专利名称：一种用氟硅酸制备氟锆酸钾的方法
技术领域：
本发明涉及一种用氟硅酸制备氟锆酸钾的方法，尤其涉及一种以氟硅酸、氧氯化锆及氯化钾为主要原料制备氟锆酸钾的方法。
背景技术：
氟锆酸钾用途广泛，主要用于生产金属锆及其他锆化合物，也用于铝镁合金、原子能工业、陶瓷及玻璃的生产等。使用氟锆酸钾的相关产业，规模稳定，并且随着原子能工业的发展，对氟锆酸钾的需求还会增长，因此，氟锆酸钾的销路很广阔。 目前，氟锆酸钾的传统生产工艺多使用氢氟酸氯化钾法，使得氟锆酸钾的生产成本受原料影响较大，缺乏市场竞争力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用氟硅酸制备氟锆酸钾的方法。该方法所用原料易得且成本低，可大大降低生产成本，同时还能产生有利用价值的白炭黑和氟硅酸钠。本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种用氟硅酸制备氟锆酸钾的方法，以氟硅酸、氧氯化锆及氯化钾为主要原料，具体包括以下步骤
(1)先在浸取槽里加入氟硅酸溶液，然后加热至40-10(TC(优选70-90°C )，开启搅拌，将理论量的氧氯化锆加入氟硅酸溶液中，保温条件下反应浸取1-5小时(优选3-4. 5小时)，反应方程式为
H2SiF6 +ZrOCl2 · 8H20 — H2ZrF6+Si02+2HCl+7H20 ；
(2)将浸取获得的氟锆酸溶液过滤，滤渣经砂滤水洗涤2-4次(优选3次)后烘干，得白炭黑广品；
(3)采用酸碱滴定法检测步骤(2)的滤液与第一次洗水混合物中未反应完全的氟硅酸的量，然后加入理论量的氯化钠，反应10-30分钟，脱除未反应完全的氟硅酸，反应方程式为
H2SiF6 +2NaCl — Na2SiF6+2HCl ;得氟硅酸钠料浆；
(4)将所得料浆进行过滤，洗涤，干燥，得氟硅酸钠；
(5)采用EDTA络合滴定法检测步骤(4)的滤液中H2ZrF6的量，然后加入至理论量的氯化钾溶液中，反应30-60分钟，反应方程式为
H2ZrF6 +2KC1 — K2ZrF6+2HCl ;反应完全后，过滤，得软膏；
(6)将步骤(5)所得软膏进行水洗，再烘干，即成。进一步，步骤(I)中，所述氟硅酸溶液的质量浓度为5-50% (优选10-35%)。进一步，步骤(5)中，步骤(4)的滤液加入到氯化钾溶液中，氯化钾溶液的质量浓度为18-22% (优选20%)ο与现有技术相比，本发明以氟硅酸为原料代替氢氟酸制备氟锆酸钾，具有以下优占-
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(1)氟硅酸是磷肥生产过程的副产有害废物，用途少，严重影响环境保护，而利用本发明，不仅使得氟硅酸得以开发利用，大大缓解磷肥生产的环保压力及其对周围环境的影响，而且由于氟硅酸为磷肥工业的副产物，易得且成本低，从而可大幅度降低氟锆酸钾的生产成本； (2)反应过程中能产生有利用价值的白炭黑和氟硅酸钠，在一定程度上也可降低生产成本，提供生产效益；
(3)产品的各项质量指标都能达到相关标准，制得的氟锆酸钾产品比重达到1.8以上，能更好地满足客户的使用要求。综上所述，本发明具有很好的经济价值和社会价值，易于推广应用。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例I
本实施例以氟硅酸、氧氯化锆及氯化钾为主要原料，具体包括以下步骤
(1)先在浸取槽里加入氟硅酸溶液IOOOmL,然后加热至70°C，开启搅拌，将180g的氧氯化锆加入氟硅酸溶液中，保温条件下反应浸取5小时，反应方程式为
H2SiF6 +ZrOCl2 · 8H20 — H2ZrF6+Si02+2HCl+7H20 ；
(2)将浸取获得的氟锆酸溶液过滤，滤渣经砂滤水洗涤3次后烘干，得白炭黑产品；
(3)采用酸碱滴定法检测步骤(2)的滤液与第一次洗水混合物中未反应完全的氟硅酸的量，然后加入30g氯化钠，脱除未反应完全的氟硅酸，反应10分钟，反应方程式为
H2SiF6 +2NaCl — Na2SiF6+2HCl ;得氟硅酸钠料浆；
(4)将所得料浆进行过滤，洗涤，干燥，得氟硅酸钠；
(5)采用EDTA络合滴定法检测步骤(4)的滤液中H2ZrF6的量，然后加入到540ml质量浓度为20%的氯化钾溶液中，反应30分钟，反应方程式为
H2ZrF6 +2KC1 — K2ZrF6+2HCl ;反应完全后，过滤，得软膏；
(6)将步骤(5)所得软膏进行水洗，再烘干，即成。本实施例中氟硅酸溶液的质量浓度为10%，氧氯化锆为一般工业产品。所得氟锆酸钾产品中的锆含量为32. 76wt%，产品比重为I. 83。实施例2
本实施例以氟硅酸、氧氯化锆及氯化钾为主要原料，具体包括以下步骤
(1)先在浸取槽里加入氟硅酸溶液IOOOml，然后加热至80°C，开启搅拌，将560g的氧氯化锆加入氟硅酸溶液中，保温条件下反应浸取4小时，反应方程式为
