專利名稱：一種用氟硅酸制備氟鋯酸鉀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用氟硅酸制備氟鋯酸鉀的方法，尤其涉及一種以氟硅酸、氧氯化鋯及氯化鉀為主要原料制備氟鋯酸鉀的方法。
背景技術(shù)：
氟鋯酸鉀用途廣泛，主要用于生產(chǎn)金屬鋯及其他鋯化合物，也用于鋁鎂合金、原子能工業(yè)、陶瓷及玻璃的生產(chǎn)等。使用氟鋯酸鉀的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，規(guī)模穩(wěn)定，并且隨著原子能工業(yè)的發(fā)展，對(duì)氟鋯酸鉀的需求還會(huì)增長(zhǎng)，因此，氟鋯酸鉀的銷路很廣闊。 目前，氟鋯酸鉀的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝多使用氫氟酸氯化鉀法，使得氟鋯酸鉀的生產(chǎn)成本受原料影響較大，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用氟硅酸制備氟鋯酸鉀的方法。該方法所用原料易得且成本低，可大大降低生產(chǎn)成本，同時(shí)還能產(chǎn)生有利用價(jià)值的白炭黑和氟硅酸鈉。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種用氟硅酸制備氟鋯酸鉀的方法，以氟硅酸、氧氯化鋯及氯化鉀為主要原料，具體包括以下步驟
(1)先在浸取槽里加入氟硅酸溶液，然后加熱至40-10(TC(優(yōu)選70-90°C )，開啟攪拌，將理論量的氧氯化鋯加入氟硅酸溶液中，保溫條件下反應(yīng)浸取1-5小時(shí)(優(yōu)選3-4. 5小時(shí))，反應(yīng)方程式為
H2SiF6 +ZrOCl2 · 8H20 — H2ZrF6+Si02+2HCl+7H20 ；
(2)將浸取獲得的氟鋯酸溶液過濾，濾渣經(jīng)砂濾水洗滌2-4次(優(yōu)選3次)后烘干，得白炭黑廣品；
(3)采用酸堿滴定法檢測(cè)步驟(2)的濾液與第一次洗水混合物中未反應(yīng)完全的氟硅酸的量，然后加入理論量的氯化鈉，反應(yīng)10-30分鐘，脫除未反應(yīng)完全的氟硅酸，反應(yīng)方程式為
H2SiF6 +2NaCl — Na2SiF6+2HCl ;得氟硅酸鈉料漿；
(4)將所得料漿進(jìn)行過濾，洗滌，干燥，得氟硅酸鈉；
(5)采用EDTA絡(luò)合滴定法檢測(cè)步驟(4)的濾液中H2ZrF6的量，然后加入至理論量的氯化鉀溶液中，反應(yīng)30-60分鐘，反應(yīng)方程式為
H2ZrF6 +2KC1 — K2ZrF6+2HCl ;反應(yīng)完全后，過濾，得軟膏；
(6)將步驟(5)所得軟膏進(jìn)行水洗，再烘干，即成。進(jìn)一步，步驟(I)中，所述氟硅酸溶液的質(zhì)量濃度為5-50% (優(yōu)選10-35%)。進(jìn)一步，步驟(5)中，步驟(4)的濾液加入到氯化鉀溶液中，氯化鉀溶液的質(zhì)量濃度為18-22% (優(yōu)選20%)ο與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以氟硅酸為原料代替氫氟酸制備氟鋯酸鉀，具有以下優(yōu)占-
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(1)氟硅酸是磷肥生產(chǎn)過程的副產(chǎn)有害廢物，用途少，嚴(yán)重影響環(huán)境保護(hù)，而利用本發(fā)明，不僅使得氟硅酸得以開發(fā)利用，大大緩解磷肥生產(chǎn)的環(huán)保壓力及其對(duì)周圍環(huán)境的影響，而且由于氟硅酸為磷肥工業(yè)的副產(chǎn)物，易得且成本低，從而可大幅度降低氟鋯酸鉀的生產(chǎn)成本； (2)反應(yīng)過程中能產(chǎn)生有利用價(jià)值的白炭黑和氟硅酸鈉，在一定程度上也可降低生產(chǎn)成本，提供生產(chǎn)效益；
