JPH02279522A - Production of zirconia - Google Patents

Production of zirconia

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JPH02279522A
JPH02279522A JP1099998A JP9999889A JPH02279522A JP H02279522 A JPH02279522 A JP H02279522A JP 1099998 A JP1099998 A JP 1099998A JP 9999889 A JP9999889 A JP 9999889A JP H02279522 A JPH02279522 A JP H02279522A
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JP
Japan
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zirconium
hydrochloric acid
zirconia
crystals
leaching
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JP1099998A
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Inventor
Genichi Sato
源一 佐藤
Masayoshi Oya
大矢 正吉
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00Compounds of zirconium
    • C01G25/02Oxides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain high-purity ZrO2 excellent in sintering property at low cost by melting zircon sand with CaO-contg. raw material by heating, then rapidly cooling, concentrating the Zr component from the product, leaching, precipitating, refining by a specified method, sintering and pulverizing. CONSTITUTION:Zircon sand and Cao-contg. material are mixed and molten by heating and then rapidly cooled to obtain a molten product which is soluble in acid. From the product, calcium silicate is selectively leached with dil. hydrochloric acid and then zirconium component is leached with concd. hydrochloric acid. The leaching liquid with recovered to precipitate zirconium oxychloride crystal. The crystals isolated from the liquid, while the liquid is recovered to the preceeding process for recycle. The crystal is dissolved in water to precipitate insoluble zirconium salt. The precipitate is then isolated, dried, sintered and pulverized to obtain zirconia powder.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はジルコニアの製造方法に間し、更に詳しくはジ
ルコンサンドとカルシウム原料の溶融化で得られるジル
コン酸カルシウムからの高純度のジルコニア微粉末の製
造方法に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing zirconia, and more specifically, to a method for producing zirconia, and more specifically to a method for producing fine zirconia powder from calcium zirconate obtained by melting zircon sand and calcium raw materials. The present invention relates to a manufacturing method.

[従来の技術] 従来、ジルコニウムの微粉体は強誘電体、圧電体、触媒
担体、固体電解質、耐熱材、耐摩耗材、?1Fla!材
等の焼結体原料、あるいは光学ガラス添加剤、溶射材、
顔料等の幅広い分野に利用されている。これらの用途に
使用されているジルコニア質微粉体は、ジルコニア単独
成分よりなるもの、及びマグネシア、カルシア、イツト
リア等の安定化剤を含む複数成分よりなるものがある。
[Prior art] Zirconium fine powder has conventionally been used in ferroelectric materials, piezoelectric materials, catalyst carriers, solid electrolytes, heat-resistant materials, wear-resistant materials, etc. 1 Fla! raw materials for sintered bodies such as materials, optical glass additives, thermal spraying materials, etc.
It is used in a wide range of fields such as pigments. The zirconia fine powders used for these purposes include those consisting of zirconia as a single component and those consisting of multiple components containing stabilizers such as magnesia, calcia, and ittria.

一方、近年、ファインセラミックスに関する研究開発が
活発化している中で、ジルコニア質セラミックスの優れ
た特性が注目され、高機能性電子セラミック材料、高強
度、高靭性セラミック材料等としての用途が広まりつつ
あり、これらの原料となる高品質のジルコニア微粉体の
需要が増加している。
On the other hand, as research and development related to fine ceramics has become more active in recent years, the excellent properties of zirconia ceramics have attracted attention, and their use as high-performance electronic ceramic materials, high strength, high toughness ceramic materials, etc. is expanding. Demand for high-quality zirconia fine powder, which is the raw material for these products, is increasing.

従来、ファインセラミックス用としての高純度のジルコ
ニアの一般的な製造方法としては、出発原料としてオキ
シ塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム等のジルコニウ
ム塩を使用し、これらの塩の水溶液から中和反応、ある
いは加水分解反応によりジルコニウムの水酸化物や水和
物の沈澱を生成し、これを脱水、乾燥、焼成する方法が
提案されてきた。その具体的な方法としては、オキシ塩
化ジルコニウムの水溶液にアンモニア水等のアルカリを
添加して中和し水酸化物を生成し、これをr過、洗浄、
乾燥し、更に焼成する方法が行われている。
Conventionally, the general method for producing high-purity zirconia for use in fine ceramics has been to use zirconium salts such as zirconium oxychloride and zirconium sulfate as starting materials, and to process an aqueous solution of these salts through a neutralization reaction or hydrolysis. A method has been proposed in which a reaction generates a precipitate of zirconium hydroxide or hydrate, and the precipitate is dehydrated, dried, and calcined. A specific method involves adding an alkali such as aqueous ammonia to an aqueous solution of zirconium oxychloride to neutralize it to generate a hydroxide, which is then filtered, washed,
A method of drying and then firing is used.

この方法では、アルカリで中和してジルコニウムの水酸
化物の沈澱を生成する際に、オキシ塩化ジルコニウム中
に不純物として存在するFe、AI、Ti、Si等が水
酸化物としてジルコニウムの沈澱に同伴して混入するた
めに、精製された原料を使用しなければならない。
In this method, when neutralizing with alkali to produce a zirconium hydroxide precipitate, Fe, AI, Ti, Si, etc. present as impurities in zirconium oxychloride are entrained as hydroxides in the zirconium precipitate. Refined raw materials must be used for adulteration.

J常、オキシ塩化ジルコニウムはジルコンサンドを苛性
ソーダと共にアルカリ溶融し、溶融物を水洗して珪酸ソ
ーダを溶解分離したジルコン酸ナトリウムを塩酸で分解
し、不溶解物を分離除去した溶液を濃縮してオキシ塩化
ジルコニウムの結晶を析出させて製造されている。
Zirconium oxychloride is produced by melting zircon sand in an alkali together with caustic soda, washing the melt with water, dissolving and separating sodium zirconate with hydrochloric acid, separating and removing insoluble materials, and concentrating the solution. It is manufactured by precipitating zirconium chloride crystals.

また、オキシ塩化ジルコニウム水溶液は四塩化ジルコニ
ウムを水で加水分解させるか、あるいは炭酸ジルコニウ
ムを塩酸に溶解させる等の方法で製造される。
Further, the aqueous zirconium oxychloride solution is produced by hydrolyzing zirconium tetrachloride with water or dissolving zirconium carbonate in hydrochloric acid.

苛性ソーダ溶融法によって得られるオキシ塩化ジルコニ
ウムは通常多量の不純物を含有し、再結晶の繰り返しに
より不純物を除去しなければ、ファインセラミックス用
あるいはその他の高純度ジルコニア化合物の製造用II
K料としては使用できず、また、高純度のオキシ塩化ジ
ルコニウムを得るには多大の費用を必要とする。
Zirconium oxychloride obtained by the caustic soda melting method usually contains a large amount of impurities, and unless the impurities are removed by repeated recrystallization, it cannot be used for fine ceramics or for the production of other high-purity zirconia compounds II.
It cannot be used as a K material, and it requires a large amount of cost to obtain highly pure zirconium oxychloride.

