JPS5857222B2 - Zirconium zirconium - Google Patents

Zirconium zirconium

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JPS5857222B2
JPS5857222B2 JP49064525A JP6452574A JPS5857222B2 JP S5857222 B2 JPS5857222 B2 JP S5857222B2 JP 49064525 A JP49064525 A JP 49064525A JP 6452574 A JP6452574 A JP 6452574A JP S5857222 B2 JPS5857222 B2 JP S5857222B2
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zirconium
phosphate
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particulate
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マソー モラン クリフオード
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Description

【発明の詳細な説明】 水溶液から無機イオンを分離するために水和酸化物イオ
ン交換体を使うことは研究されており、その結果はカー
ト・ニー・クラウスKurt A−K rauSによ
るアメリカ特許第3332737号明細書に報告されて
いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The use of hydrated oxide ion exchangers to separate inorganic ions from aqueous solutions has been investigated and the results are published in U.S. Pat. It is reported in the specification of No.

この特許の術語において、ジルコニウム水相酸化物イオ
ン交換体とは、ジルコニウムまたはジルコニウムに他の
酸化物または水酸化物を加えたものおよび種々変化する
量の水を含み、その物質とその処理によって異なる交換
可能なイオンを持っている無定形のまたは微結晶性の固
体である、と定義されている。
In the terminology of this patent, zirconium aqueous oxide ion exchangers include zirconium or zirconium plus other oxides or hydroxides and varying amounts of water, and vary depending on the material and its processing. Defined as an amorphous or microcrystalline solid that has exchangeable ions.

このような物質は特定の式または名称で表わすことがで
きるけれども、簡単なまたは化学量論的な組成な持たず
、またX線回折で分析しても結晶構造は伺も検出されな
いであろうことを理解すべきである。
Although such substances may be represented by specific formulas or names, they do not have a simple or stoichiometric composition, and no crystal structure will be detected when analyzed by X-ray diffraction. should be understood.

リン酸ジルコニウムイオン交換体は、ジルコニウム化合
物の溶液とリン酸塩の溶液とを一緒に混合することによ
って調製されている。
Zirconium phosphate ion exchangers have been prepared by mixing together a solution of a zirconium compound and a solution of a phosphate salt.

得られた沈殿物質は非常に細かい粉末か、または水溶液
中に懸濁するゼラチン状不溶性物質である。
The resulting precipitated material is either a very fine powder or a gelatinous insoluble material suspended in an aqueous solution.

これらの生成物は沢過も脱水も非常に困難で、微量のリ
ン酸ジルコニウムをp遇するためには相当の装置を必要
とする。
These products are very difficult to filter and dehydrate, and considerable equipment is required to remove trace amounts of zirconium phosphate.

ゼラチン状物質を得た場合には、p過した後乾燥すると
「大きくて固い粒子になる。
When a gelatinous substance is obtained, it is dried after passing through a p-filter, resulting in large, hard particles.

」ジルコニウム塩の水溶液とリン酸塩の水溶液との反応
によって微細なリン酸ジルコニウムを生成する場合、得
られた生成物は可溶性リン酸からの陽イオンを含む非化
学量論的組成の混合リン酸塩であるかもしれない。
"When finely divided zirconium phosphate is produced by the reaction of an aqueous solution of a zirconium salt with an aqueous solution of a phosphate salt, the resulting product is a non-stoichiometric mixed phosphoric acid containing cations from the soluble phosphoric acid. It might be salt.

水溶液を使うのは均質な反応が完了しやすく、かつより
速く起るからである。
Aqueous solutions are used because homogeneous reactions are easier to complete and occur faster.

沢過乾燥後に得られる微粉末はイオン交換コラム中を流
れる抵抗が大きすぎるので、イオン交換コラムに使うに
は細かすぎる。
The fine powder obtained after over-drying has too much resistance to flow through the ion exchange column, and is therefore too fine to be used in the ion exchange column.

大量な結晶のリン酸ジルコニウムは、スタインとクリア
フィールド5tynes and C1earfi
eldによるアメリカ特許第3416884号明細書に
記載されているようにして作ることができる。
Large amounts of crystalline zirconium phosphate are produced by Stein and Clearfield 5tynes and C1earfi.
It can be made as described in U.S. Pat. No. 3,416,884 to Eld.

