RU2201464C2 - Способ растворения циркония и сплавов на его основе - Google Patents
Способ растворения циркония и сплавов на его основе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2201464C2 RU2201464C2 RU2001113647A RU2001113647A RU2201464C2 RU 2201464 C2 RU2201464 C2 RU 2201464C2 RU 2001113647 A RU2001113647 A RU 2001113647A RU 2001113647 A RU2001113647 A RU 2001113647A RU 2201464 C2 RU2201464 C2 RU 2201464C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zirconium
- dissolving
- chlorine
- oxidation
- amide
- Prior art date
Links
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract 1
- 229940113088 dimethylacetamide Drugs 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- GNWBLLYJQXKPIP-ZOGIJGBBSA-N (1s,3as,3bs,5ar,9ar,9bs,11as)-n,n-diethyl-6,9a,11a-trimethyl-7-oxo-2,3,3a,3b,4,5,5a,8,9,9b,10,11-dodecahydro-1h-indeno[5,4-f]quinoline-1-carboxamide Chemical compound CN([C@@H]1CC2)C(=O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H](C(=O)N(CC)CC)[C@@]2(C)CC1 GNWBLLYJQXKPIP-ZOGIJGBBSA-N 0.000 description 2
- 150000003857 carboxamides Chemical class 0.000 description 2
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003755 zirconium compounds Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Способ может быть использован для извлечения циркония, находящегося во вторичном сырье. Он заключается в окислении циркония в неводном растворителе. В качестве окислителя используют хлор. В качестве растворителя - амид органической кислоты. Окисление проводят при концентрации хлора 0,05-8 моль/л, температуре окисления 10-80oС, в качестве амида органической кислоты используют N,N'-диметилформамид или N,N'-диметилацетамид. Удельная скорость растворения циркония 85-90 мг/см2•мин. Способ позволяет повысить скорость и полноту растворения цирконийсодержащих материалов с получением концентрированных (до 45-50г/л) по цирконию растворов без выделения взрывоопасных газов. 2 з.п.ф-лы.
Description
Изобретение относится к способам растворения циркония, находящегося во вторичном сырье, и может быть использовано для извлечения циркония из конструкционных материалов, а также отходов металлургических и механических операций производства циркония, его сплавов и изделий.
Известен способ растворения цирконийсодержащих материалов в смеси плавиковой и азотной кислоты ("Переработка ядерного горючего", под ред. С. Столера, Р. Ричардса. М.: Атомиздат, 1964, с. 51). При этом за 1 час в раствор извлекается только 10% циркония с образованием осадков.
Недостатки данного способа связаны с малой скоростью растворения циркония, сильной коррозионной активностью растворяющих агентов, большими объемами образующихся растворов.
Наиболее близким способом растворения цирконийсодержащих материалов является способ, включающий окисление в концентрированной серной кислоте (14 моль/л), которую можно считать неводным растворителем ("Переработка ядерного горючего", под ред. С. Столера, Р. Ричардса. М.: Атомиздат, 1964, с.56).
Недостатки этого способа связаны с узким интервалом концентрации серной кислоты, при котором происходит достаточно быстрое растворение циркония, высокая температура процесса (80-90oС), высокая коррозионная активность серной кислоты, выделение водорода, что приводит к взрывоопасности процесса, образование продуктов восстановления сульфат-иона: H2S, SO2, сера, необходимость в большом избытке серной кислоты - от 9 до 82-кратного избытка, образование осадков.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в быстроте (удельная скорость растворения циркония 85-90 мг/см2•мин) и полноте растворения цирконийсодержащих материалов, отсутствии выделения взрывоопасных газов, получении достаточно концентрированных растворов - 45-50 г/л по цирконию, которые можно использовать для дальнейшей переработки, возможности переработки различных типов отходов, содержащих металлический цирконий.
