Способ получения бинарных гидроксидов циркония и алюминия
Изобретение относится к способам получения бинарных гидроксидов циркония и алюминия и позволяет улучшить условия техники безопасности за счет использования менее токсичного осадителя. К раствору, содержащему смесь хлоридов алюминия и циркония в мольном соотношении ALCL<SB POS="POST">3</SB>:ZROCL<SB POS="POST">2</SB>=0,4-13,7:1, приливают моноэтаноламин в количестве, обеспечивающем его мольное отношение к суммарной концентрации хлоридов алюминия и циркония, равное 3-6. Смесь перемешивают при 25-75°С. Осадок отделяют центрифугированием и высушивают до постоянного веса. Выход целевого продукта составляет 97%. 1 з.п. ф-лы.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (ИЮ (И) А1 (51)5 C 01 G 25 00 С 01 F
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ П.(НТ CCCP (21) 4408187/31-26 (22) 29.02.88 (46) 07.04.90,, Бюл, !! 13 (71) Институт общей и.неорганической химии нм. Н.С. Курнакова,АН СССР и Отраслевая лаборатория Института общей физики АН СССР при Андижанском государственном педагогическом институте им, 30-летия ВЛКСМ (72) Э.H. Береснев, М,С. Ходжамбердиев, И.В.. Тананаев, В,П, Орловский, К,Г, Парпиев н Н,А, Минина (53) 661.883.!(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 150829, кл. С 01 В 13/36) 1961.
Береснев Э.Н, и др, Осаждение ионов алюминия и циркония гидраэином из водных растворов.-ЖНХ, 1987, т. 32, вып, 2, с, 310-314.
Изобретение относится к способам получения бинарных гидроксидов циркония и алюминия, которые являются исходными веществами для получения гомогенных смесей оксидов циркония и алюминия, используемых для изготовления керамических иэделий, Дель изобретения — улучшение условий техники безопасности процесса и его упрощение за счет использова ния менее токсичного осадителя.
Пример 1. 213 мл исходного раствора хлорида алюминия, содержащего 6,643 r алюминия, смешивают с
36,80 мл исходного раствора оксихлорида циркоиия, содержащего 1,639 r циркония (отношение А1С1 ZrOC1< 13,7:1), 22,7 мл полученного раст2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИНАРНЫХ ГИДРОКСИДОВ ЦИРКОНИЯ И АЛ10МИНИЯ (57) Изобретение относится к способам получения бинарных гидроксидов цнркония и алюминия и позволяет улучшить условия техники безопасности эа счет использования менее токсичного осадителя, К раствору, содержащему смесь хлоридов алюминия и циркония в моль ном соотношении A1C1>!ZrOC1 0,4-!
3,7:1, .приливают моноэтаноламин в количестве, .обеспечивающем его мольное .отношение к суммарной концентрации хлоридов алюминия и цирконня, равное 3-6, Смесь перемешивают при
25-75 С. Осадок отделяют центрифугированием и высушивают до постоянного веса. Выход целевого продукта составляет 97%. 1 з,п, ф-лы. вора, содержащего 0,942 r алюминия и.0,149 r циркония, прибавляют к
31,25 мл раствора моноэтаноламина, содержащего 4,392 r Н МС К ОН, и обьем смеси раствора доводят водой до
100 мл (п3), чтобы сумма концентра-. ции AlC1 и ZrOC1 в смеси была равна 0,24 моль/л. Смесь перемешивают при 25 С. Осадок отделяют центрифу" гированием и жидкую фазу сливают; осадок отжимают между листами фильтровальной бумаги и высушивают до постоянного веса (48 ч) на воздухе.
Выход 97%.
Состав осадка согласно химическому анализу соответствует формуле
ZrA1,+ (OH)„z ьС1а 5 8,SH O.
1555288
При промывке осадка на центрифуге
10 порциями по 100 мл воды хлор удаляется и состав осадка соответствует формуле ZrAl (ОН) 4,, 4,3Н 0.
Пример 2. 102 мл исходного раствора хлорида алюминия, содержащего 4,536 г алюминия, смешивают с
73,80 мл исходным раствором оксихлорида циркония, содержащего 2,300 г циркония (молярное отношение А1С1з . : Zr0Cl 3,27: 1) . 14, 60 мл этого гомогенного раствора, содержащего 0,265 r алюминия и 0,274 r циркония, прибавляют к 55,3 мл раствора моноэтанол- 15 амина, содержащего 3,125 г H NCgH OH (п 4). Смесь перемешивают при 50 С, Далее осадок отделяют, отжимают и вы-. сушивают как описано в примере 1» После двухкратной промывки порциями по 100 мл конечный продукт не содержит хлор и соответствует формуле
ZrAlg pi(ОН),g 1,65Н О.
