BE632001A - - Google Patents

Description

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  -PROCEDE POUR L1 DECOMPOSITION DB SABLE DE ZIRCON" 
La présente invention concerne un procédé pour la dé-   composition   de sable de zircon, procédé dans lequel des oxydes d'alcaline sont   utilisé ;     comme   réactifs   d'attaque   et par lequel on obtient des composée du zirconium, en particulier ceux qui, comme l'hydrate, peuvent, par calcination, passer à   l'onde.   



   Outre les attaques chlorantes et acides, on a eu éga- lament connaissance d'attaques basiques pour la décomposition du sable de zircon. Pour ces attaques basiques, on utilise ex-   clusivement   l'hydroxyde alcalin ou les carbonates alcalins. Dans cette Méthode, le sable de zircon est mélangé à l'agent basique d'attaque et le mélange est chauffé jusqu'à obtention de la fu- sion. Avec ce procédé, peuvent, en outre, être simultanément utilisée des additifs accélérant l'attaque, comme le peroxyde 

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 do ooJ1. oo loua 1er cas, un apport d'énergie est nécessaire pot)? 3.j J..d.nt1\m de la fvulon durant tout le preceeoux de décom- r:ç:..t,lCl1. 



  ,1, a été trouvé que l'on pouvait décomposer le sable d f'rces, nans apport continu d'éncrgiu,lorsque l'on utilisait, .0.1:':: ' #-:... -fec d'attïiqus, les oxydes d'alcalins seule ou on mélan- ±?# Suivn;:4; co proavilu de âco:;ocivion, on peut obtenir le zir- c#}::: tùU:3 .1:0;;'<"-\0 do cor- composés, en particulier l' oxyde ou l e :::'i '::.'0. ta. four bien Taise, le procédé s'exécute comme suit! on c3ïvu±ì ;;.::,a' ;

   ça température d'inflammation, un mélange cons- tituo de sable do zircon et d'oxyde d'alcalin et contenant, par nclc Ce sable de zircon, au moins une mole d'oxyde d'alcalin,on traite le mélance de décomposition, avec mise en suspension, dz,,4j de l'eau et, éventuelleuent, on traite ensuite par des aci- 
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 des. 
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 Il a été constaté qu'en ceci, chose absolument surpre- 
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 n:mte, le sable de zircon pouvait, de cette manière, c'est-à-dire 
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 par une rcaction entre Eafclôros solides, 6tre entièrement d60w- o. l'on? d0luchúr la réaction, il oot eoulement nécessaire de poster le :,'1:1"'}",c n ca température d'inflammation, c' eot-à-d1X'c.' à MM t\';1.}'r),tl)ru d' éllviron 100 à ,:)<,>0 0, de préférence d'environ c!JiJt5C.

   L'(norio nceoJ1ro au déclenchement de la réaction peut 
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 être procurée par un four électrique ou un four au Sa%* Mais il 
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 ' lcnt possible d'utilicer une pastille d'inflanmation et .;' ..:,<;.t{1t,t par CXOi.11lo d'un UUUAD""O de eaZjo.L3iO2 et qui pourra û, 110 au 50,,:z d'un fi.1 1ncandcucent. Dane toue.lee ont, 1 jp'ucSlca 4o au déroule u1 exothormiquement que 
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 comme le silicate de sodium, per mise en suspension dans de 1' eau. 



   Comme déjà signalé, il faut utiliser, dans le procédé de décomposition, au moins une mole d'oxyde d'alcalin par mole de sable de zircon. La quantité d'oxyde d'alcalin   à   introduire n'est limitée vers le haut que par des considérations de prix. 



    Etant   donné qu'en fonction de la quantité utilisée d'oxyde d'al- calin, des variations   se   présentent dans la constitution des produits de la décomposition, il se recommande de prendre les dispositions appropriées lors de leur traitement. Avec le procé- dé de l'invention, on part, de préférence, d'un mélange conte- nant, par mole de sable de zircon, d'environ 1,5 à environ 4, de préférence d'environ 2 à environ 3 moles d'oxyde d'alcalin. 



  Après mise en suspension du mélange de décomposition dans de 1' eau, l'hydrate de zircone débarrassé des matières solubles et lavé peut-être soumis à épuration à l'aide d'un acide minéral dilué. Lors de la décomposition menée avec de telles proportions quantitatives, la totalité de l'acide silicique contenu dans le sable de zircon est transformée en silicate de sodium soluble lors de la mise en suspension dans de l'eau, tandis que le zir-   conium   reste dans celle-ci sous forme d'hydrate de   zircone.   Lors de cotte extraction du silicate de sodium,extraction s'effec- tuant avantageusement à l'aide d'eau, do préférence d'eau adou- cie, c'est-à-dire d'eau sans calcium, il reste, comme résidu, un hydrate de zircone avec   environ 2 %   d'oxyde d'alcalin et 2   %   d'acide silicique.

