本發(fā)明涉及核級(jí)海綿鋯，具體的說是一種制備核級(jí)海綿鋯和核級(jí)海綿鉿的方法。

背景技術(shù)：

核級(jí)海綿鋯主要用途是核反應(yīng)堆的堆心包殼、格架等，核級(jí)海綿鋯屬戰(zhàn)略性材料，也是核電的必需材料，國內(nèi)年需求量已達(dá)1000噸以上，全世界年需求量達(dá)8000噸以上，任何一個(gè)擁有核電站的國家，必須掌握如此重要的戰(zhàn)略材料技術(shù)，從這一意義出發(fā)，中國建立自己的核級(jí)海綿鋯工業(yè)十分必要。

但是用于鋯鉿萃取分離的工藝方法，無論是MIBK-NH₄SCN法，還是N235-H₂SO₄法，TBP-HCl-HNO₃法，全部存在“三廢”不能處理，環(huán)境污染嚴(yán)重的問題，不符合國家環(huán)保要求，造成鋯鉿萃取分離裝置無法正常生產(chǎn)，這樣從根本上制約了核級(jí)海綿鋯工業(yè)的發(fā)展。

氧氯化鋯產(chǎn)品是鋯化工的基礎(chǔ)原料，年市場用量已達(dá)20萬噸，但氧氯化鋯都是“堿熔法”生產(chǎn)的，生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染嚴(yán)重，產(chǎn)品質(zhì)量不能達(dá)到高純氧氯化鋯的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，隨著國家環(huán)保政策的加強(qiáng)，“堿熔法”氧氯化鋯即將壽終正寢，氯化法氧氯化鋯是朝陽產(chǎn)業(yè)，必將替代堿熔法氧氯化鋯。

氣相法二氧化硅是高檔的工業(yè)化的納米材料，是朝陽產(chǎn)業(yè)，主要原料是四氯化硅，四氯化硅的來源是多晶硅行業(yè)的副產(chǎn)品四氯化硅或有機(jī)硅行業(yè)的副產(chǎn)品一甲基三氯硅烷。

隨著多晶硅企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，開發(fā)出了四氯化硅冷氫化技術(shù)，把四氯化硅轉(zhuǎn)化為三氯氫硅，有機(jī)硅行業(yè)的付副產(chǎn)品一甲基三氯硅烷歧化二甲基二氯硅烷技術(shù)也已經(jīng)開始大規(guī)模應(yīng)用。

使得四氯化硅市場價(jià)格升高，市場供需緊張，氣相法二氧化硅產(chǎn)品價(jià)格不斷提高。

站在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展大局的高度考慮，開發(fā)一種利用鹽酸電解裝置，聯(lián)合生產(chǎn)核級(jí)海綿鋯和核級(jí)海綿鉿、高純氧氯化鋯，氣相法二氧化硅的工藝裝置及工藝方法，顯得十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種利用鹽酸電解裝置制備核級(jí)海綿鋯和核級(jí)海綿鉿的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案為：

一種制備核級(jí)海綿鋯和核級(jí)海綿鉿的方法，利用鹽酸電解產(chǎn)生的氯氣，經(jīng)鋯英砂沸騰氯化法生產(chǎn)四氯化鋯和氧氯化鋯，通過TBP-HCl-HNO₃萃取法，將鋯、鉿分離獲得氧化鋯和氧化鉿，而后分別經(jīng)氯化、提純，分別得到核級(jí)海綿鋯和核級(jí)海綿鉿。

所述鹽酸電解所產(chǎn)的氯氣作為鋯英砂沸騰氯化法中所用的氯氣，鋯英砂沸騰氯化獲得四氯化鋯，四氯化鋯再進(jìn)一步純化即獲得精四氯化鋯，水解后制備氧氯化鋯；

鹽酸電解產(chǎn)生氫氣和氯氣，氫氣作為利用氣相法獲得二氧化硅過程中水解燃燒用的氫氣原料；

氯氣作為鋯英砂沸騰氯化法中氯化所用的氯氣；

上述鋯英砂沸騰氯化獲得四氯化鋯、四氯化硅，其中所得四氯化鋯再進(jìn)一步純化即獲得精四氯化鋯，、精四氯化鋯水解可獲得氧氯化鋯；所得四氯化硅作為利用氣相法獲得二氧化硅過程中高溫水解所用原料，進(jìn)而生產(chǎn)氣相法二氧化硅。

具體，采用氧化鋯含量為63％以上的鋯英砂、硅粉和石油焦，通過鹽酸電解所產(chǎn)的氯氣，氯氣以0.06～0.16m/s的氣速下通入于氯反應(yīng)器內(nèi)，石墨反應(yīng)段以650～1100℃進(jìn)行沸騰氯化反應(yīng)，控制擴(kuò)大段溫度在380～500℃，生成四氯化鋯、四氯化硅。所述鋯英砂、硅粉和石油焦和氯氣的質(zhì)量比，根據(jù)原料質(zhì)量不同控制在0.8～1.2：0.1～0.4：0.4～0.5:2.8～3.0。

所述TBP-HCl-HNO₃萃取法是將原料經(jīng)溶解、過濾，濾液經(jīng)加鹽酸、硝酸調(diào)節(jié)使得總酸度達(dá)到8N的料液，在萃取槽中加入TBP有機(jī)相和料液混合均勻，混勻后經(jīng)萃取分層進(jìn)而將鋯、鉿分離；其中，TBP有機(jī)相按重量百分比計(jì)為60％磷酸三丁脂(TBP)和40％煤油。

所述經(jīng)萃取分層上層含鋯溶液的有機(jī)相，經(jīng)洗滌后有機(jī)相再通過反萃取，收集反萃取的水相再經(jīng)氨水沉淀、過濾，收集沉淀經(jīng)煅燒，煅燒產(chǎn)物再經(jīng)氯化而后進(jìn)一步純化即得到核級(jí)氧化鉿；其中，反萃取劑為水；煅燒溫度為650～850℃。

所述萃取分層下層含鉿溶液的水相，通過經(jīng)硝酸洗滌的P204有機(jī)相進(jìn)行富集萃取，有機(jī)相再經(jīng)碳酸氫銨反萃，收集反萃取的水相再經(jīng)氨水沉淀、過濾，收集沉淀經(jīng)煅燒，煅燒產(chǎn)物再經(jīng)氯化而后進(jìn)一步純化即得到核級(jí)氧化鉿；其中，P204有機(jī)相按重量百分比計(jì)為10％磷酸二烷基酯(P204)，85％煤油和5％磷酸三丁脂(TBP)；硝酸酸度為3～5N；反萃取劑為20％NH₄HCO₃溶液；煅燒溫度為650～850℃。

具體為將上述配置的料液在萃取段加入料液，料液與TBP有機(jī)相混合均勻，經(jīng)混合萃取后分層，有機(jī)相在上層，主要含鋯，進(jìn)入下一級(jí)萃取洗滌工段。水相在下層，主要含鉿，逆流行走，從萃取段排出，進(jìn)入富集萃取段。

