DE833353C - Process for the production of soluble zirconium salts - Google Patents
Process for the production of soluble zirconium saltsInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung löslicher Zirkoniumsalze Gegenstand der Erfindung ist die Eierstellung löslicher Zirkoniumsalze, und zwar ein Verfahren zur Gewinnung wasserlöslicher Ammoniumzirkonsulfate.Process for the preparation of soluble zirconium salts Invention is the egg production of soluble zirconium salts, namely a process for the extraction of water-soluble ammonium zirconium sulphates.
Bisher ist eine allgemeine Methode zur Gewinnung von wasserlöslichen Zirkonsalzen nicht bekanntgeworden. Selbst einfache Zirkonsalze, wie das Zirkonchlorid und das Zirkonsulfat, sind nicht nach einer der für andere Metallsalze sonst üblichen Arbeitsweisen zugänglich, da das praktisch an. erster Stelle als Ausgangsstoff zur Verfügung stehende Zirkonoxyd (Zr0z) sich nicht ohne weiteres und vollständig mit den entsprechenden Säuren umsetzen läßt.So far is a general method of obtaining water-soluble Zirconium salts not known. Even simple zirconium salts such as zirconium chloride and the zirconium sulfate, are not like any of the other metal salts usually used Working methods accessible, as this is practical. first place as starting material for Available zirconium oxide (Zr0z) not readily and completely with can react the corresponding acids.
So reagiert Schwefelsäure erst bei erhöhten Temperaturen mit Zirkonoxyd, und man muß längere Zeit erhitzen, bis man zu der nicht gerade hohen, für diese Arbeitsweise optimalen Ausbeute gelangt. Das so erhältliche Sulfat ist außerdem von harter, glasiger Struktur und schwer aus dem Reaktionsgefäß zu entfernen. Alle Versuche, einen Reaktionsbeschleuniger für diese Umsetzung zu finden, sind bisher ebenso erfolglos geblieben wie offenbar auch alle Anstrengungen, die mechanischen Probleme dieser Arbeitsweise auf praktisch einfache Art und Weise zu lösen.Sulfuric acid only reacts with zirconium oxide at elevated temperatures, and you have to heat for a long time before you get to the not exactly high one for this Working method optimal yield arrives. The sulfate thus obtainable is also hard, glassy structure and difficult to remove from the reaction vessel. All Attempts to find a reaction accelerator for this implementation have been made so far Just as unsuccessful as all efforts, the mechanical ones, evidently To solve problems of this way of working in a practically simple manner.
Durch eine Alkalibisulfatschmelze von Zirkonoxyd ist es möglich, ein lösliches Zirkonsulfat zu erhalten. Aber auch mit dieser bekannten Methode erzielt man erst bei Anwendung eines großen Bisulfatüberschusses gute Ausbeute eines Zirkonsulfats, das durch nicht leicht zu beseitigendes Alkali verunreinigt ist.With an alkali bisulphate melt of zirconium oxide it is possible to create a To obtain soluble zirconium sulfate. But also achieved with this known method a good yield of zirconium sulfate is only obtained when using a large excess of bisulfate, which is contaminated by alkali which is not easily removed.
Etwas günstiger liegen die Verhältnisse bei einer Arbeitsweise, bei der an Stelle von Zirkonoxyd ein Zirkoncyanoni.trid mit Schwefelsäure zur Reaktion gebracht wird. Man erhält hierbei ein lösliches Zirkonsulfat, hat aber beim Vermahlen des Ausgangsstoffes auf eine für die Umsetzung geeignete Teilchengröße und später auch bei der Handhabung des harten, festen Reaktionskuchens unerfreuliche mechanische Schwierigkeiten zu überwinden.The ratios are a little more favorable with one Working method, in which a zirconium cyanonitride instead of zirconium oxide reacts with sulfuric acid is brought. A soluble zirconium sulphate is obtained here, but it has during grinding of the starting material to a particle size suitable for the implementation and later unpleasant mechanical effects even when handling the hard, firm reaction cake Overcoming difficulties.
