NL8502128A - PROCESS FOR EXTRACTING ZIRCONIUM DIOXIDE FROM DISSOCIATED ZIRCONY. - Google Patents

PROCESS FOR EXTRACTING ZIRCONIUM DIOXIDE FROM DISSOCIATED ZIRCONY. Download PDF

Info

Publication number
NL8502128A
NL8502128A NL8502128A NL8502128A NL8502128A NL 8502128 A NL8502128 A NL 8502128A NL 8502128 A NL8502128 A NL 8502128A NL 8502128 A NL8502128 A NL 8502128A NL 8502128 A NL8502128 A NL 8502128A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
zirconium
dissociated
sulfuric acid
particle size
zirconia
Prior art date
Application number
NL8502128A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Cookson Group Plc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cookson Group Plc filed Critical Cookson Group Plc
Publication of NL8502128A publication Critical patent/NL8502128A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00Compounds of zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00Compounds of zirconium
    • C01G25/06Sulfates

Description

*> N.0.33.334 1*> N.0.33.334 1

Werkwijze voor het extraheren van zirkoniumdioxide uit gedissociëerd zirkoon 5 De uitvinding heeft betrekking op een werkwi jzetvoor het extrahe ren van zirkoniumdioxide uit gedissociëerd zirkoon.The invention relates to a process for extracting zirconium dioxide from dissociated zircon.

Het is algemeen bekend zirkoon te dissociëren tot zirkoniumdioxide en silieiumdioxide door het uitgangsmateriaal te verhitten tot hoge temperatuur in een boog-, weerstands- of plasma-oven, gevolgd door 10 afschrikken. Tijdens deze behandeling gaat een zekere hoeveelheid silιοί umdi oxide als damp verloren, in het bijzonder in het geval van een hoogoven. Het is ook bekend, dat het mogelijk is zirkoniumdioxide uit het gedissociëerde zirkoon te winnen door het siliciumdioxide daaruit te extraheren door behandeling met natriumhydroxide (caustische soda).It is well known to dissociate zircon into zirconia and silica by heating the raw material to high temperature in an arc, resistance or plasma oven followed by quenching. During this treatment, a certain amount of silica umdi oxide is lost as a vapor, especially in the case of a blast furnace. It is also known that it is possible to recover zirconia from the dissociated zircon by extracting the silica from it by treatment with sodium hydroxide (caustic soda).

15 Deze werkwijze heeft het nadeel dat het uit het residu gewonnen zirkoniumdioxide een onaanvaardbaar hoog gehalte aan siliciumdioxide kan bevatten.This method has the drawback that the zirconium oxide recovered from the residue may contain an unacceptably high content of silicon dioxide.

Zo bleek uit onderzoek door aanvraagster van een in een plasma-oven bereid, typisch monster van gedissociëerd zirkoon dat het mon-20 ster op grond van röntgen-fluorescentie-analyse de volgende samenstelling bezit:For example, examination by the applicant of a typical plasma furnace sample prepared in a plasma oven revealed that the sample has the following composition by X-ray fluorescence analysis:

ZrOg + HfÖ2 68,3 gew.%ZrOg + HfÖ2 68.3 wt%

Si02 31,8 gew.% 25 A12Ö3 0,33 gew.%SiO 2 31.8 wt% 25 A12O3 0.33 wt%

CaO 0,02 gew.%CaO 0.02 wt%

Ti02 0,26 gew.% Ρβ2θ3 0,05 gew.%TiO2 0.26 wt% Ρβ2θ3 0.05 wt%

30 Nadat 50 g van dit materiaal gedurende ongeveer 6 uren bij 95°CAfter 50 g of this material for about 6 hours at 95 ° C

was geroerd met een 50-gew.procents oplossing van natriumhydroxide bleek het residu op grond van röntgen-fluorescentie-analyse te bevatten: 35 ZK>2 + HfÜ2 98,05 gew.%was stirred with a 50 wt% solution of sodium hydroxide, the residue was found by X-ray fluorescence analysis to contain: 35 ZK> 2 + HfO 2 98.05 wt%

Si02 1,04 gew.%SiO2 1.04 wt%

Voor vele industriële toepassingen van zirkoniumdioxide, bijv. in de keramische, elektronische en constructie-industrie is echter een 40 siliciumdioxidegehalte van minder dan 0,1 gew.% vereist.However, many industrial applications of zirconia, e.g., in the ceramic, electronics, and construction industries, require a 40 silica content of less than 0.1% by weight.

O -n A, W Ό Λ S ώ OO -n A, W Ό Λ S ώ O

2 « - t2 «- t

Derhalve werd getracht de bestanddelen van gedissociëerd zirkoon op een andere wijze af te scheiden, bijv. door het zirkoniumdioxide uit te logen uit het gedissociëerde produkt en het siliciumdioxide in het residu achter te laten. Dit bleek een buitengewoon moeilijke opgave te 5 zijn omdat het gedissociëerde zirkoon een glasachtig produkt is, dat bestaat uit kleine stukjes siliciumdioxide, waarin zirkoniumdioxide-deeltjes ingekapseld zijn.Therefore, attempts were made to separate the dissociated zircon components in other ways, e.g. by leaching the zirconia from the dissociated product and leaving the silica in the residue. This proved to be an extremely difficult task because the dissociated zircon is a glassy product consisting of small pieces of silicon dioxide encapsulating zirconia particles.