溶液を数日間煮沸すると、顕微鏡的または非結晶性の物
質が徐々に巨視的結晶性リン酸ジルコニウムに変化する
Boiling the solution for several days gradually transforms the microscopic or amorphous material into macroscopic crystalline zirconium phosphate.

しかしながら、この加熱法に要する時間が長いことは、
この生成物を高価なものにする。
However, the long time required for this heating method
This makes the product expensive.

この方法で粒状リン酸ジルコニウムを作るのは困難への
で、この生成物は広くは使われていない。
Due to the difficulties of making granular zirconium phosphate by this method, this product is not widely used.

水和酸化ジルコニウムイオン交換体は同じ方法で作るこ
とができ、得られた生成物もまた非常に微細粉末状の物
質であって、ツタウルシ軟膏、皮膚炎クリームおよび抗
発汗剤として使うのに適している。
Hydrated zirconium oxide ion exchangers can be made in the same manner, and the resulting product is also a very finely powdered material suitable for use as poison ivy ointments, dermatitis creams, and antiperspirants. There is.

しかしながら、得られたこの微粉末は水を通しにくくコ
ラム内で高い圧力降下を起すのでイオン交換コラムには
利用することができない。
However, the resulting fine powder cannot be used in ion exchange columns because it is difficult to pass water and causes a high pressure drop within the column.

コラム用に必要な粒状の大きさの点で、これまでのジル
コニウム水和酸化物イオン交換体の製造法は工業的には
実施できない。
Due to the particle size required for columns, conventional methods for producing zirconium hydrated oxide ion exchangers are not commercially viable.

本発明は所望のメツシュサイズの範囲内のジルコニウム
水相酸化物イオン交換体の製造法に関する。
The present invention relates to a method for producing zirconium aqueous phase oxide ion exchangers within a desired mesh size range.

この方法は特に液体から無機イオンを分離するイオン交
換コラムに使うのに適したメツシュサイズの範囲内の粒
状製品を作るのに有用である。
This method is particularly useful for producing granular products within a mesh size range suitable for use in ion exchange columns to separate inorganic ions from liquids.

このようなイオン交換体の需要は、ウレアーゼによる尿
素の転化から得られるアンモニアを除くための人工腎臓
システム用の透析処理にある。
The need for such ion exchangers lies in dialysis processes for artificial kidney systems to remove ammonia obtained from the conversion of urea by urease.

このような処理はアメリカ特許第3669880号明細
書に記載されて(・る。
Such a process is described in US Pat. No. 3,669,880.

このシステムにおいては、尿素の転化によって得られる
アンモニウムイオンはコラム内のリン酸ジルコニウムイ
オン交換体によって除き、人工腎臓から戻る透析溶液内
のリン酸塩は水和酸化ジルコニウムイオン交換体によっ
て除く。
In this system, ammonium ions obtained from the conversion of urea are removed by a zirconium phosphate ion exchanger in the column, and phosphate in the dialysis solution returning from the artificial kidney is removed by a hydrated zirconium oxide ion exchanger.

この透析処理は腎臓から戻る透析流体が、粒状リン酸ジ
ルコニウムと水和酸化ジルコニウムを含む一つのコラム
または数個のコラムを連続的に通過する循環流プロセス
を提供する。
This dialysis process provides a circular flow process in which the dialysis fluid returning from the kidneys passes successively through one or several columns containing particulate zirconium phosphate and hydrated zirconium oxide.

12〜325メツシュ分布帯中のリン酸ジルコニウム粒
子と水和酸化ジルコニウム粒子は、実質的に325メツ
シュ粒子が大量ではなく12メツシュ粒子も過大量では
ないならば、コラム中に使うことができる。
Zirconium phosphate particles and hydrated zirconium oxide particles in the 12-325 mesh distribution band can be used in the column provided there is not a substantial amount of 325 mesh particles and no excessive amount of 12 mesh particles.

細かいメツシュの物は液体との接触を良くするが、液の
流れを抑制してコラム内で詰まる傾向がある。
Fine mesh materials provide better contact with the liquid, but tend to inhibit liquid flow and clog within the column.

これに対して大きい粒子はコラム内の流れを容易にする
が、イオンを拾い上げるために液体にさらされるジルコ
ニウム化合物の表面積が充分ではなくなる。
Larger particles, on the other hand, facilitate flow within the column, but do not leave enough surface area of the zirconium compound exposed to the liquid to pick up ions.

