DOC《doi:10》

1 试验 1.1 原料与试剂 试验所用原料为某牌号合金渣经预处理得到的铪钛富集渣,主要成分(%):Hf 23.

66、Ti 24.

33、Zr 5.

71、Cr 2.

78、Fe 1.07.试剂包括萃取剂磷酸三丁酯(TBP)、分析纯硝酸等.富集渣中主要以铪、钛两种元素为主,其它元素所占比例相对较少,因此试验研究以铪钛萃取分离为主. 收稿日期:2018-12-11 基金项目:国家重点研发计划(2018YFC1901704) 作者简介:许万祥(1988-),男,硕士,工程师;

通信作者:周严(1974-),男,高级工程师. 1.2 试验方法 铪钛富集渣经硝酸溶解配制一定金属质量浓度和酸度的溶液,按照一定相比,将其与TBP加入分液漏斗中,在恒温水浴中振荡一定时间.振荡结束后,静置至分相结束,得到负载有机相和萃余液.采用ICP-AES测定萃余液中铪、钛的浓度,负载有机相中的铪、钛的浓度根据质量守恒计算得到.金属离子分配比D表示萃取体系达到平衡时,被萃溶质在有机相中的总浓度与水相中总浓度之比;

分离系数β等于同一萃取体系内两种金属在同样萃取条件下分配比D的比值. 1.3分析方法 水相和有机相的酸度、铪钛离子浓度的测定参见文献[7].

2 试验结果与讨论 2.1 TBP单级萃取分离铪钛 磷酸三丁酯为中性萃取剂,水相组成、相比是影响铪钛分配比及分离系数的关键因素.萃取反应式为: HfO2++2H++4NO3-+2TBP=Hf(NO3)4?2TBP+H2O (1) 2.1.1 铪钛质量浓度的影响 为实现铪钛分离的目的,选用TBP-HNO3萃取体系,在温度25 ℃、有机相100%TBP、相比O/A=1/

1、水相初始酸度6 mol/L、有机相初始酸度3.0 mol/L、萃取时间10 min、振荡器频率160 r/min的条件下,考察铪钛总质量浓度c(Mn+)对铪、钛萃取分离效果的影响,结果如图1所示.由图1可知,料液中c(Mn+)小于2.0 g/L时,铪钛的分离系数βHf/Ti呈现增加趋势,c(Mn+)在2.0~2.8 g/L时,βHf/Ti呈现平缓趋势,c(Mn+)大于2.8 g/L后,βHf/Ti呈现下降趋势.随料液中c(Mn+)的增加,铪分配比DHf呈先增加后稳定趋势,钛分配比DTi变化范围较小,当c(Mn+)大于2.8 g/L时,呈现增加趋势.选取c(Mn+)为2.8 g/L时为最佳值,此时,DHf=5.6,DTi=0.056,βHf/Ti=100,铪萃取率达到84.8%,钛萃取率仅为5.3%. 图1 铪钛总质量浓度c(Mn+)对铪钛分离的影响 Fig.1 Effect of c(Mn+) on separation of hafnium and titanium 2.1.2 有机相初始酸度的影响 中性萃取剂的反应程度完全取决于萃取剂和被萃物之间的相互作用,为保证在萃取过程中不使酸度波动太大,需预先用硝酸对有机相饱和,生成TBP?HNO3,饱和后的有机相初始酸度会影响铪钛分配比及分离系数.选用TBP-HNO3萃取体系,在温度25 ℃、有机相为100%TBP、相比O/A=1/

1、初始水相酸度6 mol/L、萃取时间10 min、铪钛总质量浓度2.8 g/L、振荡器频率160 r/min的条件下,考察有机相初始酸度对铪、钛萃取分离效果的影响,结果如图2所示.由图2可知,铪钛分离系数βHf/Ti随着有机相初始酸度的增加呈现先增大后减小趋势;

铪分配比DHf随酸度增加呈现缓慢增加趋势,其数值由........