Спосіб розділення тетрахлоридів цирконію і гафнію

Изобретение относится к неорганической химии - разделению тетрахлоридов циркония и гафния. Известен способ разделения, который включает подачу в колонку в виде паров неочищенного тетрахлорида циркония, содержащего гафний, полученных в результате сублимации. Разделение осуществляют методом ректи фикации тетрахлоридов в растворителе - хлоралюминате калия. Однако непрерывное введение таких паров под давлением, лежащим между 0,0005 и 0,15МПа, со стабильным и достаточно точно определенным, является трудным для реализации. При этом введение инертного газа нарушает работу колонны и нельзя регулировать расход паров хло ридов с точностью выше 1%. Вместе с гранулами хлорида может быть в процесс введен воздух, а со держащий ся в нем кислород вызывает коррозию материала колонны. Но основным недостатком известного способа являются колебания и неточность регулировки подачи парообразных хлоридов, вво димых в колонну. В основу изобрете ния поставлена задача повыше ния эффективности разделения тетрахлоридов циркония и гафния для введения их в экстрактивную дистилляционную колонну. Поставленная задача решается путем предварительного растворения тетрахлоридов циркония и гафния в хлоралюминате калия при 280-350°С до дости жения концентрации тетрахлоридов 25-55г на 100г растворителя с последующей подачей раствора с регулируемым расходом в испаритель, соединенный с ректификационной колонной и имеющей давление, равное давлению в испарителе, испарение проводят при температуре 430-550°С и давлении 0,0005-0,15МПа. Пример и схема, данные для иллюстрации, позволяют лучше понять осуществление способа изобретения. Данный пример относится к введению содержащего гафний ZrCL4 в экстрактивную дистилляционную колонну непрерывного действия для тетрахлоридов циркония и гафния. На чертеже схематически представлено устройство для вве дения в такую колонну тетрахлорида циркония, содержаще го гафний. Емкость для раство рения 1, представленная схе матически, представляет со бой со суд, снабженный средствами для обо грева. Туда вво дят, например, че рез одно или два о тверстия 2 в крышке 400 кг ZrCl4 , со держаще го га фний, в ви де твер дого порошка, затем соль KAICI 4 жидкую при тем пературе, лежащей между 250 и 350°С , для пер вого раство рения. Для после дующи х растворений, че рез отверстие 3 мо жет быть рециклизован раствор, обедненный no ZrCl 4, со держаще му га фний, т.е . раство ритель, со держащий , нап ример, 2-10 г ZrCl 4 , со держаще го га фний, на 100 г раство рите ля, хо рошее значение в нем концентрации ZrCl 4, со держаще го га фний, поз воляет ре гулировать ко личества по рошкообразного те трахлорида и раство рителя для получения раство ра практически постоянного соста ва. После закрывания отверстий 2 и 3 на гревают емкость для раство рения 1, что бла гоприятствует раство рению ZrCl 4 , со держаще го га фний, и получают раствор, со держащий 40 г ZrCl 4, со держаще го га фний, на 100 г раство рителя при температуре W 1, ле жащей между 280 и 350°С. Э тот раствор, ти тр которого определен с точностью до 1%, может быть в некото рых случаях отфи льтрован, что бы снизить в нем содержание твер дых при месей, ко торые могут ме шать ра боте на соса 5 и расхо домера (смотри дальше). Раствор предпочти тельно хра нят в запасной емкости 4, где его в некоторых случаях по догревают до определен ной температуры и откуда его по дают непрерывно через насос 5 и испаритель 6 в колон ну 7 . Раствор забирают насосом 5, который нагнетает его в испаритель 6, который соединен патрубком с экстрактивной дистилляционной колонной 7 и который находится под тем же давлением, что и колонна. Правильное нагнетание жидкости в аппарат под давлением, дохо дящим до 0,15 МПа, получают с помощью дозирующего насоса или центрифужного насоса такого ти па, который используют при температуре между 280 и 350°С с терможидкостями или с расплавленными солями. Расход раствора должен быть измерен и отрегулирован с точностью больше 1%, чтобы обеспечить правильное пита ние и хорошую ра боту колонны 7. Для этого в случае центрифужного насоса на выхо де насоса устанавливают расходомер и регулятор расхо да 8. Испаритель 6 обеспечивает подвод необходимого тепла к раствору, кото рый накачан туда для нагрева до такой температуры, что испарение ZrCl4, содержаще го гафний, является почти полным (между 430 и 550°С), испаряется по крайней мере 70% ZrCl 4, содержащего гафний, а чаще все го между 450 и 500°С испаряется 80-95% ZrCl4 при давлении в испарителе и в колонне между 0,0005 и 0,15 МПа. Если температура, также как и давление, являются стабильными, расход паров ZrCl4 содержаще го гафний, в колонну 7 является стабильным и определенным с точностью более 1 %. Обедненный раствор, содержащий, например, около 4 г ZrCl4, содержаще го гафний, в 100 г растворите ля, если выход при испарении или сублимации раство ренного ZrCI4. содержаще го гафний, составляет 90%, вытекает из испарителя или потоком или путем регулирования уровня и его предпочтительно из соображений экономии рециклизуют. Этот обедненный раствор затем направляют, в не которых случаях после охлаждения примерно до 330°С, в резервную емкость 9, откуда его набирают на следующее растворение, обедненный раствор тогда вводят в известном количестве в емкость для растворения через патрубок, соединенный с отверстием 3. Если обедненный раствор идет потоком, необхо димо предусмотреть тарированный клапан 10 или гидравлический затвор ти па сифона, что бы избежать понижения давления в испарителе 6 и за колонной 7. В общем способ изобретения может применяться как для питания колонн с пониженным давлением, так и для питания колонн с повышенным давлением. Уже указано, что жидкий растворитель, в котором упругость паров и растворимость ZrCl4, содержаще го гафний, меняется значительно в зависимости от температуры и давления, предпочтительным яв ляется хлоралюминат калия KAICl4 или (KCI, АlСl3). Интервал концентраций, используемый на практи ке, составляет тогда 25-55 г сырого ZrCl4 на 100 г это го раство рителя, предпочтительная концентрация составляет 35-45 г ZrCl4 на 100 г этого растворителя. Способ позволяет вводить в экстрактивную дистилляционную колонну 7 для ZrCl4 и НfСl4 пары сырого продук та (ZrCl4, НfCl4) в чистом виде без смешива ния с инертным газом со стабильным и известным расходом. Способ также применим к HfCl4 с тем же растворителем и при концентрациях то го же порядка величин. Способ изобретения применяется на практике в установках по производству ZrCl4 ядерной частоты и HfCl4. Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03