Технический результат достигается тем, что способ растворения циркония и сплавов на его основе включает окисление циркония в неводном растворителе, где в качестве окислителя используется хлор, а в качестве растворителя - амид органической кислоты. Окисление проводят при концентрации хлора 0.05-8 моль/л и температуре 10-80oС. В качестве амида органической кислоты используется N,N'-диметилформамид (ДМФА) или N,N'-диметилацетамид (ДМАА).
Использование органического амида в качестве растворителя позволяет с одной стороны резко повысить концентрацию окислителя - хлора, что увеличивает скорость растворения циркония, с другой стороны отсутствие воды препятствует гидролизу соединений циркония, образующихся в растворе.
Нижний температурный предел обработки металлического циркония, равный 10oС, обусловлен тем, что при меньшей температуре растворение циркония протекает медленно. Верхний температурный предел обусловлен большой интенсивностью хлорирования амида органической кислоты.
Нижний концентрационный предел по хлору, равный 0.05 моль/л, обусловлен малой интенсивностью растворения циркония при малых концентрациях хлора. Верхний концентрационный предел, равный 8 моль/л, обусловлен высокой интенсивностью хлорирования амида органической кислоты.
Согласно изобретению способ осуществляют следующим образом: в обогреваемый реактор помещают органический амид, в рубашку подают теплоноситель, производят насыщение органического растворителя хлором до определенной концентрации, после чего прибавляют цирконийсодержащее сырье и смесь перемешивают в течение определенного времени.
Пример 1.
15.2 г отходов металлического циркония в виде порошка обрабатывали в течение 1 часа 500 мл раствора хлора (1 моль/л) в ДМФА в реакторе с мешалкой и обогревом при 40oС. Порошок растворился полностью.
Пример 2.
17.5 г отходов металлического циркония в виде стружки обрабатывали в течение 1 часа 500 мл раствора хлора (2 моль/л) в ДМАА в реакторе с мешалкой при 40oС. Порошок растворился полностью.
Пример 3.
16.3 г отходов сплава металлического циркония в виде прутка диаметром 4 мм обрабатывали в течение 2 часов 500 мл раствора хлора (3 моль/л) в ДМФА в реакторе с мешалкой при 30oС. Раствор отфильтровывали. Масса нерастворимого остатка составила 0.36 г. Растворилось 97.79% циркония.
Пример 4.
14.8 г отходов конструкционного материала в виде трубок, содержащего цирконий (содержание циркония 94%), обрабатывали в течение 1.5 часов 500 мл раствора хлора (3 моль/л) в ДМФА в реакторе с мешалкой при 40oС. Раствор отфильтровывали. Масса нерастворимого остатка составила 0.89 г. Растворилось 93.99% циркония.
Claims (3)
1. Способ растворения циркония и сплавов на его основе, включающий окисление циркония в неводном растворителе, отличающийся тем, что в качестве окислителя используется хлор, в качестве растворителя - амид органической кислоты.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окисление проводят при концентрации хлора 0,05-8 моль/л и температуре 10-80oС.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве амида органической кислоты используют N, N'-диметилформамид или N, N'-диметилацетамид.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001113647A RU2201464C2 (ru) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | Способ растворения циркония и сплавов на его основе |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001113647A RU2201464C2 (ru) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | Способ растворения циркония и сплавов на его основе |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001113647A RU2001113647A (ru) | 2003-02-27 |
| RU2201464C2 true RU2201464C2 (ru) | 2003-03-27 |
Family