本発明は、交換コラム用に適したメツシュ範囲内のリン
酸ジルコニウムおよび酸化ジルコニウムのようなジルコ
ニウム水和酸化物イオン交換体の、工業的に実施可能な
製造方法を提供する。
The present invention provides an industrially viable method for producing zirconium hydrated oxide ion exchangers, such as zirconium phosphate and zirconium oxide, in the mesh range suitable for use in exchange columns.

この方法は、水溶性ジルコニウム化合物の固形粒子を反
応剤溶液に加えることから成っている。
The method consists of adding solid particles of a water-soluble zirconium compound to a reactant solution.

最初のジルコニウム化合物粒子のメツシュによって、最
終イオン交換体粒子のメツシュ分布帯が定まる。
The mesh of the initial zirconium compound particles defines the mesh distribution band of the final ion exchanger particles.

すン酸ジルコニウムを得るためには粒子状のジルコニウ
ム化合物をリン酸塩溶液に加え、また水和酸化ジルコニ
ウムを得るためには粒子状のジルコニウム化合物を水酸
化ナトリウムのような塩基性溶液に加える。
To obtain zirconium sulfate, particulate zirconium compounds are added to a phosphate solution, and to obtain hydrated zirconium oxide, particulate zirconium compounds are added to a basic solution such as sodium hydroxide.

ジルコニウム粒子は試薬によって形態が定まり、不溶化
試薬に溶解することなしにイオン交換体粒子に変換され
る。
The shape of the zirconium particles is determined by the reagent and is converted into ion exchanger particles without being dissolved in the insolubilizing reagent.

このようにして、本発明は、リン酸ジルコニウムや水和
酸化ジルコニウムのようなジルコニウム水和酸化物イオ
ン交換体を、イオン交換コラムに使うのに適した粒子状
で製造するための、安価に、工業的に実施できる製造方
法を提供する。
Thus, the present invention provides an inexpensive method for producing zirconium hydrated oxide ion exchangers, such as zirconium phosphate and hydrated zirconium oxide, in particulate form suitable for use in ion exchange columns. A manufacturing method that can be implemented industrially is provided.

得られる粒状製品は急速に生成するので、費用のかかる
長時間の沢過の必要がなく、このことは製品を大量に生
産するのに役立つ。
Since the resulting granular product is formed rapidly, there is no need for costly and lengthy filtration, which facilitates the production of large quantities of the product.

ここに述べる粒子のメツシュサイズはすべてタイラーの
標準フルイのサイズであり、リン酸ジルコニウムと水和
酸化ジルコニウムとの粒子サイズはイオン交換体の形の
ものについてである。
All particle mesh sizes discussed herein are those of Tyler's standard sieves, and the particle sizes of the zirconium phosphate and hydrated zirconium oxide are for the ion exchanger form.

ジルコニウム化合物の最終の粒子のサイズはその最初の
粒子のサイズによって変るので、本方法はまた、所望に
よっては後で適当なサイズに粉砕することができる大き
な粒子の製造にも、また他の用途に使う非常に細かい粒
子の製造にも適用できることが理解できる。
Since the size of the final particles of the zirconium compound depends on the size of its initial particles, the method is also useful for producing large particles that can be later ground to a suitable size if desired, and for other applications. It can be understood that this method can also be applied to the production of very fine particles.

リン酸ジルコニウム粒子の製造においては、所望のメツ
シュ分布帯を有する粒子形態のジルコニウム化合物をリ
ン酸の水溶液に加える。
In the production of zirconium phosphate particles, a zirconium compound in the form of particles having a desired mesh distribution band is added to an aqueous solution of phosphoric acid.

ジルコニウム化合物は水溶性のオキシ塩化ジルコニウム
、硝酸ジルコニウム、硝酸シルコール、硫酸ジルコニウ
ム、または酢酸ジルコニウム、でなげればならないし、
他方リン酸塩溶液はリン酸、リン酸ナトリウムまたはリ
ン酸水素ナトリウム混合物の溶液から成ることができる
The zirconium compound must be water-soluble zirconium oxychloride, zirconium nitrate, silcol nitrate, zirconium sulfate, or zirconium acetate;
On the other hand, the phosphate solution can consist of a solution of phosphoric acid, sodium phosphate or a mixture of sodium hydrogen phosphate.