一方、ジルコンサンドと石灰質粉末との混合物をペレッ
ト化して焼成し、得られたクリンカーを比較的濃い塩酸
に溶解した後、中和してジルコニアを製造する方法が提
案されている(特公昭61−25658号公報)。
On the other hand, a method has been proposed in which zirconia is produced by pelletizing a mixture of zircon sand and calcareous powder, firing it, dissolving the resulting clinker in relatively concentrated hydrochloric acid, and then neutralizing it (Japanese Patent Publication No. 1986- 25658).

しかしながら、この方法はジルコニアを回収率よく大量
に経済的に製造することを目的とするもので、回収され
たジルコニアにはジルコンサンドの鉱石中の不純物が随
伴してくるために、その分離が不充分であり、純度にお
いて満足すべき結果を得ることができない欠点がある。
However, the purpose of this method is to economically produce zirconia in large quantities with a high recovery rate, and since the recovered zirconia is accompanied by impurities in the zircon sand ore, its separation is difficult. However, it has the disadvantage that it is not possible to obtain satisfactory results in terms of purity.

[発明が解決しようとする課題] 本発明は上記のような従来法の欠点を克服し、通常の工
業的操作により、ファインセラミックス用を始めとして
前記の各種用途に使用することができる粒子径の小さい
、堅い二次凝集物を含有しない、分散性の良好な、焼結
性の優れた高純度のジルコニアの微粉体の工業的に有利
な製造方法を提供することを目的とするものである。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention overcomes the drawbacks of the conventional methods as described above, and produces particles with a particle size that can be used for the various uses mentioned above, including fine ceramics, through normal industrial operations. The object of the present invention is to provide an industrially advantageous method for producing high-purity zirconia fine powder that does not contain small, hard secondary aggregates, has good dispersibility, and has excellent sinterability.

[課題を解決するための手段及び作用]本発明者等°は
、従来法の欠点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ジ
ルコンサンドに石灰等のカルシウム源を混合し、電磁急
冷して得られるジルコニウム含有生成物を塩酸で浸出し
、得られたジルコニウム含有浸出液からオキシ塩化ジル
コニウム結晶を析出させ、オキシ塩化ジルコニウム結晶
を溶解した液よりジルコニウム化合物の沈澱を生成させ
、これを洗浄、乾燥、焼成することにより、ファインセ
ラミックス用原料として使用可能な高純度で、且つ粒子
径の小さい、堅い凝集物を全く含有しない分散性の良い
ジルコニアの微粉体が得られることを見出して本発明を
完成した。
[Means and effects for solving the problem] As a result of intensive research to solve the drawbacks of conventional methods, the present inventors mixed zircon sand with a calcium source such as lime and electromagnetically quenched it. The resulting zirconium-containing product is leached with hydrochloric acid, zirconium oxychloride crystals are precipitated from the obtained zirconium-containing leachate, and a zirconium compound precipitate is generated from the solution in which the zirconium oxychloride crystals are dissolved, which is then washed, dried, and calcined. The present invention was completed by discovering that, by doing so, it is possible to obtain fine zirconia powder of high purity, small particle size, and good dispersibility that does not contain any hard aggregates and can be used as a raw material for fine ceramics.

即ち、本発明は (a)ジルコンサンドとCaO含有原料との原料混合物
を加熱溶融した後、急冷して酸可溶性溶融生成物を得る
溶融生成工程、 (b)該酸可溶性溶融生成物と稀塩酸水溶液とを接触さ
せて珪酸カルシウム分を選択的に溶出分離するジルコニ
ウム分の濃縮工程、 (c)該ジルコニウム分を塩酸水溶液と接触溶解してジ
ルコニウム浸出液を回収する浸出工程、(d)該ジルコ
ニウム浸出液からオキシ塩化ジルコニウムの結晶を析出
せしめ、得られた結晶を分離回収し且つ回収母液の一部
または全部を前工程にWi環使用せしめる晶析分離工程
、 (e)該結晶を溶解した水溶液から不溶性ジルコニウム
化合物の沈澱を生成させるジルコニウム回収工程、及び (f)!!不溶性ジルコニウム化合物を乾燥、焼成及び
粉砕してジルコニア粉末とするジルコニア生成工程、か
らなることを特徴とするジルコニアの製造方法に係る。
That is, the present invention provides (a) a melt generation step in which a raw material mixture of zircon sand and a CaO-containing raw material is heated and melted, and then rapidly cooled to obtain an acid-soluble melted product; (b) the acid-soluble melted product and dilute hydrochloric acid; a step of concentrating the zirconium component in which the calcium silicate component is selectively eluted and separated by contacting with an aqueous solution; (c) a leaching step of contacting and dissolving the zirconium component with an aqueous hydrochloric acid solution to recover a zirconium leachate; (d) a step of recovering the zirconium leachate. (e) a crystallization separation step in which crystals of zirconium oxychloride are precipitated from the aqueous solution, the resulting crystals are separated and recovered, and part or all of the recovered mother liquor is used in the previous step; a zirconium recovery step of producing a zirconium compound precipitate, and (f)! ! The present invention relates to a method for producing zirconia characterized by comprising a zirconia production step of drying, firing and pulverizing an insoluble zirconium compound to obtain zirconia powder.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明に係るジルコニアの製造方法は、まず、溶融生成
工程において、出発原料のジルコンサンドとCaO含有
M料との原料混合物を加熱溶融した後、急冷して酸可溶
性溶融生成物を得る。
In the method for producing zirconia according to the present invention, first, in the melt generation step, a raw material mixture of zircon sand as a starting material and a CaO-containing M material is heated and melted, and then rapidly cooled to obtain an acid-soluble molten product.

本発明において使用されているKf4のジルコンサンド
は、市販品をそのまま使用することができるが、必要に
応じて粉砕操作を加えても良い。
The Kf4 zircon sand used in the present invention can be used as a commercially available product, but may be subjected to a pulverization operation if necessary.

また、CaO含有原料としては、生石灰、消石灰、各種
の炭酸カルシウムなどが使用でき、必要に応じて粗砕、
あるいは造粒して使用することができる。
In addition, quicklime, slaked lime, various types of calcium carbonate, etc. can be used as CaO-containing raw materials, and if necessary, coarsely crushed or
Alternatively, it can be used after being granulated.

本発明において、ジルコンサンドとCaO含有原料との
混合割合は重要であり、溶融生成物の組成を考慮して定
める必要がある0本発明では、ZrO2とCaOのモル
比が一定の値になるように原料を混合し、次いで溶融急
冷する。この場合の溶融生成物内の反応は、基本的には
下記の式(Hに示す反応に従うものと考えられる。
In the present invention, the mixing ratio of zircon sand and CaO-containing raw material is important and needs to be determined taking into account the composition of the molten product. The raw materials are mixed and then melted and rapidly cooled. The reaction within the molten product in this case is considered to basically follow the reaction shown in the following formula (H).

