一種高純氧氯化鉿的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高純氧氯化鉿的制備方法，屬于濕法冶金【技術(shù)領(lǐng)域】。包括：（1）氫氧化鉿原料準(zhǔn)備：以金屬鉿及鉿合金廢棄料為原料，經(jīng)硫酸溶液溶解，水浸，過濾，濾液加堿沉淀，沉淀物加水漂洗至近中性，過濾，濾餅烘干、破碎；（2）濾餅經(jīng)烘干、破碎后，用鹽酸溶液或結(jié)晶母液溶解，得到鉿鹽酸溶液；（3）調(diào)整鉿鹽酸溶液中H+濃度和HfO2濃度，自然冷卻結(jié)晶；（4）結(jié)晶后過濾，將過濾后得到的晶體加水溶解，過濾，調(diào)整溶液的H+濃度和HfO2濃度，加熱至沸，進(jìn)行二次結(jié)晶；（5）二次結(jié)晶后過濾，所得晶體用鹽酸溶液或洗滌母液洗滌，得到高純氧氯化鉿。本發(fā)明所得高純氧氯化鉿雜質(zhì)含量較低，可用于制備生產(chǎn)紫外級(jí)氧化鉿等鉿的高端產(chǎn)品。
【專利說明】一種高純氧氯化鉿的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高純氧氯化鉿的制備方法，屬于濕法冶金【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]氧氯化鉿是制備鉿化學(xué)制品及金屬鉿的重要中間產(chǎn)品，并可用作媒色顏料的原料，媒染劑、定色劑、阻燃劑等，也是制備其他鉿鹽的原料。它的純度直接決定鉿產(chǎn)品的純度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高純氧氯化鉿的制備方法。采用氫氧化鉿溶解于鹽酸溶液中，調(diào)整溶液的氧化鉿濃度及溶液的酸度，結(jié)晶析出氧氯化鉿，再經(jīng)過酸洗，再結(jié)晶的方法，提純氧氯化鉿，得到高純的氧氯化鉿產(chǎn)品。 [0004]一種高純氧氯化鉿的制備方法，包括如下步驟:
[0005]( I)氫氧化鉿原料準(zhǔn)備:以金屬鉿及鉿合金廢棄料為原料，經(jīng)硫酸溶液溶解，水浸，過濾，濾液加堿沉淀，沉淀物加水漂洗至近中性，過濾，濾餅烘干、破碎；
[0006](2)濾餅經(jīng)烘干、破碎后，用鹽酸溶液或結(jié)晶母液溶解，得到鉿鹽酸溶液；
[0007](3)調(diào)整鉿鹽酸溶液中H+濃度和HfO2濃度，自然冷卻結(jié)晶；
[0008](4)結(jié)晶后過濾，將過濾后得到的晶體(氧氯化鉿)加水溶解，過濾，調(diào)整溶液的H+濃度和HfO2濃度，加熱至沸，進(jìn)行二次結(jié)晶；
[0009](5) 二次結(jié)晶后過濾，所得晶體用鹽酸溶液或洗滌母液多次洗滌，得到晶體化學(xué)成分分析合格的高純氧氯化鉿。
[0010]在步驟(1)中，所述的原料為各種金屬鉿及鉿合金加工廢棄料，如車、切、磨、洗等加工廢棄金屬屑、金屬灰粉等，金屬鉿的含量為30%~100%不等，從鉿制品加工廠家購(gòu)進(jìn)。金屬鉿廢棄料加入硫酸溶液加熱至100°c~200°C溶解，硫酸溶液中H+濃度為10.0mol/L~18.0mol/L ;硫酸溶解后得到的鉿硫酸溶液及硫酸鉿結(jié)晶體加去離子水進(jìn)行水浸，過濾，濾液加堿(例如氫氧化鈉、碳酸鈉等)至pH大于9，沉淀，沉淀物加水漂洗至近中性，pH~7，過濾，濾餅氫氧化鉿在100°C下烘干，經(jīng)破碎后為氫氧化鉿原料。
[0011]在步驟(2)中，取一定量的破碎后氫氧化鉿原料，用鹽酸溶液或結(jié)晶母液溶解，所述的鹽酸溶液或結(jié)晶母液中H+濃度為4.5mol/L~8.5mol/L、Hf02濃度為0.0g/L~40.0g/L，溶解溫度為80°C~100°C。
