專利名稱:化學的提純方法-鋯化合物的提純的制作方法
本發(fā)明涉及鋯化合物的提純方法、制備高純鋯化合物的中間體的含鋯復(fù)合物、上述中間體的制備方法以及特別涉及二氧化鋯(氧化鋯;ZrO2)的提純方法。
在電子工業(yè)和部分穩(wěn)定的氧化鋯生產(chǎn)大量需要高純的氧化鋯。世界上大部分的氧化鋯供給是從天然存在的礦物硅酸鋯(鋯石;ZrSiO4)中獲得的，一般常用的從鋯石中提取氧化鋯的方法包括鋯石的熱分解生成氧化鋯和二氧化硅或者鋯石化學分解生成氧化鋯和二氧化硅的衍生物?？墒牵赃@種方式生成的粗氧化鋯一般需要通過進一步化學處理來提純。
給出氧化鋯和二氧化硅的混合物的鋯石熱離解作用為制備氧化鋯提供了一種經(jīng)濟上引人注目的方法。離解的鋯石產(chǎn)物可以用如苛性蘇打的一種強堿來浸出以便溶解二氧化硅和留下氧化鋯或者用如硫酸的一種強酸來浸出，以溶解氧化鋯并生成一種鋯鹽，留下不溶解的二氧化硅。上述苛性堿-浸出法制備氧化鋯，其純度高達99.5%但它必須要經(jīng)過進一步化學處理(一般是在酸中溶解氧化鋯)來產(chǎn)生高純的氧化鋯。上述的酸浸出法所具有的優(yōu)點是能生成一種鋯鹽的酸性溶液或一種水溶性的鋯鹽，它們可以經(jīng)進一步處理以產(chǎn)生含氧化鋯的高純鋯化合物。
最有利的酸浸出方法包括粗氧化鋯在硫酸中的溶解生成硫酸鋯溶液。然后通過堿化以沉淀堿式硫酸鹽或氫氧化物(水合氧化鋯)可回收有鋯的有用成份，例如美國專利U.，S3，389，005陳述了采用加氨的辦法從硫酸鋯溶液中沉淀氫氧化鋯。然而，實際上用這種方式生成的沉淀是膠狀的并很難過濾，而且夾雜了很多雜質(zhì)。正因為此緣故，如福蘭沃茨等(Farnworth etal)所討論的[“特種無機化學制品鋯化學制品的生產(chǎn)、性質(zhì)和應(yīng)用”R.THOMPSON(編)，化學會，倫敦1980 257頁]盡管堿式硫酸鹽的沉淀是最佳的，但是從硫酸鋯溶液中獲得堿式硫酸鹽的理想沉淀的條件是難以控制的，因此，通常后續(xù)程序是使硫酸鋯轉(zhuǎn)化成鋯的氯氧化物和如日本專利申請公開號23975/69所陳述的加硫酸或一種硫酸鹽的鹽類使堿式硫酸鹽沉淀。
目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過從在一種低PH值的硫酸鋯水溶液中沉淀鋯復(fù)合物的方法來生產(chǎn)包括氧化鋯的高純鋯的化合物是可能的。這個方法具有的優(yōu)點是可以從硫酸鋯溶液中直接沉淀上述鋯復(fù)合物，這種沉淀物通過過濾能夠容易收集之，而這種鋯復(fù)合物能夠容易地轉(zhuǎn)化成包括氧化鋯的鋯化學制品，而且這種鋯化學制品含有非常低水平的金屬雜質(zhì)。
相應(yīng)地，本發(fā)明提供了制備在煅燒時形成氧化鋯的鋯復(fù)合物的方法，其方法包括制備一種具有PH值不大于零的硫酸鋯水溶液;加入一種氨源到上述硫酸鋯的水溶液中直到上述溶液的PH值是在從0.1到2.5范圍內(nèi)才停止;收集沉淀的鋯復(fù)合物。
這里使用的“氨源”意思是指無水氨、氫氧化銨水溶液、銨鹽以及在所述硫酸鋯水溶液中將產(chǎn)生氨或它的一種鹽的銨化合物和銨復(fù)合物?？梢允褂梅秶鷮拸V的銨鹽類，但最好銨鹽包括例如，硫酸銨和碳酸銨，因為這些鹽類不會把不同的陰離子，以及另外一些雜質(zhì)源，帶入到上述硫酸鋯的水溶液中。