Derhalve heeft aanvraagster getracht een selectieve uitloging van het zirkoniumdioxide uit dit produkt te verkrijgen door behandeling met 10 zuren, maar dit heeft geen succes opgeleverd. Alleen met waterstoff1 uo-ride werd een extraktie van zirkoniumdioxide verwezenlijkt, maar dit zuur extraheerde ook het siliciumdioxide.Therefore, the applicant has attempted to obtain a selective leaching of the zirconium dioxide from this product by treatment with 10 acids, but this has not been successful. Extraction of zirconia was accomplished only with hydrogen fluoride, but this acid also extracted the silica.

Gevonden werd nu, dat door malen van het gedissociëerde zirkoon tot een voldoende kleine deeltjesgrootte om het zirkoniumdioxide uit 15 het omhullende glasachtige si liciumdi oxide te bevrijden, het zirkonium-dioxide met succes kon worden uitgeloogd met zwavelzuur, waarbij het siliciumdioxide achterblijft.It has now been found that by grinding the dissociated zircon to a particle size sufficiently small to liberate the zirconium dioxide from the enveloping vitreous silicon dioxide, the zirconium dioxide could be successfully leached out with sulfuric acid, leaving the silica.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het extraheren van zirkoniumdioxide uit gedissociëerd zirkoon, 20 welke werkwijze is gekenmerkt, doordat men het gedissociëerde zirkoon maalt tot een deeltjesgrootte, die voldoende is om het zirkoniumdioxide uit het omhullende glasachtige si.liciumdioxide te bloot te stellen, en men het gemalen produkt bij een temperatuur in het gebied van 200-350oC verhit met een overmaat geconcentreerd zwavelzuur teneinde het zirkoni-25 umdioxide om te zetten in zirkoniumsulfaat.According to the present invention there is provided a method of extracting zirconia from dissociated zircon, the method being characterized by grinding the dissociated zircon to a particle size sufficient to expose the zirconia from the enveloping vitreous silica. and the milled product is heated at a temperature in the range of 200-350 ° C with an excess of concentrated sulfuric acid to convert the zirconium dioxide into zirconium sulfate.

De mate van extraktie van zirkoniumdioxide is afhankelijk van de fijnheidsgraad, tot welke het gedissociëerde zirkoon wordt gemalen, van de overmaat van het geconcentreerde zwavelzuur (98 geww.%) ten opzichte van de stoechiometrische hoeveelheid, die vereist is voor de om-30 zetting met het aanwezige zirkoniumdioxide, van de toegepaste inwer-kingstijd en van de reactietemperatuur.The degree of extraction of zirconium dioxide depends on the degree of fineness, to which the dissociated zirconium is ground, from the excess of the concentrated sulfuric acid (98 wt%) relative to the stoichiometric amount required for the conversion with the zirconium dioxide present, the reaction time used and the reaction temperature.

Bij aanvraagsters oorspronkelijke experimenten werd gedissocieerd zirkoon met de in het onderstaande voorbeeld I aangegeven samenstelling in natte toestand gemalen tot een deeltjesgrootte tussen 1 en 35 8 /urn, gemeten met een optische microscoop. Bij verhitten onder de omstandigheden van voorbeeld I was de hoeveelheid zirkoniumdioxide (plus hafniumdioxide), die in de oplossing was opgenomen, 85 gew.%. Bij Bij langduriger malen, waarbij poeder met een aanzienlijke hoeveelheid deeltjes met een diameter kleiner dan 1/um en een kleine hoeveelheid 40 deeltjes met een diameter boven 5 /um werd verkregen, waarbij weer '0502 1 2 8.In applicant's original experiments, dissociated zirconia with the composition shown in Example I below was ground wet to a particle size between 1 and 35 µm, measured with an optical microscope. When heated under the conditions of Example 1, the amount of zirconium dioxide (plus hafnium dioxide) contained in the solution was 85% by weight. At Longer grinding, in which powder with a substantial amount of particles with a diameter of less than 1 µm and a small amount of 40 particles with a diameter of more than 5 µm was obtained, in which case again 0502 1 2 8.

f * . Λ* 3 met een microscoop werd gemeten, bedroeg de opbrengst na het verhitten op bovengenoemde wijze 96¾.f *. Λ * 3 was measured with a microscope, the yield after heating was 96¾ in the above manner.

