Ученые Университета штата Орегон разработали более эффективный и экологичный способ разделения циркония и гафния — металлов, необходимых атомной энергетике и производству полупроводников. Технология основана на водном растворе и не требует применения горючих органических растворителей.
Разделение этих элементов считается одной из наиболее сложных задач химии. Цирконий и гафний обладают близкими свойствами и почти всегда встречаются вместе. В природном цирконе, который служит основным промышленным источником обоих металлов, содержатся примеси гафния.
При этом для практического применения вещества необходимо получать в высокой степени чистоты. Цирконий используют в атомной энергетике, а гафний востребован при изготовлении полупроводников и оборудования для ядерной отрасли.
Существующие предприятия разделяют металлы методом жидкостной экстракции. Процесс требует больших затрат энергии и миллионов фунтов легковоспламеняющегося органического растворителя ежегодно. Около 4% используемого вещества попадает в атмосферу в виде вредных выбросов.
Орегонские химики предложили метод осаждения. В водный раствор добавляют соединения, которые связываются с ионами двух металлов, а также холин — недорогое и нетоксичное вещество, применяемое в качестве пищевой добавки. В результате образуется твердый осадок с повышенным содержанием гафния.
Эффективность действующей промышленной технологии оценивается коэффициентом разделения от шести до семи. Новый метод позволил увеличить показатель до 33 — почти в пять раз. Процесс требует меньше энергии и полностью исключает органический растворитель.
Разработка пока нуждается в дополнительной проверке перед промышленным внедрением. Ученые уже запатентовали технологию. Результаты исследования опубликованы в Journal of the American Chemical Society.
Комментарии 0