リン酸塩溶液の濃度は好ましくは2.5モルのオーダー
であり、反応温度は適当な生成物を得るためには、室温
から100℃の範囲のいずれかにある。
The concentration of the phosphate solution is preferably on the order of 2.5 molar and the reaction temperature is anywhere from room temperature to 100°C to obtain suitable products.

ジルコニウム化合物の粒子を加える溶液は5〜30分間
かきまぜて、リン酸塩がジルコニウム化合物粒子の中に
浸透してジルコニウム化合物のすべてが不溶性リン酸ジ
ルコニウムに転化することを確実にする。
The solution to which the zirconium compound particles are added is stirred for 5 to 30 minutes to ensure that the phosphate permeates into the zirconium compound particles and converts all of the zirconium compound to insoluble zirconium phosphate.

次いで溶液を沢過して反応混合物を除いてから、可溶性
リン酸塩のすべてが除かれるまで水で洗う。
The solution is then filtered to remove the reaction mixture and washed with water until all soluble phosphate is removed.

その*′後で、与えられた条件下で充分にリン酸塩の浸
透があったことを確かめるために、粒状体を試験してそ
の中に遊離のジルコニウム化合物が残っているか否かを
測定することができる。
Afterwards, the granules are tested to determine whether any free zirconium compounds remain within them to ensure that there has been sufficient phosphate penetration under the given conditions. be able to.

得られた生成物が実質的にすべて不溶性のリン酸ジルコ
ニウムであるように、充分の時間をかげて固体ジルコニ
ウム化合物中にリン酸塩を入り込ませなければならない
Sufficient time must be allowed to incorporate the phosphate into the solid zirconium compound so that the resulting product is substantially all insoluble zirconium phosphate.

多くのリン酸塩物質について、最初の水溶液中のリン酸
塩のモル濃度を溶解限度にまですることができる。
For many phosphate materials, the molar concentration of phosphate in the initial aqueous solution can be brought up to the solubility limit.

しかしながら、リン酸の場合には、最初のモル濃度を2
.5モルより高くすると望ましくないゲル化生成物が得
られる。
However, in the case of phosphoric acid, the initial molar concentration is
.. Higher than 5 moles results in undesirable gelling products.

また、工程中のどの点でもリン酸塩のモル濃度が0.5
モル以下であると、あまりに容易に微粉末に砕けるもろ
い粒状物質を生成することになる。
Also, at any point during the process, the molar concentration of phosphate is 0.5.
Submolar amounts will produce brittle particulate materials that break down too easily into fine powders.

ジルコニウム化合物は可溶性でなげればならない。The zirconium compound must be soluble.

不溶性のジルコニウム化合物はその内部にリン酸塩を浸
透させないので、所望の生成物が得られない。
Insoluble zirconium compounds do not allow phosphate to penetrate into their interior, so the desired product is not obtained.

しかしながら、前記のようなジルコニウム化合物の粒子
はリン酸ジルコニウムに転化する間溶解しない。
However, particles of such zirconium compounds do not dissolve during conversion to zirconium phosphate.

リン酸塩はジルコニウムを不溶性のリン酸ジルコニウム
に変え、その際粒子形状を固定するので不溶化剤として
作用するのである。
Phosphate converts zirconium into insoluble zirconium phosphate, fixing the particle shape and acting as an insolubilizing agent.

リン酸ジルコニウム生成物の最終粒子のサイズはジルコ
ニウム化合物の最初の粒子のサイズによって支配され、
例えば出発化合物として1間の大きさのオキシ塩化ジル
コニウムを使うと、リン酸ジルコニウムの最終粒子は1
mmより僅かに大きくなるであろう。
The size of the final particles of the zirconium phosphate product is governed by the size of the initial particles of the zirconium compound;
For example, if zirconium oxychloride is used as the starting compound, the final particles of zirconium phosphate will be 1
It will be slightly larger than mm.

一般に、最終粒子のサイズは僅かに増すが粒子を処理す
るために若干の細かい粒子が導入される。
Generally, some finer particles are introduced to treat the particles, although the size of the final particles increases slightly.

