一种同时生产氧化锆粉体和铵盐的方法及产品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物材料领域，更具体地，涉及一种同时生产氧化锆粉体和铵盐的方 法及广品。
【背景技术】
[0002] 固溶有氧化钇等金属氧化物添加物的氧化锆陶瓷因具有优良的力学、热学、光学、 电学性质和化学稳定性，而被广泛应用于高温结构材料、高温光学元件、氧敏元件、高温氧 化物膜燃料电池、生物结构材料等领域。
[0003] 氧化钇等金属氧化物稳定的氧化锆陶瓷的现有生产技术一般采用化学法、电熔 法、共沉淀法等。这些方法都没有涉及到如何处理在氧化锆生产过程中生成的副产物，也没 有涉及到生产过程中水的循环利用问题。如果将生产过程中的副产物直接排放到环境中， 会改变自然水体和土壤的组成，造成环境污染。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种同时生产氧化锆粉体和 铵盐的方法及产品，其目的在于通过两次固液分离并回收分离后的液相进行后处理，由此 解决现有的氧化锆粉体生产方法无法回收副产物、化学试剂和纯水的循环利用率低、以及 副产物造成环境污染的技术问题。
[0005] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种同时生产氧化锆粉体和铵 盐的方法，包括以下步骤：
[0006] (1)将锆前驱体溶液，加热发生化学反应，使得锆阳离子转化成氧化锆、氢氧化锆 或其水合物，反应至锆阳离子转化率大于或等于90%，制得含锆反应混合物；所述锆前驱 体溶液，其锆阳离子浓度小于或等于5. Omol/L ;
[0007] (2)将步骤（1)中制得的含锆反应混合物，用无机酸、无机碱或尿素调节pH小于或 等于2. 0,然后进行固液分离处理，得到含锆固体和溶液A ;
[0008] (3)将步骤⑵中制得的含锆固体用纯水配制成质量浓度在5 %至70 %之间的含 锆浆液，并按照所需化学计量比向所述含锆浆液中添加金属氧化物MxOy的前驱体，使得产 物中M xOy占主要组分ZrO2的摩尔百分比小于或等于15摩尔％，M选自钇、钙、镁、铈、镨、钒、 钼和钛元素中的一种或多种；
[0009] (4)将步骤⑶中制得的含锆浆液，用无机酸、无机碱或尿素调节pH值大于或等于 6. 0,然后进行固液分离处理，得到主要成分前体固体和溶液B ;
[0010] (5)将步骤⑷中制得的主要成分前体固体干燥并煅烧，洗涤造粒后即制得所述 氧化锆粉体。
[0011] (6)将步骤⑵和步骤⑷中制得的溶液A和溶液B合并，使用无机酸或者无机碱 调节pH在5. 0至8. 0之间，蒸发水分析出按盐。
[0012] 优选地，所述方法，其步骤（2)、步骤（4)和/或步骤（6)所述无机酸常用如盐酸、 硝酸、硫酸、磷酸等。
[0013] 优选地，所述方法，其步骤（2)、步骤（4)和/或步骤（6)所述无机碱常用如氢氧化 铵。
[0014] 优选地，所述方法，其步骤（2)、步骤（4)和/或步骤（6)采用含氮的无机酸或无机 碱调节pH值。
[0015] 优选地，所述方法，其步骤（1)所述锆前驱体为氯氧化锆、氯化锆、硝酸锆、硫酸 锆、碳酸锆和磷酸锆中的一种或多种的组合。
[0016] 优选地，所述方法，其所述步骤（1)反应温度在40°C至400°C之间，压力在0· IMPa 至3. 25MPa之间；优选温度在50°C至250°C之间，压力在0. IMPa至I. 2MPa之间；更优选温 度在80°C至150°C之间，压力在0· IMPa至0· 5MPa之间。
[0017] 优选地，所述方法，其所述步骤（5)煅烧温度在800°C至IKKTC之间，升温速率在 200°C /h至1200°C /h之间，维持煅烧最高温度0. 5小时至5小时。
[0018] 按照本发明的另一方面，提供了一种氧化锆粉体，按照本发明提供的同时生产氧 化锆粉体和铵盐的方法制备。
[0019] 优选地，所述氧化锆粉体，其主要组分为Zr02+Hf02+M x0y，其中MxOy为金属氧化物， 其含量小于或等于15摩尔％，M选自钇、钙、镁、铈、镨、钒、钼和钛元素中的一种或多种，所 述主要成分占氧化锆粉体的质量百分比在90%以上，其他金属氧化物每种占所述氧化锆粉 体的质量分数小于或等于〇. 01%。
[0020] 优选地，所述氧化锆粉体，其所述其他金属氧化物为二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧 化铯、氧化钴、氧化锁、氧化钋、氧化错、氧化铀、氧化锂、氧化坏、氧化纺。
[0021] 优选地，所述氧化锆粉体，其中氯元素质量百分比低于或等于0. 05%。
[0022] 优选地，所述氧化锆粉体，其依据ISO 13356:2008测得的比放射活度小于或等于 100Bq/kg〇
[0023] 优选地，所述氧化锆粉体，其氧化锆粉体的四方和立方晶相的含量大于或等于 90%〇
[0024] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有 益效果：
[0025] (1)本发明提供的方法，在化学法合成氧化锆的过程中，可以将所有固液分离过程 的液体收集起来，通过添加无机酸、无机碱或尿素来调节其PH，使其pH大于或等于5.0而小 于或等于8. 0,然后通过蒸发的办法可以回收铵盐，并将冷凝得到的水回用到氧化锆生产工 艺。这样既可以增加经济效益，又可以降低生产工艺对环境的影响。从而解决了化学法生 产氧化锆工艺对环境的影响问题。
[0026] (2)本发明提供的方法，能够分离氧化锆制备中的杂质，减少氯元素的排放，从而 降低对环境的污染。同时能大量生产高纯度的氧化锆粉体，用于高纯度陶瓷的制备。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明提供的同时生产氧化锆和铵盐的制备步骤示意图；
[0028] 图2是实施例1和比较例11制得的氧化锆的X-射线衍射图谱。
【具体实施方式】
[0029] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0030