有機(jī)相進(jìn)入洗滌段洗滌，加入洗液后分層，有機(jī)相在上層，進(jìn)入下一反萃階段。水相在下層，逆流進(jìn)入上一階段。

有機(jī)相進(jìn)入反萃階段，加入反萃液為純水，反萃段同樣分層，有機(jī)相在上層，進(jìn)入下一處理階段。水相在下層，由于水破壞了萃取條件，鋯物質(zhì)溶在水相中，在本段放出。放出的含鋯水溶液加入20％的氨水進(jìn)行沉淀，然后過濾，過濾出的液體進(jìn)入廢水資源化利用系統(tǒng)。過濾出的固體進(jìn)入推板窯進(jìn)行煅燒，煅燒后固體為半成品氧化鋯。煅燒過程產(chǎn)生的廢氣經(jīng)水吸收后進(jìn)入廢水資源化利用系統(tǒng)。

有機(jī)相進(jìn)入堿洗(碳酸鈉和碳酸氫鈉混合液)和水洗滌階段洗滌，并放出堿液。再用水洗滌，并放出洗滌水，堿液和洗滌水進(jìn)入廢水資源化利用系統(tǒng)，有機(jī)相經(jīng)飽和酸段循環(huán)使用。

萃取過程中的液相逆流行走，進(jìn)入鉿富集萃取工段，在萃取條件下分層，上層為有機(jī)相，主要含鉿，進(jìn)入富集反萃工序。下層為液相，主要為廢鹽酸、硝酸，收集進(jìn)入廢水資源化利用系統(tǒng)。

有機(jī)相進(jìn)入富集反萃階段，加入反萃劑為20％碳酸氫銨溶液。由于萃取條件破壞，鉿進(jìn)入下層液相中。上層有機(jī)相進(jìn)入提取酸可階段循環(huán)使用。下層液相再加氨水調(diào)整PH值。沉淀上清液抽出進(jìn)入廢水資源化利用系統(tǒng)。生成的沉淀進(jìn)入推板窯煅燒，有機(jī)相進(jìn)入富集酸化階段，加入酸化酸，分層，有機(jī)相在上層，從排出收集回用。下層液相主要為飽和酸，調(diào)整后回用。

上述萃取過程中產(chǎn)生的萃取廢酸水、廢堿水、廢氨氮水通過陽膜、陰膜擴(kuò)散滲析，均相膜電滲析，雙極膜電滲析技術(shù)，酸、堿可以循環(huán)使用或外售，實(shí)現(xiàn)了萃取過程“三廢”零排放，萃取廢酸水、廢堿水、廢氨氮水實(shí)現(xiàn)了資源化利用。

所述均相膜電滲析技術(shù)，雙極膜電滲析技術(shù)，納濾膜及納樹脂交換柱技術(shù)，擴(kuò)散膜滲析技術(shù)，組成的無害化、資源化處理系統(tǒng)技術(shù)方案：

①、制備核級(jí)氧化鋯過程中分離鋯與鉿所采用P204有機(jī)相萃取工藝產(chǎn)生的廢鹽酸、硝酸混合酸處理

制備核級(jí)氧化鋯鋯過程中分離鋯與鉿所采用P204有機(jī)相萃取工藝產(chǎn)生的廢鹽酸、硝酸混合酸，進(jìn)入陰膜擴(kuò)散器，回收的混合酸(占90％以上)一部分用于料液和洗滌酸配料，一部分進(jìn)入鹽酸、硝酸混合酸蒸發(fā)器，根據(jù)鹽酸、硝酸沸點(diǎn)的不同，將鹽酸和硝酸分離，鹽酸和硝酸一部分用于配料，多余鹽酸送氣相法二氧化硅裝置。

含有金屬離子的混合酸(占10％以上)進(jìn)入中和池，利用均相雙極電滲析設(shè)備產(chǎn)生的氫氧化銨中和，經(jīng)污泥干化處理，含鋯、鈧的固體物的固體物外售。

萃取工序氫氧化鋯溶液、氫氧化鉿溶液及氫氧化鋯、氫氧化鉿煅燒產(chǎn)生的氯化銨、硝酸銨溶液進(jìn)入中和池。

中和池清液進(jìn)入多介質(zhì)過濾器、納濾器、活性碳吸附器、納樹脂交換柱，過濾掉雜質(zhì)，進(jìn)入均相雙極電滲析設(shè)備將鹽濃度提高，進(jìn)入雙極膜電滲析設(shè)備，一測(cè)產(chǎn)生氫氧化銨，其中一部分用于中和池中和，另一部分用用鋯、鉿反萃液的中和沉降，另一側(cè)產(chǎn)生鹽酸、硝酸混合酸用于配料，多余部分，進(jìn)入鹽酸、硝酸蒸發(fā)器，蒸發(fā)、冷凝得到硝酸、鹽酸，用于配料，系統(tǒng)如此循環(huán)使用(參見圖2)。

②、氧氯化鋯產(chǎn)生過程中的三次母液處理

氧氯化鋯產(chǎn)生過程中的三次母液進(jìn)入陰膜擴(kuò)散器，回收的鹽酸(占90％以上)送氣相法二氧化硅裝置。

含有金屬離子的鹽酸(占10％以上)進(jìn)入中和池，核級(jí)海綿鋯裝置萃取TBP有機(jī)相堿處理的廢堿液、水處理的廢水也進(jìn)入中和池，利用均相雙極電滲析設(shè)備產(chǎn)生的氫氧化鈉中和，中和采用三級(jí)中池，分別得到含鐵的固體物，含鋯的固體物，含鈧的固體物，經(jīng)污泥干化處理，含鋯的固體物返回氧氯化鋯裝置，重復(fù)使用，含鐵的固體物，含鈧的固體物外售。

中和池清液進(jìn)入多介質(zhì)過濾器、納濾器、活性碳吸附器、納樹脂交換柱，過濾掉雜質(zhì)，進(jìn)入均相雙極電滲析設(shè)備將鹽濃度提高，進(jìn)入雙極膜電滲析設(shè)備，一測(cè)產(chǎn)生氫氧化鈉，用于中和池中和酸，另一側(cè)產(chǎn)生稀鹽酸，送氣相法二氧化硅裝置，系統(tǒng)如此循環(huán)使用(參見圖3)。

本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)：

1.鹽酸電解過程，可以將鹽酸電解為氯氣和氫氣，氯氣可以供給氧氯化鋯進(jìn)行生產(chǎn)氧氯化鋯和四氯化硅。

高純氧氯化鋯的副產(chǎn)四氯化硅和鹽酸電解生產(chǎn)的氫氣都作為原料供給氣相法二氧化硅裝置生產(chǎn)氣相法二氧化硅。

氣相法二氧化硅裝置副產(chǎn)的大量鹽酸又作為原料供給了鹽酸電解，鹽酸電解生產(chǎn)的氯氣供給了氧氯化鋯生產(chǎn)過程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

