簡介
四氯化鋯提純(purification of zirconium te-trachloride)是指除去粗四氯化鋯的雜質,產出純四氯化鋯的過程。碳化鋯、鋯英石或二氧化鋯氯化製得的四氯化鋯還含有相當數量的FeCl、AlCl、 TiCl、SiCl、ZrOCl和碳粉等雜質,必須經過深度除去方可用作生產海綿鋯的原料。提純方法主要有氫還原法和熔鹽提純法兩種,前者為歐洲一些國家和美國等所採用,後者為前蘇聯所採用。此外,還出現一種流態化提純法。
氫還原法
此法所依據的基本原理是:
(1)利用ZrCl與TiCl、SiCl在相同溫度時存在不同蒸氣壓差,控制一特定溫度,使TiCl、SiCl和HO先升華而除去;
(2)利用氯化亞鐵或氯化亞鉻的高沸點(前者為1303K,後者為1573K)用氫氣將三價的鐵和鉻還原為二價。
在ZrCl升華溫度下(723-933K)·FeCl、Gr-Cl和ZrOCl不升華留在殘遭中而和鋯分離。
熔鹽提純法
所依據的基本原理是鋯、鐵、鋁在NaCl-KCl熔鹽體系中分別生成NaZrCl、KZrCl、NaFeCl、KFeCl、NaAlCl和KACl復鹽。鋯復鹽在設定溫度下重新分解為ZrCl,而Na (K) FeCl和Na(K)AlCl系高沸點的穩定化合物,利用同一溫度下鋯鹽和鐵、鋁鹽分壓的差別,控制一特定溫度只讓ZrCl揮發而和它們分離。粗ZrCl經過熔鹽的洗滌、過濾而得到淨化。工業生產有間歇作業和連續作業兩種方法。
間歇作業是先把ZrCl、NaCl和KCl按比例缸成熔鹽後,在573K溫度下除去易揮發成分,然後將鹽池溫度升高至773-873K溫度,使ZrCl不斷揮發到冷凝器收集。連續作業是由螺旋加料器將粗ZrCl加入保持623-723K溫度的熔鹽池中進行一次洗滌提純,然後將ZrCl氣體轉入773-873K溫度的鼓泡式熔鹽池進行二次提純,氣體產物進入布袋收塵器和冷凝器冷卻收集。
流態化提純法
法國歐洲鋯業公司的賽佐司(Cezus)化工廠採用流態化法來提純ZrCl,其工藝過程是在與流態化氯化爐結構相似的提純爐底部通入氫、氮混合氣體,使護內粗ZrCl粉形成流態化層,鐵、鉻等三價氯化物因還原成二價高沸點氯化物留在渣中而與ZrCl分離。精ZrCl氣體經過濾後進入冷凝器冷卻收集。