Bij de bovenbeschreven experimenten bedroeg de hoeveelheid zuur 6,7 maal de stoechiometrische hoeveelheid. Onder toepassing van dezelf-5 de aanzienlijke overmaat en dezelfde omstandigheden werden de volgende waarden verkregen, deze keer met behulp van een ander gedissociëerd zirkoon met de samenstelling:In the experiments described above, the amount of acid was 6.7 times the stoichiometric amount. Using the same excess and the same conditions, the following values were obtained, this time using another dissociated zircon of the composition:

ZrO£ + HfÜ2 68,3 gew.% 10 SiOg 31,8 gew.% AI2O3 0,33 gew.%ZrO + HfU2 68.3 wt% 10 SiOg 31.8 wt% AI2O3 0.33 wt%

CaO 0,02 gew.%CaO 0.02 wt%

Ti02 0,26 gew.%TiO2 0.26 wt%

Fe2Ü3 0,05 gew.% 15 en met behulp van deze samenstelling wordt het voordeel van fijn malen geïllusteerd. Door malen van verschillende porties van dit materiaal tot verschillende (approximatieve) gemiddelde deeltjesgrootten, varieerde de opbrengst als volgt: 20Fe2Ü3 0.05 wt% 15 and with the help of this composition the benefit of fine grinding is illustrated. By grinding different portions of this material into different (approximate) average particle sizes, the yield varied as follows: 20

Gemiddelde deeltjesgrootte Geëxtraheerd ZrÜ2 (gew.%) ongemalen 0,0 20 /um 36,6 15 /um 56,4 25 3 /um 88,6Average particle size Extracted ZrÜ2 (wt%) unground 0.0 20 / um 36.6 15 / um 56.4 25 3 / um 88.6

Later onderzoek duidde erop, dat door toepassing van een hogere temperatuur en een langere verhittingstijd een bevredigende extraktie kan worden verkregen bij gebruik van een geringere stoechiometrische 30 overmaat van het zuur.Later research indicated that by using a higher temperature and longer heating time, a satisfactory extraction can be obtained using a lower stoichiometric excess of the acid.

Zo gaf op industriële schaal gemalen materiaal met de volgende deeltjesgrootteverdeling (bepaald door sedimentatie) 80 gew.% kleiner dan 38 /um 35 60 gew.% kleiner dan 35 /um 40 gew.% kleiner dan 15 /um 20 gew.% kleiner dan 7 /um 10 gew.% kleiner dan 3 /um 3502 12S ' J· » 4 na verhitting gedurende drie uren op 300°C een extraktie van 90,3 gew.% van het aanwezige zirkoniumdioxide, waarbij een viervoudige overmaat van het zuur werd toegepast, en een extraktie van 85 gew.% bij toepassing van een tweevoudige overmaat. Deze laatste waarde werd tot 91,7 5 gew.% verhoogd door gedurende zes uren te verhitten.For example, milled material with the following particle size distribution (determined by sedimentation) gave on an industrial scale 80 wt.% Less than 38 / um 35 60 wt.% Less than 35 / um 40 wt.% Less than 15 / um 20 wt.% Less than 7 / um 10 wt.% Less than 3 / um 3502 12S · 4 after heating for three hours at 300 ° C an extraction of 90.3 wt.% Of the zirconium dioxide present, yielding a fourfold excess of the acid and an extraction of 85% by weight when using a two-fold excess. The latter value was increased to 91.7% by weight by heating for six hours.

Derhalve verdient het de voorkeur, dat de gemiddelde deeltjesgrootte van het gedissociëerde zirkoon niet groter is dan 10 /um, dat ten minste tweemaal de stoechiometrische hoeveelheid zwavelzuur dient te worden gebruikt, dat de reactietemperatuur ten minste 300°C 10 dient te zijn en dat de reactietijd meer dan drie uren dient te bedragen.Therefore, it is preferred that the average particle size of the dissociated zircon is not greater than 10 µm, that at least twice the stoichiometric amount of sulfuric acid should be used, that the reaction temperature should be at least 300 ° C, and that the response time should be more than three hours.

Na voltooiing van de reactie kan het zirkoniumsulfaat worden gewonnen door het zwavelzuur af te dampen en koud water toe te voegen aan de gevormde pasta, waarbij een zure, zirkoniumsulfaat bevattende oplos-15 sing en een niet-omgezet zirkoon en siliciumdioxide bevattend residu worden verkregen. Zirkoniumsulfaat-tetrahydraat kan selectief uit deze oplossing worden gekristailliseerd, waarbij het wordt afgescheiden van ondergeschikte hoeveelheden van sulfaten van andere metalen, die door het zwavelzuur geëxtraheerd werden.After the completion of the reaction, the zirconium sulfate can be recovered by evaporating the sulfuric acid and adding cold water to the formed paste to obtain an acidic zirconium sulfate-containing solution and an unconverted zirconium and silica containing residue. Zirconium sulfate tetrahydrate can be selectively crystallized from this solution, separating it from minor amounts of sulfates from other metals extracted by the sulfuric acid.

20 Volgens deze werkwijze wordt zo chemisch zuiver zirkoniumsulfaat verkregen, dat desgewenst kan worden omgezet in andere zirkoniumzouten of zirkoniumdipxide. Zo wordt zirkoniumsulfaat-tetrahydraat door verhitting op 1100°C omgezet in zeer zuiver zirkoniumdioxide.This process provides chemically pure zirconium sulfate, which can be converted to other zirconium salts or zirconium dipoxide if desired. For example, zirconium sulfate tetrahydrate is converted into high purity zirconium dioxide by heating at 1100 ° C.

