- •1 Загальні положення при складанні матеріальних
- •2 Металургія вольфраму
- •2.5 Розкладання вольфрамових концентратів розчинами їдкого натру чи соди
- •Осадження вольфрамової кислоти
- •Виділення паравольфрамату амонію
- •Осадження вольфрамату кальцію
- •2.7 Очищення розчину вольфрамату натрію від домішок
- •2.7.1 Очищення від кремнію
- •Розчин вольфрамату натрію
- •2.10 Способи одержання вольфрамового ангідриду з очищеної
- •2.13 Задачі
- •Металургія молібдену
- •3.1 Загальні зведення
- •3.2 Випал молібденітових концентратів
- •Хвости від аміачного вилуження недогарку
- •3.8 Задачі
- •4 Виробництво порошків вольфраму й молібдену
- •5 Металургія титану
- •Ільменітовий концентрат
- •5.5 Приклади
- •6 Металургія цирконію й гафнію
- •Кристалізація
- •6.6 Розкладання циркону спіканням з вапном (карбонатом кальцію) чи крейдою (оксидом кальцію)
- •6.6.2 Двостадійне вилуження спіку цирконату кальцію сірчанокислим розчином
- •6.6.3 Одностадійне вилуження спеку цирконату кальцію сірчанокислим розчином
- •6.6.4 Двостадійне вилуження спіку цирконату кальцію азотнокислим
- •6.6.5.3 Виділення кристалогідрату сульфату цирконію із сірчанокислих розчинів чи розчинів оксихлориду цирконію
- •6.6.5.4 Кристалізація сульфато-цирконатів натрію чи амонію із
- •7 Металургія ніобію й танталу
- •Концентрат
- •Н иобій-танталутримуючий плавіково-кислий розчин
- •8 Металургія ванадію
- •9 Виробництво металевих титану, цирконію,
- •9.2 Натрієтермічний спосіб виробництва порошків ніобію, танталу і
- •Література: [1], дод. [3, 4, 7].
- •Література: [1], дод. [3, 4, 7].
- •Література: [1], дод. [3, 4, 7].
- •Література: [1], дод. [3, 4, 7].
- •Література: [1], дод. [3, 4, 7].
- •Література: [1], дод. [3, 4, 7].
- •Література: [1], дод. [3, 4, 9].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 8].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 8].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 8].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 8].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 8].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 9].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 9].
- •Література: [1, 2], дод. [3, 4, 9].
- •Вибір і обґрунтування технологічної схеми переробки концентрату (продукту)
- •Порядок виконання й оформлення роботи
- •Додаток б
- •Додаток в
- •Додаток в
- •Додаток в
- •Додаток в
- •Додаток в
- •Додаток в
- •Основна
- •Вступ...……………………………………………………………… .....3
- •Задачі 3.8.……………………………………………………………...… 44
- •Приклади 5.5.…………………………………………………………… 77
- •Задачі 6.7.……………………………………………………………….. 105
- •Задачі 9.9.……………………………………………………………… 128
- •Додаток а Порядок виконання і оформлення роботи...…......………….....139
6.6.2 Двостадійне вилуження спіку цирконату кальцію сірчанокислим розчином
По цьому варіанті перше вилуження проводять по реакціях (6.47), (6.48).
Друге вилуження проводять сірчанокислим розчином, що приводить до утворення водорозчинного основного сульфату цирконію (гафнію) і нерозчинних гідратованих сульфатів кальцію (6.54), (6.55). У випадку не повного розкладання силікату кальцію на першій стадії відбувається виділення в осад кремінної кислоти по реакції (6.56).
Хімічні реакції сірчанокислотного вилуження:
CaZrO3 + 3 H2SO4 = Zr(SO4)2 + CaSO4 + 3 H2O (6.54)
CaHfO3 + 3 H2SO4 = Hf(SO4)2 + CaSO4 + 3 H2O (6.55)
Ca2SiO4 + 2 H2SO4 = H2SiO3↓ + 2 CaSO4 + 3 H2O (6.56)
Інші з'єднання спека взаємодіють по реакціях:
CaTiO3 + 3 H2SO4= Ti(SO4)2 + CaSO4 + 3 H2O (6.57)
2CaO·Al2O3 + 5 H2SO4 = 2 CaSO4 + Al2(SO4)3 + 5 H2O (6.58)
Fe2O3 + 3 H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3 H2O (6.59)
Після відділення розчину від осаду його направляють на виділення цирконію у виді відповідних з'єднань.