Zr5iOa+3CaO−CaZrOs+2CaO−S
iOz −−−(1)上記の式(1)に示されるように
、ジルコンサンドと生石灰の割合はZr021モルに対
してCaO3モルであるが、実際の反応においては原料
に含有されている不純物、原料混合の多少の不均一性等
があるので、Zrozlモルに対してCaOを2.5モ
ル以上、好ましくは2.8〜4モルが望ましい。
Zr5iOa+3CaO-CaZrOs+2CaO-S
iOz --- (1) As shown in the above formula (1), the ratio of zircon sand and quicklime is 3 mol of CaO to 21 mol of Zr, but in the actual reaction, impurities contained in the raw materials, Since there is some non-uniformity in the raw material mixture, it is desirable that the amount of CaO is 2.5 moles or more, preferably 2.8 to 4 moles, per mole of Zrozl.

次いで、原料混合物を1500〜2600℃、好ましく
は1700〜2400℃に加熱溶融したのち、溶融生成
物を水砕等により急冷する。この操作は、通常、タップ
口を備えたアーク炉を使用し、溶融生成物はタップ口よ
り流出し、これに高圧水流を吹き付けて水砕急冷する。
Next, the raw material mixture is heated and melted at 1500 to 2600°C, preferably 1700 to 2400°C, and then the molten product is rapidly cooled by pulverization or the like. This operation usually uses an arc furnace equipped with a tap, through which the molten product flows out and is quenched by water pulverization by being blown with a high-pressure water stream.

水砕急冷することにより、溶融生成物中のジルコニア成
分を酸可溶性にすることができ、急冷アモルファス化ま
たは酸可溶性ジルコン酸カルシウム(CaZrL)を得
ることができる。
By quenching by water pulverization, the zirconia component in the molten product can be rendered acid-soluble, and quenched amorphous or acid-soluble calcium zirconate (CaZrL) can be obtained.

本発明者らの研究によれば、ジルコンサンドと生石灰を
使用してZ r 021モルに対してCaOを2.5モ
ル以上、例えば3モル混合して溶融し、溶融生成物を水
砕して急冷した場合は、xi回折分析ではCaZr0z
 (JCPDSカード 35−790.1985年)の
X線回折ピークのみが現れ、2CaO・5iOzは非晶
質化している。これに対して溶融生成物を徐々に冷却し
た場合は、Carry、のX線回折ピークの他に、0.
85ZrOz ・0.15CaO(JCPDSカード 
28−341.1976年)またはZ r O2(JC
P DSカード 17−923.1967年)類似のx
aia折ピークが出現する。
According to the research of the present inventors, zircon sand and quicklime are used to melt a mixture of 2.5 mol or more, for example 3 mol, of CaO per 21 mol of Z r 0, and the molten product is pulverized. When rapidly cooled, xi diffraction analysis shows CaZr0z
(JCPDS Card 35-790.1985) only the X-ray diffraction peak appears, and 2CaO.5iOz is amorphous. On the other hand, when the molten product is gradually cooled, in addition to the Carry X-ray diffraction peak, 0.
85ZrOz ・0.15CaO (JCPDS card
28-341.1976) or Z r O2 (JC
PDS Card 17-923.1967) Similar x
AIA fold peak appears.

他方、ZrO,1モルに対してCaOを2,5モル未満
混合して溶融し、溶融生成物を水砕して急冷した場合に
は、CaZr03(7)他ニ0.852rOz ・0 
、15CaO1あるいはZrO2類似のピークが出現す
る。また、Z「021モルに対してCaO2モルを混合
して溶融した場合、溶融生成物の急冷品には、もはやC
aZrOsのX線回折ピークは出現せず、0.85Zr
02・0.15CaOまたはZ r O2類似のピーク
のみとなる。
On the other hand, when less than 2.5 mol of CaO is mixed with 1 mol of ZrO and melted, and the molten product is pulverized and rapidly cooled, CaZr03(7) and other 0.852 rOz ・0
, 15CaO1 or ZrO2-like peaks appear. In addition, when 2 mol of CaO is mixed and melted with 21 mol of Z, the quenched product no longer contains C.
The X-ray diffraction peak of aZrOs does not appear, and 0.85Zr
02.0.15CaO or Z r O2-like peaks only.

ここで0.85ZrOz・0.15CaOとZr01は
、はとんど類似のX線回折パターンを示しており、実際
はZ r Ozに対してCaOがO〜0.15モル固溶
したものが生成していると推定される。
Here, 0.85ZrOz・0.15CaO and Zr01 show almost similar X-ray diffraction patterns, and in reality, a solid solution of 0 to 0.15 mol of CaO is produced with respect to ZrOz. It is estimated that

更に、本発明者らは、各種溶融生成物について、その中
のジルコニア成分の塩酸に対する溶解(溶出)性につい
て検討した。その結果、X線回折分析でCaZr0!の
みが認められた溶融生成物は、2モル/1以上の塩酸で
ほぼ100%ジルコニア成分が溶出することが判明した
。これに対してX線回折分析でCaZr0.の他に0.
85ZrOt−0,15CiOまたはZ r Otが認
められた溶融生成物は、 0.85Zr02・0.15
CaOまたはZ r O2のピーク強度が大きくなるに
つれてジルコニア成分の溶出率が低下することが判明し
た。そして溶融生成物中にCaZr0.の回折ピークが
無< + 0.85ZrOz・0.15CaOまたはZ
 r O2の回折ピークのみの場合には2〜11モル/
1の塩酸に溶解した場合でもジルコニウム成分の溶出率
は50%以下であった。
Furthermore, the present inventors investigated the solubility (elution) of the zirconia component in hydrochloric acid for various melted products. As a result, X-ray diffraction analysis revealed that CaZr0! It was found that almost 100% of the zirconia component was eluted in the melted product in which only 2 mol/1 of hydrochloric acid was observed. In contrast, X-ray diffraction analysis revealed that CaZr0. Besides 0.
The melted product in which 85ZrOt-0,15CiO or ZrOt was observed is 0.85Zr02・0.15
It was found that the elution rate of the zirconia component decreased as the peak intensity of CaO or Z r O2 increased. And CaZr0. No diffraction peak < + 0.85ZrOz・0.15CaO or Z
r In the case of only the diffraction peak of O2, 2 to 11 mol/
Even when dissolved in hydrochloric acid (1), the elution rate of the zirconium component was 50% or less.

以上の知見より、ジルコンサンドとCaO含有原料の混
合物を溶融して、溶融生成物中のジルコニア成分を酸可
溶性にするには、溶融生成物中がX線回折分析で非晶質
あるいはCaZrO2結晶相のみが得られる組成物にす
ることが特に重要であり、そのためにはCaOをZrO
2に対して2,5モル以上になるように添加混合し、且
つ溶融生成物を急冷して、0.85ZrOt J、15
CaOまたはZrO2の生成を防ぐことが必要である。
Based on the above findings, in order to melt a mixture of zircon sand and a CaO-containing raw material and make the zirconia component in the melted product acid-soluble, it is necessary to make the melted product in an amorphous or CaZrO2 crystalline phase as determined by X-ray diffraction analysis. It is particularly important to create a composition in which only ZrO is obtained;
0.85ZrOt J, 15
It is necessary to prevent the formation of CaO or ZrO2.

