主要有熔盐电解、碘化精炼、电子束熔炼和电子束悬浮区熔炼等。
熔盐电解精炼法
熔盐电解提纯金属铪,通常将海绵铪、镁还原或钙还原得到的金属铪烧结压块作为阳极,以不锈钢、钼或铂等为阴极,电解质通常为氯化物体系或氯化物一氟化物体系。熔盐电解精炼铪的原理是,在直流电作用下使电性正于铪的元素留在阳极中(如 铁、镍、钼、钒等),电性负于铪的元素进入并留在电解质中(如铝、硅、镁等),而在阴极析出精制的金属铪。
碘化精炼法
碘化精炼法的原理是在真空密闭容器中,碘在较低温度下与被提纯金属发生反应,生成挥发性碘化物,这些碘化物扩散到较高温度的母丝上离解成金属和碘,金属沉积在炽热母丝上,使母丝长大, 碘返回原料区继续与原料金属反应,碘起“搬运工” 作用,过程反复进行。碘化精炼法可以有效的除去不与碘反应的杂质,如金属中的氧化物、碳化物、氮化物等,与碘反应但不生成挥发性碘化物的杂质,以及与碘反应但高温下不分解的杂质。
电子束熔炼法
除上述熔盐电解和碘化精炼方法外,还可以采用电子束熔炼法提纯金属铪。电子束熔炼是在高真空下,利用高速电子束流轰击金属端面,高速电子束流的动能转换为热能使金属熔化,并通过调节功率 和熔炼速率使熔池保持较高的温度,在高温高压下使熔体充分发生脱气、除杂反应,最终冷凝成纯度较高金属锭的一种真空熔炼方法。电子束熔炼能有效地去除难熔金属中的低沸点、高饱和蒸汽压 杂质,以及C,N,O等气体杂质。同时,铸锭按自下而上顺序凝固也能有效地促使非金属间隙杂质的上浮,而且电子束可控性好,可以保证熔池温度均匀, 精确控制熔体化学成分,得到表面质量和结晶组织优良的金属锭。另外,电子束熔炼对原材料的形状没有限制不仅能熔化棒料还可以熔化块状屑状或粉末状的原料。然而,当金属中杂质含量较高时,其除杂效果受限,且存在耗电量大,成本高的问题。
电子束悬浮区熔
除上述熔盐电解、碘化精炼和电子束熔炼方法外,还可以采用电子束悬浮区熔提纯金属铪。区域熔炼是利用杂质在金属的凝固态和熔融态中溶解度的差别,使杂质析出或改变其分布的一种方法。 电子束悬浮区熔是区域熔炼的一种,采用环形电子枪熔化原料棒并在其上形成狭窄熔区,熔区借助表面张力克服自身的重力,并在电子枪沿其长度方向移动中在熔区后面定向凝固实现提纯的目的。 电子束悬浮区熔具有能量密度高、无坩埚污染、电热 转换率高、控制简单且精度高的优点,能够有效去除 难熔金属中挥发性金属和气体杂质,避免了精炼过程中金属的二次污染,还能有效控制金属熔体的流 动,是制备高纯难熔金属的重要方法。