RU1616049C

RU1616049C - Method of eudialyte concentrate reprocessing

Info

Publication number: RU1616049C
Authority: RU
Inventors: М.М. Годнева; Д.Л. Мотов; Р.Ф. Охрименко
Original assignee: Годнева Мария Моисеевна
Priority date: 1989-01-25
Filing date: 1989-01-25
Publication date: 1994-10-30

Abstract

FIELD: chemical technology. SUBSTANCE: 1 kg eudialyte concentrate is treated with sulfuric acid with addition of hydrogen peroxide. Prepared wet gel is dried and leached with reusable industrial water with hydrogen peroxide addition. To 1 l of obtained solution potassium fluoride is added up to mole ratio KF:Zr = 7.5, and cryolite precipitate is separated. After cryolite separation potassium fluoride is added repeatedly to the solution up to mole ratio KF: Zr = 5, and suspension prepared is kept for about 5 days. Prepared precipitate of potassium fluorosulfonate of composition K₂ZrF₄SO₄ is separated and treated with 0.5-5.0% solution of hydrofluoric acid at mole ratio HF: Zr = 0.2-0.8, and suspension prepared is kept for 5-10 days. Precipitate of zirconium fluorosulfonate of composition K₃Zr₂F₉SO₄·H₂O is prepared showing fireproofing properties and antipyrenic properties for woolen materials. EFFECT: improved method of reprocessing, broadened assortment of the end products. 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам переработки эвдиалитового концентрата и может быть использовано при получении фторсульфатоцирконата калия, обладающего огнезащитными свойствами. The invention relates to methods for processing eudialyte concentrate and can be used to obtain potassium fluorosulfate zirconate having flame retardant properties.

Цель изобретения состоит в расширении ассортимента выделяемых фторсульфатоцирконатов калия с полезными свойствами. The purpose of the invention is to expand the range of allocated potassium fluorosulfate zirconates with useful properties.

П р и м е р 1. Берут 1 кг эвдиалитового концентрата, содержащего 10% ZrO₂; 0,68% Nb₂O₅; 4.5% Al₂O₃, обрабатывают его 30%-ной серной кислотой с добавлением 40 мл 30%-ной перекиси водорода. Полученный влажный гель подвергают высушиванию в вакууме до тех пор, пока его вес не станет равным удвоенному весу взятого эвдиалитового концентрата. Высушенный при 40-70^оС гель выщелачивают оборотной промводой с добавлением 40 мл 30%-ной перекиси водорода при комнатной температуре в течение 1 ч. Получают 2,83 л раствора (1), содержащего, г/л: ZrO₂ 30-40, Al₂O₃ 12-14, Fe₂O₃ 7, Nb₂O₅ 1-2, Na₂SO₄ 140 и H₂SO₄ 91 (свободная).PRI me R 1. Take 1 kg of eudialyte concentrate containing 10% ZrO ₂ ; 0.68% Nb ₂ O ₅ ; 4.5% Al ₂ O ₃ , treated with 30% sulfuric acid with the addition of 40 ml of 30% hydrogen peroxide. The resulting wet gel is dried in vacuo until its weight becomes equal to twice the weight of the taken eudialyte concentrate. Dried at 40-70 ^{° C} circulating promvodoy gel is leached with addition of 40 ml of 30% hydrogen peroxide at room temperature for 1 hour to give 2.83 liters of a solution (1) containing in g / l:. ZrO ₂ 30-40 , Al ₂ O ₃ 12-14, Fe ₂ O ₃ 7, Nb ₂ O ₅ 1-2, Na ₂ SO ₄ 140 and H ₂ SO ₄ 91 (free).

Берут 1 л полученного раствора (1), нагревают до 70^оС, добавляют 180 г KF ˙2H₂O до мольного отношения KF/Zr 7,5. Раствор с осадком выдерживают в течение 6 ч. Осадок криолита отфильтровывают.Take 1 l of the resulting solution (1), heat to 70 ^about C, add 180 g of KF ˙ 2H ₂ O to a molar ratio KF / Zr of 7.5. The solution with the precipitate was incubated for 6 hours. The cryolite precipitate was filtered off.