2、均相膜電滲析技術(shù)，雙極膜電滲析技術(shù)，納濾膜及納樹脂交換柱技術(shù)，擴(kuò)散膜滲析技術(shù)組成的無害化、資源化處理系統(tǒng)技術(shù)，可將制備核級(jí)氧化鋯過程中采用P204有機(jī)相萃取工藝產(chǎn)生的廢鹽酸、硝酸混合酸得到了回收利用，用于料液配制，洗液配制。

硝酸銨、氯化銨溶液通過本系統(tǒng)的雙極膜技術(shù)，在膜的一側(cè)可以得到氫氧化銨溶液，另一側(cè)可以得到鹽酸、硝酸混合酸，氫氧化銨溶液用于鋯液、鉿液的鋯、鉿沉降，及鹽酸、硝酸混合酸通過擴(kuò)散滲析膜所產(chǎn)廢酸的中和。鹽酸、硝酸混合酸用于料液配制，洗液配制。

鹽酸、硝酸混合酸利用蒸發(fā)技術(shù)進(jìn)行分離，硝酸用于制備6N硝酸和4N硝酸，一部分鹽酸和硝酸用于料液配制，洗液配制，多于鹽酸送二氧化硅的生產(chǎn)。

產(chǎn)生的氫氧化銨可用于鋯液、鉿液的銨沉。

均相膜電滲析技術(shù)，雙極膜電滲析技術(shù)，納濾膜及納樹脂交換柱技術(shù)，擴(kuò)散膜滲析技術(shù)組成的無害化、資源化處理系統(tǒng)技術(shù)，還將氧氯化鋯裝置的三次母液得到了回收利用。同時(shí)也將核級(jí)海綿鋯裝置有機(jī)相堿處理的廢堿液，有機(jī)相水處理的廢水得到了回收利用，雙極膜產(chǎn)生的燒堿用于擴(kuò)散滲析廢酸的中和，雙極膜電滲析技術(shù)產(chǎn)生的鹽酸送氣相法二氧化硅裝置

這樣從根本上解決了氧氯化鋯行業(yè)和核級(jí)海綿鋯行業(yè)很難處理的環(huán)保問題，實(shí)現(xiàn)了氧氯化鋯行業(yè)、氣相法二氧化硅行業(yè)，核級(jí)海綿鋯行業(yè)和鹽酸電解四大行業(yè)的聯(lián)合生產(chǎn)，這四個(gè)裝置做到了完整的產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的生產(chǎn)核級(jí)海綿鋯和核級(jí)海綿鉿的工藝流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的核級(jí)鋯廢酸水、廢氨液資源化利用框圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

核級(jí)海綿鋯和核級(jí)海綿鉿的工藝裝置及工藝方法(參見圖1)

1、萃取各段料液配制

料液配制：將原料中的氧氯化鋯計(jì)量經(jīng)溶解，四氯化鋯經(jīng)水解，將獲得的兩種溶液控制料液中ZrO2濃度80～95g/l，經(jīng)過陶瓷膜過濾器過濾，利用硝酸和鹽酸，配制成8N酸度的合格料液；

洗液配制：利用回收鹽酸、硝酸混合料、鹽酸、硝酸配制成5N酸度的混合酸洗液；

TBP有機(jī)相配制：按重量百分比計(jì)60％磷酸三丁脂(TBP)和40％煤油，制備TBP有機(jī)相；

飽和酸配制：硝酸配制成6N酸度的TBP飽和酸；

堿液配制：碳酸鈉和碳酸氫鈉，碳酸鈉堿度1.6N，碳酸氫鈉堿度0.3N；

P204有機(jī)相配制：按重量百分比計(jì)10％磷酸二烷基酯(P204)，85％煤油和5％磷酸三丁脂(TBP)；

P204有機(jī)相反萃堿液配制：碳酸氫銨；

利用氨水制備沉淀用堿液；

2、鋯鉿分離以及制備核級(jí)海綿鋯和核級(jí)海綿鉿：

將上述配置的料液在萃取段使料液與TBP有機(jī)相合均勻(TBP有機(jī)相與料液體積比例為15:7)，經(jīng)混合萃取后分層，有機(jī)相在上層，主要含鋯，進(jìn)入下一級(jí)萃取洗滌工段。水相在下層，主要含鉿，逆流行走，從萃取段排出，進(jìn)入富集萃取段。

有機(jī)相進(jìn)入洗滌段洗滌(有機(jī)相與洗滌液體積比例為15:3)，加入洗液后分層，有機(jī)相在上層，進(jìn)入下一反萃階段。水相在下層，逆流進(jìn)入上一階段。

有機(jī)相進(jìn)入反萃階段，加入反萃液為純水(有機(jī)相與反萃液體積比例為15:15)，反萃段同樣分層，有機(jī)相在上層，進(jìn)入下一處理階段。水相在下層，由于水破壞了萃取條件，鋯物質(zhì)溶在水相中，在本段放出。放出的含鋯水溶液加入20％的氨水進(jìn)行沉淀(控制PH值在9～11)，然后過濾，過濾出的液體進(jìn)入廢水資源化利用系統(tǒng)。過濾出的固體進(jìn)入推板窯進(jìn)行煅燒(煅燒溫度650～850℃)，煅燒后固體為半成品氧化鋯。煅燒過程產(chǎn)生的廢氣經(jīng)水吸收后進(jìn)入廢水資源化利用系統(tǒng)。

有機(jī)相進(jìn)入堿洗(碳酸鈉和碳酸氫鈉混合液，Na₂CO₃與NaHCO₃重量比為4:3，有機(jī)相與堿洗液比例為體積15:5)和水洗滌階段洗滌(有機(jī)相與水體積比例為15:8)，并放出堿液。再用水洗滌，并放出洗滌水，堿液和洗滌水進(jìn)入廢水資源化利用系統(tǒng)。

萃取過程中的液相(水相)逆流行走，進(jìn)入鉿富集萃取工段，通過經(jīng)硝酸洗滌的P204有機(jī)相進(jìn)行富集萃取(硝酸洗滌的P204有機(jī)相與液相(水相)體積比例12:10)，在萃取條件下分層，上層為有機(jī)相，主要含鉿，有機(jī)相進(jìn)入反萃工序，采作20％NH₄HCO₃溶液作為反萃液(有機(jī)相與反萃液體積比例為18:10)。下層液相再加氨水調(diào)整PH值。沉淀上清液抽出進(jìn)入廢水資源化利用系統(tǒng)。生成的沉淀進(jìn)入推板窯煅燒，煅燒溫度650～850℃。

