碳酸鋯的合成和應用

2019-09-06

  【碳酸鋯的合成】

  1. 一步法工藝生產:碳酸鋯可以用碳酸鈉或碳酸銨等鹽與鋯溶液直接反應制得。在水溶液中反應制得的產品其氧化鋯含量低,純度不高;在有機溶液中反應,可獲得質量較好的產品。碳酸鋯的生產廠家主要采用一步法工藝生產,其原理為:氧氯化鋯溶液和硫酸鈉溶液反應生成硫酸鋯鈉復鹽,然后與碳酸氫鈉反應制得碳酸鋯,因這兩個反應都在一個反應裝置中進行,故稱“一步法”。


  2. 分步液相沉淀法:利用反應裝置,以氧氯化鋯溶液與硫酸(或硫酸鹽)反應生成堿式硫酸鋯,通過定向導流和溫控調節加入硫酸和催化劑KA01從而使堿式硫酸鋯的形態得到較好控制,達到對碳酸鋯活性的控制,這樣生成的碳酸鋯其CO2含量高,粒徑D50達到25~ 50μm的范圍,比表面積控制在1~ 2 m2/g,回收率穩定在98%左右,產品活性得到明顯改善,所以又稱高活性碳酸鋯?!胺植揭合喑恋矸ā惫に嚿a的高活性碳酸鋯,產品開發涉及堿式硫酸鋯晶體形成及生長條件、轉化、催化理論和催化機理、催化劑的選用技術、專用反應系統的設計等關鍵技術。分步液相沉淀工藝為:先將氧氯化鋯制成溶液,然后按比例導入一定量的硫酸或硫酸鹽和催化劑KA01,加完后控制攪拌速度,將體系升溫至一定溫度,保持體系溫度一段時間后,取樣用顯微鏡觀測其形態結構,達標后停止反應,用去離子水洗滌沉淀,再將洗滌后的堿式硫酸鋯與碳酸鹽在常溫常壓下反應,即可生成碳酸鋯。該工藝具有投資少、流程短、回收率高、成本低等特點,以此工藝生產的碳酸鋯品質較高,在市場上具有較強的市場競爭力。

  【碳酸鋯的應用】

  碳化鋯是一種硬度大的高熔點材料和較好的高溫耐火材料。用做火箭發動機中固體推進劑的一種原料。用于生產合金鋼。也是生產鋯鹽、金屬鋯和四氯化鋯原料,廣泛用于功能陶瓷、結構陶瓷、汽車尾氣處理、光貯存材料、皮革、造紙、化妝品、油漆催干劑等高新技術領域,也是生產超細二氧化鋯比較經濟的生產原料,是一種有前途的精細陶瓷材料。應用舉例如下:

  一種環保的氧化鋯膠體的制備方法以碳酸鋯、強無機酸為原料,制備性質穩定,固相含量分布寬的氧化鋯膠體。把碳酸鋯溶于適量的強無機酸中,迅速攪拌均勻,此時碳酸鋯在強酸的作用下,發生分解,分解后的產物在酸性溶液中形成透明的溶液,然后將溶液置于恒溫條件下濃縮,制得固相重量含量在20%~55%氧化鋯膠體。上述技術方案中,所使用的原料碳酸鋯和鹽酸或硝酸的摩爾比為Zr4+∶Cl-=0.8~1.3∶1或Zr4+∶NO3-=0.8~1.3∶1。上述技術方案中,所述的恒溫、濃縮溫度的選擇范圍為10~90℃。


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