[01156068]高纯稀有金属铪提纯技术及铪锆的应用

本项目属于制造业贵金属冶炼领域,源于民品横向项目。 高纯铪在航空航天、半导体、等离子切割、精密机械和军事领域具有广泛的应用前景。同时,金属铪具有良好的中子吸收能力,且耐高温、抗腐蚀、使用寿命长,在辐照后不会产生其他射线,是核反应堆控制棒不可或缺的核心材料。但高纯度结晶铪要求技术高、生产难度大,高纯铪冶炼技术分别以美国华昌公司（西部电气）、法国赛佐斯公司的工艺为代表。我国国内技术存在生产后期结晶铪生长能力不足、纯度不够等问题,还不能产业化生产,严重依赖进口。 项目在传统的金属热还原法和熔盐电解法的基础上,从影响结晶铪纯度和生长能力的影响因素着手,运用热离解法的基本原理,针对实际工况建立了热离解反应动力学方程和全面全程受控热离解新方法,攻克了高纯度结晶铪纯度低、生长能力不足两大难题,发明了热离解控制新技术。实现了从基础理论、制备技术、工业装备到实际应用的原创性关键技术突破。主要关键技术与创新点如下： 1)突破碘化法的传统应用,掌握高纯度结晶铪的提取技术;攻克了结晶铪纯度控制难题; 2)针对实际工况建立了热离解反应动力学方程和全面全程受控热离解新方法; 3)发明了反应器温度控制系统,实现反应温度的实时监测和控制; 4)发明了母丝设计技术和结晶体生长过程控制技术,实现了母丝在高温情况下随着自重的增加而不断裂的技术突破; 5) 突破了高纯度结晶铪生产系统总体技术,攻克了高纯度结晶铪纯度低、生长能力不足两大难题。 突破高纯度结晶铪的生产制造技术,应用核心专利技术研制出结晶铪生产关键设备。该成果无论在铪的纯度还是单炉产量都是国内首家,填补了国内空白。同时,产品质量和生产效率均优于国外水平,而制造成本更低。 项目成果得到了国内外同行高度评价：阿根廷INVAP公司用本项目的结晶铪加工小型堆的控制棒,成分要求优于ASTM B737中R1标准,获得用户的高度认可;法国赛佐斯采购本项目的高纯铪丝作为母丝生产结晶铪,对本项目提供的铪丝纯度非常满意。 目前,项目已实现年产30吨的生产线,批量生产出99.95%的高纯度结晶铪,实现规模化生产,结晶体生长速度较国外提高50%,达到130克/米*小时。应用领域涉及核领域、航空航天、半导体、精密机械和军事领域等,目前已在高温合金、非晶合金、等离子切割机靶材镀膜等领域实现应用。近三年新增销售及创收外汇累计近3.4亿元,经济效益和社会效益明显。