In de volgende voorbeelden wordt de uitvinding nader toegelicht.The following examples further illustrate the invention.

®5 G £ ΐ r. · 5 ; »®5 G £ ΐ r. 5; »

VOORBEELD IEXAMPLE I

Zirkoon, dat was gedissociëerd door smelten in een boogoven en afschrikken van het produkt in water, werd in natte toestand in een ge-5 bruikelijke laborator}ummolen onder de volgende omstandigheden gemalen:Zircon, which was dissociated by melting in an arc furnace and quenching the product in water, was ground wet in a conventional laboratory mill under the following conditions:

Inwendige lengte van de molen 100 mmInternal length of the mill 100 mm

Inwendige diameter van de molen 95 mm 10 Maalmiddel kogels van 1,92 mm met hoge dichtheidInternal diameter of the grinder 95 mm 10 1.25 mm high density grinding balls

Hoeveelheid van het gebruikte monster 400 gQuantity of the sample used 400 g

Hoeveelheid water 250 cm3Amount of water 250 cm3

Maaltijd 24 urenMeal 24 hours

Deeltjesgroote van het uitgangsmateriaal 1-4 mmParticle size of the starting material 1-4 mm

Deeltjesgroote van het gemalen materiaal ^ 1,0-8 /um (d.w.z. maximale grootte 8 /um-weinig of geen materiaal kleiner dan 1 /urn) 20 'Particle size of the milled material ^ 1.0-8 µm (i.e. maximum size 8 µm-little or no material smaller than 1 µm) 20 '

De door middel van röntgen-fluorescentie-spectrometrie uitgevoerde analyse van het uitgangsmateriaal was als volgtiThe analysis of the starting material by X-ray fluorescence spectrometry was as follows:

Zr02 + Hf02 84,87 gew.% ^ Si02 13,1 gew.%ZrO 2 + HfO 2 84.87 wt% ^ SiO 2 13.1 wt%

Al203 1,2 gew.%Al203 1.2 wt%

CaO 0,03 gew.%CaO 0.03 wt%

Ti02 0,14 gew.%TiO2 0.14 wt%

Fe203 0,29 gew.% 30Fe2 O3 0.29 wt% 30

Na het drogen werd het gemalen, gedissociëerde zirkoon gedurende 3 uren bij 220°C in een gesloten vat, dat was voorzien van een terug- vloeikoeler, geroerd met 100 cm3 geconcentreerd zwavelzuur, waarna de terugvloei koel er werd verwijderd en de overwegende hoeveelheid van het 35 zwavelzuur werd afgedampt, waarbij een pasta overbleef. Vervolgens werden 300 cm3 koud water toegevoegd, en werd het mengsel geroerd en gefiltreerd. Na verdampen van een voldoende hoeveelheid water konden zir-koniumsulfaat-tetrahydraatkristallen worden gewonnen. Van het in het uitgangsmateriaal aanwezige zirkoniumdioxide plus hafniumdioxide rea- 3502 i.After drying, the ground, dissociated zirconium was refluxed at 220 ° C for 3 hours in a closed vessel equipped with reflux condenser with 100 ml of concentrated sulfuric acid, after which the reflux was removed coolly and the bulk of the Sulfuric acid was evaporated to leave a paste. Then 300 ml of cold water were added, and the mixture was stirred and filtered. After evaporation of a sufficient amount of water, zirconium sulfate tetrahydrate crystals could be recovered. The zirconia plus hafnium dioxide contained in the starting material is 3502 i.

6 geerde 85 gew.% met zwavelzuur en dit materiaal werd door extraktie in de oplossing opgenomen. Het residu (5,6 g) werd door middel van röntgen-fluorescentie-spectrometrie geanalyseerd: * 5 ZrÜ2 + HfÜ2 43,4 gew.%6, 85 wt.% With sulfuric acid and this material was taken up into the solution by extraction. The residue (5.6 g) was analyzed by X-ray fluorescence spectrometry: * 5 ZrÜ2 + HfÜ2 43.4 wt%

SiO2 46,96 gew.%SiO2 46.96% by weight

Al 2Ο3 1,27 gew.%Al 2Ο3 1.27 wt%

CaO 0,13 gew.%CaO 0.13 wt%

Ti O2 0,31 gew.% 10 Fe2Ü3 0,26 gew.%Ti O2 0.31 wt.% Fe2Ü3 0.26 wt.%

De zirkoniumsulfaat-tetrahydraatkristallen werden volgens dezelfde techniek geanalyseerd: 15 ZrÜ2 + HfÜ2 81,5 gew.%The zirconium sulfate tetrahydrate crystals were analyzed by the same technique: ZrÜ2 + HfÜ2 81.5 wt%

SiO2 0,02 gew.%SiO2 0.02 wt%

Al2Ο3 0,08 gew.%Al2Ο3 0.08 wt%

CaO 0,04 gew.%CaO 0.04 wt%

Ti02 ‘ 0,00 gew.% 20 Fe203 0,03 gew.%TiO2 "0.00 wt% 20 Fe2 O3 0.03 wt%

Dit betekent een extraktie van 86 gew.% van het in het gedissocieerde zirkoon aanwezige zirkoniumdioxide.This means an extraction of 86% by weight of the zirconium dioxide contained in the dissociated zircon.