6.6.3 Одностадійне вилуження спеку цирконату кальцію сірчанокислим розчином
При вилуженні спіку сірчаною кислотою кальцій і кремній залишаються в осаді у складі сульфату кальцію і кремінної кислоти по реакціях (6.54) – (6.56). Надлишкова кількість карбонату кальцію реагує по реакції:
CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + 3 H2O (6.60)
Також протікають реакції (6.57) – (6.59).
Спік поступово додають у концентровану сірчану кислоту. Реакція супроводжується сильним розігрівом суміші. Після закінчення реакції розчин розбавляють, фільтрують і виділяють цирконій гідролізом у виді основного сульфату чи іншим способом.
6.6.4 Двостадійне вилуження спіку цирконату кальцію азотнокислим
розчином
Хімічні реакції кислотного вилуження:
Перша стадія:
CaCO3 + 2 HNO3 = Ca(NO3)2 + CO2 + H2O (6.61)
Ca2SiО4 + 4 HNO3 = 2 Ca(NO3)2 + H2SiО3 + H2O (6.62)
Друга стадія:
CaZrO3 + 4 HNO3 = ZrO(NO3)2 + Ca(NO3)2 + 2 H2O (6.63)
CaHfO3 + 4 HNO3 = HfO(NO3)2 + Ca(NO3)2 + 2 H2O (6.64)
CaTiO3 + 2 HNO3 = H2TiO3 + Ca(NO3)2 (6.65)
2CaО*Al2O3 + 10 HNO3 = 2 Ca(NO3)2 + 2 Al(NO3)3 +5 H2O (6.66)
Fe2O3 + 6 HNO3 = 2 Fe(NO3)3 + 3 H2O (6.67)
6.6.5 Виділення цирконію із солянокислих, сірчанокислих та
азотнокислих розчинів
Розчини, отримані в результаті вилуження спіків, містять цирконій (100-200 г/л) і домішки заліза, титану, алюмінію, кремнію й ін.
У промисловій практиці застосовують п'ять способів виділення цирконію з розчинів:
1 Осадження основного хлориду цирконію Zr(OH)2Cl2·7H2O із солянокислих розчинів.
2 Гідролітичне осадження основних сульфатів цирконію, що може бути здійснене як із сірчанокислих, так і солянокислих розчинів.
3 Виділення кристалогідрату сульфату цирконію Zr(SO4)2·4H2O із сірчанокислих розчинів розчинів оксихлориду цирконію.
4 Кристалізація сульфато-цирконатів натрію чи амонію із сірчанокислих розчинів.
5 Виділення кристалогідрату основного нітрату цирконію.
6.6.5.1 Виділення основного хлориду цирконію
Спосіб, заснований на малій розчинності кристалогідрату Zr(OH)2Cl2·7H2O у концентрованій соляній кислоті:
ZrOCl2 + 8 H2O = Zr(OH)2Cl 2 · 7 H2O (6.68)
HfOCl2 + 8 H2O = Hf(OH)2Cl2 · 7 H2O (6.69)
Основний хлорид виділяється у виді великих кристалів, що мають форму тетрагональних призм, легко відокремлюваних від маткового розчину.
Спосіб дає можливість одержати з'єднання цирконію високої чистоти, тому що більшість домішок (залізо, алюміній, титан) залишаються в солянокислому матковому розчині.
З основного хлориду легко можна одержати інші сполуки цирконію.
Для одержання з основного хлориду цирконію діоксиду цирконію на розчин діють розчином аміаку по реакції:
ZrOCl2 + 2 NH4OH + H2O = Zr(OH)4 + 2 NH4Cl (6.70)
Прожарюванням останнього при 600-700о С одержують діоксид цирконію зі змістом ZrО2 99,6 – 99,8 %. Для одержання інших з'єднань (нітрату, фториду) гідроксид розчиняють у відповідній кислоті.
6.6.5.2 Гідролітичне осадження основних сульфатів цирконію
Гідролітичне осадження основних сульфатів цирконію може бути здійснене як із сірчанокислих, так і солянокислих розчинів.
Звичайно, цей спосіб застосовують для одержання основних сульфатів із солянокислих чи азотнокислих розчинів. Для осадження основного сульфату в солянокислий розчин, що містить 40- 60 г/л цирконію, додають сірчану кислоту з розрахунку близько 0,5 – 0,7 моля на 1 моль ZrО2 і потім нейтралізацією й розведенням доводять кислотність до 1-1,5 г/л по HCl.
Виділення основних сульфатів цирконію та гафнію протікає по реакціях:
Zr(SO4)2 + H2O = ZrОSO4 + H2SO4 (6.71)
Hf(SO4)2 + H2O = HfOSO4 + H2SO4 (6.72)
Осади основних сульфатів після промивання, фільтрації й сушіння, прожарюють для видалення SO3 при 850-900о С.