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Verfahren zur Trennung von Hafnium und Zirkonium.
Die Erfindung bezieht, ich auf ein Verfahren zur Trennung von Hafnium und Zirkonium, insbesondere auf ein Verfahren zur Trennung der Phosphate des Hafniums und des Zirkoniums. Nach dem Stammpatent Nr. 105049 kann die Trennung von Hafnium und Zirkonium dadurch herbeigeführt werden, dass man von einer Lösung ihrer Phosphate in konzentrierter Schwefelsäure ausgeht. Diese Lösung kann nun einer fraktionierten Fällung unterworfen werden. Zu diesem Zweck kann man der konzentricrten Schwefelsäurelosung eine gewisse Menge eines Fällungsmittels, z. B. Wasser zusetzen.
Es wird dann ein Gemisch von Hafnium- und Zirkoniumphosphat ausgefällt. das verhältnismässig mehr Hafnium enthält als die Schwefelsäurelosung. Um mittels dieses Verfahrens eine gehörige Trennung herbeizufuhren. ist es nötig, dass der Schwefelsäurelosung eine nicht allzu grosse Menge des Fällungsmittels zugesetzt und demnach die Schwefelsäure nicht allzusehr verdünnt wird. Es hat sich ergeben, dass das Filtrieren der nach w ; e vor stark schwefelsauren Lösung von Schwierigkeiten begleitet ist, da die meisten Filtriermittel, z. B. FJtrierappier. von starker Schwefelsäure angegriffen werden. Die Erfindung hat zum Zweck, diese Schwierigkeit zu beheben.
Gemäss der Erfindung besteht das Verfahren zur Trennung von Hafnium und Zirkonium, bei welchem dem Stammpatent Nr. 105049 gemäss von einer Lösung der Phosphate des Hafniums und des Zirkoniums in konzentrierter Schwefelsäure ausgegangen wird, darin, dass zu dieser Lösung eines oder mehrere der andern Salze des Hafniums und Zirkoniums zugesetzt wird worauf man nötigenfalls auch ein Fällungsmittel hinzufügt.
Zweckmässig mischt man die konzentriert schwefelsaure Phosphatlösung mit einer Lösung eines oder mehrerer der andein Salze des Hafniums und Zirkoniums in konzentrierter Schwefelsäure und setzt darauf ein Fällungsmittel zu. Als solches kann mit Erfolg Wasser benutzt werden. Die Fällung kann
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trierte Schwefelsäure genügend verdünnt wird. um ohne Schwierigkeitfiltiert werden zu können. Während das Phosphat nun quantitativ gefällt ist. werden Hafnium und Zirkonium nur zum Teil gefällt und bleiben iür den restlichen Teil an den andern Säurerest gebunden in Lösung. Das gefällte Phosphat enthält nun verhältnismässig mehr Hafnium als die ursprüngliche konzentrierte Sehwefelsäurelösung.
Man kann auch durch Zusatz einer Lösung eines oder mehrerer der andern Salze des Hafniums und Zirkoniums in einer verdünnten Säure zu der konzentriert schwefelsauren Phosphatlösung eine Scheidung herbeiführen. Gleichzeitig mit der Mischung dieser Lösungen wird dann das Phosphat des Hafniums und Zirkoniums aus der Lösung ausgefällt.
Das Verhältnis der Phosphatmenge und der Menge eines andern Salzes des Hafniums und Zirkoniums, das man zur Ausübung dieses Verfahrens verwenden will. hängt von der Frage ab, ob man eine weitgehende Trennung von Hafnium und Zirkonium bei Ausfällung von verhältnismässig geringeren Gesamtmengen beider Elemente oder eine Fällung grösserer Mengen mit weniger guter Trennung wünscht.
Im ersteren Falle wird man die in der stark schwefelsauren Lösung vorhandene Phosphatmenge kleiner wählen als im zweiten Falle.