由于萃取條件破壞，上層有機(jī)相進(jìn)入酸化酸階段，酸化酸采用[HNO₃]濃度為3～5N循環(huán)使用。

從進(jìn)入富集工序出來的酸進(jìn)入廢水資源化利用系統(tǒng)。

3.上述制備核級(jí)海綿鋯和核級(jí)海綿鉿各自提純過程為核級(jí)海綿鋯

一、提純工藝流程：

1、低溫除氣：將粗四氯化鋯裝入提純罐中抽空、升溫，罐頂、中心、罐底各保持一定溫度和一定的時(shí)間，進(jìn)行低溫除氣，除去低沸點(diǎn)的金屬氯化物。

2、升華冷凝：在低溫除氣后，升溫使四氯化鋯揮發(fā)并在上部罐壁冷凝，同時(shí)控制冷凝溫度和提純爐升溫速度，揮發(fā)結(jié)束最終溫度為600℃-650℃。

3、放氣回收：在提純過程中，定時(shí)從罐中放氣除雜，在排放氣體中也不可避免的排出少量的四氯化鋯氣體必須加以回收利用。經(jīng)一級(jí)回收器冷凝四氯化鋯回收，再經(jīng)水噴淋氣體達(dá)標(biāo)后排空。

提純工藝技術(shù)參數(shù)

1、裝爐

2、抽空：0～270℃時(shí)抽空排氣

3、升華冷凝：揮發(fā)溫度：400～500℃，冷凝

4、中心溫度：450℃

5、結(jié)束溫度：600℃

二、還原工藝流程

基本原理

將四氯化鋯裝入揮發(fā)桶中，再將一定量的金屬鎂裝入還原坩堝中，并一同裝入還原罐密閉，升溫先使鎂熔化后再讓四氯化鋯升溫?fù)]發(fā)，四氯化鋯氣體與熔鎂發(fā)生反應(yīng)，其溫度在800℃左右。反應(yīng)式如下：

ZrCl₄+2Mg＝＝＝＝Zr+2MgCl₂

還原得到鋯、氯化鎂和過剩鎂的混合物。

工藝流程

還原反應(yīng)是四氯化鋯氣體被熔融的金屬鎂還原，生成海綿鋯和氯化鎂的混合物。

裝爐：將四氯化鋯裝入揮發(fā)桶中，鎂按照一定比例裝入還原坩堝密封罐體。

檢漏：用機(jī)械泵抽空檢漏，10分鐘使漏氣速率在要求范圍之內(nèi)為合格，充氬氣保持正壓。

低溫排氣：將還原罐吊入爐內(nèi)，加熱升到一定溫度，同時(shí)用水環(huán)泵抽空除掉雜質(zhì)氣體。

還原：還原爐下部加熱升溫使還原坩堝中金屬鎂熔化后，ZrCl₄揮發(fā)段加熱升溫，讓ZrCl₄升華揮發(fā)，與熔融的鎂發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)在氬氣氣氛下進(jìn)行，并一定要保持正壓。反應(yīng)速度一定要求平穩(wěn)，才能獲得好的海綿鋯產(chǎn)品?？衫脷鍤獾姆謮簛砜刂品磻?yīng)速度，反應(yīng)速度對(duì)提高海綿鋯的質(zhì)量和提高收率至關(guān)重要。反應(yīng)結(jié)束后，排出MgCl₂，充氬氣，保持正壓，停電冷卻。此過程還要不斷沖氬氣。當(dāng)還原罐冷卻到一定溫度時(shí)，吊入水冷夾套冷卻，待冷卻到50℃時(shí)，就可以打開罐子取出盛有海綿鋯和氯化鎂的坩堝。

還原工藝技術(shù)參數(shù)

1、裝爐抽空檢漏：用機(jī)械泵抽空檢漏合格后，充氬氣。

2、裝罐：按一定比例裝入四氯化鋯和Mg進(jìn)爐送電升溫：上部升溫，同時(shí)用水環(huán)泵抽空除氣。

3、升溫：上部400℃；下部650℃。

4、反應(yīng)溫度：下部760～800℃

5、分壓：充氬、放氣，反復(fù)四次

6、結(jié)束：下部溫度800℃，上部溫度600℃，恒溫，壓力下降，放氣觀察判斷結(jié)束。

三、真空蒸餾工藝流程

基本原理

將還原得到海綿鋯和氯化鎂及過量鎂的混合物裝入蒸餾爐中，抽空加熱借高溫高真空將海綿鋯中的氯化鎂和鎂以液體和氣體狀態(tài)除去，得到符合質(zhì)量要求的海綿鋯產(chǎn)品。

工藝流程

借高溫、高真空將還原所得產(chǎn)品進(jìn)行蒸餾，除去其中的氯化鎂和過剩的鎂。

1準(zhǔn)備：清洗、烘干、裝罐、連接各種管道等

2預(yù)抽空：a：真空管道抽空檢漏

b：蒸餾罐抽空檢漏

3裝爐：將還原盛有海綿鋯坩堝中黑粉用氬氣清理干凈，邊皮海綿鋯鏟除掉，裝入蒸餾罐。

4抽空：按真空系統(tǒng)的順序開啟各真空泵，當(dāng)抽至一定真空度后，可將加熱爐送電升溫，以一定的升溫速度升至900℃恒溫。在此同時(shí)開啟反真空泵抽空。送電時(shí)各冷卻水管接通，當(dāng)罐內(nèi)的真空度達(dá)到極限真空時(shí)，保溫一定的時(shí)間后可以停電結(jié)束。

5冷卻：當(dāng)罐內(nèi)冷卻到一定溫度后，可吊開加熱爐，罐內(nèi)冷卻到充氬氣溫度時(shí)，關(guān)閉全部真空閥門，向罐內(nèi)充氬氣保持正壓。

6鈍化：

a：當(dāng)罐冷卻到一定溫度后開始鈍化。

b：開機(jī)械真空泵抽空，到一定真空度后充入干燥空氣，保持一

定時(shí)間。

c：再開機(jī)械真空泵抽空后，充入干燥空氣，反復(fù)進(jìn)行三次，鈍化結(jié)束。

真空蒸餾工藝技術(shù)參數(shù)

1、準(zhǔn)備工作：包括清洗、裝罐、各真空系統(tǒng)管道及水管連接等

2、予抽空：

①真空管道抽空檢漏，開機(jī)械真空泵抽空，關(guān)死管道閥門檢漏合格。

②罐體抽空檢漏：將罐體抽空，開啟真空系統(tǒng)抽空檢漏合格。

3、裝爐：將還原得到的Zr+MgCl₂+Mg坩堝上的黑粉吹干凈，邊皮上海綿鋯鏟掉，裝入蒸餾罐。

4、抽空：先開機(jī)械泵抽空、再開羅茨泵、開擴(kuò)散泵加熱器、開擴(kuò)散泵閥門抽空，蒸餾爐送電升溫，在此同時(shí)開啟反真空泵抽空，并接通冷卻水。

5、升溫保溫：升溫900℃恒溫，當(dāng)蒸餾罐內(nèi)真空度不變，這時(shí)可判斷海綿鋯中的氯化鎂和過剩的鎂被除掉，蒸餾完畢，送電可以結(jié)束。

