[科普中国]-四氯化锆提纯

四氯化锆提纯(purification of zirconium te-trachloride)是指除去粗四氯化锆的杂质，产出纯四氯化锆的过程。碳化锆、锆英石或二氧化锆氯化制得的四氯化锆还含有相当数量的FeCl3、AlCl3、 TiCl4、SiCl4、ZrOCl4和碳粉等杂质，必须经过深度除去方可用作生产海绵锆的原料。提纯方法主要有氢还原法和熔盐提纯法两种，前者为欧洲一些国家和美国等所采用，后者为前苏联所采用。此外，还出现一种流态化提纯法。

简介四氯化锆提纯(purification of zirconium te-trachloride)是指除去粗四氯化锆的杂质，产出纯四氯化锆的过程。碳化锆、锆英石或二氧化锆氯化制得的四氯化锆还含有相当数量的FeCl3、AlCl3、 TiCl4、SiCl4、ZrOCl4和碳粉等杂质，必须经过深度除去方可用作生产海绵锆的原料。提纯方法主要有氢还原法和熔盐提纯法两种，前者为欧洲一些国家和美国等所采用，后者为前苏联所采用。此外，还出现一种流态化提纯法1。

氢还原法此法所依据的基本原理是：

（1）利用ZrCl4与TiCl4、SiCl4在相同温度时存在不同蒸气压差，控制一特定温度，使TiCl4、SiCl4和H2O先升华而除去；

（2）利用氯化亚铁或氯化亚铬的高沸点(前者为1303K，后者为1573K)用氢气将三价的铁和铬还原为二价。

在ZrCl4升华温度下(723-933K)·FeCl4、Gr-Cl2和ZrOCl2不升华留在残遭中而和锆分离2。

熔盐提纯法所依据的基本原理是锆、铁、铝在NaCl-KCl熔盐体系中分别生成Na2ZrCl4、K2ZrCl6、NaFeCl4、KFeCl4、NaAlCl4和KACl4复盐。锆复盐在设定温度下重新分解为ZrCl4，而Na (K) FeCl4和Na(K)AlCl4系高沸点的稳定化合物，利用同一温度下锆盐和铁、铝盐分压的差别，控制一特定温度只让ZrCl4挥发而和它们分离。粗ZrCl4经过熔盐的洗涤、过滤而得到净化。工业生产有间歇作业和连续作业两种方法。

间歇作业是先把ZrCl4、NaCl和KCl按比例缸成熔盐后，在573K温度下除去易挥发成分，然后将盐池温度升高至773-873K温度，使ZrCl4不断挥发到冷凝器收集。连续作业是由螺旋加料器将粗ZrCl4加入保持623-723K温度的熔盐池中进行一次洗涤提纯，然后将ZrCl4气体转入773-873K温度的鼓泡式熔盐池进行二次提纯，气体产物进入布袋收尘器和冷凝器冷却收集3。

流态化提纯法法国欧洲锆业公司的赛佐司(Cezus)化工厂采用流态化法来提纯ZrCl4，其工艺过程是在与流态化氯化炉结构相似的提纯炉底部通入氢、氮混合气体，使护内粗ZrCl4粉形成流态化层，铁、铬等三价氯化物因还原成二价高沸点氯化物留在渣中而与ZrCl4分离。精ZrCl4气体经过滤后进入冷凝器冷却收集2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学