JPH05170445A - 弗化ジルコニウムの製造方法 - Google Patents
弗化ジルコニウムの製造方法Info
- Publication number
- JPH05170445A JPH05170445A JP35560491A JP35560491A JPH05170445A JP H05170445 A JPH05170445 A JP H05170445A JP 35560491 A JP35560491 A JP 35560491A JP 35560491 A JP35560491 A JP 35560491A JP H05170445 A JPH05170445 A JP H05170445A
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- JP
- Japan
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- zirconium
- fluoride
- ammonium
- inert gas
- hydrogen fluoride
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G25/00—Compounds of zirconium
- C01G25/04—Halides
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、弗化ジルコニウムの製造に関する
ものである。 【構成】 弗化水素アンモニウム及び又は弗化アンモニ
ウムと四塩化ジルコニウムを、水分のないかつ不活性雰
囲気中で混合し、ついで不活性雰囲気で３５０℃以上に
加熱する弗化ジルコニウムの製造方法。 【効果】 酸素や水分を含まない高純度の四弗化ジルコ
ニウムを、容易に得ることができる。
ものである。 【構成】 弗化水素アンモニウム及び又は弗化アンモニ
ウムと四塩化ジルコニウムを、水分のないかつ不活性雰
囲気中で混合し、ついで不活性雰囲気で３５０℃以上に
加熱する弗化ジルコニウムの製造方法。 【効果】 酸素や水分を含まない高純度の四弗化ジルコ
ニウムを、容易に得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は弗化ジルコニウムの製造
に関するものであり、特に光ファイバ−の添加剤あるい
は、原子炉用ジルコニウム製造のための電解還元用中間
原料として重要である。
に関するものであり、特に光ファイバ−の添加剤あるい
は、原子炉用ジルコニウム製造のための電解還元用中間
原料として重要である。
【０００２】本発明による弗化ジルコニウムは、光ファ
イバ−への添加や電解還元に有害な作用を与える水分又
は酸素が極微量まで低減されており、前述の添加剤又は
還元の中間原料として好適である。
イバ−への添加や電解還元に有害な作用を与える水分又
は酸素が極微量まで低減されており、前述の添加剤又は
還元の中間原料として好適である。
【０００３】
【従来技術】弗化ジルコニウムの製造方法としては従
来、乾式法、湿式法がある。
来、乾式法、湿式法がある。
【０００４】乾式法については、（１）ジルコニウムメ
タルとフッ素ガスとを反応させる方法、（２）酸化ジル
コニウムとフッ素ガスを反応させる方法、（３）酸化ジ
ルコニウムとフッ化水素ガスを反応させる方法、（４）
ケイ酸ジルコニウムと弗化水素ガスを反応させる方法、
（５）四塩化ジルコニウムと弗化水素ガスを反応させる
方法、（６）６弗化ジルコニウムアンモニウムを熱分解
する方法等がある。
タルとフッ素ガスとを反応させる方法、（２）酸化ジル
コニウムとフッ素ガスを反応させる方法、（３）酸化ジ
ルコニウムとフッ化水素ガスを反応させる方法、（４）
ケイ酸ジルコニウムと弗化水素ガスを反応させる方法、
（５）四塩化ジルコニウムと弗化水素ガスを反応させる
方法、（６）６弗化ジルコニウムアンモニウムを熱分解
する方法等がある。
【０００５】しかし、これらの方法は（６）を除いては
