专利名称：一种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法
技术领域：
本发明涉及一种回收锆元素的方法，尤其是涉及一种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法。
背景技术：
氧氯化锆(Zr0C12 ·8Η20)是制取二氧化锆、硫酸锆、硝酸锆、碳酸锆的中间体。国内通常采用碱熔工艺生产氧氯化锆时在浓缩工艺过程中结晶析出后的剩余溶液称谓母液残液，呈酸性，除含有残留的锆元素之外，还有铁、铝、钠、硅等及其它杂质。由于上述杂质因为母液残液循环使用会造成量的积累，直接影响氧氯化锆的产品质量。为保证氧氯化锆的质量，大多企业对母液残液通常不循环使用或循环一次使用后稀释排放。据统计，每生产 I吨氧氯化锆约生成O. 5吨酸性母液残液。母液残液如直接稀释排放，浪费资源且污染环境。经氢氧化钠溶液中和后加压过滤，滤液可达标排放，滤渣即含锆滤渣，可回收其中的锆资源。含锆滤渣是一种含水量较高的胶状聚合物，外观呈淡黄绿色，主要成分有可溶性锆、 水、二氧化硅、锆英砂、少量的铁、铝、钠等及其它杂质，其中固体含量为20%左右。将含锆滤渣与一定浓度盐酸溶液以合适比例混合搅拌加热溶解，可溶性锆进入液相，再利用板框压滤机将液固分离，得到可溶性锆(氧氯化锆)溶液和硅渣滤饼。含锆滤渣和一定浓度盐酸溶液以合适的比例混合加热溶解后会产生胶状聚合物， 难于过滤，工艺实施困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种工艺简单的从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的一种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法，该方法包括a.将氧氯化锆结晶母液残液用氢氧化钠中和后加压过滤；b.用硫酸溶解步骤a中过滤后得到的滤饼，絮凝加压过滤；c.将步骤b中过滤后得到硫酸锆溶液经浓缩冷却后结晶，脱干母液残液，得到的晶体再用配置好的酸液淋洗；d.将步骤c中得到的硫酸锆晶体用水溶解、加压过滤，其溶液用氨水沉淀、过滤，滤饼洗涤、烘干、焙烧，得到纯度较高的二氧化锆成品。优选的，所述步骤a中的母液残液酸度为2-4摩尔/升，所述的氢氧化钠质量比浓度为5%-15%，中和反应条件为常温(20°C)，常压(O. IMPa)，时间5-15分钟左右。优选的，所述的步骤a、b和d中的加压过滤压力为2-4公斤/平方厘米。优选的，所述的步骤b中的硫酸质量比浓度至少要93%，溶解温度为90°C，常压 (O. IMPa)，时间 25-35 分钟。优选的，所述步骤c中浓缩时负压为O. 7-0. 9公斤/平方厘米，温度80-100°C，时间3-5小时，所述的淋洗用酸液为质量比浓度5%的稀硫酸。优选的，所述步骤d中的氨水质量比浓度为16 % -20 %，所述的焙烧温度为600 V，时间3-4小时。与现有技术相比，本发明的有益之处是这种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法是采用硫酸溶解锆渣，硅溶胶变为极易过滤的硅凝胶，经絮凝过滤，硅与其他不溶于酸的物质非常容易地与溶液分离，过滤工艺的效率大幅度提高，充分回收分离出酸性母液残液中的锆元素。
下面结合附图对本发明进一步说明。图I是本发明一种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施方式
对本发明进行详细描述如图I所示一种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法采用如下步骤a.将母液残液用氢氧化钠中和后加压过滤，调至中性后产生锆渣沉淀物，经过滤后产出的锆渣主要成分有氢氧化锆、氢氧化铁、水、二氧化硅、少量的钠及其它杂质，中性水可循环利用，同时避免了酸液污染并沉淀出了其中的锆，同时母液残液中的铁、硅等杂质也随之沉淀出来。反应式如下；主反应Zr0Cl2+2Na0H== ZrO(OH)2 I +2NaClb.用硫酸溶解步骤a中过滤后得到的滤饼，锆、铁、钙等以离子形式进入溶液中， 硅溶胶变为硅凝胶，经絮凝加压过滤脱硅得到硫酸锆溶液。主反应ZrO(OH) 2+H2S04 = = Zr0S04+2H20c.