在所述硫酸鋯的水溶液中產(chǎn)生氨或它的一種鹽的合適的化合物和復(fù)合物包括某些有機的酰胺、胺和酰亞胺，例如脲素和六亞甲基四胺。
雖然本發(fā)明方法對使用的硫酸鋯溶液中鋯和硫酸根的含量沒有嚴格的要求，但是，最佳是使用一種硫酸鋯溶液，其中鋯含量大於每升75克(以氧化物ZrO2表示)硫酸根含量大於每升180克(以SO4表示)。
本發(fā)明的方法中，氨源被加入到硫酸鋯的水溶液中直到該溶液PH值達到從0.1到2.5范圍才停止。當PH值是在從1.0到2.0范圍之內(nèi)時，氨源的加入最好是不連續(xù)的。
對于本技術(shù)領(lǐng)域：
的那些熟練技術(shù)人員來說很顯然的是通過鋯化合物，例如氧化鋯，在硫酸中溶解來制備硫酸鋯水溶液，將會導(dǎo)致硫酸鋯水溶液帶有相當高含量的硫酸根離子。實際上，在本發(fā)明的方法中，已經(jīng)指出對硫酸鋯水溶液加足夠的氨源，最佳的是在2倍硫酸根和鋯的摩爾濃度差中提供1摩爾氨濃度｛即NH3(摩爾)＝2[Zr(摩爾)-SO4(摩爾)]｝。
根據(jù)本發(fā)明的方法，在加入氨源于上述硫酸鋯水溶液過程中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在上述溶液的氨源加入處起初可能生成云狀沉淀，因此在氨源加入于上述硫酸鋯水溶液時要強力攪拌以便消散任何初始的云狀沉淀和得到一種清澈的溶液。
在加入氨源期間所保持的硫酸鋯水溶液的溫度不是精確嚴格要求的而是在很大程度上取決于上述含水溶液的濃度。本技術(shù)領(lǐng)域：
的熟練技術(shù)人員會意識到氨源(堿性的)加入到上述水溶液(酸性的)中會產(chǎn)生熱，而實際上本發(fā)明已經(jīng)證明在加入進行期間允許溶液溫度升高，向環(huán)境溫度下上述水溶液加入氨源是適宜的。然而，溶液溫度在環(huán)境溫度以上或環(huán)境溫度以下也是合乎要求的，而且不要經(jīng)過過多試驗就可以確定最佳溫度的。
實際上，一旦氨源的加入結(jié)束時，已經(jīng)表明讓清澈溶液維持原狀而鋯復(fù)合物沉淀下來是適宜的。以此方式生成的鋯復(fù)合物呈現(xiàn)為晶狀，可采用過濾方法容易地收集之。如果需要，如此收集的鋯復(fù)合物還可以經(jīng)洗滌。上述的鋯復(fù)合物在水中是易溶性的，因此最好是用一種飽和水溶液來洗滌，比較好的為硫酸銨，或一種極性水混溶的有機溶劑，如甲醇、乙醇或丙酮。
在經(jīng)洗滌和干燥以后，按照本發(fā)明方法所制備的鋯復(fù)合物是白色的、脆性的、自由流動的、細分裂形式的材料。元素分析表明根據(jù)本發(fā)明所制備的鋯復(fù)合物包含鋯、氨、硫酸鹽和取決于干燥程度的水份。上述復(fù)合物中的鋯、氨和硫酸鹽組份比例看來似乎取決于上述復(fù)合物從那兒結(jié)晶而出的溶液中初始的鋯硫酸鹽和氨的濃度。
因此，根據(jù)本發(fā)明的方法所制備的鋯復(fù)合物被認為是新穎的，因而在本發(fā)明的另一個實施例中給出一種硫酸銨鋯復(fù)合物特征在于它可以從硫酸鋯的一種水溶液中通過加入一種氨源使該溶液PH值調(diào)節(jié)至在從0.1到2.5范圍內(nèi)而結(jié)晶形成。
