專利名稱：四氟化鉿的制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于氟化物的制備技術領域，具體涉及四氟化鉿的制備工藝。
背景技術：
182Hf是一種長壽命核素，可提供月球、地球形成的相關信息，被廣泛地應用到研究超新星等核天體物理方面。另外，182Hf 也是一種中子通量監測劑，對其有關的物理化學常數進行測量可以研究長壽命放射性核素的遷移性為，對核廢物安全處置研究具有重要意義。但是常規樣品中182Hf的含量非常低，用一般方法很難實現其測量，而加速器質譜(AMS)具有測量靈敏度高、樣品用量少、測量時間短等多方面的優勢，成為實現182Hf高靈敏度測量的有效方法。利用AMS對182Hf進行測量，其最有效的測量源形式為HfF4,并且HfF4中含氧量越低越有利于182Hf的測量。·目前，制備HfF4的方法有干法氟化法和濕法氟化法，這兩種方法一般都采用HfO2為原料制備。其中干法氟化法包括氟化氫(HF)氣體氟化法和氟化氫銨(NH4HF2)氟化法，氟化氫氣體氟化法反應溫度高，操作危險性高，尾氣回收困難；NH4HF2法操作相對安全，具體方法是將HfO2與氟化氫銨在加熱條件下反應得到HfF4，但是氟化反應的裝置較為復雜，且需要高溫脫氨的步驟，另外產品含氧量隨工藝條件的差異較大；濕法氟化法主要是利用氫氟酸沉淀得到HfF4，操作簡單，安全，但是公開文獻中并未見濕法制備HfF4的詳細報道。
發明內容
(一)發明目的根據現有技術所存在的問題，本發明提供了一種操作簡單、產品含氧量低的四氟化鉿制備工藝。(二)技術方案為了解決現有技術中所存在的問題，本發明提供了如下技術方案，其包括以下步驟(I)將金屬鉿置于氫氟酸中，得到四氟化鉿溶液；( 2 )將四氟化鉿溶液蒸干；(3)將步驟(2)得到的四氟化鉿放置于石英管中，在真空、高溫條件下脫水，得到固體四氟化鉿。其優選方案為將金屬鉿置于氫氟酸中并使氫氟酸過量1% 5%，得到四氟化鉿溶液，所用金屬鉿的純度大于99. 5%;將四氟化鉿溶液置入聚四氟乙烯容器中然后放入干燥箱中蒸干，干燥箱溫度為60 70°C ;將四氟化鉿真空脫水時，在裝有四氟化鉿的聚四氟容器中加入氟化氫銨，并使真空度小于20Pa，逐步升溫至180 250°C后，保持此溫度3 5小時，然后進行冷卻得到固體四氟化鉿。(三)有益效果
本發明將氫氟酸濕法氟化法和NH4HF2干法氟化法相結合，其有益效果為(I)制備的HfF4的含氧量低，有利于利用AMS測量。本發明采用的反應原料為金屬Hf而不是HfO2，從原料上降低了產品中的氧含量，真空脫水時真空度小于20Pa并且加入了 NH4HF2，在高溫下NH4HF2與四氟化鉿中的雜質HfO2反應生成HfF4，進一步提高了四氟化鉿的純度。(2)操作過程簡單、安全。與HF相比，本發明提供的制備HfF4的工藝因避免使用氣體HF較為安全；與順4冊2相比，氟化反應不需加熱且氟化裝置簡單，而且也省略了高溫脫銨的步驟。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明做進一步闡述。實施例I
四氟化鉿的制備工藝，該工藝包括以下步驟(I)將金屬鉿置于氫氟酸中，得到四氟化鉿溶液；( 2 )將四氟化鉿溶液蒸干；(3)將步驟(2)得到的四氟化鉿放置于石英管中，在真空、高溫條件下脫水，得到固體四氟化鉿。利用該方法得到了純度高且含氧量低的HfF4。實施例2制備HfF4的方法，該方法包括(I)將金屬鉿置于聚四氟乙烯燒杯中并加入過量1%的氫氟酸，然后在燒杯上蓋上濾紙，金屬鉿和氫氟酸反應得到四氟化鉿溶液，所用金屬鉿的純度為99. 92% ；(2)將四氟化鉿溶液置入聚四氟乙烯容器中并放入干燥箱蒸干，干燥箱溫度為60。。。(3)將步驟(2)得到的四氟化鉿放置于石英管中，在真空、高溫條件下脫水，得到固體四氟化鉿。真空脫水時，在裝有四氟化鉿的聚四氟乙烯容器中加入氟化氫銨，并使真空度為16Pa，逐步升溫至180°C后，保持此溫度3小時，然后進行冷卻得到粉末狀四氟化鉿。(4)在惰性氣氛的手套箱中對粉末狀四氟化鉿進行分裝。通過以上步驟，制備出了純度高且含氧量低的HfF4。實施例3與實施例2所用的方法、步驟相同，不同的是氫氟酸過量3%，干燥箱的溫度為650C，真空脫水時真空度為14Pa，逐步升溫至200°C，保持此溫度4小時，然后進行冷卻得到粉末狀四氟化鉿。實施例4與實施例2所用的方法、步驟相同，不同的是氫氟酸過量5%，干燥箱的溫度為70°C，真空脫水時真空度為17Pa，逐步升溫至250°C，保持此溫度3. 5小時，然后進行冷卻的到粉末狀四氟化鉿。
權利要求
1.四氟化鉿的制備工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟 (1)將金屬鉿置于氫氟酸中，得到四氟化鉿溶液； (2)將四氟化鉿溶液蒸干； (3)將步驟(2)得到的四氟化鉿放置于石英管中，并在真空、高溫條件下脫水，得到固體四氟化鉿。
2.根據權利要求I所述的四氟化鉿的制備工藝，其特征在于，所述的步驟(I)中氫氟酸過量1% 5%。
3.根據權利要求I所述的四氟化鉿的制備工藝，其特征在于，所述的步驟(I)中金屬鉿的純度大于99. 5%。
4.根據權利要求I所述的四氟化鉿的制備工藝，其特征在于，所述的步驟(2)中蒸干是將四氟化鉿溶液置入聚四氟乙烯容器中并放入在干燥箱中蒸干。
5.根據權利要求I所述的四氟化鉿的制備工藝，其特征在于，所述的步驟(2)中蒸干溫度為60 70°C。
6.根據權利要求I所述的四氟化鉿的制備工藝，其特征在于，所述的步驟(3)中在真空、高溫條件下脫水時加入了 nh4hf2。
7.根據權利要求I所述的四氟化鉿的制備工藝，其特征在于，所述的步驟(3)中真空、高溫條件下脫水的條件為真空度小于20Pa，溫度為180 250°C。
全文摘要
本發明屬于氟化物的制備技術領域，公開了四氟化鉿的制備工藝。該工藝包括以下步驟(1)將金屬鉿置于氫氟酸中，得到四氟化鉿溶液；(2)將四氟化鉿溶液置入聚四氟乙烯容器中，蒸干；(3)將步驟(2)得到的四氟化鉿放置于石英管中，并在真空、高溫下條件下脫水，得到固體四氟化鉿。該工藝具有操作簡單、四氟化鉿含氧量低的特點。
文檔編號C01G27/04GK102774887SQ201210299980
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月21日 優先權日2012年8月21日
發明者凡金龍, 孫宏清, 張生棟, 楊磊 申請人:中國原子能科學研究院