JPS5944377B2 - Zirconium reduction method - Google Patents

Zirconium reduction method

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JPS5944377B2
JPS5944377B2 JP12397276A JP12397276A JPS5944377B2 JP S5944377 B2 JPS5944377 B2 JP S5944377B2 JP 12397276 A JP12397276 A JP 12397276A JP 12397276 A JP12397276 A JP 12397276A JP S5944377 B2 JPS5944377 B2 JP S5944377B2
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zirconium
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salt
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ジヨセフ・アレン・メギイ
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/10General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals with refining or fluxing agents; Use of materials therefor, e.g. slagging or scorifying agents
    • C22B9/106General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals with refining or fluxing agents; Use of materials therefor, e.g. slagging or scorifying agents the refining being obtained by intimately mixing the molten metal with a molten salt or slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00Obtaining refractory metals
    • C22B34/10Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/14Obtaining zirconium or hafnium

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、従来技術よりも経済的な、アルミニウムのよ
うな還元性金属によってジルコニウムを還元する方法に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for reducing zirconium with a reducible metal such as aluminum, which is more economical than the prior art.

ジルコニウムを得るために通常天然に産する鉱物はジル
コン、即ち、ZrO2,5in2(通常約2重量%のH
fO2・S t 02を含む)である。
The normally naturally occurring mineral for obtaining zirconium is zircon, i.e. ZrO2,5in2 (usually about 2% by weight H
fO2・S t 02).

ジルコニウムを金属状で入手する通常の方法は、ジルコ
ニウム鉱石を、まずはじめに塩素化してZrCl4を得
ることである。
The usual way to obtain zirconium in metallic form is to first chlorinate zirconium ore to obtain ZrCl4.

例えば、次の反応による。四塩化ジルコニウムは、次い
で、還元性金属、普通はマグネシウムによって還元され
る。
For example, by the following reaction. The zirconium tetrachloride is then reduced with a reducing metal, usually magnesium.

典型的な還元反応は次の通りである。A typical reduction reaction is as follows.

この還元反応は、通常クロール炉内で行なわれ、ここで
は、約80%以上の過剰のマグネシウムが還元を完了す
るために必要であり、反応生成物(ジルコニウム、マグ
ネシウム、塩化物および過剰のマグネシウム)が反応後
混合され、次いで分離されなければならない。
This reduction reaction is typically carried out in a Kroll furnace where about 80% or more excess magnesium is required to complete the reduction and the reaction products (zirconium, magnesium, chloride and excess magnesium) are must be mixed after the reaction and then separated.

これは明らかに、鉱石からジルコニウムを還元するため
の費用のかかる方法であるため、実際的かつ費用のかか
らない別の方法が、しばしば求められてきた。
This is clearly an expensive method for reducing zirconium from ore, so a practical and less expensive alternative method has often been sought.

例えば、マグネシラ云が比較的高価な金属であるから、
他のもつと安価な還元性金属の使用が提案されてきた。
For example, since magnesilla is a relatively expensive metal,
The use of other less expensive reducing metals has been proposed.

考えられてきた一つの安価な還元性金属はアルミニウム
である。
One inexpensive reducing metal that has been considered is aluminum.

しかしながら、上述のクロール法に使用されると、次の
反応がおこる。
However, when used in the Kroll method described above, the following reaction occurs.

ここで、ZrA11xは、ZrAl3からZr3Alに
至る一連の金属間化合物であり、これらは全て強力な金
属間結合を有している。
Here, ZrA11x is a series of intermetallic compounds ranging from ZrAl3 to Zr3Al, all of which have strong intermetallic bonds.

したがって、高濃度のアルミニウムの混入のために、ジ
ルコニウムの主要用途の一つである、核反応話中の燃料
棒の被覆には、還元性金属は使用できない。
Therefore, due to high aluminum contamination, reducing metals cannot be used in cladding fuel rods during nuclear reactions, one of the main uses for zirconium.

このようなジルコニウムの特殊な仕様では、75p、p
、m以上のアルミニウムを含むことができない。
In this special specification of zirconium, 75p, p
, m or more aluminum.

還元性金属としてアルミニウムを使用して酸化物を還元
する他の金属の還元法としては、テルミット法がある。
Another metal reduction method that uses aluminum as the reducing metal to reduce oxides is the thermite method.

例えば、このような方法は、次の反応によってニオビウ
ムを還元するのに用いられる。
For example, such a method is used to reduce niobium by the following reaction.

のテルミット法は、反応がはじまると、自己持続のため
の充分な熱量を発生するので、多くの応用には魅力ある
ものである。
The thermite process is attractive for many applications because once the reaction begins, it generates enough heat to be self-sustaining.

しかしながら、テルミット法がジルコニウムに使用され
たならば、次の反応が生じる。
However, if the thermite process is used for zirconium, the following reaction occurs.

又、ジルコニウムにこの方法が使用出来ない理由は、ジ
ルコニウム−アルミニウムの金属間反応生成物が原因に
なっている。
The reason why this method cannot be used for zirconium is due to the zirconium-aluminum intermetallic reaction product.

上の式(3)および式(5)に記載された既知の反応の
ために、ジルコニウムを回収するために還元性金属とし
てアルミニウムを使用できないことが広く知られていた
It was widely known that aluminum cannot be used as a reducing metal to recover zirconium because of the known reactions described in equations (3) and (5) above.

たとえば、ウオーレン・ビー・ブルーメンタルの「ジル
コニウムの化学的挙動」(これはジルコニウムおよびそ
の性質に関する指導的な一搬的文献である)を参照して
もわかる。
See, for example, Warren B. Blumenthal's "Chemical Behavior of Zirconium," which is the leading comprehensive text on zirconium and its properties.

本発明の目的は、従って、ジルコ、−ラムを還元するた
めの改良法を提供することにある。
It is therefore an object of the present invention to provide an improved process for reducing Zirco,-Rum.

本発明の他の目的は、アルミニウムのような還元性金属
を使用できるジルコニウムを還元する改良法を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide an improved method for reducing zirconium that allows the use of reducible metals such as aluminum.

更に、本発明の他の目的は、還元性金属としてアルミニ
ウムを使い、かつ生じたジルコニウムがアルミニウムに
よって混入されることがないジルコニウムを還元する改
良法を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide an improved process for reducing zirconium using aluminum as the reducing metal and in which the resulting zirconium is not contaminated by aluminum.

簡単に述べると、本発明によれば、還元性金属、好まし
くはアルミニウムが、溶融状態で溶媒金属、好ましくは
亜鉛に溶解されるジルコニウムを還元する方法が提供さ
れる。
Briefly stated, the present invention provides a method for reducing zirconium in which a reducible metal, preferably aluminum, is dissolved in a solvent metal, preferably zinc, in the molten state.

