CN108793245B - 高纯硝酸氧锆水溶液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高纯硝酸氧锆水溶液及其制备方法和应用,这种高纯硝酸氧锆水溶液ZrO2含量5%~35%,杂质Na、Fe、P、Al、Si和Pb含量小于50ppm,杂质Cl含量小于100ppm。该高纯硝酸氧锆水溶液制备包含配制盐溶液、沉淀反应、离子交换、水洗、酸溶、浓缩和密封包装。本发明所制备的高纯硝酸氧锆水溶液可用于催化剂、电子产品的制备。
Description
技术领域
本发明涉及化工原料制备技术领域,为一种高纯硝酸氧锆水溶液及其制备方法和应用,本发明所制备的高纯硝酸氧锆水溶液主要用于催化剂、电子产品的制备。
背景技术
硝酸氧锆为一种重要的化工原料,可以用作测定钾和氟化物的试剂,也用于发光剂和耐火材料的制备,同时也可用于催化剂、电子产品的制备。
硝酸氧锆溶液目前主要有两种制备路线。第一种以四氯化锆固体为起始原料,加去离子水水解,加入双氧水去氯离子,加入氨水沉淀,加入去离子水洗涤,加入浓硝酸溶解,最后浓缩。第二种以氧化锆固体为起始原料,加入浓硫酸-硫酸铵溶解,加入氨水沉淀,加入去离子水洗涤,加入浓硝酸溶解,最后浓缩。
以上两种工艺沉淀剂均为氨水,氨水为一种易挥发性物质,导致生产车间环境恶劣。同时,这两种方法制备得到的硝酸氧锆水溶液杂质含量偏高,不能完全满足催化剂、电子产品的制备要求。
因此市场是急需一种杂质含量可控,溶液澄清的高纯硝酸氧锆水溶液,以满足催化剂、电子产品等对杂质含量较高要求。
发明内容
针对现有硝酸氧锆杂质含量不能完全满足要求,配制得到溶液较难完全溶解,不能满足催化剂、电子产品的制备的问题,本发明目的在于提供一种高纯硝酸氧锆水溶液产品。
本发明的再一目的在于:提供一种产品的制备方法。
本发明的又一目的在于:提供一种上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现:一种高纯硝酸氧锆水溶液,其特征在于,ZrO2含量5%~35%,杂质Na、Fe、P、Al、Si和Pb含量小于50ppm,杂质Cl含量小于100ppm。
本发明提供一种高纯硝酸氧锆水溶液的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤1配制盐溶液:加入去离子水配制锆盐溶液;
步骤2沉淀反应:升温加热,加入沉淀剂,调节体系pH值,固液分离;
步骤3离子交换:升温加热,加入一定量的离子交换试剂,固液分离;
步骤4水洗:升温加热,加入去离子水洗涤,固液分离;
步骤5酸溶:升温加热,加入酸溶解,固液分离;
步骤6浓缩:将步骤5得到溶液脱水浓缩;
步骤7密封包装:将步骤6得到高纯硝酸氧锆水溶液密封包装。
其中,步骤1中所述的锆盐为氧氯化锆,硝酸锆或醋酸锆;所述的锆盐浓度为2~6%。
步骤2所述的沉淀剂为液碱或烧碱,调节pH值为7~9。
步骤3所述离子交换剂为硝酸或其盐溶液,交换若干次,加入量为ZrO2的0.0025~0.02%。
所述步骤5加入的酸为浓硝酸。
所述步骤6浓缩方式为冷冻干燥、超过滤法,透析法或减压蒸馏。
所述步骤1-5固液分离方式为抽滤、离心或板框过滤。
一种高纯硝酸氧锆水溶液应用于催化剂、电子产品的制备。
通过实验找到一种制备高纯硝酸氧锆水溶的制备工艺,为催化剂、电子产品的制备提供可靠稳定、杂质含量合格的、品质较高的硝酸氧锆水溶液。
附图说明
图1为一种高纯硝酸氧锆水溶液制备工艺示意图。
具体实施方式
以下实例用于更详细地说明本发明,但本发明并不限于此。
高纯硝酸氧锆水溶液采用热处理法测定ZrO2重量百分含量。
高纯硝酸氧锆水溶液采用分光光度法测定氯离子含量。
高纯硝酸氧锆水溶液采用PE ICP-OES, Optima 2000 DV测试其他杂质含量。
实施例1
如图1所示的本发明高纯硝酸氧锆水溶液制备工艺示意图:依序按下述步骤:
