影响CaCl_(2)-NaCl熔盐电脱氧法制备金属Zr的工艺条件

摘要

将氧化物转化为金属是熔盐电解精炼干法后处理氧化物乏燃料流程的关键步骤之一。在等摩尔CaCl_(2)-NaCl混合熔盐体系中,以石墨棒为阳极,采用高温烧结后的ZrO_(2)模拟UO_(2)开展了电脱氧制备金属Zr的FFC剑桥工艺条件优化。研究了工艺条件(槽电压、电解时间、烧结温度和电解温度等)对电脱氧制备Zr的影响。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分别分析了电解前后ZrO_(2)阴极的微观结构和物相组成。优化后的工艺条件为:电压3.4 V、电解时间12 h、烧结温度900℃和电解温度722℃。同时,研究结果表明,ZrO_(2)电脱氧还原为Zr时,存在中间产物CaZrO_(3)和ZrO。