二級化鋯氯化(chlorination of zixroniumdioxide)是指以碳作還原劑，用氯氣氯化二氧化鋯製取四氯化鋯的鋯氯化方法。將由碳化鋯或鋯英石氯化製得的含鉿四氯化鋯(含HfCl4 0.5%-2.0%)，經鋯鉿分離後即可製成無鉿二氧化鋯和無鋯二氧化鉿。它們再次氯化所製成的四氯化鋯或四氯化鉿主要用於生產原子能級海綿鋯或海綿鉿。有豎爐氯化和流態化氯化兩種方法，所用的豎爐和流態化爐與鑄英石氯化的相同。
基本介紹
- 中文名：二氧化鋯氯化
- 外文名：chlorination of zixroniumdioxide
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 屬性：鋯氯化方法
簡介,二氧化鋯氯化的反應,豎爐氯化,流態化氯化,
簡介
二級化鋯氯化(chlorination of zixroniumdioxide)是指以碳作還原劑，用氯氣氯化二氧化鋯製取四氯化鋯的鋯氧化方法。將由碳化鋯或鋯英石氯化製得的含鉿四氯化鋯(含HfCl4 0.5%-2.0%)，經鋯鉿分離後即可製成無鉿二氧化鋯和無鋯二氧化鉿。它們再次氯化所製成的四氯化鋯或四氯化鉿主要用於生產原子能級海綿鋯或海綿鉿。有豎爐氯化和流態化氯化兩種方法，所用的豎爐和流態化爐與鑄英石氯化的相同。
二氧化鋯氯化的反應
二氧化鋯氯化的反應為：
Zro2+2C+ZCl2=ZrCl4+2CO
在773K時已達到較大的氯化反應速度，反應生成的是CO和CO2，在973K以上則以生成CO為主。
豎爐氯化
20世紀60年代，二氧化鋯用固定床層的豎式爐氯化，氯化爐料由含ZrO2 81%、炭黑14.5%和作為粘結劑的紙漿廢液4.5%混合後備團，再經過烘乾、焦化而成。這種有一定強度的團塊從爐頂的密封料倉加入，依靠石墨電極和物料層的電阻加熱保持1073-1173K的氯化溫度。豎爐氯化存在工序多、產率低的缺點。
流態化氯化
ZrO2和焦炭粉混合後用螺旋輸送機加入爐內，為減少粉塵飛逸，爐料可經預先制粒。氯化產物進入三級串聯的鎳質冷凝器收集，各級溫度分別控制在423-473K、373-423K、323K。SiCl4被冷凍到263K的TiCl4和SiCl4混合液澆淋捕集後送到精餾分離回收，ZrCl4中雜質含量為：Fe 0.11，Al 0.05，Ti 0.05，Si 0.03。
二氧化鉿的性質與二氧化鋯很相近，氯化機理和工藝亦相似，但HfO2氯化反應的吉布斯自由能變化比ZrO2更負，在相同溫度時更易氯化。基於二氧化鉿產量僅為二氧化鋯的1%-2%，所以用豎爐氯化即可滿足要求。