ID=20249796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001113647A RU2201464C2 (ru) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | Способ растворения циркония и сплавов на его основе |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2201464C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2682239C1 (ru) * | 2017-12-22 | 2019-03-18 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Способ точного сопровождения по углу места низколетящей цели в условиях интерференции |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3966458A (en) * | 1974-09-06 | 1976-06-29 | Amax Speciality Metal Corporation | Separation of zirconium and hafnium |
| DE1966747B2 (de) * | 1968-08-08 | 1979-03-22 | Mizusawa Kagaku Kogyo K.K., Osaka (Japan) | Verfahren zur Herstellung von Titan- und/oder Zirkonoxid unter gleichzeitiger Gewinnung von Phosphor und metallischem Titan und/oder Zirken |
| FR2405305A1 (fr) * | 1977-10-05 | 1979-05-04 | Esmil Bv | Procede de traitement simultane des riblons et/ou des rebuts metalliques et des residus d'hydrocarbures halogenes |
-
2001
- 2001-05-23 RU RU2001113647A patent/RU2201464C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1966747B2 (de) * | 1968-08-08 | 1979-03-22 | Mizusawa Kagaku Kogyo K.K., Osaka (Japan) | Verfahren zur Herstellung von Titan- und/oder Zirkonoxid unter gleichzeitiger Gewinnung von Phosphor und metallischem Titan und/oder Zirken |
| US3966458A (en) * | 1974-09-06 | 1976-06-29 | Amax Speciality Metal Corporation | Separation of zirconium and hafnium |
| FR2405305A1 (fr) * | 1977-10-05 | 1979-05-04 | Esmil Bv | Procede de traitement simultane des riblons et/ou des rebuts metalliques et des residus d'hydrocarbures halogenes |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Переработка ядерного горючего. Под ред. СТОЛЕРА С. др. - М.: Атомиздат, 1964, с.56. ЗЕЛИКМАН А.Н. и др. Металлургия редких металлов. - М.: Металлургия, 1973, с.352. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2682239C1 (ru) * | 2017-12-22 | 2019-03-18 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Способ точного сопровождения по углу места низколетящей цели в условиях интерференции |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4432902A (en) | Method for synthesizing HMX | |
| RU2201464C2 (ru) | Способ растворения циркония и сплавов на его основе | |
| CN100376698C (zh) | 含锰材料的湿法冶金改进工艺 | |
| CN106811609B (zh) | 一种氟碳铈镧矿生产氟化稀土的方法 | |
| EP0671965A4 (en) | SEPARATION OF ZINC AND MANGANOXYDES. | |
| ES2234298T5 (es) | Procedimiento y dispositivo para fabricar un recipiente de gran volumen. | |
| CN108330291B (zh) | 一种铂的分离提纯工艺 | |
| RU2038292C1 (ru) | Способ получения азотнокислой соли металла | |
| Willard et al. | The electrolytic oxidation of iodine and of iodic acid | |
| JPH11293357A (ja) | コバルト化合物の選択的回収方法 | |
| CN110735041B (zh) | 一种循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法 | |
| RU2035773C1 (ru) | Способ растворения оболочек топливных элементов из цирконийсодержащего сплава | |
| FR2739216A1 (fr) | Procede de traitement de combustibles et/ou de cibles nucleaires a base d'aluminium metallique par des solutions d'hydroxyde de tetramethylammonium | |
| RU2140877C1 (ru) | Способ получения азотнокислого палладия | |
| RU2238600C2 (ru) | Способ неводного растворения урана и урансодержащих материалов | |
| Park et al. | Absorption spectroscopic observation of interactions between neptunium and oxide ions in molten LiCl-KCl eutectic | |
| RU2243163C2 (ru) | Способ растворения меди | |
| SU618447A1 (ru) | Электролит дл цианировани стальных деталей | |
| RU2039097C1 (ru) | Способ извлечения золота из продуктов аффинажа | |
| RU2749961C1 (ru) | Способ выщелачивания металлической меди | |
| Charyulu et al. | Studies on the dissolution of carbide fuels | |
| RU2093672C1 (ru) | Состав и способ для выщелачивания золота | |
| USH715H (en) | Recovery of mercury from acid waste residues | |
| US5004500A (en) | Chlorination process for recovering gold values from gold alloys | |
| BE842679A (fr) | Procede de preparation de nitrate d'argent |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160524 |