6、冷卻：當(dāng)罐內(nèi)冷卻到一定溫度，吊開加熱爐，關(guān)死全部閥門。向罐內(nèi)充氬氣。

7、鈍化操作：當(dāng)罐內(nèi)冷卻至30℃后開始鈍化。

開機(jī)械泵抽空充入干燥空氣，反復(fù)三次。

四、破碎包裝工藝流程

工藝流程

將蒸餾得到的海綿鋯從還原坩堝中取出，經(jīng)油壓機(jī)剪切成一定塊度后，再用傾斜式壓力機(jī)切成3～25mm，篩選、手選、混料、裝桶、抽空充氬密封。

技術(shù)參數(shù)

1、從蒸餾后的還原坩堝中取出海綿鋯

2、用1000t油壓機(jī)切削成約100㎜×100㎜塊度

3、用傾斜式壓力機(jī)切成25mm粒度

4、篩分：海綿鋯粒度必須100﹪通過25㎜篩，含有3㎜＜5﹪

5、混料：多批合格料進(jìn)行合并混合均勻

6、包裝：每一個(gè)桶內(nèi)用塑料袋裝海綿鋯100㎏、抽空、充氬、密封。

第二部分：核級(jí)海綿鉿

一、提純工藝流程：

1、低溫除氣：將粗四氯化鉿裝入提純罐中抽空、升溫，罐頂、中心、罐底各保持一定溫度和一定的時(shí)間，進(jìn)行低溫除氣，除去低沸點(diǎn)的金屬氯化物。

2、升華冷凝：在低溫除氣后，升溫使四氯化鉿揮發(fā)并在上部罐壁冷凝，同時(shí)控制冷凝溫度和提純爐升溫速度，揮發(fā)結(jié)束最終溫度為600℃-650℃。

3、放氣回收：在提純過程中，定時(shí)從罐中放氣除雜，在排放氣體中也不可避免的排出少量的四氯化鉿氣體必須加以回收利用。經(jīng)一級(jí)回收器冷凝四氯化鉿回收，再經(jīng)水噴淋氣體達(dá)標(biāo)后排空。

提純工藝技術(shù)參數(shù)

1、裝爐

2、抽空：0～270℃時(shí)抽空排氣

3、升華冷凝：揮發(fā)溫度：400～500℃，冷凝

4、中心溫度：450℃

5、結(jié)束溫度：600℃

二、還原工藝流程

基本原理

將四氯化鉿裝入揮發(fā)桶中，再將一定量的金屬鎂裝入還原坩堝中，并一同裝入還原罐密閉，升溫先使鎂熔化后再讓四氯化鉿升溫?fù)]發(fā)，四氯化鉿氣體與熔鎂發(fā)生反應(yīng)，其溫度在800℃左右。反應(yīng)式如下：

HrCl₄+2Mg＝＝＝＝Hr+2MgCl₂

還原得到鋯、氯化鎂和過剩鎂的混合物。

工藝流程

還原反應(yīng)是四氯化鉿氣體被熔融的金屬鎂還原，生成海綿鉿和氯化鎂的混合物。

裝爐：將四氯化鉿裝入揮發(fā)桶中，鎂按照一定比例裝入還原坩堝密封罐體。

檢漏：用機(jī)械泵抽空檢漏，10分鐘使漏氣速率在要求范圍之內(nèi)為合格，充氬氣保持正壓。

低溫排氣：將還原罐吊入爐內(nèi)，加熱升到一定溫度，同時(shí)用水環(huán)泵抽空除掉雜質(zhì)氣體。

還原：還原爐下部加熱升溫使還原坩堝中金屬鎂熔化后，HrCl₄揮發(fā)段加熱升溫，讓HrCl₄升華揮發(fā)，與熔融的鎂發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)在氬氣氣氛下進(jìn)行，并一定要保持正壓。反應(yīng)速度一定要求平穩(wěn)，才能獲得好的海綿合產(chǎn)品?？衫脷鍤獾姆謮簛砜刂品磻?yīng)速度，反應(yīng)速度對(duì)提高海綿鉿的質(zhì)量和提高收率至關(guān)重要。反應(yīng)結(jié)束后，排出MgCl₂，充氬氣，保持正壓，停電冷卻。此過程還要不斷沖氬氣。當(dāng)還原罐冷卻到一定溫度時(shí)，吊入水冷夾套冷卻，待冷卻到50℃時(shí)，就可以打開罐子取出盛有海綿鉿和氯化鎂的坩堝。

還原工藝技術(shù)參數(shù)

1、裝爐抽空檢漏：用機(jī)械泵抽空檢漏合格后，充氬氣。

2、裝罐：按一定比例裝入四氯化鉿和Mg進(jìn)爐送電升溫：上部升溫，同時(shí)用水環(huán)泵抽空除氣。

3、升溫：上部400℃；下部650℃。

4、反應(yīng)溫度：下部760～800℃

5、分壓：充氬、放氣，反復(fù)四次

6、結(jié)束：下部溫度800℃，上部溫度600℃，恒溫，壓力下降，放氣觀察判斷結(jié)束。

三、真空蒸餾工藝流程

基本原理

將還原得到海綿鉿和氯化鎂及過量鎂的混合物裝入蒸餾爐中，抽空加熱借高溫高真空將海綿鉿中的氯化鎂和鎂以液體和氣體狀態(tài)除去，得到符合質(zhì)量要求的海綿鉿產(chǎn)品。

工藝流程

借高溫、高真空將還原所得產(chǎn)品進(jìn)行蒸餾，除去其中的氯化鎂和過剩的鎂。

1準(zhǔn)備：清洗、烘干、裝罐、連接各種管道等

2預(yù)抽空：a：真空管道抽空檢漏

b：蒸餾罐抽空檢漏

3裝爐：將還原盛有海綿鉿坩堝中黑粉用氬氣清理干凈，邊皮海綿鉿鏟除掉，裝入蒸餾罐。

4抽空：按真空系統(tǒng)的順序開啟各真空泵，當(dāng)抽至一定真空度后，可將加熱爐送電升溫，以一定的升溫速度升至900℃恒溫。在此同時(shí)開啟反真空泵抽空。送電時(shí)各冷卻水管接通，當(dāng)罐內(nèi)的真空度達(dá)到極限真空時(shí)，保溫一定的時(shí)間后可以停電結(jié)束。

5冷卻：當(dāng)罐內(nèi)冷卻到一定溫度后，可吊開加熱爐，罐內(nèi)冷卻到充氬氣溫度時(shí)，關(guān)閉全部真空閥門，向罐內(nèi)充氬氣保持正壓。

6鈍化：

a：當(dāng)罐冷卻到一定溫度后開始鈍化。

b：開機(jī)械真空泵抽空，到一定真空度后充入干燥空氣，保持一

定時(shí)間。

c：再開機(jī)械真空泵抽空后，充入干燥空氣，反復(fù)進(jìn)行三次，鈍化結(jié)束。

真空蒸餾工藝技術(shù)參數(shù)

