Химики Университета штата Орегон запатентовали способ разделять цирконий и гафний с помощью водного раствора без горючих органических растворителей. Эти металлы применяются в атомной энергетике, ядерной отрасли и производстве полупроводников. Результаты работы опубликованы в Journal of the American Chemical Society.
Цирконий и гафний трудно отделить друг от друга из-за сходства химических свойств. Оба элемента обычно содержатся в природном цирконе — главном промышленном источнике этих металлов, причём сырьё включает примеси гафния. Для дальнейшего использования вещества требуется очищать до высокой степени чистоты.
Сейчас предприятия применяют жидкостную экстракцию. Такая технология отличается значительным энергопотреблением и ежегодно требует миллионов фунтов легковоспламеняющихся органических растворителей. Примерно 4% этих веществ выбрасывается в атмосферу.
Орегонские исследователи заменили экстракцию осаждением. В раствор вводят соединения, способные связываться с ионами циркония и гафния, а затем добавляют холин — недорогую нетоксичную пищевую добавку. После этого формируется твёрдый осадок, в котором доля гафния выше, как сообщило Университет штата Орегон.
Показатель разделения для промышленного метода составляет от шести до семи, тогда как в новом процессе он достиг 33. Таким образом, эффективность удалось повысить почти в пять раз. Кроме того, разработка потребляет меньше энергии и не использует органические растворители.
Перед внедрением в промышленность технологию предстоит дополнительно проверить. Учёные уже оформили на неё патент, а результаты исследования представлены в научном журнале Journal of the American Chemical Society.