RU2139168C1 - Способ получения тонкодисперсного порошка циркония - Google Patents
Способ получения тонкодисперсного порошка циркония Download PDFInfo
- Publication number
- RU2139168C1 RU2139168C1 RU98123861A RU98123861A RU2139168C1 RU 2139168 C1 RU2139168 C1 RU 2139168C1 RU 98123861 A RU98123861 A RU 98123861A RU 98123861 A RU98123861 A RU 98123861A RU 2139168 C1 RU2139168 C1 RU 2139168C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- zirconium
- mixture
- argon
- magnesium
- Prior art date
Links
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 10
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 claims description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 9
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- BJZIJOLEWHWTJO-UHFFFAOYSA-H dipotassium;hexafluorozirconium(2-) Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[K+].[K+].[Zr+4] BJZIJOLEWHWTJO-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQCYLKHGCFQZPC-UHFFFAOYSA-J magnesium;zirconium(2+);tetrachloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Zr+2] QQCYLKHGCFQZPC-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к технологии получения порошков редких и рассеянных элементов. Диоксид циркония с размером частиц 0,1-2,5 мкм смешивают с порошком магния в соотношении, вес. : диоксид циркония : магний = 1,3-2,0: 1, полученную смесь подвергают механоактивационной обработке в среде аргона с амплитудой 0,5-1,0 мм, частотой 500-1000 кол./мин в течение 0,5-3 мин с последующим прокаливанием смеси в среде аргона при температуре 700-900oС в течение 1-3 ч, охлаждением и отделением примесей обработкой слабым раствором минеральной кислоты. При этом применяют 0,5-3,0 М раствор минеральной кислоты, порошок магния имеет размер 0,1-0,5 мм, оптимальная температура прокаливания 730-800oС. Технический результат - получение однородного мелкодисперсного порошка циркония. 3 з.п.ф-лы.
Description
Изобретение относится к технологии редких и рассеянных элементов. Многие из этих элементов, в частности, такие как уран, цирконий, рений широко применяются в технике для создания высокоэффективных приборов и технологий. Металлический цирконий обладает целым рядом положительных свойств, такими как высокая коррозийная стойкость на воздухе, в агрессивных средах, достаточно высокая температура плавления, небольшое сечение захвата нейтронов. Последнее обстоятельство обусловило применение циркония в качестве конструкционного материала ядерных реакторов. В последнее время интенсивно изучаются особенности металлических порошков, обладающих свойствами, отличными от компактного металла. Известно, что для получения металлического циркония применяют несколько методов:
1. Электролитическое восстановление циркония из фторцирконата калия [1, 2].
1. Электролитическое восстановление циркония из фторцирконата калия [1, 2].
2. Натрийтермическое восстановление циркония из фторцирконата калия [3].
3. Различные методы металлотермического восстановления, в том числе из хлорида циркония магнием [4, 5]
В большинстве случаев получают не слиток циркония, а губку или зернистый разноразмерный порошок с размером зерен 0,1-1,5 мм. В тоже время требуются мелкодисперсные порошки циркония однородные по размеру кристаллов. Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является способ, изложенный в патенте [6]. Расплав готовят смешением хлорида натрия и хлорида калия с добавкой хлорида магния. Восстановление натрием ведут при температуре 650-700oC. После удаления промывкой водой хлоридов, получают порошок циркония.
В большинстве случаев получают не слиток циркония, а губку или зернистый разноразмерный порошок с размером зерен 0,1-1,5 мм. В тоже время требуются мелкодисперсные порошки циркония однородные по размеру кристаллов. Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является способ, изложенный в патенте [6]. Расплав готовят смешением хлорида натрия и хлорида калия с добавкой хлорида магния. Восстановление натрием ведут при температуре 650-700oC. После удаления промывкой водой хлоридов, получают порошок циркония.
Недостаток способа заключается в том, что согласно прототипу получают порошок циркония с размером зерен в основном 20-50 мкм. С целью ликвидации указанного недостатка и упрощения процесса, авторами предлагается следующее техническое решение.
Порошок двуокиси циркония с размером зерна 0,1-2,5 мкм смешивают с порошком магния в соотношении (вес.): двуокись циркония : магний = 1,3-2,0 : 1. Полученную смесь подвергают механоактивации. Механоактивация заключается в вибрационной обработке смеси в течение 0,5-3 мин с амплитудой 0,5-1,0 мм и частотой 500-1000 кол/мин в атмосфере аргона. Перед виброобработкой сосуд со смесью продувают аргоном. После виброобработки смесь нагревают до температуры 700-900oC в течение 1-3 часов в атмосфере аргона. Затем полученный продукт охлаждают и обрабатывают 0,5-3,0 М раствором минеральной кислоты - соляной, серной или азотной. Избыток магния и оксид магния удаляется с водным раствором. Получают мелкодисперсный и однородный по размеру частиц порошок металлического циркония. Размер частиц зависит от размера и однородности частиц исходного оксида циркония. Если, например, исходный оксид циркония содержал 70-80% частиц размером 1 мкм, то и порошок металлического циркония состоит из частиц такого же размера.