25 VOORBEELD IIEXAMPLE II

Het gemalen materiaal, verkregen door malen van het op de bovenbeschreven wijze gedissociëerde zirkoon, werd onder dezelfde omstandigheden gedurende 24 uren verder gemalen.The ground material obtained by grinding the zircon dissociated as described above was further ground under the same conditions for 24 hours.

Deeltjesgrootte voor de tweede keer malen - > 1,0 - 8,0 /um 30 Deeltjesgrootte na de tweede keer malen - Ό,Ο - 5,0 /um (d.w.z. dat het poeder, dat na de tweede keer malen is verkregen, een aanzienlijk hoeveelheid deeltjes met een diameter van minder dan 1 /um en een kleine hoeveelheid deeltjes met een diameter van meer dan 5 /um bevatte). Dit poeder werd op precies dezelfde wijze als in 35 voorbeeld I omgezet met geconcentreerd zwavelzuur.Particle size for the second time grinding -> 1.0 - 8.0 / um 30 Particle size after the second time grinding - Ό, Ο - 5.0 / um (ie the powder obtained after the second time grinding significant amount of particles less than 1 µm in diameter and containing a small amount of particles more than 5 µm in diameter). This powder was reacted with concentrated sulfuric acid in exactly the same manner as in Example I.

Van het in het uitgangsmateriaal aanwezige zirkoniumdioxide plus hafni-umdioxide reageerde 96 gew.% met het zwavelzuur.96% by weight of the zirconium dioxide plus hafium dioxide contained in the starting material reacted with the sulfuric acid.

Het residu (3,7 g) werd op de bovenbeschreven wijze geanalyseerd: 8502126The residue (3.7 g) was analyzed as described above: 8502126

Si- 7Si 7

Zr02 + HfO£ 8,02 gew.%Zr02 + HfO £ 8.02 wt%

Si02 71,9 gew.% A12Ü3 4,72 gew.% 5 CaO 0,23 gew.% HO2 0,31 gew.%SiO 2 71.9 wt.% Al 2 O 3 4.72 wt.% 5 CaO 0.23 wt.% HO2 0.31 wt.%

Fe2Ü3 0,27 gew.%Fe2Ü3 0.27 wt%

Zirkoniumsulfaat-tetrahydraatkristallen, die uit de oplossing wa-10 ren verkregen door verdampen van de noodzakelijke hoeveelheid water, werden als volgt geanalyseerd:Zirconium sulfate tetrahydrate crystals obtained from the solution by evaporation of the necessary amount of water were analyzed as follows:

ZrO + Hf02 81,76 gew.%ZrO + HfO2 81.76 wt%

Si02 0,03 gew.% 15 A12Ö3 0,04 gew.%SiO2 0.03 wt% 15 A12O3 0.04 wt%

CaO 0,05 gew.%CaO 0.05 wt%

TiÖ2 0,00 gew.%TiO2 0.00 wt%

Fe203 0,02 gew.% 20 Hoewel ongemalen gedissociëerd zirkoon niet reageert met heet geconcentreerd zwavelzuur, is het volgens de werkwijze-van de uitvin-ding mogelijk 96 gew.% .van het aanwezige zirkoniumdioxide in oplossing te brengen, waarbij de kristallen van het verkregen zirkoniumsulfaat slechts 0,02-0,03 gew.% siliciumdioxide bevatten.Fe2 O3 0.02 wt.% Although unground dissociated zirconium does not react with hot concentrated sulfuric acid, it is possible according to the process of the invention to dissolve 96 wt.% Of the zirconium oxide present, whereby the crystals of the zirconium sulfate obtained contain only 0.02-0.03 wt.% silicon dioxide.

2525

VOORBEELD IIIEXAMPLE III

In dit voorbeeld was het uitgangsmateriaal gedissociëerd zirkoon, bereid in een elektrische weerstandsoven, met voor het malen een deeltjesgrootte van 1-2 mm. Het werd op dezelfde wijze als in de twee 30 voorafgaande voorbeelden in natte toestand gemalen, waarbij een gemalen materiaal werd verkregen, waarvan de meeste deeltjes een grootte in het gebied van 2-7 /urn hadden. De chemische analyse ervan was als volgt:In this example, the starting material was dissociated zircon prepared in an electric resistance furnace with a particle size of 1-2 mm before grinding. It was ground wet in the same manner as in the two previous examples to obtain a ground material, most of the particles having a size in the range of 2-7 µm. Its chemical analysis was as follows:

ZrÜ3 + HfÜ2 66,4 gew.% 35 SiO2 32,9 gew.% A12Ü3 0,41 gew.%ZrÜ3 + HfÜ2 66.4 wt% 35 SiO2 32.9 wt% A12Ü3 0.41 wt%