この溶融金属相を、その成分の一つとして還元されるべ
きジルコニウム塩を含む溶融塩相と接触させる。
This molten metal phase is contacted with a molten salt phase containing as one of its components the zirconium salt to be reduced.

所望の還元は、相互転移によって行なわれる。The desired reduction takes place by reciprocal transfer.

即ち、アルミニウムを溶融金属相から溶融塩相へ転移さ
せて、塩中のジルコニウムと置換し、一方ジルコニウム
は溶融塩相から溶融金属相に移動する。
That is, aluminum is transferred from the molten metal phase to the molten salt phase to replace zirconium in the salt, while zirconium is transferred from the molten salt phase to the molten metal phase.

次いで、溶融塩相と溶融金属相を分離し、蒸溜等によっ
て、溶媒金属とジルコニウムを分離する。
Next, the molten salt phase and the molten metal phase are separated, and the solvent metal and zirconium are separated by distillation or the like.

本発明を完全に理解し、本発明の他の目的お利点を明ら
かにするため、次に図面によって本発明の詳細な説明す
る。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to fully understand the invention and to make other objects and advantages of the invention clear, a detailed description of the invention will now be described with reference to the drawings.

本発明は、還元されるべきジルコニウムを含む溶融塩と
接触する前に、還元性金属を適当な金属溶媒にまず溶解
させることによって、上述の問題もなく、相互移転によ
って、アルミニウムのような還元性金属によるジルコニ
ウムの還元を達成する。
The present invention eliminates the above-mentioned problems by first dissolving the reducible metal in a suitable metal solvent before contacting the molten salt containing zirconium to be reduced, and by intertransferring the reducible metal such as aluminum. Achieve reduction of zirconium by metal.

次いで、溶融金属相を激しく、溶融塩相と攪拌して、溶
融塩相を溶融金属相に混入する。
The molten metal phase is then vigorously agitated with the molten salt phase to incorporate the molten salt phase into the molten metal phase.

充分な攪拌により、混合物を5分以内に、時によっては
1分以内に平衡に達することがわかった。
It has been found that with sufficient agitation, the mixture reaches equilibrium within 5 minutes, sometimes within 1 minute.

次いで混合物を放置すると、溶融塩相は、混合物の上部
に浮かび、一方溶融金属相は溶融塩相の下に沈む。
When the mixture is then allowed to stand, the molten salt phase floats to the top of the mixture while the molten metal phase sinks below the molten salt phase.

次いで溶融塩相を分別するか、あるいは反応器の底の適
当な栓をへて除去することができる。
The molten salt phase can then be separated off or removed via a suitable plug at the bottom of the reactor.

もし必要ならば、溶融金属相を再び、溶融金属相から還
元性金属の大部分を除去するために同一の工程を二度う
けさせることもできる。
If desired, the molten metal phase can be again subjected to the same process twice to remove most of the reducible metal from the molten metal phase.

そして所望の純度のジルコニウムが得られるまで、必要
に応じて全工程を何度もくり返すことができる。
The entire process can then be repeated as many times as necessary until the desired purity of zirconium is obtained.

溶媒金属は、次いで蒸溜あるいは昇華のような適当な方
法によって、ジルコニウムから分離される。
The solvent metal is then separated from the zirconium by a suitable method such as distillation or sublimation.

溶媒金属は、次の特性を有する金属である。Solvent metals are metals that have the following properties:

まず第一に、もちろん、ジルコニウムも還元性金属も、
少なくともかなりの量溶ける金属でなければならない。
First of all, of course, neither zirconium nor reducing metals
It must be a metal that can melt at least to a significant extent.

溶媒金属の沸点は、反応の操作温度範囲内に於て、溶媒
金属および溶融塩相が共に液相であるようでなければな
らない。
The boiling point of the solvent metal must be such that both the solvent metal and the molten salt phase are in liquid phase within the operating temperature range of the reaction.

溶媒金属は、反応が完了すると、ジルコニウムから比較
的容易に分離する金属でなければならない。
The solvent metal should be a metal that separates relatively easily from the zirconium once the reaction is complete.

塩相中でジルコニウムおよびハフニウムと置換しないた
めに、溶媒金属はジルコニウムおよびハフニウムよりも
電気陽性度が小さくなければならない。
In order not to displace zirconium and hafnium in the salt phase, the solvent metal must be less electropositive than zirconium and hafnium.

最後に、金属相のアルミニウム原子が、塩相のジルコニ
ウムイオンと相互転移反応をより容易に行なえるように
、該金属はアルミニウムよりもジルコニウムにより類似
性を有していることが望ましい。
Finally, it is desirable that the metal has more similarity to zirconium than to aluminum so that the aluminum atoms of the metal phase can more easily undergo intertransference reactions with the zirconium ions of the salt phase.

事実、カドミウム、鉛、ビスマス、銅および錫も溶媒金
属として使用できるが、溶媒金属として最も良い金属は
亜鉛であることが知られている。
In fact, it is known that the best metal as a solvent metal is zinc, although cadmium, lead, bismuth, copper and tin can also be used as solvent metals.

還元性金属の主たる特徴は、ジルコニウムよりも更に電
気陽性であり、その結果、塩中のジルコニウムと置換し
、それを還元して金属に還元することである。
The main characteristic of reducible metals is that they are more electropositive than zirconium, thus displacing zirconium in the salt and reducing it to the metal.

還元性金属の他の特徴は、好ましくは亜鉛である溶媒金
属に対して、ジルコニウムよりも類似性が少なく、その
結果、還元性金属とジルコニウムが合金を形成せず、か
わりに亜鉛がジルコニウムと合金を形成し、還元性金属
を拒否することである。
Another characteristic of the reducible metal is that it has less similarity than zirconium to the solvent metal, preferably zinc, so that the reducible metal and zirconium do not form an alloy, but instead the zinc alloys with zirconium. is formed and rejects reducing metals.

又、もちろん、還元反応後に形成される還元性金属と塩
が、反応がおこる温度で液状であることが重要である。
Also, of course, it is important that the reducing metal and salt formed after the reduction reaction are liquid at the temperature at which the reaction occurs.

下の方程式に示されるように、本発明法に於ては、上述
した不都合なアルミニウムージルコニウム反応が生じず
、したがって、還元性金属としてアルミニウムを使用す
る経済性が実現出来るから好ましい還元性金属はアルミ
ニウムである。
As shown in the equation below, in the method of the present invention, the above-mentioned disadvantageous aluminum-zirconium reaction does not occur, and therefore, it is possible to realize the economy of using aluminum as the reducing metal. It is aluminum.