(1)取10.0 kg氧氯化锆,加入去离子水100L溶解,配制得5wt%ZrO2溶液。
(2)升温到70℃,滴加8.62kg 30wt液碱至步骤(1)盐溶液中,调节pH值为9.0,老化3h,静置过夜,固液分离。
(3)将步骤 (2)得到的滤饼加入去离子水80L打浆,加入36克硝酸铵,升温到75℃保温1h,固液分离。重复此步骤3次。
(4)将步骤 (3)得到的滤饼加入去离子水80L打浆,升温到75℃保温1h,固液分离。重复此步骤1次。
(5)将步骤 (4)得到的滤饼加5283克68wt%浓硝酸溶液打浆,升温到75℃保温4h,完全溶解,固液分离。
(6)将步骤 (5)得到的硝酸氧锆水溶液,抽真空旋转蒸发8h,得到进一步浓缩的硝酸氧锆水溶液。
(7)密封包装。
实施例2
重复实施例1步骤(1)-(5),然后密封包装,此过程未经脱水浓缩。
实施例3
重复实施例1步骤(1)-(5),步骤(6)中抽真空旋转蒸发16h,然后密封包装。
实施例4
(1)将氧氯化锆加10.0 kg,加入去离子水100L溶解,配制得到3.5wt%ZrO2溶液。
(2)升温到80℃,滴加8.62kg 30wt液碱至步骤(1)盐溶液中,调节pH值为8.5,老化4h,静置过夜,固液分离。
(3)将步骤 (2)得到的滤饼加入去离子水80L打浆,加入36克硝酸铵,升温到80℃保温1h,固液分离。重复此步骤3次。
(4)将步骤 (3)得到的滤饼加入去离子水80L打浆,升温到80℃保温1h,固液分离。重复此步骤1次。
(5)将步骤 (4)得到的滤饼加5283克68wt%浓硝酸溶液打浆,升温到80℃保温3h,完全溶解,固液分离。
(6)将步骤 (5)得到的硝酸氧锆水溶液,抽真空旋转蒸发8h,得到进一步浓缩的硝酸氧锆水溶液。
(7)密封包装。
对比例1
(1) 取7.5 kg四氯化锆,加入去离子水100L溶解。
(2)升温到70℃,滴加1.5kg双氧水,尾气碱液吸收。
(3)升温到70℃,加氨水调节pH值9.0,老化3h,静置过夜,固液分离。
(4)将步骤 (3)得到的滤饼加入去离子水80L打浆,升温到75℃保温1h,固液分离。重复此步骤5次。
(5)将步骤 (4)得到的滤饼加5283克68wt%浓硝酸溶液打浆,升温到75℃保温4h,完全溶解,固液分离。
(6)将步骤 (5)得到的硝酸氧锆水溶液,抽真空旋转蒸发约8h,得到进一步浓缩的硝酸氧锆水溶液。
(7)密封包装。
对比例1和实施例1~4所得到的硝酸氧锆水溶液检测数据如表1所示
Claims (1)
1.一种高纯硝酸氧锆水溶液的制备方法,其特征在于,所述的高纯硝酸氧锆水溶液应用于催化剂、电子产品的制备,其中,ZrO2含量5%~35%,杂质Na、Fe、P、Al、Si和Pb含量小于50ppm,杂质Cl含量小于100ppm,包括如下制备步骤:
步骤1配制盐溶液:加入去离子水配制锆盐溶液;
步骤2沉淀反应:升温加热,加入沉淀剂,调节体系pH值,固液分离;
步骤3离子交换:升温加热,加入一定量的离子交换试剂,固液分离;
步骤4水洗:升温加热,加入去离子水洗涤,固液分离;
步骤5酸溶:升温加热,加入酸溶解,固液分离;
步骤6浓缩:将步骤5得到溶液脱水浓缩;
步骤7密封包装:将步骤6得到高纯硝酸氧锆水溶液密封包装;
步骤1中所述的锆盐为氧氯化锆,硝酸锆或醋酸锆中的一种;
步骤1所述的锆盐浓度为2~6%;
步骤2所述的沉淀剂为液碱或烧碱,调节pH值为7~9;
步骤3所述离子交换剂为硝酸或其盐溶液,75-80℃水热条件下交换若干次,加入量为ZrO2的0.0025~0.02%;
所述步骤5加入的酸为浓硝酸;
所述步骤6浓缩方式为冷冻干燥、超过滤法,透析法或减压蒸馏;
所述步骤2-步骤5固液分离方式为抽滤、离心或板框过滤。
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