12メツシユより大きい原料粒子は物理的に非常に弱い
粒子となり、その後の操作において容易に砕ける可能性
があることが判った。
It has been found that raw material particles larger than 12 meshes become physically very weak particles and may easily break during subsequent operations.

また、325メツシユより小さい原料粒子は、どのよう
な量で存在していてもp過するには細かすぎる粒子を生
成することが判った。
It has also been found that raw material particles smaller than 325 mesh produce particles that are too fine to pass through, no matter what amount they are present.

一般にいえば、サイズが12〜325メツシユの分布帯
の中にあって、粒子の大部分がこの中間のサイズのもの
でなげればならない。
Generally speaking, the size should fall within a distribution band of 12 to 325 meshes, with the majority of the particles falling in the intermediate size range.

ジルコニウム化合物がリン酸ジルコニウムに転化する一
般反応は次のようである: (この式でXは可溶性ジルコニウム化合物の陰イオンで
あり、Nは可溶性リン酸塩の陽イオンである)。
The general reaction in which a zirconium compound is converted to zirconium phosphate is as follows: where X is the anion of the soluble zirconium compound and N is the cation of the soluble phosphate.

リン酸塩は、リン酸カルシウムのような半可溶性化合物
では役立たないので、高度に可溶性のリン酸塩でなけれ
ばならな(・。
The phosphate must be a highly soluble phosphate, as semi-soluble compounds such as calcium phosphate are of no use.

溶液中のリン酸塩の濃度は反応中0.5モル以下に低下
してはならないので、リン酸塩化合物は0.5モルより
多く可溶性で*なげればならない。
Since the concentration of phosphate in the solution must not fall below 0.5 molar during the reaction, the phosphate compound must be soluble in more than 0.5 molar.

その反応機構は、可溶性リン酸塩溶液中のリン酸イオン
が可溶性ジルコニウム化合物の陰イオンと交換されるの
である。
The reaction mechanism is that the phosphate ions in the soluble phosphate solution are exchanged with the anions of the soluble zirconium compound.

不溶性のリン酸ジルコニウムはリン酸と接触するとき、
その粒子形状の中にジルコニウムを固定する。
When insoluble zirconium phosphate comes into contact with phosphoric acid,
Zirconium is fixed within the particle shape.

リン酸ジルコニウムを製造する好ましい反応は、次の反
応で例示するようにオキシ塩化ジルコニウムとリン酸と
の反応である: (この式でXは通常0〜8である)。
A preferred reaction to produce zirconium phosphate is the reaction of zirconium oxychloride with phosphoric acid, as exemplified by the following reaction: (wherein X is typically 0-8).

最終のリン酸ジルコニウム生成物の形態は、リン酸ジル
コニウムが生成物の一部分だけである混合化合物である
The final zirconium phosphate product form is a mixed compound in which zirconium phosphate is only a portion of the product.

この生成物は一定した化学式を持っていないが なる骨格を有している。This product does not have a fixed chemical formula, but It has a skeleton.

上記反応で示されるようにリン酸塩イオンが塩化物イオ
ンと入れ換わっている。
As shown in the reaction above, phosphate ions are replacing chloride ions.

リン酸ジルコニウムの製造法の代表的な例は次のとおり
である: 例1 28〜48メツシユにふるい分けしたオキシ塩化ジルコ
ニウム495グを、水900m1中に濃リン酸100r
fLlを溶かした溶液に、かきまぜながらゆっくり加え
た。
A typical example of a process for producing zirconium phosphate is as follows: Example 1 495 g of zirconium oxychloride, sieved to 28-48 meshes, are mixed with 100 ml of concentrated phosphoric acid in 900 ml of water.
It was slowly added to the fLl solution while stirring.

粒状生成物を沢過、洗浄、そして風乾した。The granular product was filtered, washed and air dried.

リン酸塩のモル濃度は1.4モルであって、最終メツシ
ュは20〜80であった。
The molar concentration of phosphate was 1.4 molar and the final mesh was 20-80.

例2 20〜150メツシユにふるい分けしたオキシ塩化ジル
コニウムを、水500rrll中にリン酸二水素ナトリ
ウム−水和物691を溶かした溶液に、かきまぜながら
ゆっくり加えた。
Example 2 Zirconium oxychloride, sieved to 20-150 meshes, was added slowly with stirring to a solution of 691 sodium dihydrogen phosphate hydrate in 500 rrlls of water.