(3)產(chǎn)品的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)都能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，制得的氟鋯酸鉀產(chǎn)品比重達(dá)到1.8以上，能更好地滿足客戶的使用要求。綜上所述，本發(fā)明具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，易于推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例I
本實(shí)施例以氟硅酸、氧氯化鋯及氯化鉀為主要原料，具體包括以下步驟
(1)先在浸取槽里加入氟硅酸溶液IOOOmL,然后加熱至70°C，開啟攪拌，將180g的氧氯化鋯加入氟硅酸溶液中，保溫條件下反應(yīng)浸取5小時(shí)，反應(yīng)方程式為
H2SiF6 +ZrOCl2 · 8H20 — H2ZrF6+Si02+2HCl+7H20 ；
(2)將浸取獲得的氟鋯酸溶液過濾，濾渣經(jīng)砂濾水洗滌3次后烘干，得白炭黑產(chǎn)品；
(3)采用酸堿滴定法檢測(cè)步驟(2)的濾液與第一次洗水混合物中未反應(yīng)完全的氟硅酸的量，然后加入30g氯化鈉，脫除未反應(yīng)完全的氟硅酸，反應(yīng)10分鐘，反應(yīng)方程式為
H2SiF6 +2NaCl — Na2SiF6+2HCl ;得氟硅酸鈉料漿；
(4)將所得料漿進(jìn)行過濾，洗滌，干燥，得氟硅酸鈉；
(5)采用EDTA絡(luò)合滴定法檢測(cè)步驟(4)的濾液中H2ZrF6的量，然后加入到540ml質(zhì)量濃度為20%的氯化鉀溶液中，反應(yīng)30分鐘，反應(yīng)方程式為
H2ZrF6 +2KC1 — K2ZrF6+2HCl ;反應(yīng)完全后，過濾，得軟膏；
(6)將步驟(5)所得軟膏進(jìn)行水洗，再烘干，即成。本實(shí)施例中氟硅酸溶液的質(zhì)量濃度為10%，氧氯化鋯為一般工業(yè)產(chǎn)品。所得氟鋯酸鉀產(chǎn)品中的鋯含量為32. 76wt%，產(chǎn)品比重為I. 83。實(shí)施例2
本實(shí)施例以氟硅酸、氧氯化鋯及氯化鉀為主要原料，具體包括以下步驟
(1)先在浸取槽里加入氟硅酸溶液IOOOml，然后加熱至80°C，開啟攪拌，將560g的氧氯化鋯加入氟硅酸溶液中，保溫條件下反應(yīng)浸取4小時(shí)，反應(yīng)方程式為
H2SiF6 +ZrOCl2 · 8H20 — H2ZrF6+Si02+2HCl+7H20 ；
(2)將浸取所得的氟鋯酸溶液過濾，濾渣經(jīng)砂濾水洗滌3次后烘干，得白炭黑產(chǎn)品；
(3)采用酸堿滴定法檢測(cè)步驟(2)的濾液與第一次洗水混合物中未反應(yīng)完全的氟硅酸的量，然后加入80g氯化鈉，脫除未反應(yīng)完全的氟硅酸，反應(yīng)20分鐘，反應(yīng)方程式為
H2SiF6 +2NaCl — Na2SiF6+2HCl ;得氟硅酸鈉料漿；
(4)將所得料漿進(jìn)行過濾，洗滌，干燥，得氟硅酸鈉；(5)采用EDTA絡(luò)合滴定法檢測(cè)步驟(4)的濾液中H2ZrF6的量，然后加入到1600ml質(zhì)量濃度為20%的氯化鉀溶液中，反應(yīng)40分鐘，反應(yīng)方程式為
H2ZrF6 +2KC1 — K2ZrF6+2HCl ;反應(yīng)完全后，過濾，得軟膏；
(6)將步驟(5)所得軟膏進(jìn)行水洗，再烘干，即成。本實(shí)施例中氟硅酸溶液的質(zhì)量濃度為30%，氧氯化鋯為一般工業(yè)產(chǎn)品。所得氟鋯酸鉀產(chǎn)品中的鋯含量為31. 84wt%，產(chǎn)品比重為2. 03。實(shí)施例3
本實(shí)施例以氟硅酸、氧氯化鋯及氯化鉀為主要原料，具體包括以下步驟
(1)先在浸取槽里加入氟硅酸溶液1000ml，然后加熱至90°C，開啟攪拌，將1300g的氧氯化鋯加入氟硅酸溶液中，保溫條件下反應(yīng)浸取3小時(shí)，反應(yīng)方程式為
H2SiF6 +ZrOCl2 · 8H20 — H2ZrF6+Si02+2HCl+7H20 ；