1、準(zhǔn)備工作：包括清洗、裝罐、各真空系統(tǒng)管道及水管連接等

2、予抽空：

①真空管道抽空檢漏，開機(jī)械真空泵抽空，關(guān)死管道閥門檢漏合格。

②罐體抽空檢漏：將罐體抽空，開啟真空系統(tǒng)抽空檢漏合格。

3、裝爐：將還原得到的Hr+MgCl₂+Mg坩堝上的黑粉吹干凈，邊皮上海綿鋯鏟掉，裝入蒸餾罐。

4、抽空：先開機(jī)械泵抽空、再開羅茨泵、開擴(kuò)散泵加熱器、開擴(kuò)散泵閥門抽空，蒸餾爐送電升溫，在此同時(shí)開啟反真空泵抽空，并接通冷卻水。

5、升溫保溫：升溫900℃恒溫，當(dāng)蒸餾罐內(nèi)真空度不變，這時(shí)可判斷海綿鉿中的氯化鎂和過剩的鎂被除掉，蒸餾完畢，送電可以結(jié)束。

6、冷卻：當(dāng)罐內(nèi)冷卻到一定溫度，吊開加熱爐，關(guān)死全部閥門。向罐內(nèi)充氬氣。

7、鈍化操作：當(dāng)罐內(nèi)冷卻至30℃后開始鈍化。

開機(jī)械泵抽空充入干燥空氣，反復(fù)三次。

四、破碎包裝工藝流程

工藝流程

將蒸餾得到的海綿鉿從還原坩堝中取出，經(jīng)油壓機(jī)剪切成一定塊度后，再用傾斜式壓力機(jī)切成3～25mm，篩選、手選、混料、裝桶、抽空充氬密封。

技術(shù)參數(shù)

1、從蒸餾后的還原坩堝中取出海綿鉿

2、用1000t油壓機(jī)切削成約100㎜×100㎜塊度

3、用傾斜式壓力機(jī)切成25mm粒度

4、篩分：海綿鉿粒度必須100﹪通過25㎜篩，含有3㎜＜5﹪

5、混料：多批合格料進(jìn)行合并混合均勻

6、包裝：每一個(gè)桶內(nèi)用塑料袋裝海綿鉿100㎏、抽空、充氬、密封。

5、萃取過程中產(chǎn)生的萃取廢酸水、廢堿水、廢氨氮水通過擴(kuò)散滲析，均相膜電滲析，雙極膜電滲析技術(shù)，酸、堿可以循環(huán)使用或外售，實(shí)現(xiàn)了萃取過程“三廢”零排放，萃取廢酸水、廢堿水、廢氨氮水實(shí)現(xiàn)了資源化利用。

實(shí)施例2

上述實(shí)施例原料的獲得：生產(chǎn)高純氧氯化鋯的方法

1、沸騰氯化反應(yīng)

鋯英砂、硅粉、石油焦和氯氣，比例為0.8～1.2：0.1～0.4：0.4～0.5:2.8～3.0，在0.06～0.16m/s的氣速下通入氯氣于氯化爐內(nèi)，以650～1100℃進(jìn)行沸騰氯化反應(yīng)，該反應(yīng)屬于自熱反應(yīng)，控制擴(kuò)大段溫度在380～500℃，生成四氯化鋯、四氯化硅。

氯化反應(yīng)方程式：

ZrSiO₄+4C+4Cl₂＝ZrCl₄+SiCl₄+4CO (1)

ZrSiO₄+2C+4Cl₂＝ZrCl₄+SiCl₄+2CO₂ (2)

Si+2Cl₂＝SiCl₄ (3)

2、反應(yīng)后的混合氣體冷凝、分離

反應(yīng)后的混合氣體進(jìn)入四級(jí)冷凝器，使用循環(huán)水冷卻，控制尾氣出口溫度在150～160℃，在四個(gè)冷凝器中，控制不同的冷凝溫度，可以得到不同純度的四氯化鋯，在第一冷凝器中可以得到數(shù)量90％以上純度較高的四氯化鋯，第二、第三、第四冷凝器純度依次降低，數(shù)量依次減少。

3、四氯化鋯提純

四氯化鋯進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式干燥機(jī)，四氯化鋯提純的純度和效率大大提高，提純后的精四氯化鋯，可直接做為鋯、鉿萃取分離的原料用于萃取配料。四氯化鋯經(jīng)提純后，也可以直接配料水解，不經(jīng)蒸發(fā)，直接結(jié)晶，得到高純氧氯化鋯產(chǎn)品，也可以蒸發(fā)、結(jié)晶經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶得到高純氧氯化鋯產(chǎn)品。

4、四氯化硅洗滌、精餾

尾氣中的四氯化硅、一氧化碳、二氧化碳?xì)怏w經(jīng)過四氯化硅水力噴射器進(jìn)入一級(jí)四氯化硅洗滌塔控制溫度在20℃，進(jìn)入二級(jí)四氯化硅洗滌塔控制溫度在-15℃，尾氣進(jìn)入尾氣冷凝器控制溫度在-35℃，冷凝下來的四氯化硅進(jìn)入一級(jí)精餾塔，塔釜控制溫度在60℃，塔頂控制溫度在40℃，一級(jí)精餾塔的四氯化硅進(jìn)入二級(jí)精餾塔，塔釜控制溫度在70℃，塔頂控制溫度在40℃，塔頂?shù)玫骄穆然杓兌仍?9.8％。

出四氯化硅冷凝器的尾氣經(jīng)過四級(jí)酸洗塔后，得到20％鹽酸送入氣相法二氧化硅裝置，酸洗后的尾氣進(jìn)入三級(jí)堿洗塔，得到10％次鈉，含一氧化碳尾氣用鈦風(fēng)機(jī)，送鍋爐燃澆。

5、水解

上述出提純器的四氯化鋯固體可送到核級(jí)海綿鋯裝置，也可以通過氮?dú)鈮毫希M(jìn)入水解罐，加入純水、蒸發(fā)冷凝酸、洗滌液進(jìn)行水解，控制物料加入量為四氯化鋯固體：純水：蒸發(fā)酸：洗滌液為1：2.5：0.8：1.1(重量比)，控制水解溫度在40-90℃，待水解液鋯濃度在90±10g/l時(shí)，用泵送入廂式壓濾機(jī)，過濾掉夾帶過來的固體物，得到純化的精氧氯化鋯溶液，水解時(shí)的洗滌液可回收再利用。其中，蒸發(fā)酸為19％鹽酸、洗滌液為19％鹽酸。