生成物を沢過、洗浄、そして風乾した。The product was filtered, washed and air dried.

リン酸塩の最初のモル濃度は1.0モルであり、最終の
メツシュは16〜200であった。
The initial molar concentration of phosphate was 1.0 molar and the final mesh was 16-200.

例3 14メツシユおよびそれ以上にふるい分けした硝酸ジル
コニル(ガラス)10iを、水180CC中に濃リン酸
20ccを溶かした溶液に、かきまぜながらゆっくり加
えた。
Example 3 10 i of zirconyl nitrate (glass), sieved to 14 meshes and above, was added slowly with stirring to a solution of 20 cc of concentrated phosphoric acid in 180 cc of water.

生成物を沢過、洗浄、そして風乾した。The product was filtered, washed and air dried.

最初のモル濃度は1.4モルであり、最終メツシュは1
2またはそれより犬であった。
The initial molar concentration is 1.4 molar and the final mesh is 1
2 or more dogs.

例4 28〜48メツシユにふるい分けしたオキシ塩化ジルコ
ニウム171を、水965m1中に濃リン酸35rrL
lを溶かした溶液に、かきまぜながらゆっくり加えた。
Example 4 171 zirconium oxychloride, sieved to 28-48 mesh, was dissolved in 35 rrL of concentrated phosphoric acid in 965 ml of water.
1 was added slowly to the solution while stirring.

粒状生成物を沢過、洗浄、そして風乾した。The granular product was filtered, washed and air dried.

リン酸塩の最初のモル濃度は0.5モルであって、最終
メツシュは10〜325であった。
The initial molar concentration of phosphate was 0.5 molar and the final mesh was 10-325.

リン酸塩の最終モル濃度は0.5モルより少く、この生
成物は大きい粒子が容易に塵状に破砕して325メツシ
ユより小さい粒子になってしまったので、交換コラム用
には不満足のものであった。
The final molar concentration of phosphate was less than 0.5 molar, and the product was unsatisfactory for use in exchange columns, as large particles were easily crushed into particles smaller than 325 mesh. Met.

例5 28〜48メツシユにふるい分けしたオキシ塩化ジルコ
ニウム120iを、水900m1中に濃リン酸1001
rLlを溶かした溶液に、かきまぜながらゆっくり加え
た。
Example 5 120 i of zirconium oxychloride, sieved to 28-48 mesh, was added to 100 i of concentrated phosphoric acid in 900 ml of water.
It was slowly added to the rLl solution while stirring.

粒状生成物を沢過、洗浄、そして風乾した。The granular product was filtered, washed and air dried.

最初のリン酸塩のモル濃度は1.4モルであって、最終
メツシュは12〜80であった。
The initial phosphate molar concentration was 1.4 molar and the final mesh was 12-80.

例6 28〜48メツシユにふるい分けしたオキシ塩化ジルコ
ニウム49.5 fを、水830rfLl中に濃すン酸
170TLlを溶かした溶液に、かきまぜながらゆっく
り加えた。
Example 6 49.5 f of zirconium oxychloride, sieved to 28-48 mesh, was slowly added to a solution of 170 TLl of concentrated phosphoric acid in 830 rfLl of water with stirring.

粒状生成物を沢過、洗浄、そして風乾した。The granular product was filtered, washed and air dried.

リン酸塩の最初のモル濃度は2.5モルであり、最終メ
ツシュは28〜60であった。
The initial molar concentration of phosphate was 2.5 molar and the final mesh was 28-60.

例7 14メツシユおよびそれ以上にふるい分けしたオキシ塩
化ジルコニウム14.5に9 (32ポンド)を、水9
0.81(24ガロン)中に75%リン酸12.11(
3,2ガロン)を溶かした溶液に、かきまぜながらゆっ
くり加えた。
Example 7 Thirty-two pounds of zirconium oxychloride, sieved to 14 mesh and larger, is added to 14.5 lbs. of water.
75% phosphoric acid 12.11 (24 gallons) in 0.81 (24 gallons)
3.2 gallons) was slowly added to the solution while stirring.

最終生成物をp過、洗浄、風乾した。The final product was filtered, washed and air dried.