H2SiF6 +ZrOCl2 · 8H20 — H2ZrF6+Si02+2HCl+7H20 ；
(2)将浸取所得的氟锆酸溶液过滤，滤渣经砂滤水洗涤3次后烘干，得白炭黑产品；
(3)采用酸碱滴定法检测步骤(2)的滤液与第一次洗水混合物中未反应完全的氟硅酸的量，然后加入80g氯化钠，脱除未反应完全的氟硅酸，反应20分钟，反应方程式为
H2SiF6 +2NaCl — Na2SiF6+2HCl ;得氟硅酸钠料浆；
(4)将所得料浆进行过滤，洗涤，干燥，得氟硅酸钠；(5)采用EDTA络合滴定法检测步骤(4)的滤液中H2ZrF6的量，然后加入到1600ml质量浓度为20%的氯化钾溶液中，反应40分钟，反应方程式为
H2ZrF6 +2KC1 — K2ZrF6+2HCl ;反应完全后，过滤，得软膏；
(6)将步骤(5)所得软膏进行水洗，再烘干，即成。本实施例中氟硅酸溶液的质量浓度为30%，氧氯化锆为一般工业产品。所得氟锆酸钾产品中的锆含量为31. 84wt%，产品比重为2. 03。实施例3
本实施例以氟硅酸、氧氯化锆及氯化钾为主要原料，具体包括以下步骤
(1)先在浸取槽里加入氟硅酸溶液1000ml，然后加热至90°C，开启搅拌，将1300g的氧氯化锆加入氟硅酸溶液中，保温条件下反应浸取3小时，反应方程式为
H2SiF6 +ZrOCl2 · 8H20 — H2ZrF6+Si02+2HCl+7H20 ；
(2)将浸取所得的氟锆酸溶液过滤，滤渣经砂滤水洗涤3次后烘干，得白炭黑产品；
(3)采用酸碱滴定法检测步骤(2)的滤液与第一次洗水混合物中未反应完全的氟硅酸的量，然后加入150g氯化钠，脱除未反应完全的氟硅酸，反应30分钟，反应方程式为
H2SiF6 +2NaCl — Na2SiF6+2HCl ;得氟硅酸钠料浆；
(4)将所得料浆进行过滤，洗涤，干燥，得氟硅酸钠；
(5)采用EDTA络合滴定法检测步骤(4)的滤液中H2ZrF6的量，然后加入到2700ml质量浓度为20%的氯化钾溶液中，反应50分钟，反应方程式为
H2ZrF6 +2KC1 — K2ZrF6+2HCl ;反应完全后，过滤，得软膏；
(6)将步骤(5)所得软膏进行水洗，再烘干，即成。本实施例中氟硅酸溶液的质量浓度为50%，氧氯化锆为一般工业产品。所得氟锆酸钾产品中的锆含量为32. 51%，产品比重为I. 92。
权利要求
1.一种用氟硅酸制备氟锆酸钾的方法，其特征在于，以氟硅酸、氧氯化锆及氯化钾为主要原料，具体包括以下步骤 (1)先在浸取槽里加入氟硅酸溶液，然后加热至40-100°C，开启搅拌，将理论量的氧氯化锆加入氟硅酸溶液中，保温条件下反应浸取1-5小时，反应方程式为H2SiF6+ZrOCl2 · 8H20 — H2ZrF6+Si02+2HCl+7H20 ； (2)将浸取获得的氟锆酸溶液过滤，滤渣经砂滤水洗涤2-4次后烘干，得白炭黑产品； (3)采用酸碱滴定法检测步骤(2)的滤液与第一次洗水混合物中未反应完全的氟硅酸的量，然后加入理论量的氯化钠，脱除未反应完全的氟硅酸，反应10-30分钟，反应方程式为 H2SiF6 +2NaCl — Na2SiF6+2HCl ;得氟硅酸钠料浆； (4)将所得料浆进行过滤，洗涤，干燥得氟硅酸钠； (5)采用EDTA络合滴定法检测步骤(4)的滤液中H2ZrF6的量，然后加入到理论量的氯化钾溶液中，反应30-60分钟,反应方程式为 H2ZrF6 +2KC1 — K2ZrF6+2HCl ;反应完全后，过滤，得软膏； (6)将步骤(5)所得软膏进行水洗，再烘干，即成。
2.根据权利要求I所述的用氟硅酸制备氟锆酸钾的方法，其特征在于，步骤(I)中，所述氟硅酸溶液的质量浓度为5-50%。
3.根据权利要求I或2所述的用氟硅酸制备氟锆酸钾的方法，其特征在于，步骤(5)中，步骤(4)的滤液加入到氯化钾溶液中，氯化钾溶液的质量浓度为18-22%。
全文摘要
一种用氟硅酸制备氟锆酸钾的方法，包括以下步骤(1)先在浸取槽里加入氟硅酸溶液，然后加热至40-100℃，开启搅拌，将理论量的氧氯化锆加入氟硅酸溶液中，保温条件下反应浸取1-5小时；(2)将浸取获得的氟锆酸溶液过滤，滤渣洗涤后烘干，得白炭黑产品；(3)向滤液与第一次洗水混合物中加入理论量的氯化钠，得氟硅酸钠料浆；(4)将所得料浆进行过滤，洗涤，干燥得氟硅酸钠；(5)将步骤(4)的滤液加入到理论量的氯化钾溶液中，反应30-60分钟，过滤，得软膏；(6)将所得软膏进行水洗，再烘干，即成。本发明所用原料易得且成本低，可大大降低生产成本，同时还能产生有利用价值的白炭黑和氟硅酸钠。
文档编号C01G25/00GK102874868SQ201210432458
公开日2013年1月16日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者舒友, 黄忠孝, 刘峙军, 李飞跃, 刘龙平, 李志光, 李文英 申请人:湖南有色湘乡氟化学有限公司