しかしながら、マグネシウム、ナトリウムおよびカルシ
ウムのような他の還元性金属も同様の方法で使用するこ
ともできることが容易に理解される。
However, it is readily understood that other reducing metals such as magnesium, sodium and calcium can also be used in a similar manner.

塩の特徴は次の通りである。The characteristics of salt are as follows.

まず第一にジルコニウム塩以外の塩の陽イオンは、ジル
コニウムよりも電気陽性であり、金属相の還元剤によっ
て還元されない。
First of all, the cations of salts other than zirconium salts are more electropositive than zirconium and are not reduced by the reducing agent of the metal phase.

好ましい陽イオンは、アルカリ元素、好ましくはナトリ
ウムおよびカリウム、アルカリ土類金属、希土類元素お
よびアルミニウムである。
Preferred cations are alkali elements, preferably sodium and potassium, alkaline earth metals, rare earth elements and aluminum.

塩中の陰イオンは、好ましくはハライドあるいはハライ
ドと上述の陽イオンの錯体であり、したがって塩はハラ
イド塩である。
The anion in the salt is preferably a halide or a complex of the halide and the above-mentioned cation, so the salt is a halide salt.

次に更に詳細に説明するように、好ましいハライドはク
ロライドおよびフルオライドであり、次々次にのこるよ
うな利点を持っている。
As explained in more detail below, the preferred halides are chlorides and fluorides, which have the following advantages in turn.

以下にのべるように、本法のジルコニウム塩は、通常Z
rC114あるいはZrF4であり、クロライド塩ある
いはフルオライド塩と仮定すると、その電荷がXの函数
であるZrC1xあるいはZrFxを形成する。
As mentioned below, the zirconium salt of this method is usually Z
If it is rC114 or ZrF4 and is assumed to be a chloride salt or a fluoride salt, it forms ZrC1x or ZrFx whose charge is a function of X.

形成される陰イオンは通常ZrF・・・。ZrC1j6
・・・あるいはZrF6・・・である。
The anion formed is usually ZrF... ZrC1j6
...or ZrF6...

これらの錯陰イオンは、ジルコニウム塩の蒸気圧を分離
が行なわれる温度で適当な水準まで減少させる。
These complex anions reduce the vapor pressure of the zirconium salt to an appropriate level at the temperature at which the separation is carried out.

塩と金属が共に、同時に液相で存在するために、塩の融
点は、ジルコニウムの溶媒として使用される金属の沸点
よりも低くなければならない。
In order for both the salt and the metal to be present in liquid phase at the same time, the melting point of the salt must be lower than the boiling point of the metal used as a solvent for the zirconium.

よく知られているように、塩の融点は、塩の粘度と同様
、種々の塩を混合することによって変えることができる
As is well known, the melting point of a salt, as well as the viscosity of the salt, can be changed by mixing different salts.

したがって、塩相に塩化ナトリウムのような塩を添加し
て、塩の融点を低め、塩の粘度を減じることはしばしば
有効である。
Therefore, it is often advantageous to add a salt such as sodium chloride to the salt phase to lower the melting point of the salt and reduce its viscosity.

上述したように、使用に最も良い塩は、全てがクロライ
ド塩の系、クロライド−フルオライド混合塩系あるいは
全てがフルオライド基糸であることが知られている。
As mentioned above, it is known that the best salts for use are all chloride salt systems, mixed chloride-fluoride salt systems, or all fluoride bases.

全てがクロライド塩である系は、混合しやすいという利
点を有している。
Systems that are all chloride salts have the advantage of being easy to mix.

よく知られているように、溶融塩相にフルオライドが存
在すると、溶融したフルオライドが容器の材料や系内に
存在する他の物質と多くの好ましくない反応をおこしが
ちであるため、抑制がむずかしい。
As is well known, the presence of fluoride in the molten salt phase is difficult to suppress because the molten fluoride tends to undergo many undesirable reactions with the container materials and other substances present in the system.

全てがクロライド基糸の欠点は、ZrC112のような
低電荷のクロライドを形成し、塩からZ r Cl!
4を蒸散させ、更に亜鉛金属をジルコニウムとハフニウ
ム塩と反応させ、塩相に混合させる傾向を有することで
ある。
The disadvantage of all chloride base yarns is that they form low-charge chlorides such as ZrC112 and convert from salts to Z r Cl!
In addition, the zinc metal tends to react with the zirconium and hafnium salts and mix into the salt phase.

これに対して、クロライド−フルオライド基糸は、蒸気
圧も低く、塩相と亜鉛との反応も非常に少なく、塩相内
に低電荷のジルコニウム化合物を形成する傾向が非常に
少ない。
In contrast, chloride-fluoride base threads have lower vapor pressures, much less reaction between the salt phase and zinc, and much less tendency to form low-charge zirconium compounds in the salt phase.

全てがフルオライド塩である系は、クロライド−フルオ
ライド基糸の利点を有し、ジルコニウムフルオライド塩
が鉱石から形成される時、使用することができる。
An all fluoride salt system has the advantage of a chloride-fluoride base thread and can be used when zirconium fluoride salts are formed from ore.

しかしながら、全てがフルオライド塩である系では、塩
の濃度を選択する注意が必要である。
However, in systems where all fluoride salts are present, care must be taken in selecting the concentration of salts.

アルミニウムーフルオライド化合物は、還元反応後、反
応生成物として存在し、これらの化合物は、塩の系を注
意深く選択しなければ、非常に揮発性であるか、さもな
ければ反応温度ではとけない傾向にある。
Aluminum-fluoride compounds are present as reaction products after reduction reactions, and these compounds tend to be very volatile or otherwise insoluble at reaction temperatures unless the salt system is carefully selected. It is in.

反応容器は、反応がおこる温度で反応剤を含むが、それ
自身は反応に参加しないように、注意深く選ばなければ
ならない。
The reaction vessel must be chosen carefully so that it contains the reactants at the temperature at which the reaction occurs, but does not itself participate in the reaction.

種々の材質が容易に試用されたが、好ましい容器は、グ
ラファイトあるいはカーボンでつくられたものであるこ
とが知られている。
Although a variety of materials have been readily tried, preferred containers are known to be made of graphite or carbon.

本発明の一般的条件を説明してきたが、次に、ジルコニ
ウムを還元するために、本法を使用した実施例について
説明する。
Having described the general conditions of the present invention, an example will now be described in which the present method was used to reduce zirconium.

第1図は、本発明に従って、ジルコニウムを還元する方
法を示すブロックダイヤグラムを示す。
FIG. 1 shows a block diagram illustrating a method for reducing zirconium in accordance with the present invention.

