[go: up one dir, main page]

JPH04342419A - Ivb族金属塩化物類の加水分解方法 - Google Patents

Ivb族金属塩化物類の加水分解方法

Info

Publication number
JPH04342419A
JPH04342419A JP3302260A JP30226091A JPH04342419A JP H04342419 A JPH04342419 A JP H04342419A JP 3302260 A JP3302260 A JP 3302260A JP 30226091 A JP30226091 A JP 30226091A JP H04342419 A JPH04342419 A JP H04342419A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chlorides
group ivb
zirconium
mixer
chloride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3302260A
Other languages
English (en)
Inventor
Donald Owen Voit
ドナルド オーウェン ボイト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of JPH04342419A publication Critical patent/JPH04342419A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00Compounds of zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00Compounds of titanium
    • C01G23/008Titanium- and titanyl sulfate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00Compounds of zirconium
    • C01G25/04Halides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00Compounds of zirconium
    • C01G25/06Sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G27/00Compounds of hafnium
    • C01G27/04Halides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塩化チタン( TiC
l4)、塩化ジルコニウム(Zr Cl4 )及び塩化
ハフニウム(HfCl4 )を含むIVB族金属塩化物
類の加水分解方法の技術分野に関する。本発明は、四塩
化ジルコニウムと呼ばれることの多い塩化ジルコニウム
の加水分解に特に有用なものであり、本明細書では主と
してこの四塩化ジルコニウムの加水分解に関して説明す
る。
【0002】
【従来技術の説明】研究室では、単にZrCl4 の入
ったビーカーに水を注ぐことにより、四塩化ジルコニウ
ムを水和オキシ塩化ジルコニウム(ZrOCl2 ・n
H2 O)に変えている。しかしながら、接触点で水が
密集した凝集体を形成して、接触の行なわれなかった所
では未反応物質が残る傾向がある。その結果、未反応物
質を含有する硬い固まりができる。更に、反応は、かな
りの熱、塩酸の霧煙及び塩化ジルコニウム・ダストを伴
う激しい反応である。
【0003】種々に異なる方法が試されているが、回収
されるHCl濃度が低いことやプラント構造に使用する
材料物質の腐食の問題等の問題のためにこれまでのとこ
ろ商業的に採用されているものはない。
【0004】
【発明の要約】原子炉材料等級のジルコニウムの製造に
あたって、供給原料として普通の四塩化ジルコニウムに
代えてオキシ塩化ジルコニウムを用いることにより著し
い利点が得られることが認識されている。例えば、供給
原料としてオキシ塩化物を用いることによりジルコニウ
ムの濃度をより高くすることができ、処理設備のサイズ
を非常に小さくし、より効率の高い脈動カラムを使用す
ることができる。加えて、有毒廃棄物の発生が減少する
【0005】
【発明の目的】本発明の極めて望ましい目的は、オキシ
塩化ジルコニウム等の加水分解されたIVB族金属塩を
製造するための商業規模の方法を提供することである。
【0006】
【上記目的を達成するための手段】本発明は、広義には
、TiCl4 、ZrCl4 及び/又はHfCl4 
の固状体を高強力混合機の混合区域内に徐々に導入した
後、IVB族金属の塩化物を水溶液と混合することによ
りIVB族金属の塩化物を加水分解して、オキシ塩化ジ
ルコニウム、オキシ塩化チタン、オキシ塩化ハフニウム
、オキシ硫酸ジルコニウム、オキシ硫酸チタン等の固体
状の加水分解されたIVB族金属のオキシ塩を製造する
方法に関する。加水分解された塩はHClの揮発性度よ
りも実質的に揮発性が低い水性酸によって形成されてい
るのが好ましい。本発明の幾つかの実施例においては、
溶液はHCl、H2 SO4 、HF、HNO3 、H
ClO4 、CH3 COOH及びこれらの混合物から
成る。又、水溶液は製品流の還流物であってもよい。即
ち、オキシ塩化ジルコニウムの製造において、水溶液と
してオキシ塩化ジルコニウムが溶解された還流物を用い
ることができる。好ましい実施例においては、金属の塩
化物を水で加水分解してオキシ塩を製造することができ
