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7446-31-3/硫酸鋯四水合物的制備及應用

背景及概述[1][2]

硫酸鋯四水合物又叫四水合硫酸鋯,白色結晶性粉末,相對密度3.22(16℃),熱至135~160℃ 失去三分子結晶水,高于450℃時失去全部結晶水。溶于水和硫酸、微溶于乙醇,不溶于碳氫化合物。溶于水時放出大量熱,水溶液呈強酸性。用堿處理或加熱即分解。由四氯化鋯或二氯氧化鋯與濃硫酸作用而制得。其可用作蛋白質的沉淀劑、催化劑和皮革鞣劑,以及減磨劑和潤滑劑等。

硫酸鋯四水合物的制備及應用

制備[3]

CN201711386312.0提供一種從脫硅鋯中提純制取高純四水硫酸鋯的方法,采用低溫反應焙燒生產,避免高溫造成能源浪費,且不污染環境,得到的四水硫酸鋯純度高。本發明所述的從脫硅鋯中提純制取高純四水硫酸鋯的方法,包括脫硅鋯通過酸化 反應使其中的氧化鋯成分轉化為硫酸鹽,硫酸鹽經過過濾、提純和結晶得到高純四水硫酸鋯。本發明具有如下有益效果:

1.所述的制取方法節約了能源,簡化了生產工藝,省去了傳統工藝鹽酸的使用,避免了空氣污染,提高了生產效率,脫硅鋯提純后,所得產品顏色白,四水硫酸鋯中ZrO2質量 含量高于33%,純度高,雜質含量低;

2.所述的母液加堿中和后,可回收重復使用,節約資源,提高得率;

3.所述的制取方法,科學合理,簡單易行。

舉例:

(1)配料:將脫硅鋯、碳酸鈉和硫酸按照質量比1:0.1:3混合;

(2)酸化反應:將以上混合物在700℃焙燒,使之反應生成硫酸鹽,轉化率為95%;

(3)催化:加入碳酸鈉,用其特性碳酸根加速沸騰反應;

(4)浸取:將硫酸鹽加入水中進行浸取,固液比為1:6,溫度控制在65℃,酸度控制 在7mol/L,浸出時間控制在2h;

(5)壓濾:浸出結束后用板框機進行固液分離,壓濾出清液;

(6)蒸發濃縮:將清液進行蒸發濃縮,控制濃縮料液波美度在30°Bé,得到濃縮液;

(7)結晶:將濃縮液結晶,冷卻溫度控制在50℃,分離母液獲得硫酸鋯晶體;

(8)洗滌分離:1400轉/分鐘離心后,用硫酸淋洗液洗滌晶體,將鐵及雜質洗出;

(9)離心:得到高純度的四水硫酸鋯;

(10)回收:加液堿中和母液,壓濾出固體后回收到浸出工序,再利用。

制得的產品:四水硫酸鋯中ZrO2質量含量為33.4%,Fe2O3質量含量≤ 0.002%,SiO2質量含量0.002%。

應用 [2]

水體富營養化已經成為全球關注的環境問題。高速發展的工農業和人類的生產生活會產生大量富含磷的廢水,未經處理的廢水排入河流湖泊和海洋中,會導致水體的富營養化。富營養化使得水質惡化,危害生產生活的用水安全,目前己成為最為嚴峻的環境問題之一。因此,含磷的廢水排入天然水體之前,必須對其進行有效去除。目前,含磷廢水的處理方法主要有化學除磷、生物除磷和吸附除磷等。與其他方法相比,吸附除磷的方法由于速度快、效果好、無二次污染、操作簡便等特點,廣泛用于含磷廢水的處理。

CN201611195821.0提供一種鋯改性污泥吸附劑的制備方法,該制備方法操作簡單,污泥來源廣泛,價格低廉,制得的污泥吸附劑吸附性能好。具體按照以下 步驟實施:步驟1,向活性污泥粉末中加入氯乙酸后調節pH至8~8.5,常溫下攪拌后用蒸餾水清洗至中性,得到混合物A;步驟2,向步驟1得到的混合物A中加入蒸餾水和四水合硫酸鋯,攪拌后用蒸餾水離心清洗至殘留的鋯離子全部除去,冷凍干燥,即得。

舉例如下:

步驟1,將活性污泥靜置30min,去除上層液,用蒸餾水清洗4次,過濾后在滅菌鍋中殺菌15min,然后用濃度為2mol/L的鹽酸浸泡10h,之后用蒸餾水洗滌至中性,過濾,冷凍干燥,得到凈化后的污泥;

步驟2,將5g活性污泥粉末放入平底燒瓶中、加入500ml 0.25mol/L氯乙酸,并用 10mol/LNaOH溶液調節pH至8.2,常溫下攪拌10h,將反應后的材料用蒸餾水清洗至中性,得到混合物A;

步驟3,將混合物A移入平底燒瓶中,加400ml蒸餾水,再加7.8g四水合硫酸鋯,攪拌 9h,用蒸餾水離心清洗至殘留的鋯離子全部除去,冷凍干燥24h,即得。

本發明的有益效果是,本發明改性污泥吸附劑的制備方法,用于去除水中磷酸根。 在天然水體中,磷的主要存在形式以磷酸根以及有機磷為主。但真正能被藻類作為營養物質所利用的僅為溶解態的磷,這部分磷主要以磷酸根形態存在。因此在實際污水處理中,往往關注于磷酸根的去除。該方法主要是利用吸附劑表面與水中的磷酸根離子的吸附親和性,使得磷酸根在吸附劑表面實現附著吸附、離子交換或表面沉淀,從而達到從水中有效去 除磷酸根的目的。

主要參考資料

[1] 無機化合物辭典

[2] CN201611195821.0 一種鋯改性污泥吸附劑的制備及去除水中磷酸根的方法

[3] CN201711386312.0 從脫硅鋯中提純制取高純四水硫酸鋯的方法

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