   Par le traitement mentionné,   à   l'aide d'acide minéral dilué, traitement pouvant   être   exécuté sous une valeur du PH comprise   entra 5   et 6 environ, la toneur en   alcalin   est réduite jusqu'à   environ   0,1 En   tandis   que   celle   en acide sili- cique ebt abaissée sous   0,5   w.   Suivant   co   procédé,   il est ainsi possible de d0comoser, par une   cathode     simple,   le sable de zir- con.

     L'hydrota   de zrsirsane est   ootenu   svec des rendemente supé-      

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 rieurs à 98 5, ramenée au ZrO2, Il peut, d'une manière en soi   connue,   être séché vers 150 C, Ce produit se laisse directement utiliser pour la préparation de peintures céramiques. 



   Il est encore possible de dissoudre l'hydrate de zir- cone obtenu dans un acide minéral   à   plus de   10     %,   par exemple dans de l'acide sulfurique ou de l'acide chlorhydrique et de le précipiter, hors de cette solution, sous forme de sulfate de zirconium, de sulfate basique de zirconium ou d'hydrate de zir- cone, par introduction d'ammoniaque ou d'une solution ammonia- cale. Les produits obtenus se caractérisent par une pureté re-   marquablement   élevée. Le sulfate basique de zirconium peut être transformé en l'oxyde par décomposition thermique. De la même manière, il est possible de transformer l'hydrate de zircone en l'oxyde anhydre par grillage à des températures d'environ   900 C.   



   Lors de la décomposition, il est toutefois également possible de partir d'un mélange ne contenant, pour une mole de sable de zircon, qu'environ de 1 à 2 moles, de préférence d'en- viron   1,5   mole, d'oxyde d'alcalin. Dans ce cas également, la réaction entre corps solides peut être mise   à feu   aux tempéra- tures mentionnées. La réaction de décomposition se déroule éga- lement sous forme fortement exothermique. Toutefois, on obtient dans ce cas, après l'extraction à l'aide d'eau, un mélange rési- duel constitué d'hydrate de zircone, de silicate de sodium et zirconium et de sable de zircon non décomposé, en quantité de 5 à 10   %.   La proportion de silicate de sodium et de zirconium est alors d'autant plus élevée que l'introduction d'oxyde d'al-   oalin   est voisina de 1 mole.

   Le silicate de sodium   se   trouve dissous en phase aqueuse. Dans le cas d'un tel chargement, envi- ron   90 %   du sable de zircon sont transformés en zircone ou en silicate de sodium et zirconium. Lors du traitement, il se re- commande de dissoudre les constituants insolubles dans l'eau, 

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 dans un acide minéral à plus de 10 %, en particulier dans l'acide sulfurique eu l'acide chlorhydrique, de les séparer des non-dis- tous, et, 4 l'aide d'ammoniaque, de précipiter hors de la solu- tion, l'hydrate de zircone ou le sulfate basique de zirconium. 



  Comme déjà précédemment décrit, ces produit* peuvent être amenés Ö   l'état   de zircone anhydre.   pana   le cas, cité en dernier lieu, de variante du pro- cédé de l'invention, il est également possible de traiter le mé- lange de décomposition, d'une manière en soi connue, de   préfé-   rence après extraction préalable à   l'eau,   à   l'aide   de sulfate d'ammonium, de préférence à des températures d'environ 850 C et de laver le produit avec de l'eau. Par cette réaction entre corps solides, on obtient un mélange de sulfate de sodium, de zircone et d'acide silicique. Le sulfate de sodium est éliminé du mélange à l'aide d'eau.

   Le mélange subsistant de zircone et d'acide silicique peut être directement utilisé pour la   confec-   tion de différente dérivés, par exemple peur la préparation de peintures céramiques. 



   L'utilisation d'eau adoucie,en particulier d'eau dé- calcifiée est également recommandée avec les variantes du pro- cédé citées en dernier lieu. 



  Exemple 1. 



  2,52 kg de sable de zircon ( teneur de 66 % en ZrO) sont   conve-   nablement mélangée à 2,56 kg de Nao2 industriel broyé (rapport molaire na2O;  ZrSiO,     égal à 3 :    1)   et introduits dans un   creu-   set de réaction.   Le   creuset rempli est chauffé dans un four élec- trique. Le mélange s'enflamme à environ 200 C ( température de la substance).

   Mais l'inflammation peut également être provoquée au moyen d'une pastille d'allumage constituée d'un mélange de SiO2 et de nAo2   dans   un rapport molaire d'environ 1 ;2 La réaction est alors amorcée par inflammation de la pastille au 

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 moyen d'une   baguette     incandescente.   Après   aise   en train, la réac- tien se déroule sans apport extérieur de chaleur.

   Dans le mélan- ge de réaction, la température s'élève à environ 1.100 C Après refroidissement du mélange de décomposition, le régule, quelque peu aggloméré par début de fusion, est brisé en petits morceaux, le tout est alors introduit dans environ 10 litres d'eau chaude adoucie par   passage   dans un échangeur d'ions, et digéré vers 70 C, De ce fait, le silicate de sodium formé se dissout et le zircone reste comme substance solide. La plus grande partie du silicate de sodium se laisse éliminer par une nouvelle décanta- tion. Le reste peut être lavé par filtrage à l'eau chaude.