フッ素ガス又は弗化水素ガスを用いる反応で、反応温度
は２００℃付近から赤熱状態になるまで行なうため、反
応容器の腐食による問題があり、これによる不純物の混
入も避けられない。また、６弗化ジルコニウムアンモニ
ウムの熱分解においては、６弗化ジルコニウムアンモニ
ウムの合成が、通常は湿式処理で作るため、水分が混入
しており、熱分解の結果は、生成した弗化ジルコニウム
中に、多少のオキシ弗化ジルコニウムの混入は避けられ
ない。また、乾式法全体が取り扱いガスによる危険性が
高く、設備の耐食性を考えると経済的には問題がある。
フッ素ガス又は弗化水素ガスを用いる反応で、反応温度
は２００℃付近から赤熱状態になるまで行なうため、反
応容器の腐食による問題があり、これによる不純物の混
入も避けられない。また、６弗化ジルコニウムアンモニ
ウムの熱分解においては、６弗化ジルコニウムアンモニ
ウムの合成が、通常は湿式処理で作るため、水分が混入
しており、熱分解の結果は、生成した弗化ジルコニウム
中に、多少のオキシ弗化ジルコニウムの混入は避けられ
ない。また、乾式法全体が取り扱いガスによる危険性が
高く、設備の耐食性を考えると経済的には問題がある。
【０００６】また、湿式法については、ジルコニウムの
水溶液例えば塩化ジルコニウムや硝酸ジルコニウムの水
溶液に弗化水素酸を加え、弗化水素酸の濃度を上げるか
又はこの溶液を濃縮してオキシ弗化ジルコニウムの含水
化合物の結晶を析出させ、これを乾燥した後５００℃〜
６００℃で弗化水素ガスで弗化、脱水して弗化ジルコニ
ウムとする。この方法も多少のオキシ弗化ジルコニウム
が残り、前述の乾式法の問題も残る。
水溶液例えば塩化ジルコニウムや硝酸ジルコニウムの水
溶液に弗化水素酸を加え、弗化水素酸の濃度を上げるか
又はこの溶液を濃縮してオキシ弗化ジルコニウムの含水
化合物の結晶を析出させ、これを乾燥した後５００℃〜
６００℃で弗化水素ガスで弗化、脱水して弗化ジルコニ
ウムとする。この方法も多少のオキシ弗化ジルコニウム
が残り、前述の乾式法の問題も残る。
【０００７】一般にジルコニウムは酸素との結合力が強
いため、湿式法で弗化ジルコニウムを合成することは困
難である。従ってこの酸素を除くため、前述のように、
比較的高温でフッ素や弗化水素ガスと接触させ、脱酸
素、脱水を計るのが常法である。このため、反応容器や
その周辺機器の材質の選択が難しく、反応ガスと接触す
る器壁からの汚染、これに係る安全性、経済性の問題が
派生する。
いため、湿式法で弗化ジルコニウムを合成することは困
難である。従ってこの酸素を除くため、前述のように、
比較的高温でフッ素や弗化水素ガスと接触させ、脱酸
素、脱水を計るのが常法である。このため、反応容器や
その周辺機器の材質の選択が難しく、反応ガスと接触す
る器壁からの汚染、これに係る安全性、経済性の問題が
派生する。
【０００８】
【発明の構成】即ち、本発明は、弗化水素アンモニウム
及び又は弗化アンモニウムと、四塩化ジルコニウムを、
水分の無いかつ不活性雰囲気で混合し、続いて不活性雰
囲気中で３５０℃以上に加熱することを特色とする弗化
ジルコニウムの製造方法に関する。
及び又は弗化アンモニウムと、四塩化ジルコニウムを、
水分の無いかつ不活性雰囲気で混合し、続いて不活性雰
囲気中で３５０℃以上に加熱することを特色とする弗化
ジルコニウムの製造方法に関する。
【０００９】
【発明の具体的説明】本発明は、四塩化ジルコニウムと
弗化水素アンモニウム及び又は、弗化アンモニウムと反
応させることによって直接四弗化ジルコニウムを生成す
る方法である。さらに塩化アンモニウムを副生する。そ
の生成温度は３５０℃以上と比較的低い温度で可能であ
る。上限の温度は、１０００℃でも良いがこれ以上で
は、反応炉の材質が塩化アンモニウムに浸食され好まし
くない。従って好ましい上限は、６００℃である。反応
設備は、直接弗化物が触れる容器だけ弗化物に対して耐
食性のある材料、例えばグラファイトなどを使用すれば
良い。前記の反応は１段反応である。この点が、好まし
い点の一つである。反応雰囲気は、湿度の極めて低い不
