[發明專利]從鋯廢磚中提純制取高純氧化鋯的方法有效
| 申請號: | 201210033416.4 | 申請日: | 2012-02-15 |
| 公開(公告)號: | CN103253702A | 公開(公告)日: | 2013-08-21 |
| 發明(設計)人: | 王光強;陳杰;劉學燕 | 申請(專利權)人: | 淄博市周村磊寶耐火材料有限公司 |
| 主分類號: | C01G25/02 | 分類號: | C01G25/02;B09B3/00 |
| 代理公司: | 青島發思特專利商標代理有限公司 37212 | 代理人: | 耿霞 |
| 地址: | 255300 山*** | 國省代碼: | 山東;37 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 鋯廢磚中 提純 制取 高純 氧化鋯 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種從鋯廢磚中提純制取高純氧化鋯的方法,屬于化工材料制備技術領域。
背景技術
隨著社會的不斷發展和人們生活水平的提高,人們對高科技產品的需求越來越多,這樣玻璃窯爐、高溫爐、晶體爐等行業替換下的鋯廢磚也越來越多。廢鋯磚是加入穩定劑(氧化鈣、氧化鎂、氧化釔、氧化鑭、氧化鈰等)經高溫燒結穩定或高溫熔融穩定形成的四方氧化鋯或立方氧化鋯。因其穩定度高,晶相穩定,無法采用化學方法完全分解及高純化學檢測,從而無法完全分離提純,因此沒有利用價值。
為了廢物回收利用我們解決了這一難題,把里面的鋯、釔提純出來,提純的氧化鋯是一種高級耐火材料,有較好的熱穩定性,純凈的氧化鋯是白色固體,含有雜質時會顯現灰色或淡黃色。由于氧化鋯材料具有高硬度,高強度,高韌性,極高的耐磨性及耐化學腐蝕性等等優良的物化性能,氧化鋯已經在陶瓷、耐火材料、機械、電子、光學、航空航天、生物、化學等等各種領域獲得廣泛的應用。
傳統工藝是以鹽酸、燒堿方法熔融,無法完全分解鋯廢磚,工藝復雜、溫度高、成本高。采用鹽酸法溶解,會產生大量氯氣,空氣污染大,環保治理難度大費用高。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是:提供一種從鋯廢磚中提純制取高純氧化鋯的方法,實現了鋯廢磚分解提純再利用,節約了能源,簡化了生產工藝,提高了生產效率。
本發明所述的從鋯廢磚中提純制取高純氧化鋯的方法,是將鋯廢磚通過酸化反應使其中的氧化鋯轉化為硫酸鋯,硫酸鋯經中和反應生成氫氧化鋯,獲得的氫氧化鋯經過焙燒得到高純氧化鋯。
所述酸化反應是由鋯廢磚和硫酸在硫酸銨催化作用下進行的焙燒反應。
所述鋯廢磚、硫酸銨和硫酸按照質量份數1∶2~3∶3~5混合。
所述酸化反應的焙燒溫度為220~1100℃。
酸化反應后的產物依次經過水中浸取、固液分離、得到的清液中和反應、壓濾、洗滌濾渣獲得氫氧化鋯,氫氧化鋯最后經焙燒得到氧化鋯。
浸取時固液比為1∶4.5~1∶6,浸取溫度為50~80℃,浸取時間為2~3h。
所述中和反應是硫酸鋯和氨水反應。
所述中和反應時溶液的PH值控制在4~5.5。
所述氫氧化鋯焙燒溫度為750~1200℃。
所述高純氧化鋯的質量含量為99.5%以上。
本發明中所用原料鋯廢磚,經粉碎后粒度小于60目,ZrO2含量為75~95%,Fe2O3≤0.1%,余量為CaO、Y2O3和雜質。硫酸質量含量≥93%,工業硫酸銨N含量≥20%。
本發明的反應方程式如下:
ZrO2+2H2SO4=Zr(SO4)2+2H2O
Zr(SO4)2+4NH3·H2O=Zr(OH)4↓+2(NH4)2SO4
Zr(OH)4=ZrO2+2H2O
Y2O3+3H2SO4=Y2(SO4)3+3H2O
Y2(SO4)3+6NH3·H2O=2Y(OH)3↓+3(NH4)2SO4
2Y(OH)3=Y2O3+3H2O
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