Способ получения основного сульфата циркония

СОЮЗ СОЮТСНИХсанцвюпнаехЩСЙУЬЛИН ЗВЮ 01 С 25 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЮО)ЯЖСТЯРОИЙ КОМИТЕТ СССРЮ ЛЕММ ИВИЮЗВЙ И йаЮОМИ(71) Государственный орцена Октябрь. ской Революции научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промьвщенности(53) 546.831(088.8)( 54) (57 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНЗИ ОСНОВНОГОСУЛЬФАТА ЦИРКОНИЯ взаимодействиемводного раствора, содержащего одноосновную кислоту и циркониевую сольэтой кислоты, с сульфат-ионами,включающий нагревание раствора до75-100 С и отделение осадка целевогопродукта, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снвкення энерго-затрат и объема кислых стоков, исходный раствор берут с концентрацией цирконин 0,5-0,7 моль/л по Зг 02и 1,10-1,55 ьюль/л одноосновной кислоты, после осаадения и отделенияосадка создают в растворе концентрацию кислоты 0,1-0,3 моль/ли проводятповторное охлаздение.Избретение относится к химии циркония и может быть жпользовано дляполучения его соединений из цирконийсодержащих растворов.Известен способ получения основного сульФата циркония (ОСЦ ),включающий введение сульфат-иона в водный раствор соли циркония и одноосновиой кислоты (соляной или азотной ),разбавление раствора и нагрев дотемпературы, близкой к кипению ).11. 10Недостаток способа - необходимость переработки разбавленных растворов, что связано с большими энергозатратами на нагрев растворов иполучением больших объемов кислых15стоков,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ по.лучения основного сульфата цирконияпутем взаимодействия водного раствора, содержащего одноосновную кислотуи циркониевую соль этой кислоты, ссульфат-ионами, включающий иагревание раствора до 75-100 С и отделениеосадка целевого продукта. При этом25осаждение ОСЦ проводят при концентрации двуокиси циркония в растворене более 1,5, так как повышение содеркания приводит к соосаждению примесей 21.30Недостатком известного способаявляются большие энергозатраты нанагревание разбавленного раствора ибольшой объем кислых стоков, требующих переработки. 35Цель изобретения - снижение энергозатрат и объема кислых стоков.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получения 4 р основного сульфата циркония путем, взаимодействия водного раствора, содеркащего одноосновную кислоту ициркониевую соль этой кислоты, с сульФат-ионами, включающему нагрева иие раствора до 75-100 С и отделение осадка целевого продукта, исходный раствор берут с концентрацией циркония 0,5-0,7 моль/л по двуокиси цир кония и 1,10-1,55 моль/л одноосиовной кислоты, а после осаждения иотделения осадка создают в растворе концентрацию кислоты 0,1-0,3 моль/л и проводят повторное осаждение.Воэможность осаждения ОСЦ из более концентрированных растворов достига 55 ется при условии использования на первой стадии раствора циркоиия с концентрацией 0,5-0,7 моль/л по ЕгО и 1,10-1,55 моль/л одноосновной2кислоты в режиме, исключающем соосаждение примесей. Йа второй стадии ,при создании в растворе концентрации кислоты 0,1-0,3 моль/л идет доосаждение циркония,.позволяющее количественно извлечь цирконий в виде ОСЦ и 65 возвратить его на первую стадию осаждения.В результате для получения одногои того же количества ОСЦ той жечистоты состава и дисперсности, какв прототипе, требуется переработатьзначительно меньший объем растворов1 в 3-5 раз ), что ведет за собой сокращение энергозатрат.При этом использование растворов цнркония с концентрацией ме-.нее 0,5 моль/л приводит к снижениюстепени осаждения ииркония на первойстадии и увеличению объема перерабатываемых растворов на второй стадии.Осаждение ОСЦ из растворов с концентрацией более 0,7 моль/м неэффективно,так как концентрирование примесейв малом объеме маточного раствораделает 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 образоваищо плохофильтруемых гелеобразныхосадков с повышенным содержанием примесей. При концентрации одноосновнойкислоты в исходном растворе выше1,55 моль/л уменъшается извлечениециркония, что обусловливает увеличение энергозатрат на переработку оборотного раствора.На второй стадии осажДения приконцентрацаи свободной кислоты более0,3 моль/л возрастают потери циркония со сбросным маточным раствором,а при концентрации кислоты менее0,1 моль/л не достигается приемлемаяочистка осадка от примесей, котовесоосаждаются с ОСЦ и возвращаютсяв технологический процесс.П р и м е р 1. К 1,5 л хлоридного раствора циркония с концентрацией0,7 моль/л Ег 02, содержащего1,45 моль/л свободной соляной кислоты, добавляют 0,6 моль серной кислоты. Раствор нагревают и выдерживаютпри 95 С в течение 1 ч, Осадок отФильтровывают и промывают. Основнойсульфат цирконня содержит Ег 02110 ги примеси ( по отношению к Ег 02 ), Ъ:Редоь ОУ 015 РТ 10 2 0104 УА 1 гоз ОР 05;ЗИ 2 0,08; СаО 0,07,Маточник и промывные воды объединяют, доводят концентрацию свободной кислоты до 0,2 моль/л введением гашеной извести и осаждают оставшийся цирконий, В осадке получают Ег 02 1 9 г в виде ОСЦ, который содеркит по отношению к Ег 02), :ГОО 0,15; Т 102 0,08; А).203 0,06;8102 0;7, СаО О, бОбъем маточного раствора и промвод составляет 17 л на 1 кг Ег 02 в ОСЦ, полученного на первой стадИи1031 906 Составитель В.ДубровскаяТехред О.Неце Корректор А. Повх Редактор А,Курах Заказ 5315/25 Тираж 471 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыл ий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 осаждения. Потери циркония не превышают 0,2.П р и м е р 2 , К 1,2 л нитратного раствора циркония, содержащего 0,6 моль/л 2 г 02 и 1,2 моль/л свободной НБО З, добавляют. О, 4 моль се рной кислоты, Раствор нагревают и выдерживают при 90 С в течение 1 ч. Осаодок отфильтровывают и промывают.Получают. ОСЦ, содержаший 81 г 2 г 02 и количество примесей, аналогичное примеру 1,Иаточник и промводы от первой стадии осаждения объединяют, доводят концентрацию свободной азотной кислоты до 0,1 моль/л действием оксида кальция, осаждают цирконий. Получают ОСЦ с содержанием 2 г 02 7 г и пржесей по отношению к 2 г 02, : Ге 203 0,014 р Т 102 0,07; А 1 О 0,06;8102 0,9; СаО 0,4,Объем маточного раствора и промвод составляет 1 9 л на 1 кг 2 гО вОСЦ, полученном на первой стадии5 ооаждения, Потери циркония составляют 0,45.При проведении процесса по прототипу для получения 1 кг Ег 02 в ОСЦтого же качества требуется 8010 100 л воды, потери циркони составляют 1-2.Таким образом, предлагаемый способ дает возможность уменьшить энергозатраты на нагрев растворов, умень 5 шить объем перерабатываемых растворов,сократить в 3-5.раз количествокислык стоков, повысить извлечениециркония на 0,5-1,5,