活性雰囲気にする。これにより、酸素や水分の含まない
四弗化ジルコニウムを得る。
弗化水素アンモニウム及び又は、弗化アンモニウムと反
応させることによって直接四弗化ジルコニウムを生成す
る方法である。さらに塩化アンモニウムを副生する。そ
の生成温度は３５０℃以上と比較的低い温度で可能であ
る。上限の温度は、１０００℃でも良いがこれ以上で
は、反応炉の材質が塩化アンモニウムに浸食され好まし
くない。従って好ましい上限は、６００℃である。反応
設備は、直接弗化物が触れる容器だけ弗化物に対して耐
食性のある材料、例えばグラファイトなどを使用すれば
良い。前記の反応は１段反応である。この点が、好まし
い点の一つである。反応雰囲気は、湿度の極めて低い不
活性雰囲気にする。これにより、酸素や水分の含まない
四弗化ジルコニウムを得る。
【００１０】反応には、十分に乾燥した弗化水素アンモ
ニウム及びまたは弗化アンモニウムを用いる。通常の市
販の弗化水素アンモニウム及び又は弗化アンモニウムは
湿式で製造するため、数％、時には１０％近い水を含ん
でいる。このため、市販の弗化水素アンモニウム等を直
接反応に用いると、四塩化ジルコニウムと混合すると、
中に含まれる水分と激しい反応が起こり、塩化水素ガス
を発生し、ジルコニウムはフッ素と結合すると同時に酸
素とも結合し、一部オキシ化合物を生成することにな
る。
ニウム及びまたは弗化アンモニウムを用いる。通常の市
販の弗化水素アンモニウム及び又は弗化アンモニウムは
湿式で製造するため、数％、時には１０％近い水を含ん
でいる。このため、市販の弗化水素アンモニウム等を直
接反応に用いると、四塩化ジルコニウムと混合すると、
中に含まれる水分と激しい反応が起こり、塩化水素ガス
を発生し、ジルコニウムはフッ素と結合すると同時に酸
素とも結合し、一部オキシ化合物を生成することにな
る。
【００１１】弗化水素アンモニウムと四塩化ジルコニウ
ムとの反応は、モル比で２：１以上となることが好まし
い。反応を好ましく行えるからである。この比で両者を
湿度の十分に低い不活性雰囲気中でグラファイトルツボ
のようなフッ素、弗化水素、塩化アンモニウム、塩化水
素等に犯され難い容器中で混合する。これを不活性雰囲
気で３５０℃以上の温度に加熱し、２時間保持する。こ
れにより、弗化水素アンモニウム中のフッ素は、全て四
塩化ジルコニウムの塩素と置換し、弗化ジルコニウムと
塩化アンモニウムを生成する。副生した塩化アンモニウ
ムは、揮散し、弗化ジルコニウムだけが残る。
ムとの反応は、モル比で２：１以上となることが好まし
い。反応を好ましく行えるからである。この比で両者を
湿度の十分に低い不活性雰囲気中でグラファイトルツボ
のようなフッ素、弗化水素、塩化アンモニウム、塩化水
素等に犯され難い容器中で混合する。これを不活性雰囲
気で３５０℃以上の温度に加熱し、２時間保持する。こ
れにより、弗化水素アンモニウム中のフッ素は、全て四
塩化ジルコニウムの塩素と置換し、弗化ジルコニウムと
塩化アンモニウムを生成する。副生した塩化アンモニウ
ムは、揮散し、弗化ジルコニウムだけが残る。
【００１２】弗化アンモニウムと四塩化ジルコニウムと
の場合は、モル比で４：１である。これも、反応を好ま
しく行うためである。弗化水素アンモニウムと弗化アン
モニウムとを併用する場合も上記を考慮して配合する。
の場合は、モル比で４：１である。これも、反応を好ま
しく行うためである。弗化水素アンモニウムと弗化アン
モニウムとを併用する場合も上記を考慮して配合する。
【００１３】
【実施例１】１１０℃で乾燥した弗化水素アンモニウム
６．８ｇと四塩化ジルコニウム１１．７ｇ（モル比で
２．４：１）を室温、湿度１％以下、アルゴンガス中
で、十分に乾燥したグラファイトルツボ中で混合し、こ
れを電気炉中でアルゴン雰囲気にして１００℃／ｈｒの
昇温スピ−ドで、３５０℃で２時間保持した後冷却し
て、弗化ジルコニウム８．３ｇを得た。生成物のＸ線回
折結果は、ほとんどＺｒＦ4のピ−クを示し、その他わ
ずかに塩化アンモニウムが共存していた。化学分析の結