В раствор после отделения криолита (раствор 2), содержащий, г/л: ZrO₂ ≈ 40, Al₂O₃ ≅ 2, Fe₂O₃ 7, Nb₂O₃ 1-2, Na₂SO₄ 140 и H₂SO₄ ≈100 (свободная),
вводят 153 г KF ˙2H₂O (мольное отношение KF/Zr = 5). Суспензию выдерживают около суток. Осадок фторсульфатоцирконата K₂ZrF₄SO₄ отфильтровывают, промывают холодной водой. Его вес в сухом виде 77 г.To the solution after separation of cryolite (solution 2), containing, g / l: ZrO ₂ ≈ 40, Al ₂ O ₃ ≅ 2, Fe ₂ O ₃ 7, Nb ₂ O ₃ 1-2, Na ₂ SO ₄ 140 and H ₂ SO ₄ ≈100 (free),
153 g of KF ˙ 2H ₂ O are introduced (molar ratio KF / Zr = 5). The suspension is kept for about a day. The precipitate of fluorosulfate zirconate K ₂ ZrF ₄ SO _{4 is} filtered off, washed with cold water. Its dry weight is 77 g.

Полученный продукт обрабатывают 90 мл 2% -ной плавиковой кислоты (мольное отношение HF/Zr = 0,4) при перемешивании и суспензию выдерживают в течение 7 сут. Осадок K₃Zr₂F₉SO₄ х 2H₂O отфильтровывают. Его вес 64,2 г. Извлечение циркония в продукт от содержания в K₂ZrF₄SO₄ 95%. Маточный раствор (3) содержит, г/л: ZrO₂ 12, K₂SO₄ 99,3, H₂SO₄ 55. Этот раствор упаривают в три раза. Образуется 19,0 г K₂SO₄, который отфильтровывают. Полученный раствор, содержащий, г/л: ZrO₂ ≈ 36, K₂SO₄ 110, H₂SO₄ 165, присоединяют к раствору (2).The resulting product is treated with 90 ml of 2% hydrofluoric acid (molar ratio HF / Zr = 0.4) with stirring and the suspension is incubated for 7 days. The precipitate K ₃ Zr ₂ F ₉ SO ₄ x 2H ₂ O is filtered off. Its weight is 64.2 g. The extraction of zirconium in the product from the content in K ₂ ZrF ₄ SO ₄ 95%. The mother liquor (3) contains, g / l: ZrO ₂ 12, K ₂ SO ₄ 99.3, H ₂ SO ₄ 55. This solution is evaporated three times. 19.0 g of K ₂ SO _{4 are formed} , which is filtered off. The resulting solution containing, g / l: ZrO ₂ ≈ 36, K ₂ SO ₄ 110, H ₂ SO ₄ 165, is added to the solution (2).

П р и м е р 2. Берут 137 г фторсульфатoцирконата K₂ZrF₄SO₄ (влажность 17% ), полученного по примеру 1, обрабатывают при перемешивании 110 мл 5,0% -ной плавиковой кислоты (мольное отношение HF/Zr 0,8), смесь выдерживают 5 сут. Осадок K₃Zr₂F₉SO₄ ˙2H₂O отфильтровывают. Его вес 92 г. Извлечение циркония из K₂ZrF₄SO₄ в конечный продукт 91%.PRI me R 2. Take 137 g of fluorosulfate zirconate K ₂ ZrF ₄ SO ₄ (humidity 17%) obtained in example 1, is treated with stirring 110 ml of 5.0% hydrofluoric acid (molar ratio HF / Zr 0, 8), the mixture is kept for 5 days. The precipitate K ₃ Zr ₂ F ₉ SO ₄ ˙ 2H ₂ O is filtered off. Its weight is 92 g. The extraction of zirconium from K ₂ ZrF ₄ SO ₄ in the final product is 91%.

П р и м е р 3. Берут 100 г фторсульфатоцирконата K₂ZrF₄SO₄, полученного по примеру 1, добавляют к нему 234 мл 0,5-ной плавиковой кислоты (мольное отношение HF/Zr = 0,2). Смесь выдерживают 10 сут при периодическом перемешивании. Продукт отфильтровывают. Состав продукта K₃Zr₂F₉SO₄ x 2H₂О. Извлечение Zr из K₂ZrF₄SO₄ в конечный продукт 95 %.PRI me R 3. Take 100 g of fluorosulfate zirconate K ₂ ZrF ₄ SO ₄ obtained in example 1, add to it 234 ml of 0.5% hydrofluoric acid (molar ratio HF / Zr = 0.2). The mixture is kept for 10 days with periodic stirring. The product is filtered off. Product Composition K ₃ Zr ₂ F ₉ SO ₄ x 2H ₂ O. Extraction of Zr from K ₂ ZrF ₄ SO ₄ in the final product 95%.