[0012]在步驟(3)中，通過添加去離子水、濃鹽酸、氫氧化鉿和/或通過蒸發(fā)濃縮來調(diào)整溶液的H+濃度為4.5mol/L~7.5mol/L,Hf02濃度為140g/L~240g/L ；自然冷卻結(jié)晶為氧氯化鉿。
[0013]在步驟(4)中，自然冷卻結(jié)晶后進(jìn)行過濾，過濾后的結(jié)晶體(氧氯化鉿)加去離子水溶解，溶解液過濾，通過添加水、濃鹽酸和/或蒸發(fā)濃縮，調(diào)整溶液的H+濃度為4.5mol/L~
7.5mol/L, HfO2濃度為140g/L~240g/L，加熱至沸，進(jìn)行二次結(jié)晶、除雜。[0014]在步驟(5)中，經(jīng)二次結(jié)晶后過濾，結(jié)晶體用H+濃度為6.5mol/L~8.5mol/L的鹽酸溶液或洗滌母液進(jìn)行多次洗滌，至結(jié)晶體化學(xué)成分分析合格。
[0015]通過重復(fù)步驟(4)和(5)，進(jìn)行多次結(jié)晶及多次酸洗滌，可以制備不同級(jí)別的高純氧氯化鉿，氧氯化鉿含量可大于等于99.99wt%。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供了一種回收鉿金屬?gòu)U料制備氧氯化鉿含量大于等于99.99wt%的高純氧氯化鉿的制備方法。所得高純氧氯化鉿雜質(zhì)含量較低，可用于制備生產(chǎn)紫外級(jí)氧化鉿等鉿的高端產(chǎn)品。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0018]實(shí)施例1:
[0019](I)以金屬鉿及鉿合金廢料(車、切、磨、洗等加工廢棄金屬屑、金屬灰粉等,金屬鉿的含量為30%~100%不等，從鉿制品加工廠家購(gòu)進(jìn)，以下同)為原料，加入硫酸溶液加熱(100°C~200°C)溶解，硫酸溶液中H+濃度為12.0mol/L ;硫酸溶解后的鉿硫酸溶液及硫酸鉿結(jié)晶體加去離子水進(jìn)行水浸，過濾，濾液加工業(yè)氫氧化鈉沉淀至pH大于9，沉淀物加水漂洗至近中性，pH ^ 7，過濾，濾餅氫氧化鉿100°C下烘干，經(jīng)破碎后為氫氧化鉿原料。
[0020](2)取烘干破碎的氫氧化鉿1000克，加入3.6升H+濃度為6.5mol/L的鹽酸溶液中加熱溶解；溶解溫度為80°C~100°C。
[0021](3)溶解后溶液取樣分析，H+濃度為4.5mol/L, HfO2濃度為220g/L ;加750ml分析純濃鹽酸，調(diào)整溶液H+濃度為5.68mol/L，HfO2濃度為185.3g/L ；自然冷卻結(jié)晶為氧氯化Tp。[0022](4)氧氯化鉿過濾，過濾后晶體加去離子水溶解，過濾，通過添加分析純濃鹽酸和/或蒸發(fā)濃縮調(diào)整溶液的H+濃度為6.5mol/L, HfO2濃度為200g/L，加熱至沸，進(jìn)行二次結(jié)晶除雜。
[0023](5) 二次結(jié)晶過濾，晶體用H+濃度為6.5mol/L~8.5mol/L的鹽酸溶液或洗滌母液進(jìn)行六次過濾洗滌，抽干后氧氯化鉿化學(xué)分析見表1中1#。
[0024]實(shí)施例2:
[0025](I)以金屬鉿及鉿合金廢料為原料，加入硫酸溶液加熱(IO(TC)溶解，硫酸溶液中H+濃度為15.0mol/L ;硫酸溶解后的鉿硫酸溶液及硫酸鉿結(jié)晶體加去離子水進(jìn)行水浸，過濾，濾液加工業(yè)氫氧化鈉沉淀至pH大于9，沉淀物加水漂洗至近中性，pH ^ 7，過濾，濾餅氫氧化鉿100°C下烘干，經(jīng)破碎后為氫氧化鉿原料。
[0026](2)取烘干破碎的氫氧化鉿1000克，加入3.6升H+濃度為6.3moI/L7HfO2濃度為25g/L的鉿結(jié)晶母液中加熱溶解；溶解溫度為80°C。
[0027](3)溶解后溶液取樣分析，H+濃度為4.2mol/L, HfO2濃度為250g/L ;加750ml分析純濃鹽酸，調(diào)整溶液H+濃度為5.21mol/L，HfO2濃度為210.5g/L ；自然冷卻結(jié)晶為氧氯化
