专利名称：四氟化铪的制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于氟化物的制备技术领域，具体涉及四氟化铪的制备工艺。
背景技术：
182Hf是一种长寿命核素，可提供月球、地球形成的相关信息，被广泛地应用到研究超新星等核天体物理方面。另外，182Hf 也是一种中子通量监测剂，对其有关的物理化学常数进行测量可以研究长寿命放射性核素的迁移性为，对核废物安全处置研究具有重要意义。但是常规样品中182Hf的含量非常低，用一般方法很难实现其测量，而加速器质谱(AMS)具有测量灵敏度高、样品用量少、测量时间短等多方面的优势，成为实现182Hf高灵敏度测量的有效方法。利用AMS对182Hf进行测量，其最有效的测量源形式为HfF4,并且HfF4中含氧量越低越有利于182Hf的测量。·目前，制备HfF4的方法有干法氟化法和湿法氟化法，这两种方法一般都采用HfO2为原料制备。其中干法氟化法包括氟化氢(HF)气体氟化法和氟化氢铵(NH4HF2)氟化法，氟化氢气体氟化法反应温度高，操作危险性高，尾气回收困难；NH4HF2法操作相对安全，具体方法是将HfO2与氟化氢铵在加热条件下反应得到HfF4，但是氟化反应的装置较为复杂，且需要高温脱氨的步骤，另外产品含氧量随工艺条件的差异较大；湿法氟化法主要是利用氢氟酸沉淀得到HfF4，操作简单，安全，但是公开文献中并未见湿法制备HfF4的详细报道。
发明内容
(一)发明目的根据现有技术所存在的问题，本发明提供了一种操作简单、产品含氧量低的四氟化铪制备工艺。(二)技术方案为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提供了如下技术方案，其包括以下步骤(I)将金属铪置于氢氟酸中，得到四氟化铪溶液；( 2 )将四氟化铪溶液蒸干；(3)将步骤(2)得到的四氟化铪放置于石英管中，在真空、高温条件下脱水，得到固体四氟化铪。其优选方案为将金属铪置于氢氟酸中并使氢氟酸过量1% 5%，得到四氟化铪溶液，所用金属铪的纯度大于99. 5%;将四氟化铪溶液置入聚四氟乙烯容器中然后放入干燥箱中蒸干，干燥箱温度为60 70°C ;将四氟化铪真空脱水时，在装有四氟化铪的聚四氟容器中加入氟化氢铵，并使真空度小于20Pa，逐步升温至180 250°C后，保持此温度3 5小时，然后进行冷却得到固体四氟化铪。(三)有益效果
本发明将氢氟酸湿法氟化法和NH4HF2干法氟化法相结合，其有益效果为(I)制备的HfF4的含氧量低，有利于利用AMS测量。本发明采用的反应原料为金属Hf而不是HfO2，从原料上降低了产品中的氧含量，真空脱水时真空度小于20Pa并且加入了 NH4HF2，在高温下NH4HF2与四氟化铪中的杂质HfO2反应生成HfF4，进一步提高了四氟化铪的纯度。(2)操作过程简单、安全。与HF相比，本发明提供的制备HfF4的工艺因避免使用气体HF较为安全；与順4册2相比，氟化反应不需加热且氟化装置简单，而且也省略了高温脱铵的步骤。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明做进一步阐述。实施例I
四氟化铪的制备工艺，该工艺包括以下步骤(I)将金属铪置于氢氟酸中，得到四氟化铪溶液；( 2 )将四氟化铪溶液蒸干；(3)将步骤(2)得到的四氟化铪放置于石英管中，在真空、高温条件下脱水，得到固体四氟化铪。利用该方法得到了纯度高且含氧量低的HfF4。实施例2制备HfF4的方法，该方法包括(I)将金属铪置于聚四氟乙烯烧杯中并加入过量1%的氢氟酸，然后在烧杯上盖上滤纸，金属铪和氢氟酸反应得到四氟化铪溶液，所用金属铪的纯度为99. 92% ；(2)将四氟化铪溶液置入聚四氟乙烯容器中并放入干燥箱蒸干，干燥箱温度为60。。。(3)将步骤(2)得到的四氟化铪放置于石英管中，在真空、高温条件下脱水，得到固体四氟化铪。真空脱水时，在装有四氟化铪的聚四氟乙烯容器中加入氟化氢铵，并使真空度为16Pa，逐步升温至180°C后，保持此温度3小时，然后进行冷却得到粉末状四氟化铪。(4)在惰性气氛的手套箱中对粉末状四氟化铪进行分装。通过以上步骤，制备出了纯度高且含氧量低的HfF4。实施例3与实施例2所用的方法、步骤相同，不同的是氢氟酸过量3%，干燥箱的温度为650C，真空脱水时真空度为14Pa，逐步升温至200°C，保持此温度4小时，然后进行冷却得到粉末状四氟化铪。实施例4与实施例2所用的方法、步骤相同，不同的是氢氟酸过量5%，干燥箱的温度为70°C，真空脱水时真空度为17Pa，逐步升温至250°C，保持此温度3. 5小时，然后进行冷却的到粉末状四氟化铪。
权利要求
1.四氟化铪的制备工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤 (1)将金属铪置于氢氟酸中，得到四氟化铪溶液； (2)将四氟化铪溶液蒸干； (3)将步骤(2)得到的四氟化铪放置于石英管中，并在真空、高温条件下脱水，得到固体四氟化铪。
2.根据权利要求I所述的四氟化铪的制备工艺，其特征在于，所述的步骤(I)中氢氟酸过量1% 5%。
3.根据权利要求I所述的四氟化铪的制备工艺，其特征在于，所述的步骤(I)中金属铪的纯度大于99. 5%。
4.根据权利要求I所述的四氟化铪的制备工艺，其特征在于，所述的步骤(2)中蒸干是将四氟化铪溶液置入聚四氟乙烯容器中并放入在干燥箱中蒸干。
5.根据权利要求I所述的四氟化铪的制备工艺，其特征在于，所述的步骤(2)中蒸干温度为60 70°C。
6.根据权利要求I所述的四氟化铪的制备工艺，其特征在于，所述的步骤(3)中在真空、高温条件下脱水时加入了 nh4hf2。
7.根据权利要求I所述的四氟化铪的制备工艺，其特征在于，所述的步骤(3)中真空、高温条件下脱水的条件为真空度小于20Pa，温度为180 250°C。
全文摘要
本发明属于氟化物的制备技术领域，公开了四氟化铪的制备工艺。该工艺包括以下步骤(1)将金属铪置于氢氟酸中，得到四氟化铪溶液；(2)将四氟化铪溶液置入聚四氟乙烯容器中，蒸干；(3)将步骤(2)得到的四氟化铪放置于石英管中，并在真空、高温下条件下脱水，得到固体四氟化铪。该工艺具有操作简单、四氟化铪含氧量低的特点。
文档编号C01G27/04GK102774887SQ201210299980
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者凡金龙, 孙宏清, 张生栋, 杨磊 申请人:中国原子能科学研究院