   Le zircone obtenu contient encore environ 2   %   d'alcalin et environ 2 % d'siO2, Avec 1.93   kg   (séché à 150 C et environ   15 %   du poids départe au rouge) le rendement en hydrate de ziroone s'établit au-dessus de 98 %. 



     En   vue d'une meilleur épuration du ZrO2. celui-ci est, une fois encore, mis en suspension dans 2 litres d'eau et cette suspension est amenée à un pH d'environ 6 au moyen d'acide   ohlor-   hydrique. Après filtrage, on obtient, comme résidu, de l'hydrate ZrO2. de la composition suivante : ZrO2;84,0   % ;   SiO2;   0, 25     %;   Na2O;0,10 %. perte au rouge : 15,9   %.   



  Ici ne se produit pratiquement aucune perte en ZrO2. 



    Exemple   2. 



  1,28 kg de Na2PO industriel broyé et   2,52   kg de sable de zircon( rapport molaire Na2O ;ZrSiO4 égal à 1,5 :  1)   sont, comme décrit à l'exemple 1 mélangés et enflammés. Après déclenchement de la réaction, la température monte jusqu'à environ 1,000 C. Après refroidissement, le silicate de sodium formé est éliminé par dissolution dans de l'eau adoucie. Une partie seulement de   l'aci.   de silicique introduit sous forme de   ZrSiO,   est transformée et extraite   soue   forma de silicate de sodium par l'action du faible 

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 apport de Na2O. Le reste subsiste dans les insolubles sous forme de Na2ZrSiO5 ou de   ZrSi04   non décomposé.

   Par l'éoyus=enet à 1' eau suivi de filtrage, on obtient un résidu constitué de zircone (ZrO2). de silicate de sodium et zirconium (Na2ZrSiO5) et de sable de   sircon   non décomposé   (ZrSiO).   Ce résidu est ensuite mélangé à chaud avec 2,5 1   d'HS04   à environ 33 %, ce qui fait passer en solution le ZrO2 et le Na2ZrSiO5. Comme résidu, il reste de l'SiO2 ( provenant du Na2ZrSio5) et du   ZrSiO,   non dé- composé. Par suite de l'introduction d'ammoniaque, précipite en- suite hors de la solution de Zr(SO4)2, l'hydrate de zircone qui est séparé par filtrage. Après un bon lavage à l'aide d'eau distillée et séchage consécutif à 150 C, on obtient 2,1 kg d'hydrate de ZrO2 ( perte au rouge 28 %) qui ne contient plus que des tra- ces d'SiO2.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS. EMI8.1 ##### #######I 1.- Utilisation d'oxydée d'alcalins, seuls ou en .élan- ge,pour la décomposition de sable de zircon.

   2. - Procédé pour la décomposition de sable de zircon sous utilisation des agents cités à la revendication 1, sous obtention de composés du zirconium, en particulier de zircone ou d'hydrate de zircone, caractérisé en ce que l'on chauffe à sa température d'inflammation, un mélange de sable de zircon et d'oxyde d'alcalin, contenant, par mole de sable de zircon au moins une mole d'oxyde d'alcalin, en ce que l'on traite le mélan- ge de décomposition par mise en suspension dans de l'eau et, éventuellement, ensuite au moyen d'acides.

   3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, par mole de sable de zircon, on utilise d'environ 1,5 à environ 4, de préférence d'environ 2 à environ 3, moles d'oxyde d'alcalin, et que de préférence après mise en suspension du mé- lange de décomposition dans de l'eau, on traite l'hydrate de zircone avec un acide minéral dilué en vue de son lavage.

   4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on dissout l'hydrate de zircone éventuellement traité avec un acide minéral dilué, dans un acide minéral à plus de 10 % et que, à l'aide d'ammoniaque, on précipite de cette solution, le sulfate basique de zirconium ou l'hydrate de zircone.

   5.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on utilise, par mole de sable de ziroon, d'environ 1 à environ 2, de préférence environ 1,5 mole, d'oxyde d'alcalin, que l'on met le mélange de décomposition en suspension dans de l'eau, que l'on dissout les parties insolubles dans un acide minéral à plus de 10 %, que l'on sépare les insolubles, et qu'à l'aide d'ammoniaque, on précipite hors de la solution, l'hydrate de zircon* ou le sulfate basique de zirconium. <Desc/Clms Page number 9>

   6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on traite le mélange de décomposition, de préférence extrait à l'aide d'eau, de façon en soi connue à hautes tempé- ratures, à l'aide de sulfate d'ammonium, de préférence vers 850 C, et que l'on lave soigneusement le produit à l'aide d'eau.

   7.- Procédé selon les revendications 1 à 6, caractéria en ce que, pour la mise en suspension, on utilise de l'eau adou- cie, en particulier de l'eau décalcifiée*