Цирконий и гафний можно разделить экстракцией из водных растворов экстрагентами различного типа: фосфор-органическими соединениями, кетонами, аминами. В качестве примера рассмотрим экстракцию ТБФ, который широко используют в промышленной практике.
ТБФ - бутиловый эфир фосфорной кислоты, экстрагирует цирконий и гафний из кислых растворов основных хлоридов или нитратов этих элементов. Наиболее удобны для разделения растворы нитратов, содержащие свободную азотную кислоту. Экстракция протекает с образованием сольвата.
Экстракция благоприятствует увеличению кислотности, концентрации нитрат-ионов и концентрации ТБФ в органической фазе.
При всех концентрациях азотной кислоты Dzr больше, чем DHf, что объясняется меньшей степенью диссоциации его нитрата. С увеличением кислотности &Hf растет быстрей, чем DZT, поэтому коэффициент разделения 0 = DZr/DHf с увеличением кислотности понижается.
Так как ТБФ имеет высокую плотность и вязкость, его иногда разбавляют инертным разбавителем (керосином, углеводородами). Экстракцию проводят в колоннах или каскаде экстракторов типа смеситель-отстойник по схеме полного противотока.
Цирконий и азотную кислоту реэкстрагируют из органической фазы водой. В результате экстракционного разделения получают циркониевый продукт с содержанием гафния ниже 0,01%. Гафниевый рафинат содержит более 90% гафния.
Другой распространенный вариант - экстракция ТБФ или кетонами (например, МИБК) из солянокислых растворов, содержащих ионы роданида SCN”.
В растворах, содержащих роданид-ионы, цирконий и гафний присутствуют в форме малодиссоциированных молекул Me(SCN)4 и Me(OH)2(SCN)2. Из таких растворов ТБФ и кетоны экстрагируют преимущественно гафний с образованием сольвата Afe(OH)2(SCN)2 • 2 ТБФ (или 2 Ket).
В результате разделения получают гафниевый продукт с содержанием 98 % Hf и циркониевый продукт с содержанием Hf < 0,1 %. Эти продукты, если необходимо, могут быть дополнительно очищены.