Demgegenüber gelingt es nun mit dem Verfahren nach der Erfindung, gut wasserlösliche neue Zirkonsulfatsalze auf einfache und zugleich wirtschaftliche Art und Weise herzustellen, indem man Zirkonoxyd mit Ammoniumsulfat im Überschuß bei erhöhten Temperaturen zur Umsetzung bringt. Es entsteht hierbei ein Doppelsalz, das Ammopiumzirkonsulfat gemäß der Formel (N H4) 2 H2 Zr O (S 04) 3.In contrast, it is now possible with the method according to the invention highly water-soluble new zirconium sulfate salts in a simple and at the same time economical way Way to manufacture by adding zirconium oxide with ammonium sulfate in excess brings to implementation at elevated temperatures. This creates a double salt, the ammonium zirconium sulfate according to the formula (N H4) 2 H2 Zr O (S 04) 3.
Es ist zweckmäßig, die beiden Ausgangsstoffe im Verhältnis von etwa 2 bis 3,5 Mol Ammoniumsulfat pro Mol Zirkonoxyd in pulverisiertem Zustand innig miteinander zu vermischen und hei Temperaturen von 4oo bis 6oo° aufeinander einwirken zu lassen. Die Wärmezufuhr ist dabei so zu regeln, daß alle Teile des Gemisches möglichst gleichförmig die gewünschte Temperatur erreichen, die alsdann, je nach Umständen, 5 Minuten bis zu 2 Stunden aufrechterhalten wird. Das Gemisch erweicht zunächst zu einer halbflüssigen ?Masse, die sich im Verlauf der Reaktion wieder verfestigt, dabei aber pulverförmig bleibt. Das auf Raumtemperatur abgekühlte Reaktionsprodukt wird auf den gewünschten Feinheitsgrad vermahlen. Im wesentlichen durch die Wahl der technisch ih Betracht kommenden Ausgangsprodukte bedingt, kann das wasserlösliche Reaktionsprodukt bis zu io% unlöslicher Verunreinigungen enthalten und weist eine sich gewichtsmäßig in folgenden Grenzen haltende Zusammensetzung auf: 2 bis 12% NH3, bis zu 0,7% H2, 2o bis 30% Zr 0, 55 bis 70% S 04.It is advisable to use the two starting materials in a ratio of about 2 to 3.5 moles of ammonium sulfate per mole of zirconium oxide in the powdered state intimately to mix with each other and act on each other at temperatures of 4oo to 6oo ° allow. The heat supply is to be regulated so that all parts of the mixture Reach the desired temperature as uniformly as possible, which then, depending on In some circumstances, 5 minutes to 2 hours is maintained. The mixture softens initially to a semi-liquid mass, which reappears in the course of the reaction solidifies, but remains in powder form. The reaction product cooled to room temperature is ground to the desired degree of fineness. Essentially by choice of the starting products that come into consideration technically, the water-soluble Reaction product contain up to 10% insoluble impurities and has a Composition within the following limits by weight: 2 to 12% NH3, up to 0.7% H2, 2o to 30% Zr 0, 55 to 70% S 04.
Als Ausgangsstoffe verwendet man rohes Zirkonoxyd (Zr 02), wie es im Mineral Baddeleyit zur Verfügung steht, oder aber ein Handelsprodukt, das nach einem der verschiedenen bekannten Verfahren hergestellt wurde. Als Ammoniumsulfat kommt eine gewöhnliche Handelssorte in Betracht.Raw zirconium oxide (Zr 02), like it, is used as the starting material in the mineral baddeleyite is available, or a commercial product that after any of several known methods. As ammonium sulfate a common commercial variety comes into consideration.
Beide Ausgangsstoffe werden in zerkleinerter, vorzugsweise auf einen Feinheitsgrad von 325 -Maschen vermahlener Form auf das innigste miteinander vermischt, wobei das Molverhältnis von Ammoniumsulfat zu Zirkonoxyd zwischen 2 und 3,5 -Z01 (NH4)2 S04 auf ein Mol Zr02 variieren kann.Both starting materials are crushed, preferably on one Degree of fineness of 325 mesh of ground form mixed with one another in the most intimate way, where the molar ratio of ammonium sulfate to zirconium oxide is between 2 and 3.5 -Z01 (NH4) 2 S04 can vary to one mole of Zr02.
Es ist besonders vorteilhaft, ein Molverhältnis von 3 : 1 zu wählen.