将步骤b中过滤后得到硫酸锆溶液经浓缩冷却后结晶，脱干母液残液，晶体再用配置好的酸液淋洗，可较好的除去晶体中的铁、钠及其他溶于酸的杂质。d.将步骤c中得到的硫酸锆晶体用水溶解、过滤，进一步除掉不溶于水的杂质，溶液用氨水沉淀、过滤，滤饼洗涤、烘干、焙烧，得到纯度较高的二氧化锆成品。主反应Zr0S04+2NH40H== ZrO(OH)2 丨 +(NH4)2S04ZrO (OH) 2 = = Zr02+2H20所述的母液残液酸度为2-4摩尔/升，优选2. 5-3摩尔/升，所述的氢氧化钠质量比浓度为5% -15%，优选8% -11%，中和反应条件为常温(20°C )，常压(O. IMPa)，时间 5-15分钟，优选9-12分钟。所述的步骤b中的硫酸质量比浓度至少要93%，溶解温度为90°C，常压(O. IMPa)， 时间25-35分钟。所述步骤c中浓缩时负压为O. 7-0. 9公斤/平方厘米，温度80_100°C，时间3_5小时，所述的淋洗用酸液为质量比浓度5%的稀硫酸。所述步骤d中的氨水质量比浓度为16% -20%，所述的焙烧温度为600°C，时间
3-4小时。所述的步骤a、b和d中的加压过滤压力为2-4公斤/平方厘米。需要强调的是以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法，该方法包括a.将氧氯化锆结晶母液残液用氢氧化钠中和后加压过滤；b.用硫酸溶解步骤a中过滤后得到的滤饼，絮凝加压过滤；c.将步骤b中过滤后得到硫酸锆溶液经浓缩冷却后结晶，脱干母液残液，得到的晶体再用配置好的酸液淋洗；d.将步骤c中得到的硫酸锆晶体用水溶解、加压过滤，其溶液用氨水沉淀、过滤，滤饼洗涤、烘干、焙烧，得到的二氧化锆成品。
2.根据权利要求I所述的一种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法，其特征是所述的母液残液酸度为2-4摩尔/升，所述的氢氧化钠质量比浓度为5% -15%，中和反应条件为常温20°C，常压O. IMPa,时间5_15分钟。
3.根据权利要求I所述的一种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法，其特征是所述的步骤b中的硫酸质量比浓度至少要93%，溶解温度为90°C，常压O. IMPa,时间 25-35分钟。
4.根据权利要求I所述的一种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法，其特征是所述步骤c中浓缩时负压为O. 7-0. 9公斤/平方厘米，温度80-100°C，时间3_5小时， 所述的酸液质量比浓度为5%的稀硫酸。
5.根据权利要求I所述的一种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法，其特征是所述步骤d中的氨水质量比浓度为16% -20%，所述的焙烧温度为600°C，时间3-4小时。
6.根据权利要求I所述的一种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法，其特征是所述的步骤a、b和d中的加压过滤压力为2-4公斤/平方厘米。
全文摘要
一种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法，该方法包括a.将氧氯化锆结晶母液残液用氢氧化钠中和后加压过滤；b.用硫酸溶解步骤a中过滤后得到的滤饼，絮凝加压过滤；c.将步骤b中过滤后得到硫酸锆溶液经浓缩冷却后结晶，脱干母液残液，得到的晶体再用配置好的酸液淋洗；d.将步骤c中得到的硫酸锆晶体用水溶解、加压过滤，其溶液用氨水沉淀、过滤，滤饼洗涤、烘干、焙烧，得到纯度较高的二氧化锆成品。这种从氧氯化锆结晶母液残液中回收锆元素的方法使硅与其他不溶于酸的物质非常容易地与溶液分离，过滤工艺的效率大幅度提高，充分回收分离出酸性母液残液中的锆元素。
文档编号C01G25/02GK102602993SQ201210096778
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月5日 优先权日2012年4月5日
发明者冯会壮 申请人:东营瑞海新材料有限公司, 北京瑞源化工技术有限公司