このようにして得られた酸可溶性溶融生成物は粉砕して
粒度150μ−以下、好ましくは100μ論以下の粉末
に調整することが望ましい。
The acid-soluble molten product thus obtained is desirably pulverized to a powder having a particle size of 150 microns or less, preferably 100 microns or less.

粒度が150μ−を超える場合には、次工程の稀塩酸で
の溶出処理の際に、粒子表面にS i O2のコロイド
の凝集が生じて溶出速度及び分離性が悪くなる。
If the particle size exceeds 150 μ-, colloids of SiO2 will aggregate on the particle surface during the next step of elution treatment with dilute hydrochloric acid, resulting in poor elution rate and separation performance.

次に、ジルコニウム分の濃縮工程において、前記酸可溶
性溶融生成物と塩酸水溶液とを接触させて生成した酸可
溶性溶融生成物スラリーからジルコン酸カルシウム分と
珪酸カルシウム分を選択的に溶出分離する。塩酸水溶液
に酸可溶性溶融生成物を分散したスラリー中のHCI濃
度が2モル/1未満の条件下で溶出を行うことにより、
酸可溶性溶融生成物中のカルシウム分やシリカ分をでき
るだけ多く溶出することができる。その反応式は下記の
式(II)で示す通りである。
Next, in the step of concentrating the zirconium component, the calcium zirconate component and the calcium silicate component are selectively eluted and separated from the acid-soluble molten product slurry produced by bringing the acid-soluble molten product into contact with an aqueous hydrochloric acid solution. By performing elution under conditions where the HCI concentration in the slurry of the acid-soluble molten product dispersed in an aqueous hydrochloric acid solution is less than 2 mol/1,
It is possible to elute as much calcium and silica as possible from the acid-soluble molten product. The reaction formula is as shown in the following formula (II).

CaZr0z + 2CaO・5iOt+4HC4−C
aZrO1+2CaC12+ 5ins +2H20・
・・(11)具体的には、上記の式(■)に示される反
応式のHClの当量の1.0〜1.2倍の量を使用し、
水で希釈して2モル/l未満の濃度の塩酸水溶液に調製
した溶出を行い、溶出残渣のジルコン酸カルシウム分を
分離して回収する。
CaZr0z + 2CaO・5iOt+4HC4-C
aZrO1+2CaC12+ 5ins +2H20・
...(11) Specifically, an amount of 1.0 to 1.2 times the equivalent of HCl in the reaction formula shown in the above formula (■) is used,
Elution is performed by diluting with water to prepare an aqueous hydrochloric acid solution having a concentration of less than 2 mol/l, and the calcium zirconate component of the elution residue is separated and recovered.

なお、本発明方法においては、このジルコニウム分の濃
縮工程における塩酸水溶液の一部または全部として、後
のオキシ塩化ジルコニウムの晶析工程で結晶を分離して
得られる母液を使用することができ、経済的にも非常に
有利な方法である。
In addition, in the method of the present invention, the mother liquor obtained by separating the crystals in the subsequent crystallization step of zirconium oxychloride can be used as part or all of the aqueous hydrochloric acid solution in the step of concentrating the zirconium component, which is economical. It is also a very advantageous method.

次いで、ジルコニウム分の浸出工程において、前記溶出
工程で得られたジルコン酸カルシウム分を塩酸水溶液と
接触溶解してジルコニウム浸出液を回収する。ジルコン
酸カルシウム分を塩酸水溶液に浸漬し、スラリー中のH
CI濃度が2モル、/ 1以上の条件下で浸出を行い、
ジルコニウム分を浸出する。
Next, in a zirconium leaching step, the calcium zirconate obtained in the leaching step is dissolved in contact with an aqueous hydrochloric acid solution to recover a zirconium leaching solution. Calcium zirconate is immersed in an aqueous hydrochloric acid solution to remove H in the slurry.
Leaching is carried out under conditions where the CI concentration is 2 mol/1 or more,
Leaches out zirconium.

具体的には、前記工程の溶出残渣のジルコン酸カルシウ
ム分に下記の式([[I) %式%[[) で示される反応式のHCIの当量の1.0〜1.2倍の
量を使用し、2モル/1以上の塩酸濃度で浸出を行う。
Specifically, an amount of 1.0 to 1.2 times the equivalent of HCI in the reaction formula represented by the following formula ([[I) Leaching is carried out using a hydrochloric acid concentration of 2 mol/1 or more.

本発明方法においては、この工程で用いる塩酸水溶液の
一部または全部として、後のオキシ塩化ジルコニウムの
晶析工程で結晶を分離して得られる母液を使用すること
ができる。
In the method of the present invention, a mother liquor obtained by separating crystals in the subsequent crystallization step of zirconium oxychloride can be used as part or all of the aqueous hydrochloric acid solution used in this step.

また、上記の濃縮工程及び浸出工程のいずれの工程にお
いても、溶出液または浸出液中のスラリー濃度について
は特に限定はなく、所定の塩酸濃度が満たされていれば
よい。
Furthermore, in both the concentration step and the leaching step, there is no particular limitation on the slurry concentration in the eluate or leachate, as long as it satisfies a predetermined hydrochloric acid concentration.

この場合の溶出または浸出については、特に限定はない
ものの、一般に加温した方が溶出または浸出速度は早く
、50〜100℃が好適である。
Although there are no particular limitations on the elution or leaching in this case, the elution or leaching rate is generally faster when heated, and a temperature of 50 to 100°C is suitable.

なお、前記酸可溶性溶融生成物を塩酸で浸出する場合、
2モル/1以上の塩酸で一段階で浸出することも可能で
あるが、この場合には浸出液中にジルコニウムと共にカ
ルシウムやシリカも浸出され、このうちシリカについて
は一旦浸出液中に溶存したものが加水分解により不溶性
のシリカ沈澱となり、その後の固液分離が非常に困難に
なる。
In addition, when leaching the acid-soluble molten product with hydrochloric acid,
It is also possible to perform leaching in one step with 2 mol/1 or more hydrochloric acid, but in this case, calcium and silica are also leached together with zirconium into the leaching solution, and the silica that is once dissolved in the leaching solution is hydrated. Decomposition leads to insoluble silica precipitates, making subsequent solid-liquid separation extremely difficult.

従って、酸可溶性溶融生成物を塩酸で浸出する場合は、
本発明におけるように、予め2モル/r未満の塩酸で浸
出して溶融生成物中のカルシウム分やシリカ分とできる
だけ多く溶出させ、次いで浸出残渣を2モル/e以上の
塩酸に溶解してジルコニウム分を浸出する二段階浸出が
工業的には有利な方法であり、本発明の特徴の1つであ
る。
Therefore, when leaching an acid-soluble molten product with hydrochloric acid,
As in the present invention, zirconium is preliminarily leached with less than 2 mol/e of hydrochloric acid to elute as much calcium and silica as possible in the molten product, and then the leaching residue is dissolved in 2 mol/e or more of hydrochloric acid. The two-step leaching method is industrially advantageous and is one of the features of the present invention.