リン酸塩の最初のモル濃度は1.5モルであり、最終メ
ツシュは12およびそれ以上であった。
The initial molar concentration of phosphate was 1.5 molar and the final mesh was 12 and above.

上記の例において、不満足な生成物が得られた例4以外
はすべて、モル濃度は0.5モルを超えた。
In all of the above examples, the molar concentration exceeded 0.5 molar except for example 4, where an unsatisfactory product was obtained.

例6の場合にはリン酸塩の最初のモル濃度が2.5であ
って、これはこの特殊なリン酸塩の適当な上限であるこ
とが判った。
In the case of Example 6, the initial molar concentration of phosphate was 2.5, which was found to be a suitable upper limit for this particular phosphate.

例7は約15に9(40ポ**ンド)の製品を作る代表
的な工業的操作の例である。
Example 7 is an example of a typical industrial operation that produces about 40 pounds of product.

水和酸化ジルコニウムの製造において、この方法は根本
的には塩基性溶液への粒状ジルコニウム化合物の添加で
あって、得られる粒子のサイズはジルコニウム化合物の
元の粒状物のサイズと同じである。
In the production of hydrated zirconium oxide, this method is essentially the addition of particulate zirconium compounds to a basic solution, and the size of the particles obtained is the same as the size of the original granules of zirconium compounds.

粒子形状の可溶性ジルコニウム化合物を、かきまぜてい
る水酸化ナトリウム溶液のような塩基性溶液に加えると
、水和酸化ジルコニウムの粒状体を生成する。
Addition of a soluble zirconium compound in particulate form to a stirred basic solution, such as a sodium hydroxide solution, produces granules of hydrated zirconium oxide.

この際、可溶性ジルコニウム化合物の陰イオンは塩基の
水酸基によって置き換えられる。
At this time, the anion of the soluble zirconium compound is replaced by the hydroxyl group of the base.

ある特定例においては、硝酸ジルコニウム(オキシ硝酸
ジルコニウム)のような可溶性ジルコニウム化合物を粒
子状で水酸化ナトリウム溶液に加えて、次に示す反応に
よって水和酸化ジルコニウムの粒状物を作る: NaOHのモル濃度はその最低限においては10−5で
あってもよいので、塩基性溶液のモル濃度は重要ではな
い。
In one particular example, a soluble zirconium compound, such as zirconium nitrate (zirconium oxynitrate), is added in particulate form to a sodium hydroxide solution to produce granules of hydrated zirconium oxide by the following reaction: The molar concentration of the basic solution is not critical, since at its minimum it may be 10-5.

ジルコニウム化合物は硝酸ジルコニウム、硝酸ジルコニ
ル、および酢酸ジルコニウムを包含する。
Zirconium compounds include zirconium nitrate, zirconyl nitrate, and zirconium acetate.

この塩基性溶液はジルコニウムを不溶性の水和酸化ジル
コニウムに変え、その際粒子の形状を決定するので、不
溶化剤として作用する。
This basic solution converts the zirconium into insoluble hydrated zirconium oxide and thereby determines the shape of the particles, thus acting as an insolubilizing agent.

水和酸化ジルコニウムの製造の代表的な例は次のとおり
である: 例8 60メツシユおよびそれ以上の硝酸ジルコニウム502
を、水25OCC中に水酸化ナトリウム81を溶かした
溶液に、かきまぜながら加えた。
A representative example of the production of hydrated zirconium oxide is as follows: Example 8 Zirconium Nitrate 502 with 60 Meshes and Higher
was added to a solution of 81 cc of sodium hydroxide in 25 cc of water with stirring.

この混合物を10分間かきまぜた。This mixture was stirred for 10 minutes.

生成物を沢過、洗浄、そして風乾した。The product was filtered, washed and air dried.

最初の水酸化物のモル濃度は0.8であり、最終のメツ
シュは48およびそれ以上であった。
The initial hydroxide molar concentration was 0.8 and the final mesh was 48 and above.

上記から、リン酸塩溶液または塩基性溶液のような不溶
化剤は、ジルコニウムが試薬と接触するときのそのまま
の粒子形状で実質的に不溶性の形状に固定することがで
きることが明らかである。
From the above it is clear that an insolubilizing agent such as a phosphate solution or a basic solution can fix the zirconium in a substantially insoluble form in the intact particle form when it comes into contact with the reagent.

