一種堿式碳酸鋯的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種堿式碳酸鋯的制備方法。其工藝步驟為：a、用堿調(diào)整硫酸鈉溶液的pH值大于7，沉降0.5-5h后過(guò)濾，濾液備用；b、將氧氯化鋯配成濃度為280～320g/L的溶液，將氧氯化鋯溶液升溫到不低于70℃后，再邊加熱邊加硫酸鈉溶液，反應(yīng)中無(wú)水硫酸鈉與氧氯化鋯重量比為1：1~4；c、加完硫酸鈉溶液后，升溫到70-95℃并進(jìn)行保溫0.5-5h；d、保溫結(jié)束后，將體系溫度降到30-70℃，再加入碳酸氫鈉溶液，將體系升溫到60-90度并繼續(xù)保溫0.5-5h，無(wú)水硫酸鈉與碳酸氫鈉重量比為1：0.8-3；e、保溫結(jié)束后，過(guò)濾，用水洗到硫酸根合格，將物料制成漿料，滴加酸度為0.5-10N的酸至體系pH為2-6之間，并保持0.5-3h后過(guò)濾，洗滌3-7次，離心就得到堿式碳酸鋯。本方法與其他方法對(duì)比，產(chǎn)品活性高，本方法的溶液濃度高，產(chǎn)出量大，收率也高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種堿式碳酸鋯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化合物合成領(lǐng)域，尤其涉及一種堿式碳酸鋯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]堿式碳酸鋯，是有機(jī)鋯鹽及其他鋯制品主要的原料，它廣泛應(yīng)用于化妝品、造紙化學(xué)品、汽車(chē)凈化處理及油漆助劑等行業(yè)。由于制備堿式碳酸鋯的方法和工藝條件不同，所以其分子式中的二氧化鋯與二氧化碳的摩爾比在4:1~1:1之間變化。目前堿式碳酸鋯主要有一步合成法、兩步合成法和固相合成法。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)01821766.4 “堿式碳酸鋯鈉及堿式碳酸鋯及制備方法”為一步合成法，其將氧氯化鋯與純堿混合而后在足夠的溫度下加熱足夠的時(shí)間以形成堿式碳酸鋯鈉。隨后用酸滴定堿式碳酸鋯鈉漿料至PH 3.5-4.0轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鋯。工藝具有回收率高，硫酸根含量低等優(yōu)點(diǎn)，但是該也有工藝控制較復(fù)雜，原材料適應(yīng)性差，產(chǎn)品的活性較低及質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。
[0004]兩步合成法，也稱(chēng)“分步液沉淀法”，其工藝路線為:氧氯化鋯溶液中加入硫酸或硫酸鹽進(jìn)行第一步轉(zhuǎn)化后得堿式硫酸鋯，然后用純堿進(jìn)行第二步轉(zhuǎn)化得堿式碳酸鋯。兩步法生產(chǎn)工藝控制較簡(jiǎn)單，產(chǎn)品活性好等優(yōu)點(diǎn)，但是回收率較低，成本相對(duì)高及設(shè)備等不足。
[0005]中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)01127301.1“一種固態(tài)生產(chǎn)工藝”為固相合成法。其具體內(nèi)容是以鋯的強(qiáng)酸鹽與堿或堿土 (包括銨)的碳酸鹽按一定比例混合，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢?、研磨，使之完全反?yīng)，再經(jīng)水洗、脫水即生產(chǎn)出堿式碳酸鋯。該方法生產(chǎn)堿式碳酸鋯工藝流程短，能耗低，廢水較少。但是因?yàn)槭枪滔喾磻?yīng)，產(chǎn)品一致性差，活性差，而且該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，如大批次反應(yīng)，會(huì)造成局部過(guò)熱導(dǎo)致堿式碳酸鋯分解，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種產(chǎn)品活性高、產(chǎn)出量大、收率高的堿式碳酸鋯的制備方法。