在另一個本發(fā)明的實施例中，給出一種較佳的硫酸銨鋯復(fù)合物包含摩爾比為2∶2∶3的NH4ZrO2和SO4和具有以后在例1中描述的一種X-射線衍射圖。
根據(jù)本發(fā)明的方法所制備的鋯復(fù)合物含有出乎意料低水平的金屬雜質(zhì)。因此本發(fā)明的方法突出地適合于制備包括氧化鋯高純鋯化學制品。例如可以煅燒本發(fā)明的鋯復(fù)合物，得到的高純度的白色氧化鋯粉末，與從硫酸鋯溶液中通過沉淀水合氧化鋯并進一步煅燒得到氧化鋯的方法所制備的氧化鋯相比，含有出乎意料低水平的金屬雜質(zhì)。另一方面，因為本發(fā)明的鋯復(fù)合物在水中是易溶的，所以可以把它們?nèi)芙庥谒泻桶阉鼈冝D(zhuǎn)化成所需要的鋯化合物或鋯復(fù)合物。
本發(fā)明的方法可以有利地用于鋯化合物的提純?？偟膩碚f，例如，根據(jù)本發(fā)明的方法可以把鋯的化合物轉(zhuǎn)化成硫酸鹽和進一步處理，以便得到可轉(zhuǎn)化成所要求的鋯化合物的本發(fā)明的鋯復(fù)合物。
在本發(fā)明的另外一個實施例中，給出提純鋯化合物的一種方法，該方法包括用濃硫酸處理鋯的化合物使鋯化合物轉(zhuǎn)化成硫酸鋯;溶解在水中使硫酸鋯以形成一種硫酸鋯的水溶液;加氨源到上述硫酸鋯水溶液中，直到該溶液的PH值在從0.1到2.5范圍內(nèi)才停止;收集沉淀的鋯復(fù)合物;和使上述鋯復(fù)合物轉(zhuǎn)化成所要求的鋯化合物。
本發(fā)明的方法可特別有利地用于從天然存在的礦物斜鋯石來源中所獲得的氧化鋯的提純。通過鋯石的熱離解成氧化鋯和二氧化硅獲得離解的鋯石和回收不純的氧化鋯。
因此，在本發(fā)明的另一個實施例中給出氧化鋯提純的一種方法，該方法包括用濃硫酸在從200℃到400℃的范圍內(nèi)的溫度下浸出含氧化鋯的粗礦物，并收集在冷卻時所形成的不溶解的產(chǎn)物;用水來浸出不溶解的產(chǎn)物得到一種硫酸鋯的水溶液;加一種氨源到上述硫酸鋯的水溶液中，直到該溶液的PH值是在從0.1到2.5范圍內(nèi)才停止;收集沉淀的鋯復(fù)合物;和煅燒鋯復(fù)合物而得到氧化鋯。
以下是通過例子來說明本發(fā)明而決不是限制本發(fā)明，其中除掉另有注明外所有的份數(shù)是指體積份數(shù)，除另有注明以外所有的百分數(shù)是重量百分數(shù)。
例1
此例闡明根據(jù)本發(fā)明的方法來制備鋯復(fù)合物。把采用熱離解鋯石的方法所獲得的離解的鋯石用濃硫酸在從200℃到400℃的范圍內(nèi)的溫度下浸出。在冷卻時過濾淤漿，而濾餅被溶解在蒸餾水中以得到鋯含量大約為每升90克(以ZrO2表示)和硫酸根含量大約每升220克(以SO4表示)的一種溶液。
慢慢地加入一種氨的水溶液(16.5%按重量計)到上述攪動的硫酸鋯水溶液中，應(yīng)注意在氨加入處生成的云狀沉淀并在攪拌下很快消散而得到一種清澈的溶液，繼續(xù)加入氨水，看到溶液的PH值達到近似為2時才停止，然后讓清澈的溶液放置過夜。
