Способ получения основного сульфатациркония
О П И-"-- С-А - Н--И Е () 796191
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советсиик
Соцмвлнстнческик
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.01.79 (21) 2719057/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет з (51)М. Кл.
С 01 Gi 25/06
Йеударатаанный кемнтет
СССР ае делам. нзебретеннй н етармтнй
Опубликовано 15.01.81. Бюллетень М 2
Дата опубликования описания 15.01.81 (53) УДК 546.831 (088.8) Н.В. Барышников, В.В. Варэн, В.С. Докман, В.А.. Кожемякин, В.P Никольская, А.Н. Почтарев и В. А. 10фряков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Государственный ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВНОГО СУЛЬФАТА
ЦИРКОНИЯ
Изобретение относится к технологии получения соединений цнкрония, а именно сернокислых соединений, и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии.
Известен способ выделения основного суль5 фата циркония из раствора тетрахлорида циркония, содержащего примеси хлоридов щелочных металлов, железа и алюминия, заключающийся в том, что в разбавленный раствор вводят сульфат-ион в виде серной кислоты, нейтрализуют раствор аммиаком до рН 1,5 и нагревают его в течение часа при температуре,95 C (ll и (2).
Недостаток этого способа — большой расход реагентов на нейтрализацию растворов перед гидролиэом и значительный объем сточных вод.
Известен способ получения основного сульфата циркония, включающий растворение тетрахлорида циркония в воде, введение в образующийся раствор сульфат-иона в виде серной кислоты из расчета 0,2 — 1 моль на 1 моль Вг0з, разбавление раствора водой до концентрации
1,5% ZrOq, нагревание до,75-100 C и отделение образующегося осадка основного сульфата цнркония (31.
Недостаток данного способа — высокая остаточная кислотность растворов, подаваемых на выделение основного сульфата циркония, что ведет к потерям цнрконня и хлор-иона, содержащихся в маточном растворе.
Цель изобретения — снижение остаточного содержания циркония н хлор-иона в маточном растворе.
Цель достигается тем, что обработку тетрахлорида циркония водой (весовое отношение
ZrC1@.НзО=1 — 1,8 — 2,3), проводят в кипящем солянокислом растворе циркония, содержащем
30-35 вес.% .;:ZrO .и имеющим атомное соотношение Cl:Zr=(2 — 2,2):1.
Это позволяет повысит извлечение цнрконня в основной сульфат, сократить отходы производства, утилизировать соляную кислоту и организовать непрерывный процесс растворения
ZrC1 z .
Указанные параметры диктуются следующими условиями процесса.
Формула изобретения
Способ получения основного сульфата циркония, включающий растворение тетрахлорида циркония в воде, введение в образующийся раствор сульфат-иона, разбавление раствора водой, нагревание и отделение образующегося осадка основного сульфата циркония, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения остаточного содержания циркония и хлор-иона в маточном растворе, растворение тетрахлорида циркония осуществляют путем смешения тетрахлорида циркония и воды в весовом соотношении ZrC14 ..Нэ0=1:1,8 — 2,3 с кипящим солянокислым раствором циркония, содержащим 30-35 вес.% ZrO и имеющим атомное соотношение Cl:Zr=2 — 2,2.1.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Под ред. К.А.Большакова, М., 1976, т. 2, с. 321.
2, Патент США N4 3057662, кл. 23-114, 10.02.62.
3. Патент CIIIA N 3672825, кл. 23 — 15, 23.05.72 (прототип) .
3 796191
Увеличение концентрации ZrO> и HCI выше указанных пределов приводит к кристаллизации растворов. При концентрации ZrOq ниже указанных пределов хлористый водород выделяется. в газовую фазу с меньшей концентрацией, 5 что ведет к увеличению атомного соотношения
Cl:Zr и падению стабильности, состава раствора.
Увеличение в питающем растворе весового отношения НэО:ZrCI+ в растворе и снижает IÎ концентрацию хлористого водорода в конденсате.
Процесс проводят следующим образом.
