氢氧化锆的应用与制备

发布日期:2020/3/5 16:50:56

背景及概述^[1]

氢氧化锆呈白色、无定形粉末状，热至500℃，失去二分子水生成氧化锆(ZrO2)。溶于稀无机酸，不溶于水和碱溶液。可由硝酸锆盐或硫酸锆盐与碱相互作用制得。其制备一般采用高温炉烘干煅烧，不仅投资多耗能大，污染严重，而且易团聚，纯度低，粒径分布不均匀。

应用^[1-2]

氢氧化锆，或称水合氧化锆，是一种不溶于水，碱性稍强的两性氧化物，广泛应用于制备颜料、玻璃、染料等行业，同时也是制备其他锆化合物的重要中间体。其应用举例如下：制备一种用于吸附氟离子的磁性氢氧化锆吸附剂，它包括如下步骤：(1)将纳米四氧化三铁加入到柠檬酸钠溶液中，先超声波分散，再恒温摇床震荡，磁分离出改性后磁性四氧化三铁纳米粒子；(2)将改性后磁性四氧化三铁纳米粒子制得水基Fe3O4悬浮液；(3)从水基Fe3O4悬浮液中得到溶胶沉淀，磁分离出固体产物，最后抽滤得到滤饼；(4)将得到的ZrO(OH)2/Fe3O4湿溶胶进行共沸蒸馏以脱除水分；后真空干燥，取出后研磨过筛，即得氟离子吸附剂磁性氢氧化锆。本发明用于吸附氟离子的磁性氢氧化锆吸附剂的制备方法，该吸附剂吸附后易于固液分离，采用磁场固液分离更简单方便，能够有效保证水体在脱除氟离子后无残留，吸附效果好。

制备^[3-4]

方法1：一种氢氧化锆的制备方法，其特征在于所用原料为八水合氧氯化锆，依次经过匀速沉淀反应，去离子水洗涤，醇洗，干燥所得，具体实施方法如下：

（1）匀速沉淀反应：将八水合氧氯化锆溶于去离子水中，在40℃-80℃恒温水浴及机械搅拌（转速100r/min-900r/min）条件下按固定流量通入氨气鼓泡反应1-5h后，过滤取沉淀物。

（2）洗涤：将所得沉淀用温去离子水反复洗涤多次直道洗涤去离子水中无氯离子即可。

（3）醇洗：然后继续用工业乙醇洗涤上述沉淀物2-4次。

（4）干燥：将醇洗之后的沉淀物放入80℃-110℃恒温干燥箱中干燥5-8h即得蓬松粉末状产品。

方法2：一种改进的的高品位氢氧化锆生产工艺，可以节省高含量氢氧化锆的生产步骤，生产成本低，产品质量高，主要改进是改变原料的加入次序，同时提高共沉淀反应时锆水溶料浓度，反应后沉淀物的氧化锆浓度高，沉淀粒径大，易脱水且离心脱水后氧化锆含量刚好处于30％-32％之间，产品品质易控制。具体是这样来实施的：一种改进的高品位氢氧化锆生产工艺，由氧氯化锆水溶液与氨水共沉淀反应，对沉淀依次进行洗涤、脱水，其特征在于将280-350g/L的氧氯化锆水溶液通入4-6N的氨水中共沉淀至溶液PH值达8-9时终止反应，再将沉淀物用去离子水洗涤后离心甩干。通过改变原料加入次序，提高了沉淀物中的氧化锆含量，通过离心脱水后即可达到高品位氢氧化锆的质量要求，增大氧氯化锆水溶液的浓度，能增大反应后沉淀物的粒径，易于脱水并控制二氧化锆的含量。