = Zr(NO3)2Cl 2 2 TBP+H2O

或者

zr4 ++ 2 NO3-+2Cl-+2TBP = Zr(NO3)2Cl 2 2TBP

三。主要技术条件

用磷酸三丁酯萃取分离锆铪的主要工艺条件见表1。

表1磷酸三丁酯萃取分离锆和铪的工艺条件

铪/(锆+铪)=2.4%

4摩尔/升盐酸+4摩尔/升硝酸

铪/(锆+铪)=2.4%

5摩尔/升硝酸

铪/(锆+铪)=9.7%

5.8摩尔/升硝酸

锆铪分离系数与TBP浓度、酸度、硝酸盐盐析剂种类、水相中锆铪离子浓度、介质种类、稀释剂种类及溶液中存在的其他正负离子有关。硝酸盐的盐析剂可以提高锆铪的分离效果，硝酸盐中阳离子对锆铪分离系数的影响顺序为:

铝离子>镁离子>锂离子>钠离子>铵离子

不同稀释剂对锆和铪的TBP萃取分离系数的递增顺序为:

二甲苯<环己烷<苯<己烷<脂肪酸< < MIBK < <煤油

从硝酸溶液中萃取锆时，磷酸酯的萃取能力随其烷基碳原子数的增加而增加，萃取能力顺序为:

磷酸三丁酯>磷酸三丙酯>磷酸三乙酯

锆和铪的分离系数和分配比与各种因素的关系见图2、图3和表2。

图2盐酸和硝酸混合物中锆和铪的分离系数与盐酸量的关系

1-50% TBP+50%二甲苯，锆(铪)氧61.5克/升，盐酸+硝酸5摩尔/升；

2-50% HCO+50%二甲苯，锆(铪)氧5g/L，盐酸+硝酸6mol/L

图3 ZrO(NO3)2-20% TBP+80%煤油- HNO3体系的分配比和分离系数(ZR4+10g/L)

表2 50% TBP-邻二甲苯-硝酸-盐酸体系中锆和铪的含量

锆(铪)氧61.5%g/L，ih++5mol/l的分配比和分离系数

水相cl-

/(摩尔/升)

锆铪氧

/(克·升-1)

锆铪氧

/(克·升-1)

氧化铪/%

0.50

0.90

1.30

1.75

2.70

3.70

41.2

37.8

36.6

34.0

32.0

33.5

21.35

24.3

24.5

25.6

27.9

29.1

1.85

2.04

2.14

1.90

1.97

1.93

0.024

0.025

0.025

0.025

0.032

0.038

0.52

0.64

0.67

0.75

0.87

0.87

0.53

0.65

0.67

0.77

0.89

0.88

0.0067

0.0078

0.0078

0.0099

0.141

0.017

78.4

83.8

85.8

77.6

63.2

51.5

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