次に、オキシ塩化ジルコニウムの晶析工程において、前
記の浸出工程により得られたジルコニウム浸出液よりオ
キシ塩化ジルコニウム(ZrOClz・8LO)結晶を
析出、分層する。オキシ塩化ジルコニウム結晶の析出は
可溶性ジルコニウム溶液を蒸発amする方法が一般に採
用されているが、この方法は特殊な装置を用い、エネル
ギー的にら多大な費用を必要とするため工業的に不利な
点を有している。
Next, in the zirconium oxychloride crystallization step, zirconium oxychloride (ZrOClz.8LO) crystals are precipitated and separated into layers from the zirconium leachate obtained in the leaching step. For the precipitation of zirconium oxychloride crystals, a method is generally adopted in which a soluble zirconium solution is evaporated, but this method requires special equipment and requires a large amount of energy and cost, so it is industrially disadvantageous. have.

本発明は蒸発濃縮等の従来法の欠点を克服するために、
上述のようにして得られなるジルコニウム溶出液に塩酸
を添加することにより高純度のオキシ塩化ジルコニウム
結晶を容易に効率的に析出させる操作を使用するもので
ある。
In order to overcome the drawbacks of conventional methods such as evaporative concentration, the present invention
This method uses an operation that easily and efficiently precipitates high-purity zirconium oxychloride crystals by adding hydrochloric acid to the zirconium eluate obtained as described above.

まず、オキシ塩化ジルコニウムの塩酸に対する溶解度は
文献によると図に示される結果が報告されている0図に
よれば、オキシ塩化ジルコニウムの溶解度は塩酸濃度8
〜9モル/1で極小値をもつ曲線を画くことが分かる。
First, according to the literature, the solubility of zirconium oxychloride in hydrochloric acid is as shown in the figure. According to the figure, the solubility of zirconium oxychloride is 8.
It can be seen that a curve with a minimum value is drawn at ~9 mol/1.

従って、この溶解度曲線によれば、ジルコニウムの回収
率を最大にするためには、塩酸濃度を8〜9モル、/1
にしてオキシ塩化ジルコニウムの結晶析出を行うのが有
利であり、その時の溶液中のジルコニウム溶液はZrO
2として10y/1以下となる。
Therefore, according to this solubility curve, in order to maximize the recovery rate of zirconium, the hydrochloric acid concentration should be 8 to 9 mol/1
It is advantageous to carry out the crystallization of zirconium oxychloride in such a manner that the zirconium solution in the solution is ZrO
2, it becomes 10y/1 or less.

一方、本発明者らが測定した結果によると、オキシ塩化
ジルコニウムに塩化カルシウムが共存した場合、オキシ
塩化ジルコニウムの溶液度が極小となる塩酸濃度が低濃
度側に移行することが分かった。また、塩化カルシウム
濃度が増大すると、オキシ塩化ジルコニウムの溶解度が
極小となる塩酸1度はより低濃度になることがわかった
。このようにオキシ塩化ジルコニウム溶液に塩酸を添加
してオキシ塩化ジルコニウム結晶を析出させてジルコニ
ウムを効率的に回収しようとする場合、オキシ塩化ジル
コニウム溶液中に塩化カルシウムが共7rする系では、
オキシ塩化ジルコニウムの溶解度が極小となる塩酸濃度
が低濃度側に移行するため。
On the other hand, according to the results of measurements made by the present inventors, it was found that when calcium chloride coexists with zirconium oxychloride, the hydrochloric acid concentration at which the solubility of zirconium oxychloride becomes minimum shifts to the lower concentration side. It was also found that as the concentration of calcium chloride increases, the concentration of 1 degree hydrochloric acid, at which the solubility of zirconium oxychloride becomes minimum, becomes lower. In this way, when attempting to efficiently recover zirconium by adding hydrochloric acid to a zirconium oxychloride solution to precipitate zirconium oxychloride crystals, in a system where calcium chloride is present in the zirconium oxychloride solution,
This is because the concentration of hydrochloric acid, where the solubility of zirconium oxychloride becomes minimal, shifts to the lower concentration side.

添IJI+する塩酸の量が少なくてすみ、更に、結晶を
分離した液は量が少なく且つ酸濃度が低いため、廃液の
処理も容易となる等の利点がある。
The amount of hydrochloric acid to be added is small, and furthermore, since the liquid from which the crystals have been separated is small in volume and has a low acid concentration, there are advantages such as ease of treatment of the waste liquid.

本発明方法によるジルコニウム浸出液はジルコン・酸カ
ルシウムを主体とするジルコニアa#1物を塩酸水溶液
で溶出して得られるため、必然的に塩化カルシウムを共
存しており、この溶出液に塩酸を添加してオキシ塩化ジ
ルコニウム結晶を析出させ、ジルコニウムを効率的に回
収する1で、上記の如く塩酸使用量を低減することがで
きる。
The zirconium leaching solution according to the method of the present invention is obtained by eluting zirconia a#1, which is mainly composed of zircon/calcium oxide, with an aqueous solution of hydrochloric acid, so calcium chloride is inevitably present. By precipitating zirconium oxychloride crystals and efficiently recovering zirconium, the amount of hydrochloric acid used can be reduced as described above.

本発明方法によるジルコニウム浸出液に塩酸を添加して
オキシ塩化ジルコニウム結晶を析出させる操作は種々の
実施態様が考えられるが、例えば該ジルコニウム浸出液
を70℃以上に加温しつつ、これに所定量の塩酸を添加
した後、徐冷してオキシ塩化ジルコニウムの結晶を析出
させる方法がある0次に、オキシ塩化カルシウムの結晶
を常法により母液から分層し、所定量の水に溶解してオ
キシ塩化ジルコニウム水溶液を得る。このようにして得
られるオキシ塩化ジルコニウム溶解液中の不純物Iはジ
ルコニウム浸出液の不純物量に比べてZrO2に対する
換算で約]−/ 10に低減され、Ti、Si−Ai!
、Fe等の不純物濃度は酸化物としてZ ro 210
0%に対して500pp消以下に精製されている。
Various embodiments can be considered for the operation of adding hydrochloric acid to the zirconium leachate to precipitate zirconium oxychloride crystals according to the method of the present invention. There is a method in which the crystals of zirconium oxychloride are precipitated by slow cooling after addition of calcium oxychloride.Next, the crystals of calcium oxychloride are separated from the mother liquor by a conventional method, and dissolved in a predetermined amount of water to form zirconium oxychloride. Obtain an aqueous solution. The impurity I in the zirconium oxychloride solution obtained in this way is reduced to about ]-/10 in terms of ZrO2 compared to the amount of impurities in the zirconium leaching solution, and Ti, Si-Ai!
, Fe and other impurity concentrations are Z ro 210 as oxides.
It has been purified to less than 500pp compared to 0%.