果は、Ｚｒ５４．０％，Ｆ４４．１％で、ほぼＺｒＦ4
の組成と一致した。
６．８ｇと四塩化ジルコニウム１１．７ｇ（モル比で
２．４：１）を室温、湿度１％以下、アルゴンガス中
で、十分に乾燥したグラファイトルツボ中で混合し、こ
れを電気炉中でアルゴン雰囲気にして１００℃／ｈｒの
昇温スピ−ドで、３５０℃で２時間保持した後冷却し
て、弗化ジルコニウム８．３ｇを得た。生成物のＸ線回
折結果は、ほとんどＺｒＦ4のピ−クを示し、その他わ
ずかに塩化アンモニウムが共存していた。化学分析の結
果は、Ｚｒ５４．０％，Ｆ４４．１％で、ほぼＺｒＦ4
の組成と一致した。
【００１４】
【実施例２】１１０℃で乾燥した弗化水素アンモニウム
６．２ｇと四塩化ジルコニウム１２．０ｇ（モル比で
２．１：１）を実施例１に従って混合し、これを電気炉
中アルゴン雰囲気で、実施例１の昇温スピ−ドで５００
℃まで昇温し、５００℃で２時間保持した後冷却して、
弗化ジルコニウム８．６ｇを得た。生成した弗化ジルコ
ニウムのＸ線回折結果は、ＺｒＦ4のみのピ−クを示し
た。化学分析の結果は、Ｚｒ５４．３％，Ｆ４５．５％
でほぼＺｒＦ4の組成と一致した。
６．２ｇと四塩化ジルコニウム１２．０ｇ（モル比で
２．１：１）を実施例１に従って混合し、これを電気炉
中アルゴン雰囲気で、実施例１の昇温スピ−ドで５００
℃まで昇温し、５００℃で２時間保持した後冷却して、
弗化ジルコニウム８．６ｇを得た。生成した弗化ジルコ
ニウムのＸ線回折結果は、ＺｒＦ4のみのピ−クを示し
た。化学分析の結果は、Ｚｒ５４．３％，Ｆ４５．５％
でほぼＺｒＦ4の組成と一致した。
【００１５】
【実施例３】１１０℃で乾燥した弗化水素アンモニウム
３．１ｇと弗化アンモニウム３．９ｇと四塩化ジルコニ
ウム１２．２ｇ（モル比で１：２：１）を実施例１に従
って混合し、これを電気炉中アルゴン雰囲気で、実施例
１の昇温スピ−ドで４００℃まで昇温し、４００℃で２
時間保持した後冷却して、生成物８．７ｇを得た。生成
物のＸ線回折結果は、ＺｒＦ4のみのピ−クを示した。
化学分析の結果は、Ｚｒ５５．３％，Ｆ４４．５％でほ
ぼＺｒＦ4の組成と一致した。
３．１ｇと弗化アンモニウム３．９ｇと四塩化ジルコニ
ウム１２．２ｇ（モル比で１：２：１）を実施例１に従
って混合し、これを電気炉中アルゴン雰囲気で、実施例
１の昇温スピ−ドで４００℃まで昇温し、４００℃で２
時間保持した後冷却して、生成物８．７ｇを得た。生成
物のＸ線回折結果は、ＺｒＦ4のみのピ−クを示した。
化学分析の結果は、Ｚｒ５５．３％，Ｆ４４．５％でほ
ぼＺｒＦ4の組成と一致した。
【００１６】
【比較例１】１１０℃で乾燥した弗化水素アンモニウム
６．８ｇと四塩化ジルコニウム１１．７ｇを実施例１に
従って混合し、これを電気炉中アルゴン雰囲気で３００
℃、２時間保持し、冷却後生成物を取り出した。生成し
た化合物のＸ線回折は、通常の弗化ジルコニウム（Ｚｒ
Ｆ4）の他に、弗化ジルコニウムアンモニウム（ＮＨ4Ｚ
ｒＦ5，Ｎ2Ｈ8ＺｒＦ6等）のピ−クが見られた。加熱温
度が３５０℃より低いため好ましい弗化ジルコニウム
は、得られなかった。
６．８ｇと四塩化ジルコニウム１１．７ｇを実施例１に
従って混合し、これを電気炉中アルゴン雰囲気で３００
℃、２時間保持し、冷却後生成物を取り出した。生成し
た化合物のＸ線回折は、通常の弗化ジルコニウム（Ｚｒ
Ｆ4）の他に、弗化ジルコニウムアンモニウム（ＮＨ4Ｚ
ｒＦ5，Ｎ2Ｈ8ＺｒＦ6等）のピ−クが見られた。加熱温
度が３５０℃より低いため好ましい弗化ジルコニウム
は、得られなかった。
【００１７】
【比較例２】１１０℃で乾燥した弗化水素アンモニウム
９．１ｇと四塩化ジルコニウム２３．３ｇ（ＮＨ4ＦＨ
Ｆ／ＺｒＣｌ4のモル比１．６／１）を実施例１に従っ
て混合し、これを電気炉中アルゴン雰囲気で４００℃、
２時間保持し、冷却後生成物を取り出した。化学分析の
結果は、Ｚｒが３８．９％，Ｆが３２％であった。モル
比が低いため好ましいものは得られなかった。
９．１ｇと四塩化ジルコニウム２３．３ｇ（ＮＨ4ＦＨ