Erhitzt man ein derartiges Geinisch 10 bis 40 Minuten lang auf eine Temperatur
zwischen 400 und 500°, so erhält man ein wasserlösliches Produkt von der Zusammensetzung:
8,4% N H3, o,5% H2, 24,7%,ZrO und 66,4% S 04. Diese Zusammensetzung stimmt mit der
Formel (NH4), 112 Zr 0(S04)3 überein. Die bei der Umsetzung beobachtete Abspaltung
von Wasser und Ammoniak entspricht der Reaktionsgleichung: 3 (NH4)2 S04 -1-"1.r02
-@ (NH4)2 H2 Zr0(S04)3+4 NH3t + H20 @.
Man erhält eine weiße, wasserliisliche Verbindung von der Zusammensetzung: S.4 °/o N H.3, o,5 % H,. 24,7% Zr0 und 66"31/o SO', was der Formel (NH4)2 H,Zr0 (S04).3 entspricht. Die neue Verbindung enthält 311/o unlösliche Verunreinigungen. Beispiel e Ein nach Beispiel i hergestelltes Gemisch wird in einer Schicht voll 38,1 mm Dicke aufgetragen und 6o Minuten lang auf 5oo`' erhitzt. Nach Aufarbeitung gemäß Beispiel i erhält man ein weißes, wasserlösliches Produkt von der Zusammensetzung: 4,3 0/0 N H3, o,5 H2, 25,7 0/0 Zr 0 und 69,3 0/0 S 04, was der Formel (\ H4) H3 Zr O (S O4)3 entspricht. Auch diese Verbindung enthält 5 °/o wasserunlösliche Verunreinigungen.A white, water-soluble compound is obtained with the composition: S.4% H.3, 0.5% H ,. 24.7% Zr0 and 66 "31 / o SO ', which corresponds to the formula (NH4) 2 H, Zr0 (S04) .3. The new compound contains 311 / o insoluble impurities. Example e A mixture prepared according to example i is used applied in a layer full of 38.1 mm thickness and 6o minutes at 5oo` heated 'After workup as in example i, a white, water-soluble product of the composition:. 4.3 0/0 N H3, o, 5 H2, 25.7 0/0 0 and Zr 69.3 0/0 S 04 that the formula (\ H4) Zr H3 O corresponds to (S O4) of 3. this compound contains 5 ° / o water-insoluble impurities.
Die Produkte nach der Erfindung sind Ammoniumzirkoniumsulfate von weißer Färbung und hoher Reinheit, die sich gegebenenfalls leicht in andere weiße Zirkonverbindungen umsetzen lassen, die zur Herstellung von Gasglühstrümpfen, wasserabstoßenden Mitteln oder zu anderen Zwecken Verwendung finden können. Die neuen Ammoniumzirkoniumsulfate bilden klare, farblose wässerige Lösungen, die sich beim Kochen nicht zersetzen. Hierin ist ein sehr wesentlicher Vorteil gegenüber dem nach bekannten Methoden hergestellten Ammoniumsulfat zu erblicken, das in seinen wässerigen Lösungen, besonders in verdünnten, dazu neigt, unter Abscheidung unlöslicher Produkte zu hydrolisieren.The products according to the invention are ammonium zirconium sulfates of white in color and high purity, which may turn slightly into other whites Realize zirconium compounds that are used to manufacture gas glow stockings, water-repellent Funds or can be used for other purposes. The new ammonium zirconium sulfates form clear, colorless aqueous solutions that do not decompose when cooked. This is a very important advantage over that produced by known methods To see ammonium sulfate, which in its aqueous solutions, especially in dilute, tends to hydrolyze with deposition of insoluble products.
Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich durch große Einfachheit aus, wird in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführt und ist infolgedessen in höchstem Grade wirtschaftlich. Es ist möglich und zweckmäßig, das erfindungsgemäße Gemisch der Rohstoffe beispielsweise in einem beweglichen Schmelzherd zu erhitzen und somit die gewünschten neuen Salze kontinuierlich zu erzeugen.The method according to the invention is characterized by great simplicity off, is carried out in a single operation and is therefore at its best Degree economical. It is possible and expedient to use the mixture according to the invention To heat the raw materials, for example, in a mobile melting hearth and thus to continuously generate the desired new salts.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US833353XA | 1949-05-18 | 1949-05-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE833353C true DE833353C (en) | 1952-03-06 |
Family
ID=22177647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DET837A Expired DE833353C (en) | 1949-05-18 | 1950-05-03 | Process for the production of soluble zirconium salts |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE833353C (en) |
-
1950
- 1950-05-03 DE DET837A patent/DE833353C/en not_active Expired
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