Тетрахлорид циркония д воду в заданном соотношении загружают в емкость с кипящим 1 (Т вЂ” 105 — 115 С) раствором ЕгОр, содержащим
30-35% ЕгОэ с атомным соотношением
Cl:Zr=2 — 2,2:1, конденсируют в холодильниках и отбирают в виде соляной кислоты азеотропного состава. Раствор того же состава из емкости непрерывно подают на стадию получения основного сульфата циркония.
Пример 1, 200 г восьмиводной хлорокиси циркония (ZrOC1>.8Í Î) раствбряют в 45 r 8,5%-ного раствора соляной кислоты при нагревании в реакторе, снабженном холодильником парогазовой смеси, и получают
243 r раствора, содержащего 29,5% ZrOa c атомным соотношением Cl:Ег=2,18 .1. По достижении температуры кипения раствора в реак- З тор со скорость 2 г/мин дозируют тетрахлорид циркония и воду в весовом отношении
НэО:ZrC1< =2:1.
Образующуюся в процессе, кипения паровую фазу конденсируют в холодильнике, конденсат собирают в приемную емкость. После 3-х
35 часов. работы израсходуют 360 г ZrCI, 720 г воды и получают 830 г раствора, содержащего
30,6% ZrOg с атомным соотношением CI:Zr =
2,00:1, и 503 г конденсата соляной кислоты, содержащего 20,5 вес.% НСI.
Щ
Пример 2. 100 г тетрахлорида цирко. ния растворяют в 400 мл воды, упаривают и получают 151 rраствора,,содержащего 33,0 %
2rO> с атомным соотношением Cl:Zr=2,17;1.
В кипящий раствор со скоростью 2,5 г/мин дозируют тетрахлорид циркония и воду в весовом соотношении НэО:ZrC1 1,9:1, образующуюся в процессе кипения паровую фазу конденсируют и,отбирают в приемную емкость.
После двух часов работы израсходуют 300 г
ZrCI<, 592 г воды и получают 620 r раствора состава, содержащего 32,3% ZrOq с,атомным соотношением Сl:Zr=2,17:I, и 387 г соляной кислоты, содержащей 21,4% НСI.
Пример 3. 200 r раствора, полученного в примере 2, содержащего 32,3% ZrOa с атомным соотношением Cl:Zr=2,17:1, доводят до кипения и в течение 1,5 ч равномерно
4 загружают 250 r ZrC14 и 560 r воды (весовое соотношение НэО:2гС1„ь=2,24), Получают
648 r раствора состава 29,2% ZrO с атомным соотношением Cl;Zr=2,15:1 и 355 r конденсата соляной кислоты, содержащей 19,8% HCI.
Пример 4. 200 г раствора, полученного в примере 2, содержащего 32,3% ZrO> с атомным отношением Cl:Zr=2,17:1, смешивают с 1200 г воды и добавляют 60 г 92%-ной серной кйслоты. Полученную смесь разбавляют водой до концентрации ZrO> в пульпе 1,5% (такой же, как по известному способу), нагревают до температуры 95 — 100 С. В результате гидролиза образуется и выпадает в осадок основной сульфат циркония. После охлаждения и фильтрации получено 260 г основного сульфата циркония и 4100 г раствора с концентрацией НСI — 12 г/л (20 — 22 г/л НСI по известному способу) и ZrO> — 0,35 г/л (0,7—
0,92 г/л по известному способу). При этом степень извлечения ZrO> повышается по сравнению с известным способом на 4,3%.
Из приведенных примеров видно, что получение основного сульфата циркония иэ растворов, содержащих 30 — 35% ZrO> с атомным отношением Cl:Zr= 2: — 2,2:1, позволяет повысить на п.4,5% степень извлечения циркония за счет снижения остаточной концентрации НСI и циркония в маточном растворе, при этом сокращается потери хлор-иона за счет. утилизации соляной кислоты азеотропного состава, а также позволяет создать непрерывный процесс растворения ZrC1q.
796191
Составитель В. Нечипоренко
Техред, М.Рейвес Корректор Н. Бабинец
Редактор Н. Бушаева
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 9698/34 Тираж 514
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