Примеры приведены в таблице. Примеры 5-7 приведены при запредельных значениях параметров. Examples are given in the table. Examples 5-7 are given for exorbitant values of the parameters.

Существо изобретения заключается в том, что полученный фторсульфатоцирконат калия K₂ZrF₄SO₄, не обладающий огнезащитными свойствами, обрабатывают 0,5-5%-ной плавиковой кислотой при мольном отношении HF/Zr, равном 0,2-0,8, а полученную суспензию выдерживают в течение 5-10 сут. При этом получают фторсульфатoцирконат K₃Zr₂F₉SO₄ ˙ 2H₂O, обладающий огнезащитными свойствами.The essence of the invention lies in the fact that the obtained potassium fluorosulfate zirconate K ₂ ZrF ₄ SO ₄ , which does not have flame retardant properties, is treated with 0.5-5% hydrofluoric acid with a molar ratio of HF / Zr equal to 0.2-0.8, and the resulting suspension is incubated for 5-10 days. In this case, fluorosulfate zirconate K ₃ Zr ₂ F ₉ SO ₄ ат 2H ₂ O is obtained, which has flame retardant properties.

При использовании более разбавленной, чем 0,5%-ная, плавиковой кислоты, эффект обработки не достигается. При использовании более концентрированной, чем 5% -ная, плавиковой кислоты обработка становится не технологичной или образуются другие фазы (см. таблицу, примеры 5 и 7). When using more dilute than 0.5% hydrofluoric acid, the treatment effect is not achieved. When using more concentrated than 5% hydrofluoric acid, the treatment becomes not technologically advanced or other phases are formed (see table, examples 5 and 7).

При мольном отношении HF/Zr, меньшем 0,2, переход K₂ZrF₄SO₄ в K₃Zr₂F₉SO₄ 2H₂O недостаточен (пример 6). При мольном отношении HF/Zr, большем 0,8, образуются иные, чем K₃Zr₂F₉SO₄ ˙ 2H₂O продукты (примеры 5 и 7), не обладающие огнезащитными свойствами.When the molar ratio of HF / Zr is less than 0.2, the conversion of K ₂ ZrF ₄ SO ₄ to K ₃ Zr ₂ F ₉ SO ₄ 2H ₂ O is insufficient (Example 6). When the molar ratio of HF / Zr greater than 0.8, other than K ₃ Zr ₂ F ₉ SO ₄ ˙ 2H ₂ O products are formed (examples 5 and 7) that do not have flame retardant properties.

При выдерживании смеси менее 5 сут степень перехода фторсульфатоцирконата в антипирен недостаточна, а выдержка более 10 сут нецелесообразна, так как процесс уже к этому времени заканчивается. If the mixture is kept for less than 5 days, the degree of conversion of fluorosulfatozirconate to a flame retardant is insufficient, and exposure for more than 10 days is impractical, since the process is already over by this time.

Таким образом, осуществление изобретения позволяет расширить ассортимент выделяемых при переработке эвдиалитового концентрата фторсульфатов циркония и получить фторсульфатоцирконат, обладающий огнезащитными свойствами, являющийся антипиреном для шерстяных материалов. Thus, the implementation of the invention allows to expand the range allocated during the processing of eudialyte concentrate of zirconium fluorosulfates and to obtain fluorosulphate zirconate having flame retardant properties, which is a flame retardant for woolen materials.

Claims

METHOD FOR PROCESSING EVDIALYTITE CONCENTRATE, including its treatment with sulfuric acid, drying and leaching of the gel obtained, a two-stage introduction of potassium fluoride into a zirconium sulfate solution with the separation of potassium fluorosulfate sulfate in the first stage and potassium sulfate that differs with the aim that with useful properties, the product produced in the second stage is treated with 0.5 - 5.0% hydrofluoric acid with a molar ratio of HF: Zr = 0.2 - 0.8 and gender the learned suspension is kept for 5-10 days.