すなわち、粒子のサイズは実質的に最初の粒子のサイズ
と同じ範囲内にあり、このことは最終生成物のメツシュ
分布帯は最初のメツシュ帯によって定まること示すので
ある。
That is, the size of the particles is substantially in the same range as the size of the initial particles, indicating that the mesh distribution band of the final product is determined by the initial mesh band.

また、最終生成物を、代表的なイオン交換コラム内で使
用できる粒子のサイズ帯内で工業的に製造することがで
きる。
Additionally, the final product can be manufactured industrially within the size range of particles that can be used in typical ion exchange columns.

リン酸ジルコニウムの場合は不溶性であるリン酸塩はジ
ルコニウムを固定し、また塩基性溶液の場合は得られる
生成物は不溶性の水和酸化物である。
In the case of zirconium phosphate, the insoluble phosphate fixes the zirconium, and in the case of basic solutions the resulting product is an insoluble hydrated oxide.

適当なサイズ範囲のリン酸ジルコニウムはまた、水の軟
化、工業的水処理および核廃水からの重金属の分離に利
用することができる。
Zirconium phosphate in the appropriate size range can also be utilized in water softening, industrial water treatment and the separation of heavy metals from nuclear wastewater.

微粒子はスラリーにして使って、下水処理工場内の溶液
からアンモニアおよび金属イオンを除去することができ
る。
The particulates can be used in a slurry to remove ammonia and metal ions from solutions in wastewater treatment plants.

水利酸化ジルコニウムはまた、廃水からリン酸塩の除去
および水からフッ化物の除去に使うことができ、その微
粒子は軟膏、スキンクリームおよび抗発汗剤に使うこと
ができる。
Aqueous zirconium oxide can also be used to remove phosphates from wastewater and fluoride from water, and its microparticles can be used in ointments, skin creams and antiperspirants.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 所定の粒度分布を有し、骨格 (但しRは ルコニウム水和酸化物イオン交換体の製造方法であって
、 水溶性リン酸塩の水溶液又は水溶液状態で水酸イオンを
供給する塩基の水溶液を調製する工程;該水溶液中の薬
剤を粒状ジルコニウム化合物と反応させて該粒状ジルコ
ニウム化合物の粒度分布によって定まる粒度分布を有す
る粒状ジルコニウム水和酸化物イオン交換体を該水溶液
中で生成さる場合にはオキシ塩化ジルコニウム、硝酸ジ
ルコニウム、硝酸ジルコニル、硫酸’;’ルコニウム及
ヒ酢酸ジルコニウムからなる群から選ばれた水溶性ジル
コニウム化合物を、また生成物中のRが−OHである場
合には、硝酸ジルコニウム、硝酸ジルコニル及び酢酸ジ
ルコニウムからなる群から選ばれた水溶性ジルコニウム
化合物を、粒子形状で該水溶液に加えて、該水溶液中で
該ジルコニウム化合物を該粒状イオン交換体生成物に実
質的に転化させるのに少くとも充分な時間をかげて該ジ
ルコニウム化合物を該薬剤と反応させることにより該反
応を達成させる反応工程;及び 該イオン交換体生成物を回収する工程、 を含むことを特徴とする製造方法。
[Claims] 1. A method for producing a ruconium hydrated oxide ion exchanger having a predetermined particle size distribution and a skeleton (where R is a method for producing a ruconium hydrated oxide ion exchanger; A step of preparing an aqueous solution of a base to be supplied; reacting a drug in the aqueous solution with a particulate zirconium compound to form a particulate zirconium hydrated oxide ion exchanger having a particle size distribution determined by the particle size distribution of the particulate zirconium compound in the aqueous solution. When produced, a water-soluble zirconium compound selected from the group consisting of zirconium oxychloride, zirconium nitrate, zirconyl nitrate, ruconium sulfate and zirconium arsenate, and when R in the product is -OH. adds a water-soluble zirconium compound selected from the group consisting of zirconium nitrate, zirconyl nitrate, and zirconium acetate to the aqueous solution in particulate form to substantially transform the zirconium compound into the particulate ion exchanger product in the aqueous solution. a reaction step of accomplishing the reaction by reacting the zirconium compound with the agent for at least sufficient time to convert the ion exchanger product to manufacturing method.
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