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erzen am leichtesten in die Form von Phosphaten umsetzen lassen, wird man in der Regel für die Herstellung der andern Hafnium- und Zirkoniumsalze, die man zu der konzentriert schwefelsauren Phosphatlösung zusetzt, gleichfalls von Phosphaten ausgehen. Diese kann man in andere Salze des Hafniums und Zirkoniums überführen, wenn man das Gemisch von Hafnium- und Zirkoniumphosphat in ein fluor-
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Oxyde des Hafniums und Zirkoniums ausfällt und gegebenenfalls diese Oxyde in einem sauren Mittel in andere Salze des Hafniums und Zirkoniums Überführt.
Die Erfindung soll an Hand der folgenden Ausführungsvorschrift näher beschrieben werden. Man geht von einer gewissen Menge hafniumhaltigem Zirkoniumphosphat aus und teilt diese in zwei annähernd gleiche Teile. Eine Hälfte wird in konzentrierter Schwefelsäure gelöst. die andere Hälfte wird mit Fluorwasserstoffsäure versetzt, so dass komplexe Verbindungen entstehen, die mit Natronlauge zersetzt werden, wobei die Oxyde des Hafniums und Zirkoniums gebildet werden. Diese Oxyde versetzt man mit konzentrierter Schwefelsäure ; dabei entstehen die Sulfate des Hafniums und Zirkoniums.
Man fügt nun die schwefelsaure Phosphatlösung und. die schwefelsaure Sulfatlosung zusammen, fällt aus dem Gemisch dieser Lösungen mit einem Überschuss an Wasser das Phosphat quantitativ aus und filtriert dieses ver- hältnismässig mehr Hafnium als die Lösung enthaltende Phosphat ab. Das so erhaltene hafniumreiche Phosphat teilt man wiederum in zwei Teile und verfährt mit ihnen in gleicher Weise wie oben beschrieben.
Es ist nicht notwendig, die Oxyde des Hafniums und Zirkoniums zunächst mit konzentrierter Schwefelsäure zu versetzen und dann die so erhaltenen Lösungen mit der konzentriert schwefelsauren Phosphatlösung zu mischen, man kann selbstverständlich die Oxyde des Hafniums und Zirkoniums auch
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gebildet werden.
Statt die Oxyde des Hafniums und Zirkoniums mit konzentrierter Schwefelsäure zu versetzen, kann man sie auch mit einer verdünnten Säure, z. B. verdünnter Schwefelsäure, versetzen, wobei gleichfalls die Sulfate des Hafniums und Zirkoniums entstehen. Mischt man nun aber die konzentriert schwefelsaure Phosphatlösung mit der verdünnt schwetelsauren Sulfatlösung, so werden durch das in der ver- dünnten Schwefelsäure enthaltene Wasser, schon bei Mischung, die Phosphate des Hafniums und Zirkoniums gefällt, so dass es sich dann erübrigt, noch ein besonderes Fällungsmittel zu verwenden.
Es ist weiter festgestellt worden, dass durch Fortsetzen dieses Verfahrens eine weitgehende Trennung des Hafniums und Zirkoniums herbeigeführt werden kann und dass bei jedem Schritt die Konzentration an Hafnium wesentlich zunimmt. In dem hier beschriebenen Beispiel enthalten die in vier aufeinander-
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hafniumhaltige Zirkoniumphosphat nicht in zwei gleiche Teile, sondern ist die unmittelbar in konzentrierte Schwefelsäure eingeführte Phosphatmenge kleiner als die Phosphatmenge, die man in das andere Salz des Hafniums und Zirkoniums überführt, so wird bei allerdings kleinerer Ausbeute die Trennung noch günstiger.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Trennung von Hafnium und Zirkonium, bei welchem eine Lösung der Phosphate des Hafniums und Zirkoniums in konzentrierter Schwefelsäure einer fraktionierten Fällung unterworfen wird, nach dem Stammpatent Nr. 105049, dadurch gekennzeichnet, dass zu dieser Lösung eines oder mehrere der andern Salze des Hafniums und Zirkoniums zugesetzt wird, worauf man nötigenfalls auch ein Fällungsmittel hinzufügt.