Способ получения основного сульфатациркония

С 01 6 25/06 Ъеудератванеий кемнтет СССР ее делам. нзебуетеннй н еткрытнй(71) Заявитель Государственный ордена Октябрьской Революции научно. исследовательскийи проектный институт редкометаллнческой промышленности(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВНОГО СУЛЬФАТАЦИРКОНИЯ Изобретение относится к технологии получения соединений цнкрония, а именно сернокислых соединений, и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии.Известен способ выделения основного суль 5 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, нейтрали. эуют раствор аммиаком до рН 1,5 и нагревают его в течение часа при температуре,95 С 11 и 21.Недостаток этого способа - большой расход реагентов на нейтрализацию растворов перед гидролиэом и значительный обьем сточных вод.Известен способ получения основного сульфата циркония, включающий растворение тетрахлорида циркония в воде, введение в образую. щийся раствор сульфат-иона в виде серной кислоты из расчета 0,2 - 1 моль на 1 моль ВгОз, разбавление раствора водой до концентрации1,5% 2 гОт, нагревание до,75-100 С и отделение образующегося осадка основного сульфата циркония 31.Недостаток данного способа - высокая остаточная кислотность растворов, подаваемыхна выделение основного сульфата циркония,что ведет к потерям цнркония и хлор-иона,содержащихся в маточном растворе.Цель изобретения - снижение остаточногосодержания циркония и хлор-иона в маточномрастворе,Цель достигается тем, что обработку тетрахлорида циркония водой (весовое отношение 2 гС 1.Нз 0=1 - 1,8 - 2,3), проводят в кипящем солянокислом растворе циркония, содержащем 30.35 вес.%;:2 гОз.и имеющим атомное соотношение С 1:2 г= (2 - 2,2):1.Это позволяет повысит извлечение цнрконня в основной сульфат, сократить отходы производства, утилизировать соляную кислоту и организовать непрерывный процесс растворения 2 гС 1 ,Указанные параметры диктуются следующими условиями процесса.Формула изобретенияСпособ получения основного сульфата цир.копия, включающий растворение тетрахлоридациркония в воде, введение в образуюшийсяраствор сульфат-иона, разбавление раствораводой, нагревание и отделение образующегосяосадка основного сульфата циркония, о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сниженияостаточного содержания циркония и хлор-ионав маточном растворе, растворение тетрахлори.да циркония осуществляют путем смешениятетрахлорида циркония и воды в весовомсоотношении ЕгС 14.Нэ 0=1:1,8 - 2,3 с кипящимсолянокислым раствором циркония, содержа.щим 30-35 вес.% ЕгОэ и имеющим атомноесоотношение С 1:Ег=2 - 2,2:1.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Под ред. К.А.Большакова, М.,1976, т. 2, с. 321.2, Патент США Мф 3057662, кл. 23.114,10.02.62.3. Патент США Юф 3672825, кл. 23-15,23,05,72 (прототип) . 3 796191Увеличение концентрации ЕгОэ и НС 1 вышеуказанных пределов приводит к кристаллизациирастворов, При концентрации ЕгОэ ниже указан.ных пределов хлористый водород выделяется.в газовую фазу с меньшей концентрацией,что ведет к увеличению атомного соотношенияС 1:Ег и падению стабильности, состава раствора,Увеличение в питающем растворе весовогоотношения НэО:ЕгС 1+ в растворе и снижает 1 Оконцентрацию хлористого водорода в конденсате.Процесс проводят следующим образом.