[0007]—種堿式碳酸鋯的制備方法，其工藝步驟為:
a、將無(wú)水硫酸鈉配成溶液，用堿調(diào)整硫酸鈉溶液的pH值大于7，沉降0.5-5h后，過(guò)濾，濾液備用；
b、將氧氯化鋯配成濃度為280~320g/L的溶液，將氧氯化鋯溶液升溫到不低于70°C后，再邊加熱邊加硫酸鈉溶液，反應(yīng)中無(wú)水硫酸鈉與氧氯化鋯重量比為1:1~4 ；
C、加完硫酸鈉溶液后，升溫到70-95°C并進(jìn)行保溫0.5-5h ；
d、保溫結(jié)束后，將體系溫度降到30-70°C，再加入碳酸氫鈉溶液，加完碳酸氫鈉，將體系升溫到60-90度并繼續(xù)保溫0.5-5h，其中無(wú)水硫酸鈉與碳酸氫鈉重量比為1:0.8-3 ；
e、保溫結(jié)束后，過(guò)濾，用水洗到硫酸根合格為為止，將物料制成衆(zhòng)料，滴加酸度為
0.5-10N的酸至體系pH為2-6之間，并保持0.5_3h后過(guò)濾，洗滌3-7次，離心就得到堿式碳酸鋯。
[0008]為了獲得更好的技術(shù)效果，步驟b中，所述的無(wú)水硫酸鈉與氧氯化鋯重量比為1:1.8-2.5 ;步驟C中，保溫溫度為85-90°C ;步驟c中，保溫時(shí)間為l_3h ;步驟d中，保溫結(jié)束后，將體系溫度降到50-65°C ;步驟d中,無(wú)水硫酸鈉與碳酸氫鈉重量比為1:1-1.8 ;步驟d中，體系升溫到70-85度并繼續(xù)保溫l-3h ;步驟e中，0.5-10N的酸表示1.5-1OmoI/L的酸。
[0009]本方法與其他方法對(duì)比，產(chǎn)品活性高，本方法的溶液濃度高，產(chǎn)出量大，收率也高。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0011]實(shí)施例1
一種堿式碳酸鋯的制備方法，其工藝步驟為:
a、將無(wú)水硫酸鈉配成質(zhì)量比為31.2%的溶液，用氫氧化鈉溶液調(diào)整硫酸鈉溶液的pH值為8,沉降0.5h后,過(guò)濾,濾液備用；
b、將氧氯化鋯配成質(zhì)量濃度為282g/L的溶液，將氧氯化鋯溶液升溫到73°C后，再邊加熱邊加硫酸鈉溶液，使體系溫度在58-60°C,反應(yīng)中無(wú)水硫酸鈉與氧氯化鋯重量比為1:1.8 ；
C、加完硫酸鈉溶液后，升溫到88-90°C并進(jìn)行保溫Ih ；
d、保溫結(jié)束后，將體系溫度降到50°C，再加入碳酸氫鈉溶液，使體系溫度在50-55°C，加完碳酸氫鈉后，將體系升溫到70-75度并繼續(xù)保溫lh，其中無(wú)水硫酸鈉與碳酸氫鈉重量比為1:1;` e、保溫結(jié)束后，過(guò)濾，用水料比為4: I的水量過(guò)濾洗滌4次，硫酸根合格，將物料制成漿料，滴加酸度為0.5mol/L的稀鹽酸至體系pH穩(wěn)定在3.9，并保持0.5h后過(guò)濾，洗滌3次，離心10分鐘就得到堿式碳酸鋯，其質(zhì)量含量檢測(cè)結(jié)果為:堿式碳酸鋯(按氧化鋯質(zhì)量比計(jì)算)41.35%，氧化鈉0.0021%，硫酸根0.0355%，三氧化二鐵0.0008%。
[0012]實(shí)施例2:
一種堿式碳酸鋯的制備方法，其工藝步驟為:
a、將無(wú)水硫酸鈉配成質(zhì)量比為28%的溶液,用氫氧化鈉溶液調(diào)整硫酸鈉溶液的pH值為7，沉降Ih后，過(guò)濾，濾液備用；
