Иодидное рафинирование кальциетермического циркония

Abstract

Розглянуто можливість отримання цирконію високої чистоти із кальцієтермічного цирконію марки КТЦ-НР та металевих відходів шляхом їх йодидного рафінування. Вивчено поведінку домішок, визначена залежність коефіцієту очищення від концентрації домішок у вихідному матеріалі. За допомогою екстраполяції залежностей оцінені мінімальні концентрації домішок у йодиному цирконії.Встановлено, що ефективність очищення зменьшується у ряду: Ni=Mn>Cr >F>C>N>O>Fe, а видалення алюмінію та кремнію у процесі йодидного рафінування кальцієтермічного цирконію проблематично. Порівнянням очікуваної якості йодидного металу із КТЦ-НР з вимогами технічних умов та фактичним рівнем чистоти йодидного цирконию, досягнутого згідно з діючою технологією, показана можливість отримання кондиційного металу із КТЦ- НР та металевих відходів. При цьому зберігається головне досягнення КТЦ – вміст гафнію <0,01 мас%. Виплавка засобом ВДП сплавів із подвійної та потрійної шихти на основі КТЦ за ТУ 95.2185-90 з додаванням 35...50% йодиного цирконію кальцієтермічного походження дозволить отримувати сплави КТЦ-110 та КТЦ-125 з масовою часткою кисню 0,06...0,10% та вмістом гафнію, який відповідає світовому рівню.

Рассмотрена возможность получения циркония высокой чистоты из кальциетермического циркония марки КТЦ-НР и металлических отходов путем их иодидного рафинирования. Изучено поведение примесей, определена зависимость коэффициен- та очистки от концентрации примеси в исходном материале. Экстраполяцией зависимостей оценены минимальные концентрации примесей в иодидном цирконии. Установлено, что эффективность очистки уменьшается в ряду: Ni=Mn>Cr>F>C>N>O>Fe, а удаление алюминия и кремния в процессе иодидного рафинирования кальциетермического циркония проблематично. Сравнением ожидаемого качества иодидного металла из КТЦ-НР с требованиями технических условий и фактическим уровнем чистоты иодидного циркония, достигнутым в действующей технологии, показана возможность получения кондиционного металла из КТЦ-НР и металлических отходов. При этом сохраняется главное достоинство КТЦ –содержание гафния <0,01 мас.%. Выплавка методом ВДП сплавов из двойной или тройной шихты на основе КТЦ по ТУ 95.2185-90 с добавлением 35…50% иодидного циркония кальциетермического происхождения позволит получать сплавы КТЦ-110 и КТЦ-125 с массовой долей кислорода 0,06…0,10 % и содержанием гафния, соответствующим мировому уровню.

The possibility of high purity zirconium of calcium- thermal zirconium KTC-HP and metallic wastes production by iodide refining is examined. The impurities behaviour is studied , the refining coefficient dependence on the impurity concentration in the initial material is determined. The impurities minimum concentration in iodide zirconium are evaluated by extrapolation. It is determined that the refining efficiency decreases in the range: Ni = Mn > Cr > F > C > N > O > Fe and aluminium and silicon removal during the iodide refining of calcium thermal zirconium is problematic. By comparison of iodide metal of KTC-HP expected quality with the specifications and the iodide zirconium purity real level obtained in the adopted practice the possibility of standard metal production of KTC-HP and metal wastes is demonstrated. The principal merit of KTC – hafnium content < 0,01 mass % is preserved. Alloys melting of double or triple mixture on the base of KTC according TS 95.2185-90 with the addition of 35…50 % of iodide zirconium by the method VDP will allow to obtain the alloys KTC-110 and KTC-125 with oxygen fraction of total mass 0,06…0,10 % and hafnium content, meeting the world standards.