Растворы, полученные в результате выщелачивания содовых или известковых спеков, содержат цирконий (100-200 г/л) и примеси железа, титана, алюминия, кремния и др. В промышленной практике применяют четыре способа выделения циркония из растворов:
- Выделение основного хлорида Zr(OH)2Cl2*7 HjO.
- Выделение основных сульфатов циркония.
- Осаждение кристаллогидрата сульфата циркония.
- Кристаллизация сульфато-цирконатов натрия или аммония (дубитель для кожевенной промышленности).
Ниже рассмотрены наиболее распространенные первые два способа.
Выделение основного хлорида. Способ основан на малой растворимости кристаллогидрата Zr(OH)2Cl2-7 HjO в концентрированной соляной кислоте, в то время как в воде и разбавленной НС1 растворимость высокая:
Концентрация
Растворимость основного хлорида в концентрированной НС1 при 70 С примерно в 5 раз выше, чем при 20 С. Выпариванием нельзя достигнуть концентрации НС1 выше ~220 г/л, так как образуется азеотропная смесь. Однако в кислоте такой концентрации растворимость Zr(OH)2Cl2-7 HjO невысокая (~25г/л), что позволяет после охлаждения раствора выделить в кристаллы 70-80 % циркония, содержащегося в растворе. Основной хлорид выделяется в виде крупных кристаллов, имеющих форму тетрагональных призм, легко отделяемых от маточного раствора.
Способ дает возможность получить соединения циркония высокой чистоты, так как большинство примесей остается в солянокислом маточном растворе.
Из основного хлорида легко можно получить другие соединения циркония. Для получения Zr02 основной хлорид растворяют в воде и осаждают добавлением раствора аммиака гидроксид циркония. Прокаливанием последнего при 600-700 °С получают диоксид с содержанием Zr02 99,6-99,8%. Для получения других соединений (нитрата, фторидов) гидроксид растворяют в соответствующей кислоте.