b、將氧氯化鋯配成質(zhì)量濃度為301g/L的溶液，將氧氯化鋯溶液升溫到80°C后，再邊加熱邊加硫酸鈉溶液，使體系溫度在55-60°C,反應(yīng)中無(wú)水硫酸鈉與氧氯化鋯重量比為1:2 ；
C、加完硫酸鈉溶液后，升溫到85-90°C并進(jìn)行保溫1.5h ；
d、保溫結(jié)束后，將體系溫度降到55°C，再加入碳酸氫鈉溶液，使體系溫度在55-60°C，加完碳酸氫鈉后，將體系升溫到80-85度并繼續(xù)保溫2h，其中無(wú)水硫酸鈉與碳酸氫鈉重量比為1:1.2 ;
e、保溫結(jié)束后，過(guò)濾，用水料比為6: I的水量過(guò)濾洗滌5次，硫酸根合格，將物料制成漿料，滴加酸度為3mol/L的稀鹽酸至體系pH穩(wěn)定在3.95，并保持Ih后過(guò)濾，洗滌4次，離心15分鐘就得到堿式碳酸鋯，其質(zhì)量含量檢測(cè)結(jié)果為:堿式碳酸鋯(按氧化鋯質(zhì)量比計(jì)算)40.85%，氧化鈉 0.0018%，硫酸根 0.0450%，三氧化二鐵 0.0009%。
[0013]實(shí)施例3
一種堿式碳酸鋯的制備方法，其工藝步驟為:
a、將無(wú)水硫酸鈉配成質(zhì)量比為32%的溶液,用氫氧化鈉溶液調(diào)整硫酸鈉溶液的pH值為9，沉降0.75h后，過(guò)濾，濾液備用；
b、將氧氯化鋯配成質(zhì)量濃度為320g/L的溶液，將氧氯化鋯溶液升溫到85°C后，再邊加熱邊加硫酸鈉溶液，使體系溫度在60-65°C,反應(yīng)中無(wú)水硫酸鈉與氧氯化鋯重量比為1:
2.5 ；
C、加完硫酸鈉溶液后，升溫到85-90°C并進(jìn)行保溫2h ；
d、保溫結(jié)束后，將體系溫度降到65°C，再加入碳酸氫鈉溶液，使體系溫度在60-65°C，加完碳酸氫鈉后，將體系升溫到80-85度并繼續(xù)保溫0.5h，其中無(wú)水硫酸鈉與碳酸氫鈉重量比為1:1.5 ;
e、保溫結(jié)束后，過(guò)濾，用水料比為3: I的水量過(guò)濾洗滌7次，硫酸根合格，將物料制成漿料，滴加酸度為lOmol/L的稀鹽酸至體系pH穩(wěn)定在4.00，并保持1.5h后過(guò)濾，洗滌5次，離心10分鐘就得到堿式碳酸鋯，其質(zhì)量含量檢測(cè)結(jié)果為:堿式碳酸鋯(按氧化鋯質(zhì)量比計(jì)算)40.30%，氧化鈉0.0028%，硫酸根0.0562%，三氧化二鐵0.0009%。
[0014]實(shí)施例4
一種堿式碳酸鋯的制備方法，其工藝步驟為:
a、將無(wú)水硫酸鈉配成質(zhì)量比為31%的溶液,用氫氧化鈉溶液調(diào)整硫酸鈉溶液的pH值為
8,沉降1.5h后,過(guò)濾,濾液備用； b、將氧氯化鋯配成質(zhì)量濃度為300g/L的溶液，將氧氯化鋯溶液升溫到100°C后，再邊加熱邊加硫酸鈉溶液，使體系溫度在70-75°C,反應(yīng)中無(wú)水硫酸鈉與氧氯化鋯重量比為1:
2.3 ；
C、加完硫酸鈉溶液后，升溫到88-90°C并進(jìn)行保溫3h ；
d、保溫結(jié)束后，將體系溫度降到58°C，再加入碳酸氫鈉溶液，使體系溫度在60-63°C，加完碳酸氫鈉后，將體系升溫到80-83度并繼續(xù)保溫3h，其中無(wú)水硫酸鈉與碳酸氫鈉重量比為1:1.8 ;
e、保溫結(jié)束后，過(guò)濾，用水料比為2: I的水量過(guò)濾洗滌8次，硫酸根合格，將物料制成漿料，滴加酸度為8mol/L的稀鹽酸至體系pH穩(wěn)定在3.98，并保持2h后過(guò)濾，洗滌6次，離心20分鐘就得到堿式碳酸鋯，其質(zhì)量含量檢測(cè)結(jié)果為:堿式碳酸鋯(按氧化鋯質(zhì)量比計(jì)算)39.65%，氧化鈉 0.0008%，硫酸根 0.06543%，三氧化二鐵 0.0009%。
[0015]實(shí)施例5
一種堿式碳酸鋯的制備方法，其工藝步驟為:
