AT99657B - Verfahren zur Trennung von Zirkonium und Hafnium. - Google Patents
Verfahren zur Trennung von Zirkonium und Hafnium.Info
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Description
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Verfahren zur Trennung von Zirkonium und Hafnium.
Die Erfindung bezieht sich auf die Trennung von Zirkonium und dem Element, dessen Atomnummer 72 ist, nämlich Hafnium. Zur Konzentrierung des neuen Elementes kann man ein Hafnium enthaltendes Zirkonmineral aufschliessen und das so gewonnene Gemisch von Zirkon-und Hafniumsaix kristallisieren. Da aber Zirkon und Hafnium einander chemisch sehr ähnlich sind, wird die Kristallisieruna- bei vielen Salzgemischen nicht zu der gewünschten Trennung führen.
Gemäss der Erfindung besteht das Verfahren zur Trennung von Zirkonium und Hafnium durch
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oder der entsprechenden Säuren durch fraktionierte Kristallisation kann gemäss der Erfindung in Gegenwart von Fluorwasserstoffsäure und vorzugsweise auch in Gegenwart eines Überschusses des Kations erfolgen, wobei letzteres durch Zusatz einer geeigneten Menge eines löslichen Salzes, in dem das Metall (X) das gleiche wie in den Doppelfluoriden des Hafniums und Zirkoniums ist, erhalten wird.
Es werden gute Ergebnisse erhalten, wenn man von einer Lösung der Alkalidoppelfluoride ausgeht, z. B. einer solchen der Kaliumdoppelfluoride. Es empfiehlt sich, aus der Lösung der Doppelfluoride alle etwa darin anwesenden anderen Metalle zu entfernen, ehe man die fraktionierte Kristallisation vornimmt.
Zur Herstellung der Lösung der Doppelfluoride oder der entsprechenden Säuren aus den hafniumhaltigen Zirkonmineralen können verschiedene Verfahren angewendet werden.
Zu einem Mineral, wie z. B. dem im Handel erhältlichen Zirkonoxyd, kann eine geeignete Menge Kaliumbifluorid KFl-HFl zugesetzt und dann das Gemisch der beiden Stoffe geschmolzen werden.
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Ein anderes Verfahren besteht darin, dass man zunächst das Mineral in Fluorwasserstoffsäure löst und dann die erforderliche Menge Kaliumbifluorid zusetzt.
Nach einem dritten Verfahren kann der Ausgangsstoff mit einem geeigneten Mittel geschmolzen werden und die Verbindungen können dann durch Zusatz eines Fluorids, eines Bifluorids oder von Fluorwasserstoffsäure in die gewünschten Doppelfluoride oder Säuren umgewandelt werden.
Ein Beispiel der Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung soll noch näher beschrieben werden.
DasMineral, z. B. Alvit, wird mit der dreifachen Menge Kaliumbifluorid geschmolzen, so dass die Kaliumdoppelfluoride des Hafniums und Zirkoniums gebildet werden. Das so erhaltene Produkt wird in einer siedenden Lösung von 10% Fluorwasserstoffsäure und 5% Kaliumfluorid gelöst. Auf diese Weise werden nur Verbindungen von Zirkonium und Hafnium und von etwa vorhandenen Titan, Niob, Tantal u. dgl. in Lösung gebracht, andere Verunreinigungen bleiben aber zurück. Die erhaltene Lösung wird filtriert und abgekühlt, wodurch die Hauptmenge auskristallisiert.
Da das Doppelfluorid des Hafniums leichter löslich ist als das Doppelf1uorid des Zirkoniums, so
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Die Mutterlauge enthalt dagegen eine erheblich grössere Menge Hafnium als die ursprüngliche Lösung, und das Zirkonium kann daraus durch wiederholte Kristallisation in gleicher Weise entfernt werden.
Ausgehend von einer Lösung, die im Verhältnis zum Zirkongehalt 11 % Hafnium enthält, kann man nach fünf Kristallisationen eine Fraktion bekommen, welche aus nahezu hafniumfreiem Zirkonsalz besteht.
Das Hafnium konzentriert sich in der Mutterlauge ; nach fraktionnierter Kristallisation hat die neunte Mutterlauge 30% Hafnium im Verhältnis zum Zirkon.
Die Beimischungen von Titan, Niob, Tantal u. dgl. können in irgendeiner bekannten Weise aus der erhaltenen Lösung entfernt werden, so dass schliesslich eine im wesentlichen reine Lösung von KaliumHafniumfluorid zurückbleibt. Vorzugsweise findet jedoch diese Entfernung statt, ehe man zur Kristallsation übergeht.
Die erwähnte Lösung wird zur Trockne eingedampft, worauf man das Hafniumdoppelfluorid in irgendeine andere Hafniumverbindung und in das Metall überführen kann, beispielsweise in der für Zirkon bekannten Weise.
Metallisches Hafnium kann folgendermassen erhalten werden : Zu einer Lösung des erhaltenen Doppelfluorids wird ein Überschuss einer Base zugesetzt, wodurch das Hydroxyd des Hafniums gefällt wird. Das Hydroxyd wird durch Erhitzen in das Oxyd übergeführt, und dadurch, dass letzteres in einer geeigneten, für die Reduktion von Zirkonoxyd bekannten Weise reduziert wird, erhält man metallisches Hafnium.
Das Hafnium kann in ähnlicher Weise vollständig aus der Kristallmasse entfernt werden, indem man die erhaltenen Kristalle in einer frischen Lösung von Fluorwasserstoffsäure löst, diese wieder zur Kristallisation bringt usw. Es ist daher möglich, auch im wesentlichen reines Zirkon herzustellen.
Im nachfolgenden soll unter dem Ausdruck "ein hoher Prozentsatz" auch 100 % und unter dem Ausdruck "Doppe1f1uoride" auch die entsprechenden Säuren verstanden werden.
PATENT-AN SPRÜCHE :
1. Verfahren zur Trennung von Zirkonium und Hafnium durch fraktionierte Kristallisation, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Lösung der Doppelfluoride des Hafniums und Zirkoniums ausgegangen wird.
Claims (1)
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Lösung der Alkalidoppelfluoride des Hafniums und Zirkoniums ausgegangen wird.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Lösung der Doppelfluoride vor der Kristallisation freie Fluorwasserstoffsäure zugefügt wird.4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ausserdem ein Überschuss des Kations zu der Lösung der Doppelfluoride zugesetzt wird.5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene Mischung der Doppelfluoride vor der fraktionierten Kristallisation von Beimengungen befreit wird.6. Verfahren zur Herstellung von Hafnium aus einer Masse, die Hafnium-und Zirkoniumverbindungen enthält, dadurch gekennzeichnet, dass diese Verbindungen in Doppelfluoride übergeführt werden, diese Salze durch fraktionierte Kristallisation getrennt werden und das erhaltene Doppelfluorid des Hafniums in metallisches Hafnium übergeführt wird.
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