DE2359173B2 - Verfahren zur herstellung von carbonisiertem zirkonoxidhydrat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Von carbonisiertem Zirkonoxidhydrat durch Umsetzung von Zirkonoxychlorid mit Ammonium- oder Alkalicarbonat.

Zirkonoxidverbindungen werden zur Herstellung hochwertiger optischer Gläser, dielektrischer und piezoelektrischer Verbindungen sowie zur Herstellung keramischer Farbpigmente, z. B. des Typs Zirkonoxid/ Vanadiumpentoxid/Indiumoxid verwendet. Man kann jzur Herstellung der vorgenannten Produkte das (Carbonisierte Zirkonoxidhydrat — gegebenenfalls nach 'Erhitzen auf 120 bis 130 C — der zu diesem Zweck zu calcinierenden Mischung zusetzen. Es ist jedoch auch möglich, direkt das durch Glühen bei 800 bis 900 C gewonnene Zirkonoxid dem Versatz oder der Schmelze zuzusetzen.

Die Herstellung von carbonisiertem Zirkonoxidhydrat der Formel Zr₂O₃(OH)₂CO₂ ■ 7 H₂O bereitet jedoch Schwierigkeiten. Schließt man die Zirkonerze alkalisch auf und behandelt den Aufschluß mit Salzsäure, erhält man als primäres Aufschlußprodukt Zirkonoxychlorid. Versucht man nun durch Umsetzung dieses Zirkonoxychlorids mit Ammoncarbonat in wäßriger Lösung das vorgenannte carbonisierte Zirkonoxidhydrat herzustellen, erhält man, wie z. B. in der DL-Palentschrift 87 566 belegt ist, gelartige Niederschläge, die sehr langsam filtrieren und mit Wasser schlecht gewaschen werden können.

In der DL-Patentschrift 87 566 wird die Schwierigkeit dadurch überwunden, daß man an Steile des primär erhältlichen Zirkonoxychlorids basisches Zirkonsuifat als Ausgangsverbindung verwendet. Das basische Zirkonsulfai ibt aber nicht ein primäres Aufschlußprodukl, sondern muß erst aus dem Oxychlorid hergestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Einsatz von Zirkonoxychlorid ein Verfahren aufzufinden, nach welchem das gewünschte carbonisierte Zirkonoxidhydrat in leicht filtrierbarer und leicht auswaschbarer Form erhalten werden kann.

Überraschenderweise wurde erfindungsgemäß gefunden, di'ß man dies dadurch erreicht, wenn man Zirkonoxychlorid · 8 HnO in einem inerten, unpolaren Lösungsmitte! dispergiert und ohne Zusatz von Wasser mit mindestens äquimolaren Mengen Ammonium-oder Kaliumcarbonat umsetzt, das Umsetzungsprodukt abfiltriert, mit Wasser chloridfrei wäscht und trocknet. Als inertes, unpolares Lösungsmittel bieten sich beispielsweise die chlorierten aliphatischen Verbindungen,

ίο wie beispielsweise Perchloräthylen und homologe Verbindungen an. Die Umsetzung des Ammonium- oder Kalciumcarbonats mit dem Zirkonylchloridoclahydiat läuft bereits bei Zimmertemperatur ab. Si · ist nach 1 bis IV₂ h vollständig. Das dabei gebildete carbonisierte Zirkonoxidhydrat fällt als grobes Pulver an, sedementiert leicht und läßt sich ohne Schwierigkeiten abfiltrieren und auswaschen In Folge der speziellen Verfahrensbedingungen werden auch keine Verunreinigungen im Niederschlag eingeschlossen.

zo Das erfindungsgemäß erhaltene Verfahrensprodukt läßt sich üblicherweise durch Erhitzen auf 120 bis 130 C" zu einem extrem basischen carbonisieren Zirkonoxidhydrat weiterverarbeiten oder bei Temperaturen von 800 bis 900 C zu einem sehr reinen und für die obengenannten Verwendungszwecke besonders geeigneten Zirkonoxid glühen. Diese wehere Behandlung des Verfahrensprodukls bildet aber nicht Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die der Umsetzung zugrunde liegende Reaktionsgleichung kann durch folgende Gleichung wiedergegeben werden:

2 ZrOCI,. · 8 H₂O - 2 (NH.,)₂CO₃

->■ Zr₀O₃(OH)₂CO₂ · 7 H₂O

• 4 NH₄CI 8 H₂O · CO₂
35

Bei dieser Reaktionsgleichung sowie den oben gemachten Ausführungen ist ganz allgemein davon ausgegangen worden, daß es sich nicht um reine Zirkoniumverbindungen, sondern um die in der Na'"~ vergesellschaftet vorkommenden Zirkonium/Hafnium-Verbindungen handelt, wobei der Hafniumanteil nicht abgetrennt worden ist und auch nicht abgetrennt werden muß.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch das folgende Beispiel noch näher erläutert:

Beispiel

In einem 21-Becherglas werden 323 g ZrOCI₂ · 8 H₂O in 800 ml Perchloräthylen dispergiert. Um ein Absetzen des Zirkonoxychlorids zu verhindern, wird die Dispersion mit einem üblichen Laborrührer fortlaufend gerührt. Der Dispersion werden bei 20 C im Verlauf von 10 min 112 g Ammoniumcarbonat zugegeben. Das Reaktionsgemisch v/ird noch l^J/₂ h gerührt, wobei insbesondere am Anfang viel Kohlendioxid entweicht. Der Rührer wird nun abgestellt und entfernt. Man läßt das Reaktionsgemisch absitzen und filtriert das Perchloräthylen ab. Da das Perchloräthylen den Niederschlag nicht benetzt, wird ein perchloräthylenfreier Rückstand erhalten. Der Filterkuchen wird 5mal mit destilliertem Wasser chloridfrei gewaschen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur ,-fersteüung von carbonisierlem Zirkonoxidhydrat durch Urnsetzung von Zirkono*ychlorid mit Ammonium- oder Alkalicarbonat, dadurch gekennzeichnet, daß man Zirkonoxychlorid-oktahydrat in einem inerten, unpolaren Lösungsmittel dispergiert und ohne Zusatz von Wasser mit mindestens äquimolaren Mengen Ammonium- oder Kaliumcarbonat umsetzt; das Umsetzungsprodukt abfiltriert, mit Wasser chloridfrei wäscht und trocknet.