CaO 0,05 gew.%CaO 0.05 wt%

Ti02 0,20 gew.%TiO2 0.20 wt%

FegOs 0,28 gew.% Λ Λ ..FegOs 0.28 wt% Λ Λ ..

bi) s- 8 /bi) s- 8 /

Een portie van 20 g werd gedurende drie uren bij 220°C omgezet met 100 cm3 geconcentreerd zwavelzuur. Het residu werd na het opnemen van het zirkoniumsulfaat in een waterige oplossing, als volgt geanalyseerd: # 5 ZK>2 + Hf02 11,0 gew.%A 20 g portion was reacted with 100 ml of concentrated sulfuric acid at 220 ° C for three hours. The residue after analysis of the zirconium sulfate in an aqueous solution was analyzed as follows: # 5 ZK> 2 + HfO 2 11.0 wt%

Si O2 84,0 gew.% AI2O3 2,77 gew.%Si O2 84.0 wt% AI2O3 2.77 wt%

CaO 0,15 gew.% ÜO2 0,20 gew.% 10 Fe203 0,10 gew.%CaO 0.15 wt% O2 0.20 wt% 10 Fe2 O3 0.10 wt%

VOORBEELD IVEXAMPLE IV

Een hoeveelheid van een tweede lading gedissocieerd zirkoon, die in droge toestand op industriële schaal was gemalen, was door de vol-15 gende deeltjesgrootteverdeling en chemische analyse gekarakteriseerd:An amount of a second batch of dissociated zircon, which had been milled on an industrial scale in the dry state, was characterized by the following particle size distribution and chemical analysis:

Chemische analyseChemical analysis

ZrÜ2 + HfÜ2 76,7 gew.%ZrÜ2 + HfÜ2 76.7 wt%

Si02 21,6 gew.% 20 Al2Ο3 0,48 gew.%SiO2 21.6 wt% 20 Al2Ο3 0.48 wt%

CaO 0,06 gew.%CaO 0.06 wt%

TiO2 0,12 gew.%TiO2 0.12 wt%

Fe2Ü3 0,09 gew.% 25Fe2 O3 0.09 wt% 25

Deeltjesgrootteverdeling (gew.%, ondergrens) 100 /lm 100 50 90 20 50 30 10 30 6 18 3 10 2 7 35 Een portie van 1 kg werd gedurende drie uren bij 300°C onder roe ren verhit met 2500 cm3 geconcentreerd (98 gew.procents) zwavelzuur (viermaal de stoechiometrische hoeveelheid) in een kolf, die was voorzien van een koeler voor het verwijderen van het tijdens de reactie ge-vormde water. Het door de omzetting gevormde zirkoniumsulfaat werd op-40 gelost in water en het extract!e-percentage van zirkoniumdioxide werd 8502'Particle size distribution (wt%, lower limit) 100 µm 100 50 90 20 50 30 10 30 6 18 3 10 2 7 35 A 1 kg portion was heated with stirring at 2500 ° C for 3 hours at 300 ° C (98 wt. percent sulfuric acid (four times the stoichiometric amount) in a flask equipped with a cooler to remove the water formed during the reaction. The zirconium sulfate formed by the reaction was dissolved at 40 in water and the extract percentage of zirconium dioxide became 8502 '.

ï Vï V

9 door analyseren van de oplossing vastgesteld. De extractie was 90,3 gew.%.9 determined by analyzing the solution. The extraction was 90.3% by weight.

VOORBEELD VEXAMPLE V

Een portie van 2 kg van hetzelfde gemalen, gedissociëercie zir-5 koon als gebruikt in voorbeeld IV werd gedurende vier en een half uren bij 300°C onder roeren verhit met 2500 cm3 geconcentreerd (98 gew.%'s) zwavelzuur (tweemaal de stoechiometrisch vereiste hoeveelheid), waarbij weer op zodanige wijze werd gewerkt dat het reactiewater werd verwijderd. De extractie van zirkoniumdioxide bedroeg 85,3 gew.%, hetgeen 10 werd vastgesteld door analyseren van de oplossing na oplossen van het zirkoniumsulfaat in water.A 2 kg portion of the same ground, dissociated zir-5 koon as used in Example IV was heated with stirring with 2500 ml of concentrated (98% by weight) sulfuric acid (twice the stoichiometrically) at 300 ° C for four and a half hours. required amount), again operating in such a way that the reaction water was removed. The extraction of zirconium dioxide was 85.3% by weight, which was determined by analyzing the solution after dissolving the zirconium sulfate in water.

VOORBEELD VIEXAMPLE VI

Gemalen gedissociëerd zirkoon en zwavelzuur werden in dezelfde hoeveelheden en op dezelfde wijze als in voorbeeld V omgezet, behalve 15 dat de verhittingstijd werd verlengd tot zes uren. De hoeveelheid van het zirkoniumdioxide, die in de oplossing was opgenomen, werd verhoogd tot 91,7 gew.%.Ground dissociated zircon and sulfuric acid were converted in the same amounts and in the same manner as in Example V, except that the heating time was extended to six hours. The amount of the zirconium dioxide contained in the solution was increased to 91.7% by weight.