a、將無(wú)水硫酸鈉配成質(zhì)量比為25%的溶液,用氫氧化鈉溶液調(diào)整硫酸鈉溶液的pH值為10,沉降2h后,過(guò)濾,濾液備用；
b、將氧氯化鋯配成質(zhì)量濃度為305g/L的溶液，將氧氯化鋯溶液升溫到90°C后，再邊加熱邊加硫酸鈉溶液，使體系溫度在80-85°C,反應(yīng)中無(wú)水硫酸鈉與氧氯化鋯重量比為1:1.8 ；
C、加完硫酸鈉溶液后，升溫到88-90°C并進(jìn)行保溫2h ；
d、保溫結(jié)束后，將體系溫度降到56°C，再加入碳酸氫鈉溶液，使體系溫度在62-65°C，加完碳酸氫鈉后，將體系升溫到75-80度并繼續(xù)保溫1.5h，其中無(wú)水硫酸鈉與碳酸氫鈉重量比為1:1.4 ;
e、保溫結(jié)束后，過(guò)濾，用水料比為3: I的水量過(guò)濾洗滌8次，硫酸根合格，將物料制成漿料，滴加酸度為6mol/L的稀鹽酸至體系pH穩(wěn)定在3.95-4.00，并保持2h后過(guò)濾，洗滌5次，離心30分鐘就得到堿式碳酸鋯，其質(zhì)量含量檢測(cè)結(jié)果為:堿式碳酸鋯(按氧化鋯質(zhì)量比計(jì)算)41.23%，氧化鈉0.0005%，硫酸根0.0362%，三氧化二鐵0.0009%。
[0016]本方法與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、分步液相沉淀法、液相堿式碳酸錯(cuò)鈉法制得堿式碳酸錯(cuò)質(zhì)量對(duì)比情況和產(chǎn)出率對(duì)比情況，見(jiàn)表1和表2。
[0017]
_表1不_方法制各誠(chéng)式後駿塗萬(wàn)αλβ對(duì)g_
【權(quán)利要求】
1.一種堿式碳酸鋯的制備方法，其工藝步驟為: a、將無(wú)水硫酸鈉配成溶液，用堿調(diào)整硫酸鈉溶液的pH值大于7，沉降0.5-5h后，過(guò)濾，濾液備用； b、將氧氯化鋯配成濃度為280~320g/L的溶液，將氧氯化鋯溶液升溫到不低于70°C后，再邊加熱邊加硫酸鈉溶液，反應(yīng)中無(wú)水硫酸鈉與氧氯化鋯重量比為1:1~4 ； C、加完硫酸鈉溶液后，升溫到70-95°C并進(jìn)行保溫0.5-5h ； d、保溫結(jié)束后，將體系溫度降到30-70°C，再加入碳酸氫鈉溶液，加完碳酸氫鈉，將體系升溫到60-90度并繼續(xù)保溫0.5-5h，其中無(wú)水硫酸鈉與碳酸氫鈉重量比為1:0.8-3 ； e、保溫結(jié)束后，過(guò)濾，用水洗到硫酸根合格為為止，將物料制成衆(zhòng)料，滴加酸度為0.5-10N的酸至體系pH為2-6之間，并保持0.5_3h后過(guò)濾，洗滌3-7次，離心就得到堿式碳酸鋯。
2.如權(quán)利要求1所述的堿式碳酸鋯的制備方法，其特征在于:步驟b中，所述的無(wú)水硫酸鈉與氧氯 化錯(cuò)重量比為1:1.8-2.5。
3.如權(quán)利要求1所述的堿式碳酸鋯的制備方法，其特征在于:步驟c中，保溫溫度為85-90。。。
4.如權(quán)利要求1所述的堿式碳酸鋯的制備方法，其特征在于:步驟c中，保溫時(shí)間為l-3h。
5.如權(quán)利要求1所述的堿式碳酸鋯的制備方法，其特征在于:步驟d中，保溫結(jié)束后，將體系溫度降到50-65°C。
6.如權(quán)利要求1所述的堿式碳酸鋯的制備方法，其特征在于:步驟d中，無(wú)水硫酸鈉與碳酸氫鈉重量比為1:1-1.8。
7.如權(quán)利要求1所述的堿式碳酸鋯的制備方法，其特征在于:步驟d中，體系升溫到70-85度并繼續(xù)保溫l_3h。
【文檔編號(hào)】C01G25/00GK103482700SQ201310380947
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】邱才華, 吳江, 陳忠錫, 張尚, 諶美玲 申請(qǐng)人:江西晶安高科技股份有限公司