在室溫下放置過夜以后，便形成一種白色的看來象晶體的沉淀物，經(jīng)過過濾來收集這種沉淀物。該產(chǎn)物的特征在于它的X-射線粉末照相圖象，在此詳細記錄如下，其中，第一數(shù)字是埃(
)為單位的D值，每根線的相對強度記載為非常非常強(VVS)，強(S)，中等(M)，弱(W)或?qū)?br)。應(yīng)該注意的是由于鋯對X-射線的高吸收作用，這種粉末照相圖象可能出現(xiàn)過份的復(fù)雜情況用埃(
)作單位的D值，相對強度13.6，VVS;11.7，S;9.5，M;8.9，M;8.0，W;7.45，M;6.9，M;5.0，W;4.6，M;4.0，W;3.8，br;3.5-3.4，br;3.20，M;3.10，W;2.95，(br);2.90，br;2.79，M;2.64，M;2.54，M;2.42，br;2.18，br;2.00，br;1.88，W;1.82，W;1.75，W;11.65，W。
用水來洗滌此沉淀物，再在100℃下烘干，得到一種白色固體的本發(fā)明的鋯復(fù)合物(在煅燒以后，以氧化鋯計算回收率83%)。
慢慢加入氨的水溶液(16.5%按重量計)到攪動的濾液中，直到該溶液的PH值達到7.4才停止。然后通過過濾收集膠狀的淤漿，再用水洗滌和在100℃下烘干，得到一種白色固體的殘留產(chǎn)物。
例2
本發(fā)明的鋯復(fù)合物試樣和殘留產(chǎn)物在1000℃下煅燒2小時得到氧化鋯，這種氧化鋯以JNC455光譜純氧化鋯(四價鋯氧化物)批號S90420 BR(來源于約翰遜-馬賽化學試劑有限公司)(Johson-Matthey Chemicals Ltd)作為直接對比標準通過重復(fù)X-射線熒光分析法對雜質(zhì)進行分析
本發(fā)明的鋯復(fù)合物經(jīng)過煅燒所產(chǎn)生的氧化鋯是白色粉末，經(jīng)測定其中含有鈾18ppm;釷12ppm;鐵39ppm;釔69ppm;鈦15ppm和鉀29ppm(所有都以元素表示)。使用這種分析方法測定的試樣中鈣、硅和鋁的含量比標準中這些元素含量少。
殘留產(chǎn)物經(jīng)煅燒所產(chǎn)生的氧化鋯是一種淡棕色粉末，經(jīng)測定，其中含有釔4520ppm;鈾1140ppm;釷500ppm;鐵1180ppm;鈦820ppm;鉀70ppm;硅110ppm;和鋁2180ppm。
例3
使用硫酸鋯濃度為200克/升的水溶液重復(fù)例1中所描述的程序。
經(jīng)過過濾收集沉淀物，并在100℃下烘干得到白色固體(從煅燒后所獲得氧化鋯重量計算鋯的回收率是62%)。
產(chǎn)物的一種試樣經(jīng)煅燒后給出白色固體形的氧化鋯。試樣的分析采用例2所描述的方法，得出該產(chǎn)物含有釔56ppm;鈾25ppm;鐵11ppm;鈦15ppm;和鉀81ppm(以存在時元素重量計算)。使用這種分析方法，試樣中測得的釷、鈣、硅和鋁的含量比標準中這些元素的含量少。
例4
采用例1的方法制備硫酸鋯溶液。分析得出鋯含量為100克/升(以ZrO2表示)和硫酸根含量為240克/升。以16.5%重量/體積溶液形式加5.3摩爾的氨于2升的上述溶液中。這種氨在大約30多分鐘時間內(nèi)加到近似50毫升體積的攪動的硫酸鋯溶液的等分試樣中。