Пример 1. К 100 г порошка диоксида циркония с размером зерен 1,5-2,5 мкм добавили 60 г порошка магния с размером зерен 0,1-0,5 мм. Смесь тщательно перемешали и поместили в реакционный сосуд, объемом 200 мл. Сосуд продули аргоном и подвергли виброобработке с частотой 500 кол/мин и амплитудой 1 мм в течение 1 мин. После обработки провели восстановление в среде аргона. Температуру повысили до 800oC и выдержали при этой температуре 2 часа. Затем сосуд охладили до комнатной температуры. Полученную смесь извлекли из сосуда и обработали 1,5 М раствором азотной кислоты при соотношении Т:Ж=1:7 три раза. Затем порошок циркония промыли водой до pH=6,5, спиртом и просушили. Получили 67,3 г. порошка циркония, причем 74% частиц имели размер 1,5-2,3 мкм. Извлечение циркония в готовую продукцию 91%.
Пример 2. К 120 г порошка диоксида циркония с размером частиц 1,0-2,0 мкм добавили 70 г порошка магния. Смесь тщательно перемешали и поместили в восстановительный сосуд, продули аргоном и подвергли виброобработке в течение 1,5 мин при амплитуде 0,5 мм и частоте вибраций 1000 кол./мин. В атмосфере аргона смесь нагрели до температуры 750oC и выдержали при этой температуре 1,5 часа. Полученную смесь обработали также, как в примере 1. Получили порошок циркония массой 77,6 г, причем 78% порошка состояли из зерен размером 0,8-1,5 мкм. Извлечение циркония в порошок-88%.
Литература
1. Ковалевский А.В. "Способ получения циркония" А.С. 994585 от 13.01.81 по кл. C 25 C 3/26.
1. Ковалевский А.В. "Способ получения циркония" А.С. 994585 от 13.01.81 по кл. C 25 C 3/26.
2. Ключников Н.Г. "Руководство по неорганическому синтезу" М.1953 г стр. 63.
З.Ключников Н.Г. "Руководство по неорганическому синтезу" М.1953 г, стр. 51.
4. Ластман Б, Керз Ф. "Металлургия циркония" М.1959 г. стр.91-131.
5. Батеев В.Б. и др. "Способ получения циркония и гафния высокой чистоты". Патент РФ N 2048558 от 12.04.93 по кл. C 25 C 3/36.
6. Александровский С.В. и др. "Расплав для получения циркониевых порошков металлотермическим восстановлением" А.С. N 558059 от 26.11.98 по кл. C 22 B 34/14.
Claims (4)
1. Способ получения тонкодисперсного порошка циркония восстановлением диоксида циркония, отличающийся тем, что диоксид циркония с размером частиц 0,1 - 2,5 мкм смешивают с порошком магния в соотношении, вес.: диоксид циркония : магний = 1,3 - 2,0 : 1, полученную смесь подвергают механоактивационной обработке в среде аргона с амплитудой 0,5 - 1,0 мм, частотой 500 - 1000 кол./мин в течение 0,5 - 3 мин с последующим прокаливанием смеси в среде аргона при температуре 700 - 900oC в течение 1 - 3 ч, охлаждением и отделением примесей обработкой слабым раствором минеральной кислоты.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют 0,5 - 3,0 М раствор минеральной кислоты.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что порошок магния имеет размер 0,1 - 0,5 мм.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптимальная температура прокаливания 730 - 800oC.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123861A RU2139168C1 (ru) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | Способ получения тонкодисперсного порошка циркония |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123861A RU2139168C1 (ru) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | Способ получения тонкодисперсного порошка циркония |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2139168C1 true RU2139168C1 (ru) | 1999-10-10 |
Family
ID=20214111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98123861A RU2139168C1 (ru) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | Способ получения тонкодисперсного порошка циркония |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2139168C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2304488C1 (ru) * | 2006-02-17 | 2007-08-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Способ получения порошка циркония |
| RU2369651C2 (ru) * | 2003-07-15 | 2009-10-10 | Шеметалл Гмбх | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ ИЛИ ГИДРИДОВ МЕТАЛЛОВ ЭЛЕМЕНТОВ Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta И Cr |
| RU2457073C1 (ru) * | 2010-12-27 | 2012-07-27 | Нэлли Ивановна Игнатьева | Способ получения композиционного порошка металл-оксид |
