Способ получения основного сульфата циркония Советский патент 1983 года по МПК C01G25/06 

00 QD Ф

Иэосретение относится к химии циркония и может быть использовано для получения его соединений из цирконийсодержащих растворов.

Известен способ получен itn основного сульфата цщзкония (ОСЦ),включакяций введение сульфат-иона в водный раствор соли циркония и одноосновной кислоты (соляной или азотной разбавление раствора и нагрев до температуры, близкой к кипению 1.

Недостаток способа - необходимость переработки разбавленных растворов , что связаир с большими знергозат атами на нагрев растворов и получением больших объемов кислых стоков.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения основного сульфата ииркония путем взаимодействия водного раствора, содержащего одноосновную кислоту и циркониевую соль этой кислоты, с сульфат-ионами, включающий нагревание раствора до 75-100 С и отделение осадка целевого продукта. При этом осаждение ОСЦ проводят при концентрации двуокиси циркония в растворе не более 1,5%, так как повышение соде ркания приводит к соосажденик) примесей 2.

Недостатком известного способа являются большие энергозатраты на нагревание разбавленного раствора и большой объем кислых стоков, требующих переработки.

Цель изобретения - снижение энергозатрат и объема кислых стоков.

Поставленная црль достигается тем, что согласно способу получения основного сульфата циркония путем . взаимодействия водного раствора, содержащего одноосновную кислоту и циркониевую соль этой кислоты, с . сульфат-ионами, включающему нагревание раствора до 75-100°С и отделение осадка целевого продукта, исходный раствор берут с концентрацией циркония 0,5-0,7 моль/л по двуокиси ЦИ1 кония и 1,10-1,55 моль/л одноосноеной кислоты, а после осажден и отделения осадка создают в растворе концентрацию кислоты 0,1-0,3 моль/л и проводят повторное осаждение.

Возможность осаждения ОСЦ из боле концентрированных растворов достигается при условии использования на первой стадии раствора циркония с концентращей 0,5-0,7 моль/я по ZrO и 1,10-1,55 моль/л одноосновной кислоты в режиме, исключающем соосаж дение примесей. На второй стадии .при создании в растворе концентрации кислоты- 0,1-0,3 моль/л идет доосаждение циркония, позволякхцее количественно извлечь цирконий в виде ОСЦ и

возвратить его на первую стадию осаждения.

В результате для получения одного и того же количества ОСЦ той же чистоты состава и дисперсности, как в прототипе, требуется переработать значительно меньший объем растворов (в 3-5 раз ), что ведет за собой сокршцение энергозатрат.

При этом использование растворов цйркойия с концвнтрацией мег нее 0,5 моль/л приводит к снижению степени осаждения циркония на первой стадии и увеличение объема перерабатываемых растворов на второй стадии, Оса1ждение ОСЦ из растворов с концентрацией более 0,7 моль/м неэффективно так как концентрирование примесей в малом объеме маточного раствора делает необходимым увеличение расхода воды на промывку осадка, что приводит к возрастанию объема стоков.

Использование для гидролитического осаждения ОСЦ раствора одноосновной кислоты с концентрацией меньшей, чем 1,1 моль/л, приводит к образование плохофильтруемых гелеобразных осадков с повышенным содержанием . При концентрации ояноосновной кислоты в исходном растворе выше 1,55 моль/л уменьшается извлечение циркония, что обусловливает увеличение энергозатрат на переработку оборютного раствора

На второй стадии осаждения при концентращии свободной кислоты более 0,3 МОль/л возрастают потери циркония со сбросньал маточным раствором, а при концентрации кислоты менее ОД моль/л не достигается приемлемая очистка осадка от примесей, которое соосс1ждаются с ОСЦ и возвращаются в технологический процесс.

Пример 1. К 1,5 л хлоридного раствора циркония с концентрацией 0,7 моль/л содержащего 1,45 моль/л свободной соляной кислоты, добавляют 0,6 моль серной кислоты. Раствор нагревают и выдерживают при в течение 1 ч. Осадок отфильтровывают и промывают. Основной сульфат циркония содержит г и примеси (по отношению к Zr02 ), 0,015jTiO 2 0,04гА12Оэ 0,05; SiOj 0,68; CaO 0,07.

Маточник и промывные воды объединяют, доводят концентрацио свободной кислоты до 0,2 кголь/л введением гашеной извести и осаждают оставшийся шрконий. В осадке получают ZrO2 19 г в виде ОСЦ, который содержит (по отношению к Zro ) f 2 0,15 Т102 0,08; AljOj 0,06;SiO2 0,7 Cap 0,6.

Объем маточного раствора и промвод составляет 17 л на 1 кг ZrOj в ОСЦ, полученного на первой стадии

осаждения. Потери цирконии не превышают 0,2%.

П р и м е р 2 .К 1,2 л нитратного раствора циркония, содержащего 0,6 моль/л ZrOQ и 1,2 моль/л свободной HNOg, добавляют. 0,4 моль серной кислоты. Раствор нагревают и вьщерживают при в течение 1 ч. Осадок ртфильтровывают и промывают. Получают. ОСЦ, содержащий 81 г ZrO и количество примесей, аналогичное примеру 1.

Маточник и промводы от первой стадии осаждения объединяют, доводят концентрацию свободной азотной кислоты до 0,1 моль/л действием оксида кальция, осаждают ци жоний. Получают ОСЦ с содерканием ZrO.g 7 г и пркмесей (по отношению к ZrOj), %:

, 0,014; TiOa 0,07; AL,O,. 0,06; Si02 0,9; CaO 0,4.

Объем маточного раствора и промвод составляет 19 л на 1 кг ZrO в ОСЦ, полученном на первой стадии оСаждения. Потери циркония составляют 0,.

При проведении процесса по прототипу для получения 1 кг ZrO2 .в ОСЦ того же .ачества требуется 80 -.

0 100 л воды, потери иИЕжония составлшот 1-2%. Таким образом, предлагаемый способ дает возможность уменьшить энергозатраты на нагрев растворов, уменьшить объем перерабатываелалх раство5ров,сократить в 3-5 раз количество кислых стоков, повысить извлечение циркония на 0,5-1,5%.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВНОГО СУЛЬФАТА ЦИРКОНИЯ взаимодействием водного раствора, содерж 1а|его одноосновную кислоту и цнркоНиевую соль этой кислоты, с сульфат-ионами, включгияаий нагревание раствора до 75-100 С и отделение осадка целевого продукта, отличающийся тем, 4TOf с целью снижения энергозатрат и объема кислых стоков, исходный раствор берут с концентрацией циркония 0,5-0,7 моль/л по ZrO2 и 1,10-1,55 моль/л одноосновной кислоты, после осаждения и отделения осадка создают в растворе концентрацию KHcnoii: 0,1-0,3 моль/л и проводят повторное охлгикдение.