金属锆是发展核技术不可或缺的关键材料，自然界中锆和铪伴生，但二者核性能截然相反，需将铪从锆中分离出来，锆铪分离得到的核级氧化锆是核级锆材生产原料。目前核级氧化锆主要通过加碱沉淀、过滤洗涤、干燥煅烧、破碎筛分获得。 在核级氧化锆制备过程中主要面临以下几个问题：①产品质量方面：在制备核级海绵锆过程中首先需要进行氯化，其对原料核级氧化锆的杂质含量和粒度都有着严格要求，要实现精准控制；②产品收率方面：核级氧化锆价值较高，在破碎筛分过程中容易出现物料跑冒滴漏现象，从而降低产品收率；③设备稳定性方面：氢氧化锆具有高耐磨性和高硬度，在造粒、输送等环节会对设备造成损伤，导致生产不稳定，设备维护成本高；④环保和资源利用方面：制备核级氧化锆一般采用氨沉淀法，其存在环境污染大、处理成本高等缺陷，本项目选用钠沉淀法，但在后续洗涤过程中需使用大量的水，如何在提高洗涤效率的同时提高水资源利用率，降低后处理成本，也是一个难题；⑤生产效率方面：氢氧化锆在水中会形成类似于胶体的物质，导致粘性大，若采用一般的过滤洗涤工艺和设备洗涤效率比较低，此外，在破碎筛分过程中，现有破碎设备的粒度分级通常是集成在破碎设备中，氧化锆宏观颗粒为许多晶体的团聚体，其形态不是规则的球形，若采用现有破碎机自带的粒度分级结构，容易造成物料堵网、过度破碎等情况，导致设备运行不稳定、产品粒度过细筛分，效率比较低。‌ 本项目根据物料特性及工艺工况，自主研发设计了核级氧化锆生产系统，包括洗涤压滤、干燥、焙烧和破碎筛分四大子系统。先用钠沉淀法得到氢氧化锆浆料，然后进入自动化分散洗涤压滤系统，通过多道次强制搅拌传质和常压过滤的方式快速去除可溶性杂质，洗涤合格的浆料经过加压过滤获得板块状的氢氧化锆滤饼，然后再进入空气能干燥系统先将滤饼进行造粒，变为φ5-10mm的颗粒，再进行低温快速烘干至水分小于5%，烘干后的物料可维持一定的颗粒度，其中最小颗粒直径＞1mm，烘干后的物料进入焙烧系统，变成氧化锆颗粒，宏观最小直径＞300um。由于氧化锆无玻璃相，生产过程不引入粘结剂，在强破碎力作用下极易被破碎成过细的尺寸，因此，采用弱破碎筛分循环系统将氧化锆颗粒变成氧化锆粉，避免过度破碎。本项目得到的核级氧化锆粉杂质含量低，粒度稳定，收率高，生产效率高，目前年产能达3000吨，为公司创造了较大的经济效益，同时也为我国核电产业的快速发展提供强有力的物质保障。