Tp 。[0028](4)氧氯化鉿過濾，過濾后晶體加去離子水溶解，過濾，通過添加分析純濃鹽酸和或蒸發(fā)濃縮，調(diào)整溶液的H+濃度為6.3mol/L,Hf02濃度為180g/L，加熱至沸，進(jìn)行二次結(jié)晶除雜。[0029](5) 二次結(jié)晶過濾，晶體用H+濃度為6.5mol/L~8.5mol/L的洗滌母液及鹽酸溶液進(jìn)行七次過濾洗滌，抽干后氧氯化鉿化學(xué)分析見表1中2#。
[0030]實(shí)施例3:
[0031](I)以金屬鉿及鉿合金廢料為原料，加入硫酸溶液加熱(200°C)溶解，硫酸溶液中H+濃度為16.0mol/L ;硫酸溶解后的鉿硫酸溶液及硫酸鉿結(jié)晶體加去離子水進(jìn)行水浸，過濾，濾液加工業(yè)氫氧化鈉沉淀至pH大于9，沉淀物加水漂洗至近中性，pH ^ 7，過濾，濾餅氫氧化鉿100°C下烘干，經(jīng)破碎后為氫氧化鉿原料。
[0032](2)取烘干破碎的氫氧化鉿1000克，加入3.6升H+濃度為8.5moI/L7HfO2濃度為20g/L的鉿結(jié)晶母液中加熱溶解；溶解溫度為100°C。
[0033](3)溶解后溶液取樣分析，H+濃度為4.2mol/L, HfO2濃度為220g/L ;加750ml分析純濃鹽酸，調(diào)整溶液H+濃度為5.21mol/L，HfO2濃度為185.3g/L ；自然冷卻結(jié)晶為氧氯化
Tp O
[0034](4)氧氯化鉿過濾，過濾后晶體加去離子水溶解，過濾，通過添加分析純濃鹽酸和或蒸發(fā)濃縮，調(diào)整溶液的H+濃度為5.5mol/L,Hf02濃度為158g/L，加熱至沸，進(jìn)行二次結(jié)晶除雜。
[0035](5) 二次結(jié)晶過濾，晶體用H+濃度為6.5mol/L~8.5mol/L的洗滌母液及鹽酸溶液進(jìn)行七次過濾洗滌，抽干后氧氯化鉿化學(xué)分析見表1中3#。
[0036]實(shí)施例4:
[0037](I)以金屬鉿及鉿合金廢料為原料，加入硫酸溶液加熱(150°C)溶解，硫酸溶液中H+濃度為18.0mol/L ;硫酸溶解后的鉿硫酸溶液及硫酸鉿結(jié)晶體加去離子水進(jìn)行水浸，過濾，濾液加工業(yè)氫氧化鈉沉淀至pH大于9，沉淀物加水漂洗至近中性，pH ^ 7，過濾，濾餅氫氧化鉿100°C下烘干，經(jīng)破碎后為氫氧化鉿原料。
[0038](2)取烘干破碎的氫氧化鉿1000克，加入3.6升H+濃度為4.5moI/L7HfO2濃度為40g/L的鉿結(jié)晶母液中加熱溶解；溶解溫度為90°C。
[0039](3)溶解后溶液取樣分析，H+濃度為4.0mol/L, HfO2濃度為235g/L ;加750ml分析純濃鹽酸，調(diào)整溶液H+濃度為5.26mol/L，HfO2濃度為197.9g/L ；自然冷卻結(jié)晶為氧氯化
Tp O
[0040](4)氧氯化鉿過濾，過濾后晶體加去離子水溶解，過濾，通過添加分析純濃鹽酸和或蒸發(fā)濃縮，調(diào)整溶液的H+濃度為5.3mol/L,Hf02濃度為150g/L，加熱至沸，進(jìn)行二次結(jié)晶除雜。
[0041](5) 二次結(jié)晶過濾，晶體用H+濃度為6.5mol/L~8.5mol/L的洗滌母液及鹽酸溶液進(jìn)行七次過濾洗滌，抽干后氧氯化鉿化學(xué)分析見表1中4#。
[0042]表1實(shí)施例1-4氧氯化鉿樣品分析結(jié)果(wt%)
[0043]
【權(quán)利要求】