| RU2634111C1 (ru) * | 2016-10-17 | 2017-10-23 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ дезагрегирования порошка натриетермического циркония |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU127029A1 (ru) * | 1959-02-18 | 1959-11-30 | Б.А. Борок | Способ получени порошковых сплавов |
| DE3706853A1 (de) * | 1986-03-04 | 1987-09-10 | Cabot Corp | Verfahren zum herstellen von tantal- und niobpulvern |
| US4822410A (en) * | 1988-03-14 | 1989-04-18 | Mkr, Inc. | Reclamation of metals by flash direct reduction |
| RU2048558C1 (ru) * | 1993-04-12 | 1995-11-20 | Всесоюзный научно-исследовательский институт химической технологии | Способ получения циркония или гафния высокой чистоты |
-
1998
- 1998-12-22 RU RU98123861A patent/RU2139168C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU127029A1 (ru) * | 1959-02-18 | 1959-11-30 | Б.А. Борок | Способ получени порошковых сплавов |
| DE3706853A1 (de) * | 1986-03-04 | 1987-09-10 | Cabot Corp | Verfahren zum herstellen von tantal- und niobpulvern |
| US4822410A (en) * | 1988-03-14 | 1989-04-18 | Mkr, Inc. | Reclamation of metals by flash direct reduction |
| RU2048558C1 (ru) * | 1993-04-12 | 1995-11-20 | Всесоюзный научно-исследовательский институт химической технологии | Способ получения циркония или гафния высокой чистоты |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2369651C2 (ru) * | 2003-07-15 | 2009-10-10 | Шеметалл Гмбх | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ ИЛИ ГИДРИДОВ МЕТАЛЛОВ ЭЛЕМЕНТОВ Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta И Cr |
| RU2304488C1 (ru) * | 2006-02-17 | 2007-08-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Способ получения порошка циркония |
| RU2457073C1 (ru) * | 2010-12-27 | 2012-07-27 | Нэлли Ивановна Игнатьева | Способ получения композиционного порошка металл-оксид |
| RU2634111C1 (ru) * | 2016-10-17 | 2017-10-23 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ дезагрегирования порошка натриетермического циркония |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shen et al. | Strengthening effects of ZrO2 nanoparticles on the microstructure and microhardness of Sn-3.5 Ag lead-free solder | |
| DE60306428T2 (de) | Schleifkörner auf der basis von aluminium- und zirkoniumoxynitrid | |
| KR920006603B1 (ko) | 네오디뮴의 합금 및 이의 제조방법 | |
| IE913935A1 (en) | Process for the manufacture of ammonium rare-earth double¹oxalates and their uses for the manufacture of rare-earth¹oxides | |
| HU215406B (hu) | Eljárás finomszemcsés oxiddiszperziót befogadó volfrám előállítására, valamint eljárás hosszúkás alakú termék előállítására finomszemcsés oxiddiszperziót befogadó volfrámból | |
| US4917724A (en) | Method of decalcifying rare earth metals formed by the reduction-diffusion process | |
| US2761776A (en) | Process for the manufacture of particulate metallic niobium | |
| RU2139168C1 (ru) | Способ получения тонкодисперсного порошка циркония | |
| CA1251920A (en) | Process for the production of porous products made from boron or boron compounds | |
| IL44013A (en) | Process for the preparation of pulverulent or readily pulverisable alloys of rare earths with cobalt and apparatus for carrying out the same | |
| Predel et al. | Precipitation behavior of α-solid solutions of the Fe-Sn system | |
| US4132673A (en) | Process for the production of a catalyst | |
| US2631118A (en) | Method of producing soft magnetic materials | |
| JP2869966B2 (ja) | 合金粉末の製造方法 | |
| Ram et al. | Crystallization of small and separated magnetic particles of Nd2Fe14B alloy | |
| US2274237A (en) | Process for the removal of metallic magnesium from mixtures of beryllium and magnesium | |
| US3825499A (en) | Fueled moderator composition | |
| RU2069393C1 (ru) | Способ получения оксидного ядерного топлива | |
| JP2706883B2 (ja) | ホウ酸アルミニウムウイスカーの製造方法 | |
| EP4303333A1 (en) | Gold alloy and method for producing gold alloy | |
| JPS62143806A (ja) | 窒化アルミニウム粉末およびその製造方法 | |
| JPH05100086A (ja) | 焼結二酸化ウランの製造法 | |
| RU2085543C1 (ru) | Композиционный материал для высокопрочной керамики и способ его получения | |
| GB2106487A (en) | A process for the production of u 3 o 8 powder | |
| RU2041026C1 (ru) | Способ получения ультрадисперсного порошка металлического железа |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091223 |