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碳酸锆的合成和应用
- 2019-09-06 -

  【碳酸锆的合成】

  1. 一步法工艺生产:碳酸锆可以用碳酸钠或碳酸铵等盐与锆溶液直接反应制得。在水溶液中反应制得的产品其氧化锆含量低,纯度不高;在有机溶液中反应,可获得质量较好的产品。碳酸锆的生产厂家主要采用一步法工艺生产,其原理为:氧氯化锆溶液和硫酸钠溶液反应生成硫酸锆钠复盐,然后与碳酸氢钠反应制得碳酸锆,因这两个反应都在一个反应装置中进行,故称“一步法”。


  2. 分步液相沉淀法:利用反应装置,以氧氯化锆溶液与硫酸(或硫酸盐)反应生成碱式硫酸锆,通过定向导流和温控调节加入硫酸和催化剂KA01从而使碱式硫酸锆的形态得到较好控制,达到对碳酸锆活性的控制,这样生成的碳酸锆其CO2含量高,粒径D50达到25~ 50μm的范围,比表面积控制在1~ 2 m2/g,回收率稳定在98%左右,产品活性得到明显改善,所以又称高活性碳酸锆。“分步液相沉淀法”工艺生产的高活性碳酸锆,产品开发涉及碱式硫酸锆晶体形成及生长条件、转化、催化理论和催化机理、催化剂的选用技术、专用反应系统的设计等关键技术。分步液相沉淀工艺为:先将氧氯化锆制成溶液,然后按比例导入一定量的硫酸或硫酸盐和催化剂KA01,加完后控制搅拌速度,将体系升温至一定温度,保持体系温度一段时间后,取样用显微镜观测其形态结构,达标后停止反应,用去离子水洗涤沉淀,再将洗涤后的碱式硫酸锆与碳酸盐在常温常压下反应,即可生成碳酸锆。该工艺具有投资少、流程短、回收率高、成本低等特点,以此工艺生产的碳酸锆品质较高,在市场上具有较强的市场竞争力。

  【碳酸锆的应用】

  碳化锆是一种硬度大的高熔点材料和极好的高温耐火材料。用做火箭发动机中固体推进剂的一种原料。用于生产合金钢。也是生产锆盐、金属锆和四氯化锆原料,广泛用于功能陶瓷、结构陶瓷、汽车尾气处理、光贮存材料、皮革、造纸、化妆品、油漆催干剂等高新技术领域,也是生产超细二氧化锆比较经济的生产原料,是一种有前途的精细陶瓷材料。应用举例如下:

  一种环保的氧化锆胶体的制备方法以碳酸锆、强无机酸为原料,制备性质稳定,固相含量分布宽的氧化锆胶体。把碳酸锆溶于适量的强无机酸中,迅速搅拌均匀,此时碳酸锆在强酸的作用下,发生分解,分解后的产物在酸性溶液中形成透明的溶液,然后将溶液置于恒温条件下浓缩,制得固相重量含量在20%~55%氧化锆胶体。上述技术方案中,所使用的原料碳酸锆和盐酸或硝酸的摩尔比为Zr4+∶Cl-=0.8~1.3∶1或Zr4+∶NO3-=0.8~1.3∶1。上述技术方案中,所述的恒温、浓缩温度的选择范围为10~90℃。


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