金属铪是优异的核反应堆控制材料。目前国内的金属铪的生产工艺不成熟。氯化钙熔盐钙热还原制备金属铪粉具有缩短工艺流程、降低生产成本,绿色环保等优点,特别是添加的熔盐体系利于降氧的特点,能生产出低氧大粒度的金属铪粉,满足工业应用和碘化要求,克服粒度过小的铪粉易自燃不利于运输和碘化操作的缺点。本文针对该熔盐中还原工艺参数,反应机理、产品质量等主要问题进行了研究。为了解决以上问题,本论文主要进行了以下的研究工作：采用单一变量法,研究了还原剂钙的量、还原温度、保温时间、熔盐氯化钙的量和氧化铪的粒度对钙热还原反应的影响,兼顾产品纯度,粒度要求和经济性,确定最佳的工艺条件。选取足量的原料、还原剂和熔盐,在1050℃的温度下保温3h得到的产品铪粉中的氧含量约为0.14%,D50约为142.120μm,粒度区间为111.86-213.51μm。采用扫描电镜(SEM)、粒度分析和化学成分分析研究产物的形貌、粒度和成分变化。产品铪粉的形貌有两种形态：粒度小的球团状颗粒和粒度大的树枝状颗粒。还原温度、保温时间、CaCl2的量、HfO2的粒度会影响产品铪粉的粒度分布；还原剂Ca的量、还原温度、保温时间、CaCl2的量会影响产品铪粉中的氧含量。此外还原反应过程的相关影响因素对产品的Fe、Cr、Ni、C、N等元素的含量的影响不明显。熔盐中钙热还原氧化铪属于金属导电体介入的电子迁移还原反应模式,添加的熔盐作为载体,传输还原剂Ca和反应副产物CaO,降低氧含量。溶解在熔盐中的Ca是以具有还原性的Ca22+、Ca、Ca+离子的形式存在的,氧化铪主要通过Ca22+、Ca、Ca+进行还原的：HfO2+4e-→Hf+2O2-; HfO2+2Ca++2e-→Hf+2Ca2++2O2-; HfO2+Ca22++2e-→Hf+2Ca2++2O2-。少量氧化铪通过形成中间产物CaHfO3逐步进行还原的：HfO2+CaO→CaHfO3; CaHfO3+2Ca→Hf+3CaO。适宜的高温可以提高钙传质过程,促进铪酸钙还原反应进行,同时也提高CaO在CaCl2中的溶解度和溶解速率,使CaO不会覆盖在产物表面阻碍反应的进行。