(2)將浸取所得的氟鋯酸溶液過濾，濾渣經(jīng)砂濾水洗滌3次后烘干，得白炭黑產(chǎn)品；
(3)采用酸堿滴定法檢測(cè)步驟(2)的濾液與第一次洗水混合物中未反應(yīng)完全的氟硅酸的量，然后加入150g氯化鈉，脫除未反應(yīng)完全的氟硅酸，反應(yīng)30分鐘，反應(yīng)方程式為
H2SiF6 +2NaCl — Na2SiF6+2HCl ;得氟硅酸鈉料漿；
(4)將所得料漿進(jìn)行過濾，洗滌，干燥，得氟硅酸鈉；
(5)采用EDTA絡(luò)合滴定法檢測(cè)步驟(4)的濾液中H2ZrF6的量，然后加入到2700ml質(zhì)量濃度為20%的氯化鉀溶液中，反應(yīng)50分鐘，反應(yīng)方程式為
H2ZrF6 +2KC1 — K2ZrF6+2HCl ;反應(yīng)完全后，過濾，得軟膏；
(6)將步驟(5)所得軟膏進(jìn)行水洗，再烘干，即成。本實(shí)施例中氟硅酸溶液的質(zhì)量濃度為50%，氧氯化鋯為一般工業(yè)產(chǎn)品。所得氟鋯酸鉀產(chǎn)品中的鋯含量為32. 51%，產(chǎn)品比重為I. 92。
權(quán)利要求
1.一種用氟硅酸制備氟鋯酸鉀的方法，其特征在于，以氟硅酸、氧氯化鋯及氯化鉀為主要原料，具體包括以下步驟 (1)先在浸取槽里加入氟硅酸溶液，然后加熱至40-100°C，開啟攪拌，將理論量的氧氯化鋯加入氟硅酸溶液中，保溫條件下反應(yīng)浸取1-5小時(shí)，反應(yīng)方程式為H2SiF6+ZrOCl2 · 8H20 — H2ZrF6+Si02+2HCl+7H20 ； (2)將浸取獲得的氟鋯酸溶液過濾，濾渣經(jīng)砂濾水洗滌2-4次后烘干，得白炭黑產(chǎn)品； (3)采用酸堿滴定法檢測(cè)步驟(2)的濾液與第一次洗水混合物中未反應(yīng)完全的氟硅酸的量，然后加入理論量的氯化鈉，脫除未反應(yīng)完全的氟硅酸，反應(yīng)10-30分鐘，反應(yīng)方程式為 H2SiF6 +2NaCl — Na2SiF6+2HCl ;得氟硅酸鈉料漿； (4)將所得料漿進(jìn)行過濾，洗滌，干燥得氟硅酸鈉； (5)采用EDTA絡(luò)合滴定法檢測(cè)步驟(4)的濾液中H2ZrF6的量，然后加入到理論量的氯化鉀溶液中，反應(yīng)30-60分鐘,反應(yīng)方程式為 H2ZrF6 +2KC1 — K2ZrF6+2HCl ;反應(yīng)完全后，過濾，得軟膏； (6)將步驟(5)所得軟膏進(jìn)行水洗，再烘干，即成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用氟硅酸制備氟鋯酸鉀的方法，其特征在于，步驟(I)中，所述氟硅酸溶液的質(zhì)量濃度為5-50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用氟硅酸制備氟鋯酸鉀的方法，其特征在于，步驟(5)中，步驟(4)的濾液加入到氯化鉀溶液中，氯化鉀溶液的質(zhì)量濃度為18-22%。
全文摘要
一種用氟硅酸制備氟鋯酸鉀的方法，包括以下步驟(1)先在浸取槽里加入氟硅酸溶液，然后加熱至40-100℃，開啟攪拌，將理論量的氧氯化鋯加入氟硅酸溶液中，保溫條件下反應(yīng)浸取1-5小時(shí)；(2)將浸取獲得的氟鋯酸溶液過濾，濾渣洗滌后烘干，得白炭黑產(chǎn)品；(3)向?yàn)V液與第一次洗水混合物中加入理論量的氯化鈉，得氟硅酸鈉料漿；(4)將所得料漿進(jìn)行過濾，洗滌，干燥得氟硅酸鈉；(5)將步驟(4)的濾液加入到理論量的氯化鉀溶液中，反應(yīng)30-60分鐘，過濾，得軟膏；(6)將所得軟膏進(jìn)行水洗，再烘干，即成。本發(fā)明所用原料易得且成本低，可大大降低生產(chǎn)成本，同時(shí)還能產(chǎn)生有利用價(jià)值的白炭黑和氟硅酸鈉。
文檔編號(hào)C01G25/00GK102874868SQ201210432458
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者舒友, 黃忠孝, 劉峙軍, 李飛躍, 劉龍平, 李志光, 李文英 申請(qǐng)人:湖南有色湘鄉(xiāng)氟化學(xué)有限公司