Ｆ／ＺｒＣｌ4のモル比１．６／１）を実施例１に従っ
て混合し、これを電気炉中アルゴン雰囲気で４００℃、
２時間保持し、冷却後生成物を取り出した。化学分析の
結果は、Ｚｒが３８．９％，Ｆが３２％であった。モル
比が低いため好ましいものは得られなかった。
【００１８】
【発明の効果】酸素や水分を含まない高純度の四弗化ジ
ルコニウムを、容易に得ることができる。
ルコニウムを、容易に得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 弗化水素アンモニウム及び又は弗化アン
モニウムと、四塩化ジルコニウムを、水分のないかつ不
活性雰囲気中で混合し、ついで不活性雰囲気で３５０℃
以上に加熱することを特徴とする弗化ジルコニウムの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35560491A JPH05170445A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 弗化ジルコニウムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35560491A JPH05170445A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 弗化ジルコニウムの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05170445A true JPH05170445A (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=18444835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35560491A Pending JPH05170445A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 弗化ジルコニウムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05170445A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103708549A (zh) * | 2014-01-06 | 2014-04-09 | 贵州万方铝化科技开发有限公司 | 纳米级ZrO2粉末的制备方法 |
| CN103708550A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-09 | 贵州万方铝化科技开发有限公司 | 氟化锆的制备方法 |
| CN113072096A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-06 | 刘明钢 | 应用于核裂变能钍基熔盐堆无氧四氟化锆的制备方法 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP35560491A patent/JPH05170445A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103708550A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-09 | 贵州万方铝化科技开发有限公司 | 氟化锆的制备方法 |
| CN103708549A (zh) * | 2014-01-06 | 2014-04-09 | 贵州万方铝化科技开发有限公司 | 纳米级ZrO2粉末的制备方法 |
| CN113072096A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-06 | 刘明钢 | 应用于核裂变能钍基熔盐堆无氧四氟化锆的制备方法 |
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