當所有的氨被加入時，溶液的溫度是35℃，該溶液經(jīng)受攪拌，直到溶液變成清澈為止，然后讓它冷卻到室溫，再放置過夜。
收集生成的沉淀物，并用3份乙醇和7份水的混合液來洗滌，接著在50℃干燥，得到445克產(chǎn)物試樣在1000℃時灼燒損失是59.74%，給出以ZrO2計算的得效率為88.8%。
例5
在例4制備的鋯復(fù)合物試樣在1000℃煅燒2小時，并用例2給出的相同的分析方法進行分析。
上述鋯復(fù)合物經(jīng)過煅燒所產(chǎn)生的氧化鋯是白色粉末，經(jīng)測定其中含有鈾3ppm;釷檢測不出;鐵1ppm;釔75ppm;鈦5ppm和鉀25ppm(所有均以元素表示)。使用這種分析方法測得的試樣中鈣、硅和鋁的含量比標準中的這些元素含量少。
例6
采用例1的方法制備硫酸鋯溶液。分析得出鋯含量為192克/升(以ZrO2表示)和硫酸根含量為457克/升。
把在100毫升水中溶解的22.5克的六亞甲基四胺加入到100毫升的上述溶液中。攪拌這清澈溶液3小時，然后讓它放置過夜。
過濾生成的沉淀物(a)和用3份乙醇和7份水的溶液來洗滌。
加入過量的氨到上述濾液中。收集生成的沉淀物(b)并在1000℃煅燒2小時，得到3.5克的一種淡棕色粉末。
經(jīng)過扣除，沉淀物(a)的ZrO2含量是15.7克以ZrO2計算的回收率是82%。
例7
在例6中制備的沉淀物(a)的試樣在1000℃煅燒2小時，并按照例2使用的相同的分析方法進行分析。
由上述鋯復(fù)合物通過煅燒所產(chǎn)生的氧化鋯是一種白色粉末，經(jīng)測定其中含有鈾30ppm;釷28ppm;鐵2ppm;釔160ppm;鉀45ppm;鈣22ppm;硅45ppm;和鋁12ppm。
本例闡明根據(jù)本發(fā)明的方法提純市售的硫酸鋯四水合物。
在蒸餾水中溶解市售的硫酸鋯四水合物來制備硫酸鋯溶液。該溶液分析得出鋯含量為195克/升(以ZrO2表示)和硫酸根含量為338克/升(以SO4表示)。
對上述溶液的一個50毫升等分試樣加7.53克的硫酸銨。在晶體溶解以后，用緩慢加蒸餾水到攪動的溶液中的方法把總體積擴充到80毫升。
對上述溶液加17.96毫升的氫氧化銨水溶液(一種10.8摩爾溶液的0.194摩爾)。應(yīng)加入的氨量是根據(jù)下面方程式來計算的
氨(摩爾)＝2[硫酸根(摩爾)-鋯(摩爾)]
把氫氧化銨溶液一滴滴地加入到攪拌的硫酸銨溶液中經(jīng)過大約15多分鐘，在滴加一結(jié)束時，混合物含有一些膠狀的沉淀物，然后慢慢地攪拌這混合物過夜(大約16小時)。
生成的沉淀物是白色針狀的晶體形式，通過過濾收集這晶體，然后用甲基化酒精洗滌這晶體，再讓它在室溫下空氣干燥6小時。該產(chǎn)物秤重為21.3克，在1000℃煅燒時損失是61%，給出以氧化鋯計算的鋯回收率為86%。
例9
把如在例8中所敘述制備的鋯復(fù)合物和例8中所使用的市售硫酸鋯四水合物的試樣在1000℃煅燒歷時2小時，這樣形成的氧化鋯產(chǎn)物然后用如例2提到的方法進行分析，其分析結(jié)果如下雜質(zhì) 氧化鋯的雜質(zhì)含量(ppm)
來自市售 來自例8制備的
硫酸鋯 鋯復(fù)合物
釔 16 10
鈾 9 9
釷 29 BS
鐵 168 BS
鈦 233 41