第1図で、還元金属入口10、塩入口12および溶媒金
属人口14が、所望の反応がおこなわれる適当な容器に
もうけられる。
In FIG. 1, a reduced metal inlet 10, a salt inlet 12, and a solvent metal population 14 are placed in a suitable vessel in which the desired reaction will take place.

投入される還元性金属は、もちろんアルミニウムが望ま
しい。
Of course, the reducing metal to be added is preferably aluminum.

この金属は、四塩化ジルコニウム(これが還元されるべ
きジルコニウム化合物である)と塩化カリウムの混合物
である塩成分さ共に還元工程16に供給される。
This metal is fed to the reduction step 16 along with a salt component which is a mixture of zirconium tetrachloride (which is the zirconium compound to be reduced) and potassium chloride.

四塩化ジルコニウムの3モルにつき、約10モルの塩化
カリウムが使用される。
For every 3 moles of zirconium tetrachloride, approximately 10 moles of potassium chloride are used.

四塩化ジルコニウムと塩化カリウムの7部は、溶融して
、次の反応をおこす。
Zirconium tetrachloride and 7 parts of potassium chloride are melted and the following reaction takes place.

(6)ZrC74+2KCl→に2ZrC1゜典型的に
は、充分な量の溶媒金属、好ましくは亜鉛が還元工程1
6に供給され、操作終了時点で約12重量%のジルコニ
ウムが得られる。
(6) ZrC74+2KCl→ to 2ZrC1° Typically, a sufficient amount of solvent metal, preferably zinc, is present in reduction step 1.
6, yielding approximately 12% by weight of zirconium at the end of the operation.

下にのべるように、この亜鉛の投入は、一番はじめだけ
に必要で、次の工程では、亜鉛を回収し、還元工程16
に再投入する。
As shown below, this addition of zinc is necessary only at the beginning; in the next step, zinc is recovered and reduced in step 16.
Re-inject into.

還元16の投入の典型例は、次の通りである。A typical example of the input of reduction 16 is as follows.

表 1 投入成分 重 量 ZrCl445.4kg(100ポンド)KCl
44 ky (96ポンド)A16.31kg(
13,9ポンド) Zn 152 kg(334ポンド)混合物
を、次に約900℃に加熱し、はげしく攪拌して、溶融
金属相を溶融塩相に混入させる。
Table 1 Input ingredients Weight ZrCl 445.4 kg (100 lbs) KCl
44 ky (96 lb) A16.31 kg (
The 152 kg (334 lb) Zn mixture is then heated to about 900°C and stirred vigorously to incorporate the molten metal phase into the molten salt phase.

この時、本発明によれば、次の反応によって、金属相の
アルミニウムが塩相のジルコニウムを還元する。
At this time, according to the present invention, aluminum in the metal phase reduces zirconium in the salt phase by the following reaction.

上述の塩の望ましい特徴を記載した中でのべたように、
過剰のKCJ’が、反応の生じる温度でZrC114の
蒸気圧を減少させる。
As stated above in describing the desirable characteristics of salt,
Excess KCJ' reduces the vapor pressure of ZrC114 at the temperature at which the reaction occurs.

このはげしい攪拌を5分ないし30分続けた後、混合物
を放置して、アルミニウム塩を含んだ溶融塩相を上に、
ジルコニウム金属を含んだ溶融金属相を底に分離させる
After continuing this vigorous stirring for 5 to 30 minutes, the mixture is allowed to stand and the molten salt phase containing the aluminum salt is placed on top.
A molten metal phase containing zirconium metal is allowed to separate to the bottom.

適当な方法によって分離した後、必要ならば、以後の使
用のために塩を回収するため、塩相を工程18に投入す
る。
After separation by a suitable method, the salt phase is introduced into step 18 in order to recover the salt for further use, if necessary.

金属相成分は、蒸溜工程20に投入する。The metal phase component is input into a distillation step 20.

ここでは、亜鉛金属がジルコニウムから蒸溜され、上述
したように、次の還元反応のために還元工程16に再投
入される。
Here, zinc metal is distilled from zirconium and reinjected into the reduction step 16 for the next reduction reaction, as described above.

該蒸溜前、金属相は次の成分を含んでいる。Before the distillation, the metal phase contains the following components:

表 2 成分 重 量 Zn 152 kg(334ポンド)Zr
16.0 kg (35,2ポンド)1
? 0.016kg (0,035ポンド)
ジルコニウム金属は、ジルコニウム生成工程ηで得られ
、これは、再びスポンジメタルから成っている。
Table 2 Ingredients Weight Zn 152 kg (334 lb) Zr
16.0 kg (35,2 lb)1
? 0.016 kg (0,035 lb)
Zirconium metal is obtained in the zirconium production step η, which again consists of sponge metal.

第2図は、本発明の第二の実施例のブロックダイヤグラ
ムを示す。
FIG. 2 shows a block diagram of a second embodiment of the invention.

第2図で示された工程は、次の点を除いて第1図に示さ
れたものと本質的に同じである。
The process illustrated in FIG. 2 is essentially the same as that illustrated in FIG. 1 with the following exceptions.

即ち、上述したように最初の加熱および混合が完了し、
還元工程16が行なわれた容器から塩相が除去された後
、金属相が還元工程16に残留し、約7.3kg(16
ボンド)の塩化カリウムが容器に加えられる。
That is, the initial heating and mixing are completed as described above,
After the salt phase is removed from the vessel in which the reduction step 16 was carried out, a metal phase remains in the reduction step 16, weighing approximately 7.3 kg (16 kg).
Potassium chloride (bond) is added to the container.

次いで、塩−金属混合物を再び約900℃に加熱し、0
.9kg(2ポンド)のC7172のような酸化ガス2
4を金属に通し、金属相のジルコニウムおよびアルミニ
ウムと反応してジルコニウムおよびアルミニウムの塩化
物を形成し、これらは塩相に吸収される。
The salt-metal mixture is then heated again to about 900°C and
.. 9 kg (2 lbs) of oxidizing gas2 such as C7172
4 is passed through the metal and reacts with the zirconium and aluminum in the metal phase to form zirconium and aluminum chlorides, which are absorbed into the salt phase.

次いで、二相を再びよく混合し、上述の方法で、工程を
完了する。
The two phases are then mixed well again and the process is completed in the manner described above.

この二段法は、アルミニウム含量が40pmよりも少な
いジルコニウム金属を生成することができる。
This two-step process can produce zirconium metal with an aluminum content of less than 40 pm.

第2図の実施例に於て、酸化ガスとして塩素ガスを使用
するよりもむしろ、適当な物質を直接混合物に注入して
ジルコニウム塩を形成し、所望の転移反応の第二段に供
給し、金属相から塩相ヘアルミニウムを分離することが
できる。
In the embodiment of FIG. 2, rather than using chlorine gas as the oxidizing gas, the appropriate material is directly injected into the mixture to form the zirconium salt and fed into the second stage of the desired rearrangement reaction; The aluminum can be separated from the metal phase into the salt phase.

