什么金属能把锆还原出来

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/24 02:30:26
从四硝酸锆的溶液中还原 用什么金属
请不要仅从理论出发 最好有做过的

金属锆传统生产工艺
1.1金属热还原法
金属热还原法在稀有金属生产中占有重要地位,几乎所有稀有金属都可用金属热还原法制取;它是生产钛、锆、铪、钽、铌、钒等高熔点金属的重要方法。金属热还原法是利用金属还原剂(R)与金属氧化物或氯化物(MX)的反应制备金属(M)。因为R与X的化学亲和力大于M与X的化学亲和力,所以反应可以进行。反应式为
MX+ R→M+ RX (1)
在锆冶金中,常用于金属热还原的锆化合物有ZrO2、ZrCl4、ZrF4及K2ZrF6;常用的金属还原剂有Mg、Na、Ca、 Mn、Al等金属元素。已经实现工业化的金属锆生产工艺[4,5]有镁热还原法(Kroll法)、钠还原法(Hunter法)、钙还原法和氢化钙还原法。
1.1.1Kroll法
1940年卢森堡科学家W.J. Kroll发明了用金属Mg还原TiCl4制备海绵Ti的方法。由于TiCl4和ZrCl4的性质很相似,Kroll法被用于金属锆的生产,并成为工业上生产锆的主要方法。20世纪50~60年代,对Kroll法进行了许多改进,如在连续化研究、沸腾氯化、联合作业及其大型化方面,但都没有从根本上解决该法存在的成本高、污染大、操作复杂、还原效率低等问题。其工艺流程如图1。
Kroll法反应式 ZrCl4+ 2Mg→Zr+ 2MgCl2 (2)
1.1.2Hunter法
该方法是以K2ZrF6为原料,加入氯化钾和氯化钠熔盐,在860℃左右进行还原反应。 反应产物经酸浸、水洗、磨细和干燥, 即可得到粉末状的金属锆。此方法的优点是设备较简单, 易于操作, 反应生成的氟化钠易于水洗分离;但还原析出的粉末状的金属锆分散在熔盐中,不利于产物收集。其工艺流程见图2。
Hunter法 ZrCl4+ 4Na → Zr+ 4NaCl (3)
1.1.3钙还原法
该方法将ZrO2(原料)、CaCl2(助剂)和Ca (还原剂)混合、 密封、 抽真空充氩气,在1000℃~1100℃下进行还原。产物为粉末状的Zr、CaCl2、CaO和Ca的混合物。 用盐酸将其浸出, 经洗涤、粉碎、过滤、烘干和筛分, 即可获得Zr。此方法制得的Zr不含氢,粒度相对较粗。其工艺流程见图3。