[發(fā)明專利]一種金屬氯化物水溶液的處理方法

有效

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• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103449514A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張珂
• 申請（專利權(quán)）人: 張珂
• 主分類號: C01G25/00
• 分類號: C01G25/00;C01F17/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;李玉秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水溶液處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬氯化物水溶液的處理方法。

背景技術(shù)

鋯的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，主要以硅酸鋯、氧化鋯的形式應(yīng)用于陶瓷、耐火材料等領(lǐng)域，這部分的應(yīng)用占鋯消費的90%以上。另外，由于金屬鋯具有優(yōu)異的核性能，其熱中子吸收截面小，僅為0.18×10^-28，因此鋯及鋯合金的另一個重要用途就是作為核動力反應(yīng)堆的燃料包覆材料和其他結(jié)構(gòu)材料；鋯也是一種活性金屬，對氧有很高的親合力，在室溫的空氣中會形成保護氧化膜，使得鋯及其合金具有優(yōu)良的抗腐蝕性能，并且鋯也具有良好的力學(xué)和傳熱性能，以及顯著的成本優(yōu)勢，使其成為當(dāng)今石油化工領(lǐng)域優(yōu)異的耐蝕結(jié)構(gòu)材料。

鋯產(chǎn)品的主要原料是鋯英砂，全球90%的氧氯化鋯（初級產(chǎn)品）的生產(chǎn)能力在中國。目前，國內(nèi)鋯的加工能力為12萬噸/年，實際產(chǎn)量在8萬噸/年，85%以上出口，全球鋯市場供不應(yīng)求。

氧氯化鋯是重要的鋯鹽基礎(chǔ)化工產(chǎn)品，以氧氯化鋯為原料可以制備氧化鋯、硫酸鋯、碳酸鋯等鋯化學(xué)制品，廣泛用于陶瓷、化工、輕工、電子等行業(yè)。氧氯化鋯作為初級產(chǎn)品主要被加工成二氧化鋯及其復(fù)合物，國內(nèi)僅部分穩(wěn)定及穩(wěn)定氧化鋯陶瓷每年的產(chǎn)量約1萬噸，消耗氧氯化鋯約3萬噸。其主要工藝是添加穩(wěn)定劑或不添加穩(wěn)定劑的氧氯化鋯溶液與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋯或復(fù)合氫氧化物，再經(jīng)煅燒得到氧化鋯或其復(fù)合氧化物。但是此生產(chǎn)工藝中，每生產(chǎn)一噸氧化鋯復(fù)合粉就會生產(chǎn)約40噸氨氮廢水，并且在其煅燒過程中還會排放出氯化銨。每生產(chǎn)一噸氧化鋯復(fù)合粉所生產(chǎn)的含氨氮廢水和廢氣大約折合0.43噸氨氣，這些氨氮廢水要達到國家排放標準，處理費用較高。

并且，目前氧氯化鋯主要采用鋯英砂-酸（鹽酸）-堿法生產(chǎn)氧氯化鋯，包括堿熔、水洗轉(zhuǎn)型、酸化、濃縮結(jié)晶、酸浸除鐵等工序。氧氯化鋯本身的生產(chǎn)工藝導(dǎo)致其中含有大量的鹽酸，工業(yè)氧氯化鋯溶于水時其pH值小于1，而只有在pH值為5左右時，溶液才會出現(xiàn)沉淀，過量的酸需要多余的沉淀劑去中和，因此也會消耗大量的氨水等含氨氮的沉淀劑。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種金屬氯化物水溶液的處理方法，該方法可減少沉淀劑用量。

本發(fā)明提供了一種金屬氯化物水溶液的處理方法，包括：

A）將金屬氯化物水溶液進行電解；所述金屬氯化物水溶液中含有氯化氫。

優(yōu)選的，所述步驟A）還包括：電解后，加入沉淀劑。

優(yōu)選的，所述金屬氯化物為氧氯化鋯、氯化鈰、氯化鐠與氯化釹中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述金屬氯化物為氧氯化鋯。

優(yōu)選的，所述步驟A）中電解至金屬氯化物水溶液的pH值為1～10。

優(yōu)選的，所述電解的方法為直接電解法或離子交換膜電解法。

優(yōu)選的，所述離子交換膜電解法的離子交換膜為陰離子膜交換膜。

優(yōu)選的，所述電解使用氧陰極為電解陰極。

優(yōu)選的，所述電解的電壓≥2.1V。

本發(fā)明提供了一種金屬氯化物水溶液的處理方法，將金屬氯化物水溶液進行電解；所述金屬氯化物水溶液中含有氯化氫。與現(xiàn)有技術(shù)直接在金屬氯化物水溶液中加入沉淀劑相比，本發(fā)明采用電解的方法對金屬氯化物水溶液進行處理，首先，除去了部分金屬氯化物水溶液中的氯化氫，可直接得到金屬沉淀物或者減少后續(xù)工藝中沉淀劑的用量，進而減少了廢水的產(chǎn)生，并且也可同時得到副產(chǎn)物氫氣和氯氣；其次，沉淀劑用量的減少，也可減少后續(xù)金屬沉淀物中雜質(zhì)的含量，進而減少洗滌水的用量。

實驗結(jié)果表明，采用本發(fā)明處理的金屬氯化物水溶液沉淀劑的用量可減少65.5%。

附圖說明

圖1為直接電解法示意圖；

圖2為離子交換膜電解法示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種金屬氯化物水溶液的處理方法，包括：

A）將金屬氯化物水溶液進行電解；所述金屬氯化物水溶液中含有氯化氫。

本發(fā)明對所有原料的來源并沒有特殊的限制，為市售即可。

其中，所述金屬氯化物為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的活性高于氫的金屬氯化物即可，并無特殊的限制，為減少成本，適用于工業(yè)化生成，所述金屬氯化物優(yōu)選為工業(yè)金屬氯化物；所述金屬氯化物的種類優(yōu)選為氧氯化鋯、氯化鈰、氯化鐠與氯化釹中的一種或多種，更優(yōu)選為氧氯化鋯。