例えば、塩化亜鉛が適しており、ある場合には、四塩化
ジルコニウムのようなジルコニウム塩を直接、分離の第
二段に、混合物中に注入することが望ましい。
For example, zinc chloride is suitable, and in some cases it is desirable to inject a zirconium salt, such as zirconium tetrachloride, directly into the mixture into the second stage of separation.

本発明の条件についての今までの説明および第1図およ
び第2図の説明は、本発明が基礎とする原理を説明した
ものである。
The foregoing description of the conditions of the invention and the description of FIGS. 1 and 2 illustrate the principles on which the invention is based.

実際に好ましい本発明の実施例は、比較的単純な第1図
および第2図の方法よりもいく分、もつと複雑な方法で
あり、投入原料が、ジルコニウム鉱石で、最終製品とし
て、高純度のジルコニウムが得られる完全な工程から成
る。
The actually preferred embodiment of the invention is a somewhat more complex process than the relatively simple process of Figures 1 and 2, in which the input material is zirconium ore and the final product is a It consists of a complete process that yields zirconium.

第3図は、全工程のブロックダイヤグラムであり、本発
明の実際に好ましい実施例を示す。
FIG. 3 is a block diagram of the entire process, illustrating the actually preferred embodiment of the invention.

第3図で、投入原料は、比較的低水準の HfO2・SiO□およびケイフッ化ナトリウム(Na
2SiFc、)を含んだZrO2・SiO2であるジル
コニウム鉱石である。
In Figure 3, the input raw materials are relatively low levels of HfO2・SiO□ and sodium fluorosilicide (Na
It is a zirconium ore that is ZrO2/SiO2 containing 2SiFc, ).

これらの投入口は第3図の30および32で夫々示され
る。
These input ports are indicated at 30 and 32, respectively, in FIG.

これらの原料は、鉱石破砕工程34に供給され、ここで
は次の反応が行なわれる。
These raw materials are supplied to the ore crushing step 34, where the following reactions are performed.

典型的には、鉱石破砕工程34は、約700℃で約1時
間、間接的に加熱された炉内で行なわれる。
Typically, ore crushing step 34 is conducted in an indirectly heated furnace at about 700° C. for about 1 hour.

生成物を炉から除去し、Na2ZrF6 およびN a
2 Hf FaをS t 02から濾過し、ろ液から
結晶させる。
The product was removed from the furnace and replaced with Na2ZrF6 and Na
2 Hf Fa is filtered from S t 02 and crystallized from the filtrate.

これは、ジルコニウムにとって良好な精製法であり、ハ
フニウム以外の鉱石中に存在する他の不純物の大部分か
らジルコニウムを除去する。
This is a good purification method for zirconium and removes it from most of the other impurities present in the ore other than hafnium.

Na2ZrF6およびN a 2 Hf Faを次いで
還元分離工程36に供給する。
Na2ZrF6 and Na2HfFa are then fed to a reductive separation step 36.

こ5で、これらは第1図および第2図に関連して上述し
たように、亜鉛のような溶媒金属中に溶解される。
Here, they are dissolved in a solvent metal, such as zinc, as described above in connection with FIGS. 1 and 2.

アルミニウム還元性金属38も、還元分離工程36に供
給される。
Aluminum reducible metal 38 is also provided to a reductive separation step 36.

還元分離工程36では、亜鉛、アルミニウムおよびN
a 2 Z r F aおよびNa2HfF6は、約9
00°Cの温度に加熱され、全混合物は溶融し、溶融液
は、第1図および第2図のように、はげしく攪拌される
In the reduction separation step 36, zinc, aluminum and N
a 2 Z r F a and Na2HfF6 are approximately 9
The entire mixture is heated to a temperature of 00° C. and melted, and the melt is stirred vigorously as in FIGS. 1 and 2.

この時、次の反応が生じる。本発明の好ましい実施例で
は、上述の反応を完成させるために必要とされるアルミ
ニウムの約85%ないし95%を還元分離工程36に供
給し、その結果、実際上、存在するアルミニウムの全て
が塩相に入り、少量のNa2ZrF6 が混合物中に
残留する。
At this time, the following reaction occurs. In a preferred embodiment of the invention, approximately 85% to 95% of the aluminum required to complete the above reaction is fed to the reductive separation step 36 so that virtually all of the aluminum present is salted. phase and a small amount of Na2ZrF6 remains in the mixture.

上述の出願、即ち、1975年10月17日出願の第6
23325号に詳細に記載され、かつ請求されているよ
うに、上述の式αυに従って形成されたハフニウム金属
は次の反応によって塩中のジルコニウムと置き換えられ
る。
No. 6 of the above-mentioned application, filed on October 17, 1975.
As detailed and claimed in No. 23325, the hafnium metal formed according to the formula αυ above is replaced with zirconium in the salt by the following reaction.

はげしく攪拌後、混合物を静置し、上述の方法で、塩相
を金属相から除去する。
After vigorous stirring, the mixture is allowed to stand and the salt phase is removed from the metal phase in the manner described above.

分離された金属相は、再度蒸溜工程40にかけられ、こ
こで、亜鉛がジルコニウムから蒸溜される。
The separated metal phase is again subjected to a distillation step 40, where zinc is distilled from zirconium.

次いで、還元分離工程36で、亜鉛を再使用するために
循環させる。
The zinc is then recycled for reuse in a reductive separation step 36.

ジルコニウム生成口42に於て、純粋なジルコニウムが
得られる。
Pure zirconium is obtained at the zirconium production port 42.

次表3は、今説明した方法に従って行なった5回の試験
で得られた投入原料と生成品(ジルコニウムスポンジ)
を示す。
Table 3 below shows the input materials and products (zirconium sponge) obtained in five tests conducted according to the method just described.
shows.

表 3 投 入 原 料 生成ジ
ルコニウムNa2ZrF6 39 kg (
85ポンド)No・HfF・ −〇・3kg(0・
7ポ71) 1□、。
Table 3 Input raw materials Produced zirconium Na2ZrF6 39 kg (
85 lbs) No.HfF. -〇.3kg (0.
7po71) 1□,.