1.一種高純氧氯化鉿的制備方法，包括如下步驟: (1)以金屬鉿及鉿合金廢棄料為原料，經(jīng)硫酸溶液溶解，水浸，過濾，濾液加堿沉淀，沉淀物加水漂洗至近中性，過濾，濾餅烘干、破碎； (2)濾餅經(jīng)烘干、破碎后，用鹽酸溶液或結(jié)晶母液溶解，得到鉿鹽酸溶液； (3)調(diào)整鉿鹽酸溶液中H+濃度和HfO2濃度，自然冷卻結(jié)晶； (4)結(jié)晶后過濾，將過濾后得到的晶體加水溶解，過濾，調(diào)整溶液的H+濃度和HfO2濃度，加熱至沸，進(jìn)行二次結(jié)晶； (5)二次結(jié)晶后過濾，所得晶體用鹽酸溶液或洗滌母液洗滌，得到高純氧氯化鉿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純氧氯化鉿的制備方法，其特征在于:所述的金屬鉿及鉿合金廢棄料為鉿制品加工廠經(jīng)車、切、磨或洗加工廢棄的金屬屑和金屬灰粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純氧氯化鉿的制備方法，其特征在于:所述的硫酸溶液中H+濃度為10.0mol/L~18.0mol/L，所述的原料經(jīng)硫酸溶液溶解的溶解溫度為100°C~200。。。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高純氧氯化鉿的制備方法，其特征在于:所述的原料經(jīng)硫酸溶液溶解后加去離子水進(jìn)行水浸，過濾，濾液加堿至PH大于9，沉淀，沉淀物加水漂洗至近中性，過濾，濾餅在100°C下烘干，經(jīng)破碎后為氫氧化鉿原料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高純氧氯化鉿的制備方法，其特征在于:將所得到的氫氧化鉿原料用鹽酸溶液或結(jié)晶母液溶解，所述的鹽酸溶液或結(jié)晶母液中H+濃度為4.5mol/L~.8.5mol/L, HfO2 濃度為 0.0g/L ~40.0g/L，溶解溫度為 80。。~100。。。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高純氧氯化鉿的制備方法，其特征在于:通過添加水、濃鹽酸、氫氧化鉿和/或通過蒸發(fā)濃縮，調(diào)整溶液的H+濃度為4.5mol/L~7.5mol/L, HfO2濃度為140g/L~240g/L，自然冷卻結(jié)晶。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高純氧氯化鉿的制備方法，其特征在于:自然冷卻結(jié)晶后進(jìn)行過濾，過濾后的結(jié)晶體加去離子水溶解，溶解液過濾，調(diào)整溶液的H+濃度為4.5mol/L~.7.5mol/L, HfO2濃度為140g/L~240g/L，加熱至沸，進(jìn)行二次結(jié)晶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高純氧氯化鉿的制備方法，其特征在于:二次結(jié)晶后過濾，結(jié)晶體用H+濃度為6.5mol/L~8.5mol/L的鹽酸溶液或洗滌母液洗滌。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純氧氯化鉿的制備方法，其特征在于:重復(fù)步驟(4)和(5)，進(jìn)行多次結(jié)晶及多次酸洗滌。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純氧氯化鉿的制備方法，其特征在于:所得高純氧氯化鉿中，氧氯化鉿含量大于等于99.99wt%。
【文檔編號(hào)】C01B11/00GK103693621SQ201210375040
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月27日
【發(fā)明者】何芬, 張碧田, 王星明, 段華英, 石志霞, 彭程, 孫靜, 潘德明 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院