Тетрахлорид циркония и воду в заданномсоотношении загружают в емкость с кипящим 1 З(Т - 105 - 115 С) раствором ЕгОр, содержащим30-35% ЕгОр с атомным соотношениемС 1:Ег=2 - 2,2:1, конденсируют в холодильникахи отбирают в виде соляной кислоты азеотропного состава. Раствор того же состава из емкости непрерывно подают на стадию полученияосновного сульфата циркония.П р и м е р 1, 200 г восьмиводной хлорокиси циркония (ЕгОС 1 э.8 НэО) раствбряютв 45 г 8,5%.ного раствора соляной кислотыпри нагревании в реакторе, снабженном холодильником парогазовой смеси, и получают243 г раствора, содержащего 29,5% ЕгОэ сатомным соотношением С 1:Ег=2,18 .1. По достижении температуры кипения раствора в реак- ЗПтор со скорость 2 г/миндозируют тетрахлоридциркония и воду в весовом отношенииНэО:ЕгС 1,1 =2:1.Образующуюся в процессе, кипения паровуюфазу конденсируют в холодильнике, конденсатсобирают в приемную емкость. После 3-хЭ 5часов работы израсходуют 360 г ЕгС 1 ч, 720 гводы и получают 830 г раствора, содержащего30,6% ЕгОэ сатомным соотношением С 1:Ег =2,00:1, и 503 г конденсата соляной кислоты,содержащего 20,5 вес.% НС 1.ЩП р и м е р 2. 100 г тетрахлорида циркония растворяют в 400 мл воды, упаривают иполучают 151 г раствора, содержащего 33,0 %ЕгОэ с атомным соотношением С 1:Ег=2,17;1.В кипящий раствор со скоростью 2,5 г/миндозируют тетрахлорид циркония и воду в весовом соотношении НэО:ЕгС 1,= 1,9:1, образую.щуюся в процессе кипения паровую фазу конденсируют и,отбирают в приемную емкость,После двух часов работы израсходуют 300 гЕгС 14, 592 г воды и получают 620 г растворасостава, содержащего 32,3% ЕгОэ с,атомнымсоотношением С 1:Ег=2,17:1, и 387 г солянойкислоты, содержащей 21,4% НС 1.П р и м е р 3. 200 г раствора, получен- ззного в примере 2, содержащего 32,3% ЕгОэс атомным соотношением С 1:Ег=2,17:1, доводят до кипения и в течение 1,5 ч равномерно 4загружают 250 г ЕгС 14 и 560 г воды (весо.вое соотношение НэО:ЙгС 1 ь=2,24), Получают648 г раствора состава 29,2% ЕгОэ с атомнымсоотношением С 1;Ег=2,15:1 и 355 г конденса.та соляной кислоты, содержащей 19,8% НС 1,П р и м е р 4. 200 г раствора, получен.ного в примере 2, содержащего 32,3% ЕгОэс атомным отношением С 1:Ег=2,17:1, смешивают с 1200 г воды и добавляют 60 г 92%-нойсерной кйслоты. Полученную смесь разбавляютводой до концентрации ЕгОз в пульпе 1,5%(такой же, как по известному способу), нагре.вают до температуры 95 - 100 С. В результатегидролиза образуется и выпадает в осадок основной сульфат циркония, После охлажденияи фильтрации получено 260 г основного сульфата циркония и 4100 г раствора с концентрацией НС 1 - 12 г/л (20 - 22 г/л НС 1 по известному способу) и ЕгОэ - 0,35 г/л (0,7 -0,92 г/л по известному способу). При этомстепень извлечения ЕгОэ повышается по сравнению с известным способом на 4,3%,Из приведенных примеров видно, что получение основного сульфата циркония иэ раство.ров, содержащих 30 - 35% ЕгОэ с атомным отношением С 1:Ег= 2: - 2,2:1, позволяет повысить на4,5% степень извлечения циркония за счетснижения остаточной концентрации НС 1 и циркония в маточном растворе, при этом сокращается потери хлор-иона за счет утилизациисоляной кислоты азеотропного состава, а такжепозволяет создать непрерывный процесс раство.рения ЕгС 1 .796191 Составитель В. НечипоренкоТехред, М.Рейвес Корректор Н, Бабинец Редактор Н. Бушаева Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 9 б 98/34 Тираж 514ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5