幀。4.2t?71’)Zn −104kg
(230ポンド)All −4,4に
9 (9,6ポンド)Na2ZrF6 −39
kg (85ポンド)Na 2 Hf Fa
O,3kg(0,7ポ” 11.0kg(
24,3P7 )、)Zn −104kg(
231ポンド)Al −4,4kg
(9,6ポンド)Na2ZrF6 39 kg
(85ポンド)Na、、HfF、 −o°
3kg(o°7ポ” 11.3kg(24,9ホ7
1’)Zn −107kg(236ポンド)
Al−4,4kg(9,8ポンド) Na2ZrF6 −39 kg (85ポンド
)N“・HfF、 −0・3kg(o・7fy
lS) 1□、2kg(24,7ボア、・)Zn
−107kg(235ポンド)A#
4.4kg(9,8ポンド)投 入
原 料 生成ジルコニウムN
a ZrP −39kg (85ポンド)6 N・・HfF・ −〇・37 (o・7ポ′ド
) 1□、2kg(24,7ポ7.)Zn
−107kg(235ポンド)kl
−4,4kg(9,8ポンド)本発明のもう一つの特
徴によれば、上述の反応が完了した後、還元分離工程3
6から塩相が除去されると、塩処理工程44に投入され
る。
幀. 4.2 tons? 71') Zn -104kg
(230 lbs) All -4,4 to 9 (9,6 lbs) Na2ZrF6 -39
kg (85 lb) Na 2 Hf Fa
O, 3 kg (0,7 po” 11.0 kg (
24,3P7),)Zn-104kg(
231 lbs) Al -4,4kg
(9,6 lbs) Na2ZrF6 39 kg
(85 lbs.) Na,, HfF, -o°
3kg (o°7po” 11.3kg (24,9ho7)
1') Zn -107 kg (236 lb)
Al-4,4 kg (9,8 lb) Na2ZrF6 -39 kg (85 lb) N"・HfF, -0・3 kg (o・7fy
lS) 1□, 2kg (24,7 bore, ・) Zn
-107 kg (235 lb) A#
Input 4.4 kg (9.8 lb)
Raw material Produced zirconium N
a ZrP -39kg (85 lbs.) 6 N...HfF. -〇.37 (o.7 pod) 1□, 2kg (24, 7 pod.) Zn
-107 kg (235 lb) kl
- 4.4 kg (9.8 lb) According to another feature of the invention, after the above-mentioned reaction is completed, the reductive separation step 3
Once the salt phase is removed from 6, it is fed into a salt treatment step 44.

この時、塩相は、再び(Nap )1.5・hu3.N
a2ZrF6およびN a 2 Hf F a の混
合物であるが、還元分離工程36の投入塩よりもかなり
ハフニウムを豊富に含んでいる。
At this time, the salt phase is again (Nap)1.5.hu3. N
a2ZrF6 and N a 2 Hf F a , but is much richer in hafnium than the input salt of the reductive separation step 36.

塩処理工程44では、これらの塩は、再び溶融され、溶
融亜鉛浴と混合され、アルミニウムのような還元性金属
を再度、浴に供給する。
In the salt treatment step 44, these salts are remelted and mixed with the molten zinc bath, again supplying the bath with a reducing metal such as aluminum.

しかしながら、上述の還元分離工程36と比較して、全
塩相に対して、上の式(10)および弐〇〇の反応を完
了させるために、充分な量のアルミニウムを供給する。
However, compared to the reductive separation step 36 described above, a sufficient amount of aluminum is provided to the entire salt phase to complete the reactions of equation (10) and 200 above.

この反応の終了後、純粋な溶融した(NaF)t、5・
AlF3を溶融金属相から除去し、これらの物質を第3
回の流出口46および48から夫々供給される。
After the end of this reaction, pure molten (NaF)t,5.
AlF3 is removed from the molten metal phase and these materials are
The water is supplied from two outlet ports 46 and 48, respectively.

プソイド氷晶石と称される塩(NaF)、、 、・A7
F3は、それ自身、好ましい生成物で、アルミニウム工
業に市販することもできる。
Salt called pseudo cryolite (NaF), , , A7
F3 is itself a preferred product and is also available commercially to the aluminum industry.

したがって、第3回の工程の唯一の塩副産物は、それ自
身、有用で廃物ではない。
Therefore, the only salt by-product of the third step is itself useful and not waste.

同様に、金属生成口48では、亜鉛を再度蒸溜して、工
程に再使用し、ハフニウム、ジルコニウムおよび少量の
アルミニウムをこの方法の生成金属としてとり出す。
Similarly, metal production port 48 re-distills the zinc and reuses it in the process and removes hafnium, zirconium and a small amount of aluminum as product metals of the process.

必要ならば、これらの金属を還元分離工程36にもどし
、この中のジルコニウムを更に抽出することもできる。
If necessary, these metals can be returned to the reductive separation step 36 to further extract zirconium therein.

とにかく、この方法では、出口48に残留した生成金属
の量は、投入口38で、ジルコニウム鉱石中にあった金
属の約5%だけである。
Regardless, with this method, the amount of product metal remaining at outlet 48 is only about 5% of the metal that was in the zirconium ore at input 38.

更に高い、アルミニウムおよびハフニウムからジルコニ
ウムの分離係数が、第3図の実施例に於て必要ならば、
上述の第2図に記載された方法で、還元分離工程36も
溶融状態で行なうことができる。
If a higher separation factor of zirconium from aluminum and hafnium is required in the embodiment of FIG.
In the method described in FIG. 2 above, the reductive separation step 36 can also be carried out in the molten state.

これが必要ならば、これを行なう実際に好ましい方法は
、塩相が金属相から除去された後、亜鉛−ジルコニウム
溶融金属に大量のZ n F 2を注入することである
If this is necessary, the actually preferred method of doing this is to inject a large amount of ZnF2 into the zinc-zirconium molten metal after the salt phase has been removed from the metal phase.

この時、次の反応がおこる。(13) 2ZnF2+
Zr−+ZrF4+22nこのようにして形成された四
フッ化ジルコニウムを、次いで、次の式に従って、金属
相中の残りのアルミニウムおよびハフニウムと反応させ
る。
At this time, the following reaction occurs. (13) 2ZnF2+
Zr-+ZrF4+22n The zirconium tetrafluoride thus formed is then reacted with the remaining aluminum and hafnium in the metal phase according to the following formula:

この第二段階の分離が必要ならば、金属相の約2%のジ
ルコニウムを酸化するために、充分なフッ化ジルコニウ
ムを供給するのが実際的に好ましい方法である。
If this second stage separation is required, it is a practical preferred method to provide sufficient zirconium fluoride to oxidize about 2% of the zirconium in the metal phase.

したががって、上述の表3の例に与えられた量の中で、
溶融操作に対して約0.5 kg(1,1ポンド)のZ
n F 2を使用することが好ましい。
Therefore, among the quantities given in the example of Table 3 above,
Approximately 0.5 kg (1,1 lb) of Z for the melt operation
Preference is given to using nF2.