鈣 50 BS
鉀 17 BS
硅 471 BS
鋁 BS BS
(BS表示含量低于所使用的分析標準的元素含量)
例10
把分析具有鋯含量為178克/升(以ZrO2表示)和硫酸根含量為455克/升的硫酸鋯溶液(112毫升)用蒸餾水稀釋到200毫升。
把碳酸銨(33.1克)分批地添加到強力地攪拌的上述溶液中。一旦加完后把這溶液擱在一邊，并讓其結(jié)晶。
生成的沉淀物是白色的針狀的晶體形式，經(jīng)過濾收集之，用50%的酒精水溶液(120毫升)洗滌，然后放在65℃的烘箱中干燥。該產(chǎn)物秤重為28.7克，在1000℃煅燒時損失是57%，給出以氧化鋯計算的鋯回收率為67%。
放置的過濾液給出第二批晶體，經(jīng)洗滌和干燥以后該產(chǎn)物秤重為5.4克，而在1000℃煅燒時損失是59.6%給出以氧化鋯計算的鋯回收率為12%。
用另一批7.6克碳酸銨來處理來源于第二批晶體產(chǎn)物的濾液，該碳酸銨是分批地加入到攪拌的濾液中得到最終的溶液PH值為1.5。一旦加完，就把該溶液放置一邊讓其結(jié)晶。生成的沉淀物在收集、洗滌和干燥后給出4.6克的產(chǎn)物。煅燒時重量損失是59.4%，給出以氧化鋯計算回收率為10%，而總的鋯回收率為89%。
采用例2所給的相同的分析方法對鋯復(fù)合物的第一批晶體產(chǎn)物經(jīng)過煅燒所制備的氧化鋯進行分析，如此制備的氧化鋯是白色粉末，經(jīng)分析其中含有釔65ppm;鈾12ppm;釷13ppm;鐵2ppm;鈦27ppm;鈣13ppm;鉀8ppm;和氯89ppm。使用這種分析方法表明試樣中的硅和鋁含量是少於標準中硅和鋁含量。
例11
根據(jù)例1的方法制備硫酸鋯溶液。分析得出鋯含量為117克/升(以氧化鋯表示)和硫酸根含量為181克/升。在強力攪拌下把23毫升的氫氧化銨水溶液(16.5%)加到100毫升的上述溶液中。
加入一旦結(jié)束時，所得溶液的PH值是1.0，并讓它放置48小時。
通過過濾收集所生成的晶體沉淀物并用無水酒精洗滌。在空氣烘箱中于100℃干燥以后，該產(chǎn)物(17.6克)放在1000℃下煅燒，給出8.3克的氧化鋯，這表示出鋯的回收率為82%。
對經(jīng)煅燒制備的白色粉末狀氧化鋯采用例2所給的相同的分析方法進行分析，指出其中含有釔143ppm;鈾37ppm;釷25ppm;鐵14ppm;鈦17ppm;鈣8ppm;鉀23ppm;氯195ppm;硅56ppm;和鋁9ppm。
例12
制備具有鋯含量為119.8克/升(以氧化鋯表示)和硫酸根含量為303.3克/升(以三氧化硫來表示)的一種流酸鋯溶液。
在強力地攪拌下對上述溶液加入足夠的硫酸銨以便得到(溶液的)氨濃度為24.9克/升(以氨來表示)。加入一旦結(jié)束時，讓該溶液靜置，再用過濾收集生成的沉淀物。再干燥該產(chǎn)物，然后經(jīng)煅燒得到氧化鋯(以氧化鋯計算的回收率為88.5%)。
采用在例2中給出的相同方法來分析由煅燒制備的氧化鋯，指出其中含有釔182ppm;鈾8ppm;釷24ppm;鐵136ppm;鈦108ppm;鈣108ppm;鉀29ppm;硅92ppm;和鋁134ppm。
比較例