水解反應(yīng)方程式

ZrCl₄+H₂O＝ZrOCl₂+2HCl

6、蒸發(fā)、結(jié)晶

將上述獲得精氧氯化鋯溶液加入至雙加熱外循環(huán)石墨蒸發(fā)器，利用蒸汽加熱料液，進(jìn)行蒸發(fā)，利用蒸發(fā)器的二次蒸汽作為熱源，對(duì)精氧氯化鋯溶液預(yù)熱，控制蒸氣壓力為0.3-0.6MPa，真空度在0.02MPa—0.05MPa，至料液內(nèi)二氧化鋯濃度在180±10g/l，獲得蒸發(fā)合格后的料液進(jìn)入結(jié)晶罐，在25℃下結(jié)晶處理24h,結(jié)晶完成的氧氯化溶液，通過帶式過濾機(jī)進(jìn)行過濾，過濾后晶體用18％的鹽酸洗滌，即得到氧氯化鋯晶體，所得濾液即為一次母液。

氧氯化鋯晶體放入打漿罐，進(jìn)行攪拌用18％的鹽酸洗滌，洗滌后將漿料進(jìn)入上懸式離心機(jī)，進(jìn)行離心脫酸分別得到結(jié)晶率高達(dá)90％以上的氧氯化鋯晶體，包裝后制得高純氧氯化鋯產(chǎn)品。

蒸發(fā)時(shí)得到的含氯化氫的二次蒸汽冷凝下來，進(jìn)入石墨尾氣冷卻器冷卻，回收的冷凝稀鹽酸濃度只有3～5％和17～20％，作為副產(chǎn)鹽酸，用于水解，多余部分送到氣相法二氧化硅車間的氯化氫吸收系統(tǒng)。

一次母液和洗滌晶體的洗滌液，分別自流入母液儲(chǔ)罐、洗滌液儲(chǔ)罐中，經(jīng)處理后繼續(xù)套用。

一次母液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶后可得到二次母液。二次母液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶后可得到三次母液。

7、三次母液處理

三次母液送均相膜電滲析技術(shù)，雙極膜電滲析技術(shù)，納濾膜及納樹脂交換柱技術(shù)，擴(kuò)散膜滲析技術(shù)組成的無害化、資源化處理系統(tǒng)，回收鹽酸和鈧等稀貴金屬離子。

實(shí)施例3

氣相法制備二氧化硅：

1、氣相二氧化硅合成及處理

高純氧氯化鋯工序來的精四氯化硅進(jìn)入四氯化硅汽化器汽化，在汽化器中用熱水加熱汽化，汽化溫度控制在70～80℃，鹽酸電解裝置來的氫氣和空氣通過加熱器預(yù)熱，預(yù)熱至120～130℃，三種氣體進(jìn)入反應(yīng)氣體均化器，進(jìn)行均化，四氯化硅：氫氣：空氣比(摩爾比)是1：2～4:9～11，進(jìn)入二氧化硅高溫反應(yīng)器上部的多層燃燒器，燃燒后形成穩(wěn)定的火焰，在二氧化硅高溫反應(yīng)器內(nèi)生成氣相法二氧化硅和氯化氫水蒸氣，二氧化硅高溫反應(yīng)器內(nèi)溫度控制在800～1000℃，經(jīng)過反應(yīng)沒溫氣體冷卻器后，進(jìn)入3級(jí)串聯(lián)的旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器分離下的固體顆粒，由通入空氣送入1級(jí)脫酸塔和二級(jí)脫酸塔，在進(jìn)入三級(jí)脫酸塔和脫水塔后，進(jìn)入包裝罐，進(jìn)入包裝罐的成品用包裝機(jī)包裝成袋。

2、尾氣處理

三級(jí)旋風(fēng)分離器分離后的混合氣管道進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)，進(jìn)入酸洗塔，后進(jìn)入組合式吸收塔，氧氯化鋯工序來的19％鹽酸，3％鹽酸；鹽酸電解工序來的17％鹽酸；廢酸水、廢堿水、廢氨氮水，氧氯化鋯裝置的三次母液的無害化、資源化處理系統(tǒng)，產(chǎn)生的8％鹽酸，也進(jìn)入組合式吸收塔，制備31％鹽酸。

31％鹽酸用于鹽酸電解，尾氣中氯氣用二級(jí)堿洗塔吸收，制備10～13％次氯酸鈉產(chǎn)品，尾氣達(dá)標(biāo)排放鹽酸電解：

實(shí)施例4：

1、鹽酸電解

從氣相法獲得二氧化硅過程中獲得經(jīng)組合塔吸收的31％鹽酸，經(jīng)過冷卻器后，進(jìn)入隔膜廂式壓濾機(jī)壓濾，鹽酸中懸浮物含量降600wtppm左右。而后再通過無機(jī)陶瓷過濾器使懸浮物含量降到1～3wtppm以下的水平與電解后的稀酸混合，以保證加入電解槽中的鹽酸濃度及純度。

在電解槽內(nèi)，鹽酸在電極表面上分解為氯氣和氫氣，產(chǎn)生的氯氣和氫氣分別進(jìn)入各自的處理單元中。

鹽酸電解工序來的17％鹽酸，制備31％鹽酸。

31％鹽酸用于鹽酸電解，尾氣中氯氣用二級(jí)堿洗塔吸收，控制塔內(nèi)溫度在35～40℃，制備10％次氯酸鈉產(chǎn)品，尾氣達(dá)標(biāo)排放。

電解過程為：

在電解槽陽極室，鹽酸經(jīng)電解后分解產(chǎn)生氯氣。反應(yīng)式如下：

Cl－﹣e→1/2Cl₂↑

電解出來的稀鹽酸流入稀鹽酸受槽，一部份與鹽酸混合后返回電解槽的陽極室，而另一部份用泵送至鹽酸吸收塔循環(huán)罐。

在電解槽陰極室，水被分解產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)式如下：

H⁺+e→1/2H₂↑

電解槽生成的稀鹽酸流到稀鹽酸受槽。一部分與鹽酸混合后返回電解槽的陰極室，而另一部分則送鹽酸吸收塔循環(huán)罐。

電解槽陽極室和陰極室產(chǎn)生的Cl₂和H₂被分別送至氯氫處理工序處理。

a、陽極循環(huán)

鹽酸吸收、過濾工序送來的過濾鹽酸通過鹽酸高位槽送入電解槽的陽極液進(jìn)料總管。過濾鹽酸在陽極室中進(jìn)行電解，產(chǎn)生氯氣，同時(shí)HCL濃度降低,出電解槽鹽酸濃度為17％。

反應(yīng)式如下所示：Cl^－－e→1/2Cl₂↑

由于鹽酸被電解，其HCl濃度將降低而變?yōu)榈}酸，淡鹽酸和電解產(chǎn)生的氯氣經(jīng)出料軟管送至出料總管并在此完成氣液分離。每臺(tái)電槽出料總管分離出的氯氣匯集在氯氣總管，進(jìn)入稀鹽酸受槽頂部以進(jìn)一步分離除去氯氣中的水分，然后送至氯處理。