過剰のZnF2が供給されると、アルミニウムとハフニ
ウムが充分除去できるが、大量のジルコニウムが失なわ
れ、不経済である。
If excess ZnF2 is supplied, aluminum and hafnium can be sufficiently removed, but a large amount of zirconium is lost, which is uneconomical.

同様に、ZnF2の使用量が少ないと、ハフニウムの除
去が少ないが、大量のジルコニウムは金属相に残留する
Similarly, when less ZnF2 is used, less hafnium is removed, but a large amount of zirconium remains in the metal phase.

上述の第1図および第2図に述べた工程と比較して、第
3図に記載した実際に好ましい実施例では、塩化カリウ
ムあるいはフッ化ナトリウムのような過剰の塩を還元分
離工程に供給しないことに注意すべきである。
In contrast to the processes described in FIGS. 1 and 2 above, the actually preferred embodiment described in FIG. 3 does not feed excess salts, such as potassium chloride or sodium fluoride, to the reductive separation step. It should be noted that

上にのべたように、第3図の実施例は、プソイド氷晶石
塩(NaF)1.5・AlF3を形成する。
As stated above, the embodiment of FIG. 3 forms pseudo cryolite salt (NaF)1.5.AlF3.

もし、反応のこの局面に、過剰のフッ化ナトリウムが供
給されると、生成される塩は、通常の氷晶石、即ち、(
NaF)341F3 であり、これは1000℃の温度
まで溶融せず、この温度は、亜鉛−ジルコニウム金属混
合物の沸点よりも高い。
If an excess of sodium fluoride is fed to this phase of the reaction, the salt formed will be normal cryolite, i.e.
NaF)341F3, which does not melt up to a temperature of 1000 DEG C., which is higher than the boiling point of the zinc-zirconium metal mixture.

第3図の実施例は、ジルコニウムが還元されるのと同じ
ようにハフニウム化合物からハフニウム金属も還元する
ことが理解される。
It will be appreciated that the embodiment of Figure 3 reduces hafnium metal from the hafnium compound in the same way that zirconium is reduced.

したがって、この方法はハフニウムの還元にも使用する
ことができ、先行のハフニウム還元法よりもすぐれた還
元法である。
Therefore, this method can also be used to reduce hafnium and is a superior reduction method to previous hafnium reduction methods.

第4図は、第3図の方法を変形した方法のブロックダイ
ヤグラムであり、ジルコニウム中のアルミニウムとハフ
ニウムを更に低レベルに減少させる二段の向流還元工程
を示す。
FIG. 4 is a block diagram of a modified version of the method of FIG. 3, showing a two-stage countercurrent reduction step to further reduce aluminum and hafnium in zirconium to lower levels.

第4回に於て、還元分離工程36は、二段、36aおよ
び36bに分けられる。
In the fourth stage, the reduction separation step 36 is divided into two stages, 36a and 36b.

最初の工程では、第一段36aにNa2HfF6、アル
ミニウムおよび亜鉛も含んだNa2ZrF6を最初に投
入する。
In the first step, first stage 36a is initially charged with Na2ZrF6, which also contains Na2HfF6, aluminum and zinc.

反応が完了すると、生成塩を塩処理工程44に上述のよ
うに投入し、金属相を還元分離工程の第二段36bに投
入する。
Once the reaction is complete, the resulting salt is introduced into the salt treatment step 44 as described above, and the metal phase is introduced into the second stage 36b of the reductive separation step.

この点での金属相は、典型的には、約1000ないし1
500 p、p、mのアルミニウムと500p、p−m
のハフニウム(両方ともジルコニウムとの関係だけを表
わしている)を含んでいる。
The metallic phase at this point typically has about 1000 to 1
500 p, p, m aluminum and 500 p, p-m
of hafnium (both of which express only the relationship with zirconium).

この水準は、核使用のジルコニウムとしては高すぎる。This level is too high for zirconium for nuclear use.

第二段36bで、金属相を鉱石破砕工程34からの投入
塩と混合し、該混合物を再び、約900℃に加熱し、は
げしく攪拌する。
In the second stage 36b, the metal phase is mixed with the input salt from the ore crushing step 34, and the mixture is again heated to about 900° C. and vigorously stirred.

この時、次の反応が再び生じる。At this time, the following reaction occurs again.

この時、この反応で、ジルコニウムに対して、金属相中
のハフニウムおよびアルミニウムの両方とも100卿以
下に減少する。
At this time, in this reaction, both hafnium and aluminum in the metal phase are reduced to less than 100% relative to zirconium.

混合物を、以前述べたように、分離し、分離する。The mixture is separated and separated as previously described.

金属相を黒部工程40に投入し、ここで亜鉛を黒部し還
元分離工程の第一段36aに循環させ、新しい高純度の
ジルコニウムをジルコニウム生成工程42に投入する。
The metal phase is introduced into the black part process 40, where the zinc is recycled to the first stage 36a of the reductive separation process, and new high purity zirconium is introduced into the zirconium production process 42.

塩相(少量のハフニウムとアルミニウムがNa2ZrF
6と反応するだけで、第2段36b中はほとんど変化し
ない)を還元分離工程の第一段36aに投入し、ここに
、黒部工程からの新しいアルミニウムと亜鉛が再び供給
される。
salt phase (a small amount of hafnium and aluminum
(almost unchanged in the second stage 36b) is fed into the first stage 36a of the reductive separation process, where fresh aluminum and zinc from the Kurobe process are again supplied.

かくして、二段向流還元分離法と称するこの変形法は、
上述の第2図にのべた溶融工程を使用することなく高純
度のジルコニウムを得ることができる。
Thus, this variant, termed the two-stage countercurrent reductive separation method,
High purity zirconium can be obtained without using the melting process shown in FIG. 2 above.

以上、本発明を開示し、数実施例を詳細に説明したが、
本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
The present invention has been disclosed above, and several embodiments have been described in detail.
The present invention is not limited to these examples.

それよりも本発明の精神と範囲内で、多くの改良が可能
である。
Many modifications are possible within the spirit and scope of the invention.