Пример 3. Смесь растворов 25 хлоридов алюминия и циркония в таком же количестве, как в примере 2, прибавляют к 83 мл раствора моноэтаноламина, содержащего 4,69 r H Получают продукт, не содержащий хлора, состава ZrA1 Пример 4. ф4,52 мл исходного раствора хлорида алюминия, содержащего 1,388 г алюминия, смешивают с . 263,7 мл исходного раствора оксихлорида пиркония, содержащего 11,728 г циркония (молярное отношение AlC1>! :ZrOCl =0,4). 20,55 мл полученного раствора, содержащего 0,093 г алюминия и 0,782 r циркония, прибавляют 40 к 26,04 мл раствора моноэтаноламина, содержащего 3,569 г Н ИС К ОН и воду, чтобы объем смеси составил 100 мл (11 5). Далее все как в примере 1. 45 Полученный продукт соответствует формуле ЕгА10 g (ОН) z з 1,9Н О. Пример 5. Смесь растворов хлоридов циркония и алюминия в таком же количестве, как в примере 4, прибавляют к 15,62 мл раствора моноэта50 ноламина, содержащего 2,196 r Н NC 1 та такие же, как в примере 1, но про цесс ведут при 75ОС. Полученная смесь гидроксидов алюминия и циркония после 55 двукратной промывки порциями по 100 мл не содержит хлор и соответствует формуле ЕгА1О (ОН) ° 1,10H. Количество моноэтаноламина в смеси, определяемое отношением и концентраций моноэтаноламина к сумме концентраций хлорида алюминия и оксихлорида циркония, должно быть не ниже определенного значения. Если количество моноэтаноламина берется ниже n „„ =3, то ионы алюминия и циркония осаждаются не полностью. Это ведет к получению смеси гидроксидов, в которых молярное отношение алюминия и циркония отличается от отношения алю-. миния и циркония в растворе, т,е..от заданного, и к пептизации осадка и затруднению из-за этого его промывки. Минимальное значение и (и „„) практически не зависит от температуры, а определяется отношением алюминия к цирконию в смеси, которое равно молярному отношению алюминия к цирконию в твердой фазе. Максимальное количество, определяемое максимальным отношением и которое берут для осаждения гидроксидов алюминия и циркония, существен-. но зависит от температуры, при которой ведется осаждение. При этих (n „ ) и более высоких отношениях осадки не содержат хлора. Но даже тогда, когда образуются гидроксиды алюминия и циркония, не содержащие хлора, все равно они требуют промывки, так как хлор как компонент соединения (NH1С НЕОН)С1, остается в осадке вместе с маточником, Следовательно, больший избыток осадителя, чем тот, который соответствует значению пмд„с =6, не нужен, о Процесс проводят при 50-75 С. При температуре ti50 С в соосажденных осадках содержится значительное количество хлора, и для очистки гидроокиси от хлора требуются более длительные промывки; чтобы сократить длительность промывки, требуется больший расход осадителя (т,е. увеличение пмакс) ° При температуре t>75 С растворяется осажденная гидроокись алюминия, 1 Исходные компоненты — хлорид алюминия и оксихлорид циркония берут в соотношении AlCl>. ZrOC1 от 13,7:1 до 0,4:l. Гидроокиси, содержащие алюминий и цирконий в отношении Al:Zr больше 13,7:1 и меньше 0,4:1, не представляют интереса, так как при прокаливании получаются образцы, ко! 555288 6 Формула изобретения Составитель Ю, Куцеико Редактор Н. Гунько Техред АЛравчук Корректор H. Муска Закаэ 535 Тираж 412 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101 торые при прочих равных условиях (дисперсность, температура прокали вания, время прокаливания, давле1 ние йрессования образцов) дают 5 меньшую механическую прочность. ((прочность на изгиб, на растяжение, на сжатие, чем образцы с укаэанным отношением алюминия и циркония, Осуществление изобретения позволя- 10 ет по сравнению с известным улучшить условия техники безопасности за счет использования в качестве осадителя иенее токсичного моноэтанола, предельно допустимая концентрация (ПДК) ко- 15 торого в воздухе составляет 1 мг/м, что на порядок выше чеи у гидразина (ПДК 0,1 мг/M ), тем саиыи процесс становится более безвредным с экологической точки зрения и, кроме того, 20 менее сложным за счет снижения требований к вентиляционному оборудованию и исключения применения герметичных емкостей для хранения осадителя. 1, Способ получения бинарных гидроксидов циркония и алюминия, включающий обработку раствора, содержащего смесь хлорида алюминия и оксихлорида циркония, раствором основания, совместное осаждение циркония и алюминия, промывку, сушку и отделение целевого продукта, о т л и ч а ю -: шийся тем, что, с целью улучшения условий техники безопасности и упрощения процесса, в качестве основация используют моноэтанолаиин и процесс ведут при соотношении его молярной концентрации к суммарной:иолярной концентрации хлоридов циркония и агиоиииия в растворе 3-6:1 и температуре 25-75 С. 2. Способ по и. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что процесс ведут при молярном соотношении исходной смеси А2С1 . ZrOClt0,4-13,7: 1, 