本例證示根據(jù)本發(fā)明的方法制備的硫酸鋯銨復(fù)合物經(jīng)煅燒制備的氧化鋯與從硫酸鋯溶液加堿到使PH值為4.0所說沉淀的水合氧化鋯經(jīng)煅燒制備的氧化鋯作對比所提高的純度。
除添加足夠的氨水使最終溶液的PH值為4.0以外，其余重復(fù)例1的程序，形成一種稠膠狀的水合氧化鋯的沉淀物。這種沉淀物，過濾收集和洗滌是非常困難的。
水合氧化鋯的試樣經(jīng)烘干，然后在1000℃煅燒2小時給出氧化鋯。按在例2中提出的方法來進行分析，其分析結(jié)果與根據(jù)如在例1中所敘述的本發(fā)明的方法所制備的產(chǎn)物在例2所獲的結(jié)果對比列出如下
雜質(zhì) 氧化鋯的雜質(zhì)含量(ppm)
來自水含的 來自例1的
氧化鋯 鋯復(fù)合物
(比較例)
釔 343 69
鈾 71 18
釷 193 12
鐵 329 39
鈦 418 15
鈣 0 BS
鉀 6 29
硅 0 BS
鋁 378 BS
(BS表示含量低于所使用的分析標準的元素含量)
權(quán)利要求
1、一種在煅燒時形成氧化鋯的鋯復(fù)合物的制備方法，該方法包括制備PH值不大於零的硫酸鋯水溶液；把一種氨源加入到上述硫酸鋯溶液中，直到該溶液的PH值是在從0.1到2.5范圍內(nèi)才停止；和收集沉淀的鋯復(fù)合物。
2、根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種方法，其中所述的氨源是選自無水氨，氫氧化銨水溶液、銨鹽以及在上述硫酸鋯溶液中能產(chǎn)生氨或它的一種鹽的銨化合物和銨復(fù)合物。
3、根據(jù)權(quán)利要求
1或權(quán)利要求
2所述的一種方法，其中所述的氨源被加入直到所述溶液的PH值是從1.0到2.0的范圍內(nèi)才停止。
4、根據(jù)權(quán)利要求
1到3中任何一個權(quán)利要求
所述的一種方法，其中，所述的硫酸鋯水溶液具有鋯含量大於75克/升(以氧化物ZrO2表示)和硫酸根含量大於180克/升(以SO4表示)以及加入的氨源量是足夠做到在2倍硫酸根和鋯摩爾濃度之差中提供1摩爾氨濃度
5、根據(jù)權(quán)利要求
1到4中的任何一個權(quán)利要求
所述的一種方法，其中所述的氨源是選自氫氧化銨水溶液和氨。
6、根據(jù)權(quán)利要求
1到5中的任何一個權(quán)利要求
所述的一種方法，其中所述的氨源是硫酸銨。
7、根據(jù)權(quán)利要求
1到6中任何一個權(quán)利要求
的方法所制備的鋯復(fù)合物。
8、硫酸鋯銨復(fù)合物的特征在于該復(fù)合物是從一種硫酸鋯的水溶液中通過加入一種氨源到所述溶液中直到所述溶液的PH值是在從0.1到2.5范圍內(nèi)才停止，再經(jīng)過結(jié)晶而形成的。
9、根據(jù)權(quán)利要求
8所述的一種復(fù)合物，其特征在于所述的氨源是選自無水氨、氫氧化銨水溶液、銨鹽以及在上述硫酸鋯銨水溶液中能產(chǎn)生氨或它的一種鹽的銨復(fù)化合物和銨復(fù)合物，和其中所述的氨源被加入直到該溶液的PH值是在從1.0到2.0范圍內(nèi)才停止。
10、根據(jù)權(quán)利要求