したがって、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限
定されるものである。
Accordingly, the invention is limited only by the scope of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の一実施例のフ七ツクダイヤグラムで
あり、本発明の原理を示す。 第2図は、本発明の二番目の実施例のブロックダイヤグ
ラムである。 第3図は、第三番目で、実際上好ましい実施例のブロッ
クダイヤグラムである。 第4図は、第3図の実施例の一部を変形した方法のブロ
ックダイヤグラムである。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the invention, illustrating the principles of the invention. FIG. 2 is a block diagram of a second embodiment of the invention. FIG. 3 is a block diagram of a third, actually preferred embodiment. FIG. 4 is a block diagram of a method that is a partial modification of the embodiment of FIG.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 還元すべきジルコニウム化合物を含む溶融塩相を生
成し、ジルコニウムより電気陽性の大きい還元性金属お
よびジルコニウムよりも電気陽性の小さい溶媒金属から
成る溶融金属相と該溶融塩相を接触させて、ジルコニウ
ム化合物を還元性金属によって還元し、ジルコニウムを
溶融塩相から溶融金属相へ移動させる一方、還元性金属
を溶融金属相から溶融塩相へ移動させる工程から成るこ
とを特徴とするジルコニウム化合物からジルコニウムを
還元する方法。 2 溶融金属相を溶融塩相から分離し、次いで溶媒金属
をジルコニウムから分離する工程を特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の方法。 3 溶媒金属が、亜鉛、カドミニウム、鉛、ビスマス、
銅および錫から成る群から選択されることを特徴とする
特許請求の範囲第1項または第2項に記載の方法。 4 溶媒金属が亜鉛であることを特徴とする特許請求の
範囲第1項または第2項に記載の方法。 5 還元性金属が、アルミニウム、マグネシウム、ナト
リウム、ナトリウムおよびカルシウムから成る群から選
択されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
第4項のいずれかに記載の方法。 6 還元性金属がアルミニウムであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載の
方法。 7 ジルコニウム化合物がN a 2 Z r F e
であることを特徴とする特許請求の範面第1項ないし第
4項のいずれかに記載の方法。 8 還元性金属がアルミニウムであり、Na2ZrF6
に存在するジルコニウムの85%ないし95%を還元す
る量のアルミニウムを使用することを特徴とする特許請
求の範囲第1項ないし第7項のいずれかに記載の方法。 9 溶融金属相から溶融塩相を分離後再び、アルミニウ
ムと溶媒金属から成り且つNa2ZrF6 中のジルコ
ニウムを全て還元して純粋な (NaF)1.、Al1F3を得るために充分なアルミ
ニウムを含んだ第二溶融金属相中に入れ、それから(N
aF)1.、A#F3を第二溶融金属相から分離する工
程から成ることを特徴とする特許請求の範囲第8項記載
の方法。 10陽イオンがジルコニウムよりも電気陽性であるジル
コニウム化合物以外の塩を含んだ溶融塩相を特徴とする
特許請求の範囲第1項ないし第9項のいずれかに記載の
方法。 11 溶融塩相中の陽イオンの少なくとも一部がアルカ
リ元素、アルカリ土類元素、希土類元素およびアルミニ
ウムから成る群から選択されることを特徴とする特許請
求の範囲第10項記載の方法。 12溶融塩相中の陽イオンの少なくとも一部がアルカリ
元素であることを特徴とする特許請求の範囲第10項記
載の方法。 13溶融塩相中の陽イオンの少なくとも一部がナトリウ
ムであることを特徴とする特許請求の範囲第12項記載
の方法。 114溶融塩相中の陽イオンの少なくとも一部
がカリウムであることを特徴とする特許請求の範囲第1
2項記載の方法。 15ハライド塩であるジルコニウム化合物以外の塩を含
む溶融塩相を特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第
14項のいずれかに記載の方法。 16バライド塩の少なくとも一部がフルオライド塩であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第15項記載の方法
。 17 ハライド塩の少なくとも一部がクロライド塩であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第15項記載の方法
。 18溶融金属相を溶融塩相から分離し、該溶融金属相を
、還元すべきジルコニウム化合物を含んだ第二溶融塩相
と接触させ、第二溶融塩相から溶融金属相を分離し、次
いでジルコニウムから溶媒金属を分離する工程から成る
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 19第二溶融塩相と溶融金属相とを分離した後、ジルコ
ニウムよりも電気陽性な還元性金属とジルコニウムより
も電気陽性でない溶媒金属から成る第二溶融金属相と第
二溶融塩相を接触させることを特徴とする特許請求の範
囲第18項記載の方法。
[Scope of Claims] 1 A molten salt phase containing a zirconium compound to be reduced is produced, a molten metal phase comprising a reducing metal more electropositive than zirconium and a solvent metal less electropositive than zirconium, and the molten salt phase. the zirconium compound is reduced by the reducing metal, and the zirconium is transferred from the molten salt phase to the molten metal phase, while the reducing metal is transferred from the molten metal phase to the molten salt phase. A method for reducing zirconium from zirconium compounds. 2. A method according to claim 1, characterized by the steps of separating the molten metal phase from the molten salt phase and then separating the solvent metal from the zirconium. 3 The solvent metal is zinc, cadmium, lead, bismuth,
3. A method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the metal is selected from the group consisting of copper and tin. 4. The method according to claim 1 or 2, wherein the solvent metal is zinc. 5. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the reducing metal is selected from the group consisting of aluminum, magnesium, sodium, sodium and calcium. 6. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the reducing metal is aluminum. 7 Zirconium compound is N a 2 Z r Fe
The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that: 8 The reducing metal is aluminum and Na2ZrF6
8. A process according to claim 1, characterized in that aluminum is used in an amount to reduce 85% to 95% of the zirconium present in the zirconium. 9 After separating the molten salt phase from the molten metal phase, all the zirconium consisting of aluminum and solvent metal and in Na2ZrF6 is reduced to form pure (NaF)1. , into a second molten metal phase containing sufficient aluminum to obtain Al1F3, and then (N
aF)1. , A#F3 from the second molten metal phase. 10. A method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the molten salt phase contains a salt other than a zirconium compound in which the 10 cations are more electropositive than zirconium. 11. Process according to claim 10, characterized in that at least some of the cations in the molten salt phase are selected from the group consisting of alkali elements, alkaline earth elements, rare earth elements and aluminum. 12. The method according to claim 10, wherein at least some of the cations in the molten salt phase are alkali elements. 13. The method according to claim 12, wherein at least some of the cations in the molten salt phase are sodium. 114 Claim 1, characterized in that at least a portion of the cations in the molten salt phase are potassium.
The method described in Section 2. 15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the molten salt phase contains a salt other than a zirconium compound that is a 15 halide salt. 16. The method of claim 15, wherein at least a portion of the 16 valide salt is a fluoride salt. 17. The method according to claim 15, wherein at least a portion of the halide salt is a chloride salt. 18 separating the molten metal phase from the molten salt phase; contacting the molten metal phase with a second molten salt phase containing the zirconium compound to be reduced; separating the molten metal phase from the second molten salt phase; A method according to claim 1, characterized in that it comprises the step of separating solvent metals from. 19 After separating the second molten salt phase and the molten metal phase, contacting the second molten salt phase with a second molten metal phase consisting of a reducing metal that is more electropositive than zirconium and a solvent metal that is less electropositive than zirconium. 19. The method according to claim 18, characterized in that:
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