每臺(tái)電解槽出料總管分離出的稀鹽酸匯集在稀鹽酸總管，進(jìn)入稀鹽酸受槽，一部分稀鹽酸循環(huán)至鹽酸進(jìn)料管，其余稀鹽酸在稀鹽酸受槽的液位控制下送至鹽酸吸收塔，氯氣經(jīng)冷卻、分離后，回收至濕氯氣總管。

b、陰極循環(huán)

在陰極室，水經(jīng)電解被分解產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)式如下：

H⁺+e→1/2H₂↑

稀鹽酸和電解產(chǎn)生的氫氣經(jīng)出料軟管送至出料總管并在此完成氣液分離。

每臺(tái)電槽出料總管分離出的氫氣匯集在氫氣總管，進(jìn)入稀鹽酸受槽頂部以進(jìn)一步分離除去氫氣中的水分，然后送至氫處理。

每臺(tái)電槽出料總管分離出的稀鹽酸液匯集在酸液總管，進(jìn)入酸液受槽，由酸液泵送出的部分酸液送入酸液高位槽，然后由酸液高位槽流出與過濾后的鹽酸進(jìn)入陰極液進(jìn)料總管，再通過進(jìn)料軟管進(jìn)入陰極室，加入鹽酸的流量調(diào)節(jié)用直流電電流串級(jí)控制，并由陰極液冷卻器控制進(jìn)入酸液高位槽的酸液溫度來保持出槽酸液的溫度；由酸液泵送出的其余部分在酸液受槽的液位控制下送至鹽酸吸收。

2、氯處理從電解工序來的約濕氯氣經(jīng)氯氣洗滌塔用氯水洗滌冷卻，然后進(jìn)入鈦管冷卻器，用冷凍水將其冷卻到18℃左右。然后氯氣經(jīng)水霧捕集器捕集下氯氣中的冷凝水滴后，依次進(jìn)入一級(jí)填料干燥塔用硫酸從塔頂噴淋進(jìn)行干燥，嚴(yán)格控制各級(jí)噴淋硫酸濃度，一段為75％以上，干燥后的氯氣再經(jīng)泡罩塔用98wt％濃硫酸進(jìn)一步干燥，使干燥后的出塔氯氣含水量小于50ppm。干燥后氯氣經(jīng)酸霧捕集器除去酸霧滴后，進(jìn)入氯氣壓縮機(jī)，最后進(jìn)入氯氣分配臺(tái)通過管道送往氧氯化鋯裝置。

硫酸系統(tǒng)為98wt％硫酸由槽車就地卸車送入濃硫酸儲(chǔ)槽，經(jīng)濃硫酸泵送入濃硫酸高位槽，用冷凍水冷卻后進(jìn)入泡罩干燥塔。一部分循環(huán)使用，另一部分溢流進(jìn)入填料干燥塔硫酸循環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)酸濃度降到75wt％時(shí)，經(jīng)稀硫酸循環(huán)泵送往廢硫酸罐區(qū)。

3、氫氣處理

自電解工序來的濕氫氣經(jīng)氫氣洗滌塔用洗滌水直接噴淋洗滌冷卻至40℃左右，由氫氣壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)氫氣冷卻器冷卻，再經(jīng)水霧捕集器、氫氣分配臺(tái)送往氣相法二氧化硅工序。

實(shí)施例5：

均相膜電滲析技術(shù)，雙極膜電滲析技術(shù)，納濾膜及納樹脂交換柱技術(shù)，擴(kuò)散膜滲析技術(shù)組成的無害化、資源化處理系統(tǒng)技術(shù)方案

1、核級(jí)鋯裝置P204有機(jī)相萃取工藝產(chǎn)生的廢鹽酸、硝酸混合酸處理

核級(jí)鋯裝置P204有機(jī)相萃取工藝產(chǎn)生的廢鹽酸、硝酸混合酸，進(jìn)入陰膜擴(kuò)散器，回收的混合酸(占90％以上)，回收酸一部分用于料液和洗滌酸配料，一部分進(jìn)入鹽酸、硝酸混合酸蒸發(fā)器，根據(jù)鹽酸、硝酸沸點(diǎn)的不同，將鹽酸和硝酸分離，鹽酸和硝酸一部分用于配料，多余鹽酸送氣相法二氧化硅裝置。

從陰膜擴(kuò)散器出來的未回收的含有金屬離子的混合酸(占10％以上)，進(jìn)入中和池，利用均相雙極電滲析設(shè)備產(chǎn)生的氫氧化銨中和，經(jīng)污泥干化處理，得到含鋯、鈧的固體物，外售給稀土公司。

萃取工序氫氧化鋯溶液、氫氧化鉿溶液及氫氧化鋯、氫氧化鉿煅燒產(chǎn)生的氯化銨、硝酸銨溶液進(jìn)入中和池。

中和池清液進(jìn)入多介質(zhì)過濾器、納濾器、活性碳吸附器、納樹脂交換柱，過濾掉雜質(zhì)，進(jìn)入均相雙極電滲析設(shè)備將鹽濃度提高，進(jìn)入雙極膜電滲析設(shè)備，一測(cè)產(chǎn)生氫氧化銨，其中一部分用于中和池廢酸中和，另一部分用用鋯、鉿反萃液的中和沉降。

另一側(cè)產(chǎn)生鹽酸、硝酸混合酸用于TBP有機(jī)相洗液配料，多余部分鹽酸、硝酸混合酸，進(jìn)入鹽酸、硝酸蒸發(fā)器，經(jīng)蒸發(fā)、冷凝分別得到硝酸、鹽酸，用于鋯料液配制、飽和酸配制、酸化酸配制。

2、氧氯化鋯裝置產(chǎn)生的三次母液進(jìn)入陰膜擴(kuò)散器，回收的鹽酸(占90％以上)送氣相法二氧化硅裝置。

含有金屬離子的鹽酸(占10％以上)進(jìn)入中和池，核級(jí)海綿鋯裝置萃取TBP有機(jī)相堿處理的廢堿液、水處理的廢水也進(jìn)入中和池，利用均相雙極電滲析設(shè)備產(chǎn)生的氫氧化鈉中和，中和采用三級(jí)中池，分別得到含鐵的固體物，含鋯的固體物，含鈧的固體物，經(jīng)污泥干化處理，含鋯的固體物返回氧氯化鋯裝置，重復(fù)使用，含鐵的固體物，含鈧的固體物外售。

中和池清液進(jìn)入多介質(zhì)過濾器、納濾器、活性碳吸附器、納樹脂交換柱，過濾掉雜質(zhì)，進(jìn)入均相雙極電滲析設(shè)備將鹽濃度提高，進(jìn)入雙極膜電滲析設(shè)備，一測(cè)產(chǎn)生氫氧化鈉，用于中和池中和酸，另一側(cè)產(chǎn)生稀鹽酸，送氣相法二氧化硅裝置，系統(tǒng)如此循環(huán)使用。