8或9所述的一種復(fù)合物，其特征在于所述的硫酸鋯水溶液具有鋯含量大於75克/升(氧化物ZrO2來表示)和硫酸根含量大於180/升(以SO4來表示)和加入的上述的氨源量是足夠做到在2倍硫酸根和鋯的摩爾濃度之差中提供1摩爾氨濃度。
11、根據(jù)權(quán)利要求
8到10中的任何一個權(quán)利要求
所述的一種復(fù)合物，其中所述的氨源是選自氫氧化銨水溶液和氨。
12、根據(jù)權(quán)利要求
8到10中的任何一個權(quán)利要求
所述的一種復(fù)合物，其中所述的氨源是硫酸銨。
13、一種硫酸鋯銨復(fù)合物，其特征在于它包括摩爾比為2∶2∶3的NH4，ZrO2和SO4以及它具有如參閱例1所描述的X-射線衍射圖。
14、一種鋯復(fù)合物提純的方法，其方法包括通過用濃硫酸處理鋯化合物，把鋯化物轉(zhuǎn)化成硫酸鋯;把硫酸鋯溶解于水中形成一種硫酸鋯水溶液;根據(jù)權(quán)利要求
1到16中的任何一個權(quán)利要求
所述的方法從上述硫酸鋯的水溶液出發(fā)制備鋯復(fù)合物;和把上述鋯復(fù)合物轉(zhuǎn)化成所要求的鋯化合物。
15、根據(jù)權(quán)利要求
14所述的一種方法來進行氧化鋯的提純。
16、根據(jù)權(quán)利要求
14所述的一種方法，其中，所述的鋯復(fù)合物是通過煅燒被轉(zhuǎn)化成氧化鋯。
17、一種氧化鋯的提純方法，該方法包括用濃硫酸在從200℃到400℃的范圍內(nèi)某一溫度下浸出含氧化鋯的粗料和收集冷卻時生成不溶解的產(chǎn)物;用水浸出上述不溶解的產(chǎn)物收得硫酸鋯的一種水溶液;按照權(quán)利要求
1到6中的任何一個權(quán)利要求
所述的方法從上述的硫酸鋯水溶液出發(fā)制備一種鋯復(fù)合物;煅燒這種鋯復(fù)合物得到氧化鋯。
18、根據(jù)權(quán)利要求
1到6或14到17中的任何一個權(quán)利要求
所述的一種方法，該方法是基本上如參閱例1到例12中任何一個例子所敘述的。
19、根據(jù)權(quán)利要求
7到13中的任何一個權(quán)利要求
所述的一種鋯復(fù)合物，該復(fù)合物是基本上如參閱例1到例12中的任何一個例子所敘述的。
專利摘要
本發(fā)明涉及在煅燒時形成氧化鋯的鋯復(fù)合物的制備方法。通過加一種氨源于硫酸鋯水溶液使溶液pH值在從0.1到2.5范圍內(nèi)，而最好是1.0到2.0來制備鋯復(fù)合物。從溶液中沉淀的鋯復(fù)合物呈現(xiàn)為晶體，該晶體通過過濾容易收集，而且具有低水平的金屬雜質(zhì)含量。因此，本發(fā)明的方法可有利地用于鋯化合物的提純。本發(fā)明還包括鋯復(fù)合物和包括氧化鋯在內(nèi)的鋯化合物的提純方法。
文檔編號C01G25/06GK86103022SQ86103022
公開日1986年10月29日 申請日期1986年4月29日
發(fā)明者肯·發(fā)·恩加, 安格斯·約翰·哈托肖恩, 大衛(wèi)·休斯·詹金斯 申請人:帝國化學公司澳大利亞有限公司, 科學和工業(yè)研究組織聯(lián)邦導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan