锆铪分离(separation of zirconium and hafnium)

把锆铪分开的冶金过程，为锆冶金流程的组成部分。由于锆和铪的核性能不同，作为核反应堆的结构和包套材料的锆，其含铪量必须小于0.01％；而作为控制棒材料的铪，其纯度又必须在96％以上。而锆铪资源共生，一般锆中含铪0.5％～2％，因此，作为生产原子能级海绵锆或海绵铪的原料必须经过锆铪分离处理。锆铪分离方法有锆铪硅胶吸附法分离、锆铪重结晶法分离、锆铪离子交换法分离、锆铪溶剂革取法分离、锆铪火法分离等。以四氯化锆为原料的有NH₄CNS–MIBK溶剂萃取、HNO₃–HCl–TBP溶剂萃取以及四氯化锆火法分离的熔盐精馏等；以硝酸锆为原料的有TBP溶剂萃取；以硫酸锆为原料的有N235–P204溶剂萃取；以锆氟酸钾为原料的有重结晶分离等。美国、日本和德国等大多采用NH₄CNS–MIBK溶剂萃取。这是一种很成熟的方法，但存在NH₄CNS在使用过程中容易分解出CN^–，产生有毒废水，导致环境保护费用高等问题。法国从20世纪70年代开始研究火法分离的熔盐精馏工艺，1981年用于工业生产。与溶剂萃取法相比，它的优点是生产成本低和不污染环境，缺点是设备投资费用大，维修费用高，技术难度也比较大，而且生产规模必须在1000t以上才有较好的经济效益。中国、日本、印度等国研究了以硫酸锆为原料的：N235–P204溶剂萃取法。这种方法能较好地解决设备的腐蚀问题，对环境污染程度较轻，但它是以碱熔分解锆英石，再转为硫酸锆，在碱熔和操作方面存在一些困难。至于选择哪种方法，应根据具体情况而定，一般原则是以选择技术经济指标高和对环境不污染或少污染的方法为好。锆铪分离后产出的二氧化锆产品，其二氧化铪含量要小于0.01％。