更に、オキシ塩化ジルコニウム結晶を分離した母液は本
発明方法における前工程のジルコニア分の濃縮工程及び
ジルコニア浸出工程で使用される塩酸水溶液の一部また
は全部として循環使用することができる。このことは塩
酸の有効利用、廃液処理の軽減等経済的に有利なプロセ
スを実現させる大きな要因となり、本発明の特徴の1つ
である。
Furthermore, the mother liquor from which the zirconium oxychloride crystals have been separated can be recycled as part or all of the hydrochloric acid aqueous solution used in the previous step of concentrating the zirconia component and the step of leaching the zirconia in the method of the present invention. This is a major factor in realizing economically advantageous processes such as effective use of hydrochloric acid and reduction in waste liquid treatment, and is one of the characteristics of the present invention.

本工程で得られるオキシ塩化ジルコニウム結晶は洗浄あ
るいは再結晶等の常法の工業操牛により更に高純度化す
ることが可能である0次に、得られたオキシ塩化ジルコ
ニウム結晶を水に溶解し、次のジルコニウムC上合物を
沈澱させジルコニウムを回収する工程の原料とする。
The zirconium oxychloride crystals obtained in this step can be further purified by conventional industrial operations such as washing or recrystallization.Next, the obtained zirconium oxychloride crystals are dissolved in water, The zirconium C supercompound is precipitated and used as a raw material for the next step of recovering zirconium.

オキシ塩化ジルコニウムを溶解した液よりジルコニウム
化合物の沈澱を生成させ、これを回収する方法は種々の
実施態様が考えられるが、本発明方法においては特に限
定されるものではなく、多様な方法を採用することがで
きる。中でも、本発明背らが先に出願している特開昭6
164918号公報に開示している沈澱方法が優れてい
る。
Various embodiments can be considered for the method of producing a precipitate of a zirconium compound from a solution in which zirconium oxychloride is dissolved and recovering this precipitate, but the method of the present invention is not particularly limited, and various methods may be adopted. be able to. Among them, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6
The precipitation method disclosed in Japanese Patent No. 164918 is superior.

すなわち、オキシ塩化ジルコニウム水溶液と硫酸との接
触混合により不溶性のジルコニウム塩を沈澱させる。
That is, an insoluble zirconium salt is precipitated by contact mixing of an aqueous zirconium oxychloride solution and sulfuric acid.

次いで1分層及び洗浄したジルコニウム塩スラリーとア
ンモニア水との中和反応により水酸化ジルコニウムに転
換する。
Next, the zirconium salt slurry, which has been layered and washed for 1 minute, is neutralized with aqueous ammonia to convert it into zirconium hydroxide.

係る一連の工程は、オキシ塩化ジルコニウム水溶液が粗
製のものであっても、非常に生成されたジルコニウム前
駆体を得ることができる。
Through this series of steps, a highly produced zirconium precursor can be obtained even if the aqueous zirconium oxychloride solution is crude.

かくして得られるジルコニウム前駆体は以下公知の方法
により乾燥、焼成及び粉砕してジルコニア粉末とする。
The zirconium precursor thus obtained is then dried, calcined, and pulverized to obtain zirconia powder by a known method.

焼成は通常200〜1000℃の温度で30分〜数時間
行う。
Firing is usually performed at a temperature of 200 to 1000°C for 30 minutes to several hours.

本発明の方法によって得られるジルコニア微粉体は、各
種焼結体の原料として、そのまま使用することができる
が、これを粉砕することにより、粉体特性を改良するこ
とも可能であるにの場合の粉砕方法としては乾燥法、あ
るいは湿式法のいずれでも良く、その他の公知の方法を
任意に実施することができる。
The zirconia fine powder obtained by the method of the present invention can be used as it is as a raw material for various sintered bodies, but it is also possible to improve the powder properties by pulverizing it. The pulverization method may be either a dry method or a wet method, and other known methods may be used as desired.

[実 施 例] 以下、実施例を示して本発明について具体的に説明する
が、本発明の方法はこれらに限定されるものではない。
[Examples] The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but the method of the present invention is not limited thereto.

実施例I Z r O2とCaOのモル比が1=3になるように、
ジルコンサンドと生石灰3秤量し、均一に混合した後、
電炉で溶融した。このときの溶融物の加熱溶融温度は2
300℃であった1次に、溶融物に水流をあてて急冷し
、乾燥粉砕して溶融生成物を得た。この溶融生成物を分
析した結果、ZrO234゜85!6、Ca047.7
%、S r Oz 16.9%の組成を有し、粒度は篩
により150μ■以下であった。また、X線回折分析で
はCnZr0tの回折ピークのみが同定された。
Example I Z r The molar ratio of O2 and CaO is 1=3.
After weighing 3 pieces of zircon sand and quicklime and mixing them uniformly,
Melted in an electric furnace. The heating melting temperature of the molten material at this time is 2
First, the temperature was 300° C., and then the melt was quenched with a water stream, dried and ground to obtain a molten product. As a result of analyzing this melted product, ZrO234°85!6, Ca047.7
%, S r Oz 16.9%, and the particle size was found to be less than 150 μι by sieving. Further, in the X-ray diffraction analysis, only the diffraction peak of CnZr0t was identified.

次に、101ガラス製ビーカーに水7.51.35%塩
酸450gを入れ、撹拌しながら溶融生成物粉砕品35
0gを加えて加温し、25℃で2時間保持しな1次いで
、このスラリーを戸別し、P液中のZrO2濃度を測定
したところ250 pp諭であり、溶融生成物中の組成
分析結果より計算すると、ZrO2の浸出型は18%で
あった。
Next, 450 g of water 7.51.35% hydrochloric acid was added to a 101 glass beaker, and while stirring, the molten product was crushed.
0g was added and heated, and kept at 25°C for 2 hours.Next, this slurry was sent door to door, and the ZrO2 concentration in the P solution was measured, and it was 250 pp. Based on the composition analysis result of the molten product. When calculated, the leached form of ZrO2 was 18%.

戸別により得られた浸出残渣を水で21!ビーカーに洗
い出し、35%塩酸450gを加えて全量と500m1
にしたのち撹拌しながら加熱し、90℃で2時間保持し
た0次いで、このスラリーを戸別し、濾過ケーキを洗浄
してジルコニウム含(r ;2出液120On+4を得
た。浸出液中のZrO2濃度を測定したところ92%で
あり、溶融生成物中の組成分析結果より計算するとZr
O2の浸出1−は98.0%であった。なお、浸出液中
にはC8、Fe、A1.Ti、Si$の不純物が合ま)
しており、定量した結果、Zr○、に対する酸化物IQ
算でAi!2oz0.47%、F C20s 0 、0
8 %、N a200.01%、SiO□0.38%、
T i O20、34%であった。
The leaching residue obtained from each house is mixed with water for 21 hours! Rinse into a beaker, add 450g of 35% hydrochloric acid, and add 500ml of the total amount.
The slurry was then heated with stirring and held at 90°C for 2 hours.Then, the slurry was distributed door to door, and the filter cake was washed to obtain 120On+4 of a zirconium-containing (r;2) effluent. It was measured to be 92%, and calculated from the composition analysis results in the molten product.
The O2 leaching 1- was 98.0%. Note that the leachate contains C8, Fe, A1. (Ti and Si$ impurities are combined)
As a result of quantitative determination, the oxide IQ for Zr○
Ai by calculation! 2oz 0.47%, FC20s 0, 0
8%, Na200.01%, SiO□0.38%,
T i O20 was 34%.

