[發明專利]環境友好低成本的工業碳酸鋯生產方法

有效

• 申請號: 201711410711.6
• 申請日: 2017-12-23
• 公開（公告）號: CN107840363B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 郝本清
• 申請（專利權）人: 淄博廣通化工有限責任公司
• 主分類號: C01G25/00
• 分類號: C01G25/00
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 傅玉英

本發明是一種環境友好低成本的工業碳酸鋯的生產方法。屬于鋯的化合物制備方法。其特征在于將粗品碳酸鋯工段和產品碳酸鋯工段產生的洗滌水和過濾母液，用于堿式硫酸鋯工段，替代無離子水，用作堿式硫酸鋯洗滌用水和原料氧氯化鋯配制用水以及粗品碳酸鋯裝置中的原料堿式硫酸鋯制漿用水。每噸碳酸鋯產品無離子水消耗降低到6.8噸以下，節省無水硫酸鈉89.8％以上，節省碳酸鈉32.8％以上，合計降低產品原材料消耗約342元/噸。碳酸鋯產品裝置排放的碳酸鋯洗滌水及過濾母液，大部分得到回收利用。大部分無離子水和其攜帶的化學品回收利用，大幅度降低了降低了生產成本，減輕了水處理裝置的負荷。

技術領域

本發明是一種環境友好低成本的工業碳酸鋯的生產方法。屬于鋯的化合物制備方法。

背景技術

鋯是德國化學家卡拉普羅特(Martin Heinrich Kaproth)于1789年首次在鋯英石(Zircon)中發現的，并制備了二氧化鋯。

碳酸鋯Zr₂O(CO₃).nH₂O，亦稱為堿式碳酸鋯ZrO₂CO₂·nH₂O或稱碳酸氧鋯。是一種重要的鋯化合物，廣泛用于功能陶瓷、結構陶瓷、化妝品止汗劑、汽車尾氣凈化催化劑、造紙耐水交聯劑、油漆油墨催干劑，同時也是生產超細二氧化硅較為經濟的原材料。

碳酸鋯液相分步沉淀合成法具有工藝控制較簡單，產品質量穩定，活性較好等優點，被廣泛采用。液相分步沉淀合成法工藝是以氧氯化鋯為起始原料，首先將其配制成一定濃度的水溶液，在溶液中添加濃硫酸或硫酸鈉，加熱水解，生成堿式硫酸鋯，然后，加入碳酸鈉溶液，將其轉化為碳酸鋯產品。其反應、如下：

ZrOCl₂+H₂SO₄→ZrOSO₄+HCl

ZrOSO₄+NaCO₃→ZrOCO₃+Na₂SO₄

生產過程中，各步驟原料溶液的配制用去離子水、中間產品的制漿用去離子水、特別是中間體堿式硫酸鋯、碳酸鋯粗品以及最終產品碳酸鋯都用去離子水洗滌，產生大量的洗滌水及過濾母液，每噸產品耗用去離子水超過15噸。現有技術中，碳酸鋯生產工段產生的廢水均未回收利用，去離子水攜帶過量的原料、部分中間產品及副產品和最終產品等化學品全部一次排放。造成去離子水和部分原料的流失，導致生產成本居高不下。

具體來講，現有技術中的工業碳酸鋯生產工藝存在如下不足：

1.生產過程中，各步驟原料溶液的配制、中間產品的洗滌后制漿全部使用去離子水，導致去離子水消耗量過大。

2.粗品碳酸鋯工段中排放的碳酸鋯粗品洗滌水中，含有大量的硫酸鹽和純堿，未得到回收利用而全部排放。導致大量去離子水和洗滌水中攜帶的硫酸鈉及碳酸鈉化學品的資源浪費，也增加了水處理工段的負荷。

3.碳酸鋯產品工段排放的碳酸鋯洗滌水及過濾母液，未得到回收利用而全部排放。導致去離子水和其攜帶的化學品的流失，也增加了水處理工段的負荷。

以上看來，在制備碳酸鋯生產過程中產生、排放大量的工業廢水，包括洗滌水和洗滌后物料真空吸濾或離心甩干母液。不經回收利用直接排放，既浪費資源又污染環境，同時也提高了生產成本。急待尋求解決方案?，F有技術中還尚未見到理想的回收利用方法。

發明內容

本發明的目的在于避免上述現有技術中的不足之處，而提供一種將工業碳酸鋯生產過程中，碳酸鋯產品工段和粗品碳酸鋯工段產生的洗滌水及過濾母液收集，作為堿式硫酸鋯中間體洗滌、制漿及原料溶解用水，完全替代去離子水，多次循環利用的低成本環保型工業碳酸鋯的生產方法。