De volgens de voorbeelden IV, V en VI verkregen oplossingen van zirkoniumsulfaat werden verenigd.· Een deel van de oplossing werd ver-20 dampt teneinde het zirkoniumsulfaat-tetrahydraat te concentreren.The solutions of zirconium sulfate obtained according to Examples IV, V and VI were combined. Part of the solution was evaporated to concentrate the zirconium sulfate tetrahydrate.

Een portie van 3,5*kg (droog gewicht) van de kristallen werd ge-. droogd en gedurende een uur bij 1200°C gecalcineerd en er werd 1 kg zirkoniumdioxide met de volgende analyse verkregen: 25 HfOg 2,33 gew.%A 3.5 * kg (dry weight) portion of the crystals was taken. dried and calcined at 1200 ° C for one hour to obtain 1 kg zirconium dioxide with the following analysis: 25 HfOg 2.33 wt%

Si02 0,04 gew.% A12Ö3 0,02 gew.%SiO2 0.04 wt% A12O3 0.02 wt%

CaO 0,01 gew.%CaO 0.01 wt%

Ti02 0,04 gew.% 30 Fe203 0,03 gew.% SO3 minder den 0,04 gew.%TiO2 0.04 wt% 30 Fe2 O3 0.03 wt% SO3 less den 0.04 wt%

In de bovenbeschreven voorbeelden bevat het produkt zirkoniumsulfaat-tetrahydraat een kleine hoeveelheid hafniumsulfaat, afkomstig van 35 het oorspronkelijke mineraal zirkoon, dat moeilijk kan worden afgescheiden maar waarvan de aanwezigheid niet bezwaarlijk is. Afgezien van metalliek zirkonium, dat in de nucleaire industrie wordt toegepast, is het gebruikelijk zirkonium en hafnium als een te beschouwen omdat de chemische eigenschappen van deze twee elementen en hun verbindingen zo-40 danig overeenkomen, dat ze nagenoeg identiek zijn.In the examples described above, the product zirconium sulfate tetrahydrate contains a small amount of hafnium sulfate from the original mineral zircon, which is difficult to separate but the presence of which is not objectionable. Apart from metallic zirconium, which is used in the nuclear industry, it is common to consider zirconium and hafnium as one because the chemical properties of these two elements and their compounds are so similar that they are nearly identical.

f; * -t p ^ } ' / *Λf; * -t p ^} '/ * Λ

Si/ v" --3 » ·_3 WSi / v "--3» _3 W

Claims (6)

1. Werkwijze voor het extraheren van zirkoniumdioxide uit gedisso-ciëerd zirkoon, met het kenmerk, dat men het gedissociëerde zirkoon maalt tot een deeltjesgrootte, die voldoende is om het zirkoniumdioxide 5 uit het omhullende glasachtige siliciumdioxide te bevrijden, en het1 gemalen produkt op een temperatuur in het gebied van 200 - 350°C met een overmaat geconcentreerd zwavelzuur verhit teneinde het zirkoniumdioxide om te zetten in zirkoniumsulfaat.Process for extracting zirconia from dissociated zircon, characterized in that the dissociated zircon is milled to a particle size sufficient to release the zirconia from the enveloping glassy silica, and the ground product at a temperature heated in the range of 200-350 ° C with an excess of concentrated sulfuric acid to convert the zirconium dioxide into zirconium sulfate. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gemid-10 del de deeltjesgrootte van het gemalen, gedissociëerde zirkoon niet groter is dan 10 /jm.2. A method according to claim 1, characterized in that the mean particle size of the ground dissociated zirconium does not exceed 10 µm. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men ten minste tweemaal de stoechiometrisch vereiste hoeveelheid zwavelzuur gebruikt.Process according to claim 1 or 2, characterized in that at least twice the amount of sulfuric acid required stoichiometrically is used. 4. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de reactietemperatuur ten minste 300°C bedraagt.Process according to one or more of the preceding claims, characterized in that the reaction temperature is at least 300 ° C. 5. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verhittingstijd ten minste drie uren bedraagt.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the heating time is at least three hours. 6. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, met 20 het kenmerk, dat men verder de volgende trappen uitvoert: afdampen van zwavelzuur van het reactiemengsel, toevoegen van koud water aan de gevormde pasta onder vorming van een zure oplossing en kristalliseren van zirkoniumsulfaat-tetrahydraat uit deze oplossing. ********** S3 © 2 1286. Process according to one or more of the preceding claims, characterized in that the following steps are further carried out: evaporation of sulfuric acid from the reaction mixture, adding cold water to the formed paste to form an acid solution and crystallizing zirconium sulphate tetrahydrate from this solution. ********** S3 © 2 128
NL8502128A 1984-07-27 1985-07-25 PROCESS FOR EXTRACTING ZIRCONIUM DIOXIDE FROM DISSOCIATED ZIRCONY. NL8502128A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB848419226A GB8419226D0 (en) 1984-07-27 1984-07-27 Extraction process
GB8419226 1984-07-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8502128A true NL8502128A (en) 1986-02-17

Family

ID=10564567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8502128A NL8502128A (en) 1984-07-27 1985-07-25 PROCESS FOR EXTRACTING ZIRCONIUM DIOXIDE FROM DISSOCIATED ZIRCONY.

Country Status (10)

Country Link
JP (1) JPS6140821A (en)
AU (1) AU564867B2 (en)
BE (1) BE902979A (en)
DE (1) DE3526672A1 (en)
FR (1) FR2568240A1 (en)
GB (2) GB8419226D0 (en)
IT (1) IT1184681B (en)
LU (1) LU86019A1 (en)
NL (1) NL8502128A (en)
ZA (1) ZA855356B (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8419596D0 (en) * 1984-08-01 1984-09-05 Cookson Group Plc Extraction process
EP0210236A4 (en) * 1985-02-01 1988-01-07 Commw Scient Ind Res Org Process for the production of high purity zirconia.
AU607919B2 (en) * 1986-06-18 1991-03-21 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Manufacture of high purity zirconia from low-silica zirconiferous materials
BR8707354A (en) * 1986-06-18 1988-09-13 Commw Scient Ind Res Org HIGH PURITY ZIRCONY PRODUCTION FROM LOW SILICA ZIRCONIFERING MATERIALS
ZA877543B (en) * 1986-10-28 1988-12-28 Commw Scient Ind Res Org A process for obtaining zirconium sulfate from zirconiferous materials
AU680711B2 (en) * 1994-03-04 1997-08-07 Iluka Midwest Limited Zircon treatment
WO1996010653A1 (en) * 1994-10-04 1996-04-11 The Australian National University Treatment of minerals for extraction of zirconium
AU2979201A (en) * 1999-12-13 2001-06-18 Pacmin Investments Limited Method of digesting titanium containing material and products thereof
KR101530939B1 (en) * 2009-07-29 2015-06-23 더 사우스 아프리칸 뉴클리어 에너지 코퍼레이션 리미티드 Treatment of zirconia-based material with ammonium bi-fluoride

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR590732A (en) * 1924-02-13 1925-06-22 Etude Des Agglomeres Soc D Improvement in zirconium ore purification processes
US1618286A (en) * 1925-04-22 1927-02-22 Titanium Alloy Mfg Co Zirconium compound and method of making same
GB291004A (en) * 1927-05-23 1929-02-07 Gasgluehlicht Auergesellschaft Process of decomposing ores of zirconium and other rare earth metals, and of titanium
FR1172603A (en) * 1957-02-14 1959-02-12 Nat Res Dev Improvements in the treatment of silicate ores

Also Published As

Publication number Publication date
GB8419226D0 (en) 1984-08-30
GB2162831B (en) 1988-02-10
GB2162831A (en) 1986-02-12
DE3526672A1 (en) 1986-02-06
AU4505885A (en) 1986-01-30
AU564867B2 (en) 1987-08-27
JPS6140821A (en) 1986-02-27
FR2568240A1 (en) 1986-01-31
IT8548414A0 (en) 1985-07-26
IT1184681B (en) 1987-10-28
LU86019A1 (en) 1986-02-12
BE902979A (en) 1985-11-18
GB8518807D0 (en) 1985-08-29
ZA855356B (en) 1986-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8502128A (en) PROCESS FOR EXTRACTING ZIRCONIUM DIOXIDE FROM DISSOCIATED ZIRCONY.
EP1941067B1 (en) Titaniferous ore beneficiation
EP0652977B1 (en) Treatment of titaniferous materials
KR100278777B1 (en) How to recycle aluminum dross
US2696425A (en) Process for extracting zirconia from zircon ores
JPH08504234A (en) Titanium ore beneficiation
US4746497A (en) Process for the production of high purity zirconia
JP5636202B2 (en) Method for producing molybdic acid aqueous solution and method for purifying molybdenum trioxide
US1618286A (en) Zirconium compound and method of making same
CN86107657B (en) Production for sphare niobium pentoxide
AU586467B2 (en) Process for the production of high purity zirconia
Welham Investigation of mechanochemical reactions between zircon (ZrSiO 4) and alkaline earth metal oxides
US5910621A (en) Treatment of titaniferous materials
RU2373152C2 (en) Method of complex processing aluminosilicate material
RU2120487C1 (en) Method of processing gold-containing crude
US7063824B1 (en) Beneficiation of zircon
GB1569033A (en) Production of metallurgically pure alumina
NO127572B (en)
Oprea et al. Non-isothermal crystallization of cordierite glasses
RU2422405C1 (en) Crude mixture and method of producing high-strength refractory ceramic based on said mixture
Sinha From zircon to high purity zirconia for ceramics
Sarkar et al. Waste silica from Aluminum fluoride industries used for ceramic whitewares
US2036220A (en) Method of producing zirconium silicate
Res et al. Transformation of Na 2 O-HfO 2-B 2 O 3 glass into a material having interconnected pores
Dagde et al. Production of Alumina from Local Clays using Nitric and Acetic Acids

Legal Events

Date Code Title Description
BV The patent application has lapsed