次に、71ビーカー中で、この浸出液を75°Cに加熱
しながら35%塩酸850gを添加し、撹nすつつ23
℃まで除冷し、オキシ塩化ジルコニウムの結晶を析出さ
せた。得られたオキシ塩化ジルコニウムの結晶を、母液
からブフナーr過により分離した後、水に溶解してZr
O□濃度11.20≦の液600mNを得た。このオキ
シ塩化ジルコニウムを含有する液中の不純物を定量した
結果、ZrO2に対する酸化物換算でAlzo、0.0
4%、「?c20,0.01%、N azo 0 、0
02%、Si○2004%、T i O20、03%で
あった。
Next, 850 g of 35% hydrochloric acid was added to the leachate while heating it to 75°C in a beaker, and the mixture was heated to 75°C while stirring.
The mixture was gradually cooled to 0.degree. C. to precipitate crystals of zirconium oxychloride. The obtained crystals of zirconium oxychloride were separated from the mother liquor by Buchner filtration, and then dissolved in water to obtain Zr.
A solution of 600 mN with an O□ concentration of 11.20≦ was obtained. As a result of quantifying impurities in the liquid containing this zirconium oxychloride, it was found that Alzo was 0.0 in terms of oxide relative to ZrO2.
4%, ``?c20, 0.01%, Nazo 0, 0
02%, Si○2004%, and TiO20.03%.

次に、11ビーカーに、この溶解液325gと水200
gを入れて撹拌しながら加熱し、50℃になったとき、
98%硫酸9gを添加した。更に加熱を継続して80゛
Cになったとき、ジルコニウムの不溶性沈澱が生成した
。更に、80〜90°Cで1時間保持した後、反応を停
止した。固液分離した後、P液中のZrO2を分析した
ところ11001叩講であり、溶存ジルコニウムのうち
97.5%が沈澱析出した。
Next, put 325 g of this solution and 200 g of water in beaker 11.
Add g and heat while stirring, and when the temperature reaches 50℃,
9g of 98% sulfuric acid was added. When heating was further continued and the temperature reached 80°C, an insoluble precipitate of zirconium was formed. Furthermore, after holding at 80 to 90°C for 1 hour, the reaction was stopped. After solid-liquid separation, ZrO2 in the P solution was analyzed and found to be 11001, indicating that 97.5% of the dissolved zirconium was precipitated.

不溶性沈澱を固液分離し、濾過ケーキを水にリパルプし
て、更に25%アンモニア水13gを加えて中和し、得
られたジルコニウムの水酸化物を固液分離し、洗浄して
付着する硫酸根を除去した。
The insoluble precipitate is separated into solid and liquid, the filter cake is repulped in water, and 13 g of 25% ammonia water is added to neutralize it. The obtained zirconium hydroxide is separated into solid and liquid, and the sulfuric acid that adheres is washed. Roots removed.

水酸化ジルコニウムの濾過ケーキは電気オープン中で1
10℃で8時間乾燥した。乾燥粉末はゆるく凝集した嵩
高いものであり、指圧により容易にほぐすことができた
。この乾燥品を850℃で2時間焼成した。得られた焼
成品は堅い凝集塊を全く含まず、分散性の良い単斜晶系
ジルコニアであり、X線回折により求めた結晶粒子径は
約197人、嵩密度0.74 g/ cna’、タップ
密度1.29g/cm”、比表面積は23a+2/yで
あった。
Zirconium hydroxide filter cake is 1 in electric open
It was dried at 10°C for 8 hours. The dry powder was loosely aggregated and bulky, and could be easily loosened by finger pressure. This dried product was baked at 850°C for 2 hours. The obtained fired product does not contain any hard agglomerates and is monoclinic zirconia with good dispersibility.The crystal grain size determined by X-ray diffraction is approximately 197 g/cna', and the bulk density is 0.74 g/cna'. The tap density was 1.29 g/cm" and the specific surface area was 23a+2/y.

また、Z「02中の主な不純物はALOt13pp転F
 e2Q s 20 ppm、TiO+130ppm、
 CaO10ppm、S io 2220 ppmテあ
った。
In addition, the main impurity in Z'02 is ALOt13pp transfer F.
e2Q s 20 ppm, TiO+130 ppm,
There were 10 ppm of CaO and 2220 ppm of Sio.

なお、この操作サイクルのオキシ塩化ジルコニウム結晶
を分離した母液の塩酸濃度は57モル/lであった。
In addition, the hydrochloric acid concentration of the mother liquor from which the zirconium oxychloride crystals were separated in this operation cycle was 57 mol/l.

次に、上述の操作サイクルと同様にしてZ r O2と
CaOのモル比が1.3になるように、ジルコンサンド
と生石灰を秤量し、均一に混合した後、電炉で溶融した
。このときの溶融物の加熱溶融温度は2300℃であっ
た8次に、溶融物に水流を!、てて急冷し、乾燥25)
砕して溶融生成物を得た。
Next, in the same manner as in the above operation cycle, zircon sand and quicklime were weighed and mixed uniformly so that the molar ratio of Z r O2 to CaO was 1.3, and then melted in an electric furnace. The heating melting temperature of the molten material at this time was 2300°C.8 Next, a stream of water was applied to the molten material! , quench and dry 25)
A molten product was obtained by crushing.

この溶融生成物を分析した結果、Zr02B4.806
、Ca047.7%、S;0216.9%の組成を有し
、粒度は篩により150μ檜以下であった。
As a result of analyzing this melted product, Zr02B4.806
, Ca:047.7%, S:0216.9%, and the particle size was 150 μm or less when sieved.

また、X線回折分析ではCaZrO3の回折ピークのみ
が同定された。
Further, in the X-ray diffraction analysis, only the diffraction peak of CaZrO3 was identified.

次に、101ビーカーに水7.01、上記母液950g
を入れ、撹拌しながら溶融生成物粉砕品322gを加え
て25℃で2時間保持した後、P刑した。
Next, add 7.01 g of water to a 101 beaker and 950 g of the above mother liquor.
322 g of the pulverized molten product was added thereto while stirring, and the mixture was kept at 25° C. for 2 hours, and then heated with P.

戸別によって得られた濾過ケーキを21ビーカーに移し
、前記I¥:液790g及び水を加えて全体et、2k
yとし、撹拌しながら加温し、90℃で2時間保持した
0次いで、この処理液を沢過して不、;1解物を除去し
、ジルコニウム含有浸出液11=40gを得た。浸出液
中のZ「0.濃度は9.7%であり、ジルコニアの浸出
率は溶融生成物に対し98 、2%であり、ジルコニウ
ム分の濃縮工程及び浸出工程において、本発明方法にお
けるオキシ塩化ジルコニウム結晶晶析操作で回収される
母液を35%塩酸の代わりに使用することが可能であり
、プロセス遂行上何ら問題を生じないことが分かった。
Transfer the filter cake obtained by door to door to a 21 beaker, add 790g of the above I\: liquid and water to make a total of 2k.
The solution was heated with stirring and held at 90° C. for 2 hours.Then, the treated solution was thoroughly filtered to remove the decomposed product, and 40 g of zirconium-containing leachate 11 was obtained. The Z'0. concentration in the leachate is 9.7%, the leaching rate of zirconia is 98.2% with respect to the molten product, and the zirconium oxychloride concentration in the method of the present invention is It was found that the mother liquor recovered in the crystallization operation could be used in place of 35% hydrochloric acid and would not cause any problems in carrying out the process.

以下、前記操作サイクルと同様にしてジルコニア微粉末
を得た。
Thereafter, fine zirconia powder was obtained in the same manner as in the operation cycle described above.

得られた微粉末は堅い凝集塊を全く含まず、分散性の良
い単斜晶系ジルコニアであり、X線回折により求めた結
晶粒子径は約215人であり、嵩比重0 、80 g/
 cod’、タップ密度1 、30 y、/cm’、比
表面f121m2/yであった。また、ZrO7中の主
な不純物はALo 320 ppm、F e20 s 
1.3 ppm、Ti0zl 30ppm、CaO62
ppm、S io+200pp−であった。
The obtained fine powder does not contain any hard agglomerates and is monoclinic zirconia with good dispersibility.The crystal grain size determined by X-ray diffraction is about 215, and the bulk specific gravity is 0.80 g/
cod', tap density 1,30 y,/cm', and specific surface f121 m2/y. In addition, the main impurities in ZrO7 are ALo 320 ppm, Fe20s
1.3 ppm, Ti0zl 30ppm, CaO62
ppm, Sio+200pp-.

[発明の効県] 以上説明したように、本発明のジルコニアの製造方法は
、不純物を含有する原料のジルコンサンドより通常の工
業的操作により、粒径の小さい、堅い二次凝集物を含有
することがなく、分散性の良好な焼結性の優れた高純度
のジルコニアを工業的に安価に提供することができる優
れた効果がある。
[Effects of the Invention] As explained above, the method for producing zirconia of the present invention is to produce zirconia containing hard secondary aggregates with a small particle size by normal industrial operations from the raw material zircon sand containing impurities. There is an excellent effect that high-purity zirconia with good dispersibility and excellent sinterability can be provided industrially at low cost.

本発明の方法により製造された高純度のジルコニアはフ
ァインセラミックス原料を始めとして各種の用途に利用
することができ、極めて有用なものである。
High-purity zirconia produced by the method of the present invention can be used for various purposes including as a raw material for fine ceramics, and is extremely useful.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図はオキシ塩化ジルコニウムの塩酸に対する溶解度を示
すグラフである。 特許出願人 日本化学工業株式会社 λキシ塩化ジルコニウム(ZrOCb’8H20)の溶
MJi(23℃)HCD。 ぴうtノ
The figure is a graph showing the solubility of zirconium oxychloride in hydrochloric acid. Patent Applicant: Nihon Kagaku Kogyo Co., Ltd. Melt MJi (23°C) HCD of λ xyzirconium chloride (ZrOCb'8H20). Piutno

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.(a)ジルコンサンドとCaO含有原料との原料混
合物を加熱溶融した後、急冷して酸可溶性溶融生成物を
得る溶融生成工程、 (b)該酸可溶性溶融生成物と稀塩酸水溶液とを接触さ
せて珪酸カルシウム分を選択的に溶出分離するジルコニ
ウム分の濃縮工程、 (c)該ジルコニウム分を塩酸水溶液と接触溶解してジ
ルコニウム浸出液を回収する浸出工程、(d)該ジルコ
ニウム浸出液からオキシ塩化ジルコニウムの結晶を析出
せしめ、得られた結晶を分離回収し且つ回収母液の一部
または全部を前工程に循環使用せしめる晶析分離工程、 (e)該結晶を溶解した水溶液から不溶性ジルコニウム
化合物の沈澱を生成させるジルコニウム回収工程、及び (f)該不溶性ジルコニウム化合物を乾燥、焼成及び粉
砕してジルコニア粉末とするジルコニア生成工程、から
なることを特徴とするジルコニアの製造方法。
1. (a) A melt generation step of heating and melting a raw material mixture of zircon sand and a CaO-containing raw material and then rapidly cooling it to obtain an acid-soluble melted product; (b) bringing the acid-soluble melted product into contact with a dilute aqueous hydrochloric acid solution; (c) a leaching step in which the zirconium component is dissolved in contact with an aqueous hydrochloric acid solution to recover a zirconium leachate; (d) zirconium oxychloride is extracted from the zirconium leachate. a crystallization separation step of precipitating crystals, separating and collecting the obtained crystals, and recycling a part or all of the recovered mother liquor to the previous step; (e) producing a precipitate of an insoluble zirconium compound from an aqueous solution in which the crystals are dissolved; and (f) a zirconia production step of drying, firing and pulverizing the insoluble zirconium compound to produce zirconia powder.
2.オキシ塩化ジルコニウムの晶析分離工程は、ジルコ
ニウム浸出液に塩酸を添加して晶析分離するものである
請求項1記載のジルコニアの製造方法。
2. 2. The method for producing zirconia according to claim 1, wherein the step of crystallizing and separating zirconium oxychloride is performed by adding hydrochloric acid to the zirconium leachate.
3.ジルコニウム回収工程はモル比H_2SO_4/Z
rO_2が0.2〜0.6の範囲で硫酸を添加してジル
コニウム分を不溶化するものである請求項1記載のジル
コニアの製造方法。
3. In the zirconium recovery process, the molar ratio H_2SO_4/Z
The method for producing zirconia according to claim 1, wherein sulfuric acid is added so that rO_2 is in the range of 0.2 to 0.6 to insolubilize the zirconium content.
4.オキシ塩化ジルコニウムの晶析分離工程における結
晶を分離した母液の一部または全部を前工程のジルコニ
ウム分の濃縮工程及び/またはジルコニウム浸出工程の
塩酸水溶液の一部または全部として循環使用する請求項
1記載のジルコニアの製造方法。
4. 2. A method according to claim 1, wherein part or all of the mother liquor from which the crystals are separated in the zirconium oxychloride crystallization separation step is recycled as part or all of the hydrochloric acid aqueous solution in the zirconium concentration step and/or the zirconium leaching step in the previous step. method for producing zirconia.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0708742A4 (en) * 1993-06-30 1997-05-28 Tech Resources Pty Ltd Zirconia based opacifiers

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