る。
【0007】本発明によれば、粉砕した四塩化ジルコニ
ウムの固状体とオキシ塩化ジルコニウム水溶液とを高強
力混合反応器内で混合することにより上記の四塩化ジル
コニウムの固状体を加水分解して、呼称Cl対Zr比が
約2.0乃至約3.0、水和数4又は5、塩酸蒸気のH
2 O対HClモル比が約0.5乃至約2であるような
固体状オキシ塩化ジルコニウムが製造される。
【0008】ZrCl4 に対する液状反応剤の割合は
、重要である。水和数が6を越える割合であってはなら
ない。さもなければ、生成物が系を詰まらせる粘着性の
あるペーストになってしまう。水和数が4以下であると
、反応が完結せずHClの損失が生じる。又混合反応器
への供給物を攪乱状態の混合区域に直接導入して、Zr
Cl4 粉末が固着し合うことがないようにすることも
重要である。
【0009】
【実施例】ZrCl4 の加水分解工程の流れ図である
添付図面に示した実施例(実施例として示すものであり
、本発明を限定するものではない)についての以下の説
明から本発明が明らかになるであろう。
【0010】現時点において本発明を商業的規模で実施
するための最良の態様は、例えばミネソタ州、ミネアポ
リス(Minneapolis 、Minnesota
)のベペックス社(Bepex Corporatio
n)で製作されている「ベペックス・タービュライザー
」(BepexTurbulizer)等の高強力混合
反応器を用いるオキシ塩化ジルコニウムの製造である。 勿論、攪乱度の高い混合状態で固体状物を全体的に湿潤
させるに充分な強さであり且つ腐食性が極めて高い状況
に耐え得る材料から作られている混合反応器であれば、
その他の混合反応器を用いることもできる。又、高強力
混合機内で他のIVB族金属の塩基性塩類を製造するこ
ともできる。
【0011】キュージナート・フード・プロセッサ(C
uisinart Food Processor) 
で行なった実験室での試験及びベペックス・8インチ・
クラム・シェル・タービュライザー(Bepex 8 
″Clam Shell Turbulizer)で行
なったパイロット・プラント試験の結果によれば、本発
明方法は、粉砕した四塩化ジルコニウム固状物をオキシ
塩化ジルコニウムの水溶液と反応させることにより、C
l対Zr比が約2〜3であり、式ZrOCl2 ・nH
2 Oで示した場合の水和数(n)が4〜5である流動
性を持つ固体状の加水分解された塩化ジルコニウムの製
造のための実施が容易で最上の結果の得られる方法であ
ることが分かった。反応熱により生成物の温度が室温か
ら約80゜Cに上昇し、放出された塩化物は水対HCl
のモル比が1〜2の湿ったHCl蒸気を形成する。混合
器の運転中を通じて、混合器の強く攪拌された混合区域
内に四塩化物粉末を徐々に導入した。
【0012】約1100rpmで回転して反応生成物を
効果的に均一化する作用を発揮している混合機の攪拌翼
によって、反応区域内に強力な攪乱がもたらされる。オ
キシ塩化物の固体状物は混合機の壁部に固まる傾向があ
るが、回転している攪拌翼によって絶えず掻き取られた
。得られた製品(生成物)は、粉末を含む粒状物であっ
た。パイロット・プラント試験では、約1万ポンド(4
50kg)の製品を製造した。
【0013】添付の工程流れ図中に本発明の好ましい実
施例を示したが、例えばベペックス・タービュレーター
のような回転軸10に複数のパドル型の複数の攪拌翼1
2を取り付けた翼型高強力攪拌機10に粉砕した塩化ジ
ルコニウムの固状体を導入する。上記のパイロット・プ
ラント試験に基づいて、固状物を混合区域の断面積1平
方フィート当たり2000〜3000ポンド/時間、又
はそれ以上の質量流速度で供給し、先端速度最大20〜
40フィート/秒又はそれ以上の速度でパドル型攪拌翼
12を運転すれば効果的である。より好ましくは、固状
体の供給速度を少なくとも約3000ポンド/時間/平
方フィートとし、攪拌翼の先端速度を少なくとも約40
フィート/秒とする。好ましくは、混合機10へのエネ
ルギー入力を少なくとも約10馬力/1000ポンド/
時間/ZrCl4供給物とする。混合機10内での滞留
時間は、攪拌翼12のピッチによって制御できる。加え
て、ピッチを変えて、例えば上流側の攪拌翼12によっ
て固状物を前進させ下流側の攪拌翼12によって固状物
と溶液とを混合し一体化させるようにしてもよい。反応
生成物を効果的に湿潤し均一化し、(少なくとも連続法
の場合には)混合機の壁部16の掻き取りを行なう他の
型状の強力攪拌状態又は高強力攪拌機を採用することも
できる。一つ又はそれ以上のノズル18を介して混合機
10にオキシ塩化ジルコニウム水溶液を導入する。好ま
しくは、この水溶液は、還流ライン20を介して混合機
10に還流される製品流である。固体供給物及び還流水
溶液が混合機10の混合区域22中を流れる際に、これ
らの供給物及び水溶液が反応して、Cl対Zr比が約2
〜3であり水和数が4〜5である加水分解されたオキシ
塩化ジルコニウムが生成する。
【0014】図示したペベックス・タービュレーターは
水平向きの軸14を持っている。他の実施例では軸14
を鉛直向きにすることも可能である。軸14の鉛直向き
配列は、固体状物入口を詰まらせる可能性のある固体状
物入口へ向かう上向きの溶液流を抑える利点がある。
【0015】反応生成物は、全体としては粒状であり量
は変動するが幾分かの塵埃状粒子を含む固状物の形で混
合機10の出口ノズル24から流出し、スクリュー・コ
ンベア30又は固状物を温浸タンク(digestio
n tank)32等の温浸器に運ぶその他の型式の適
宜な手段に流入する。好ましくは、湿った塩酸蒸気が固
状体から分離し且つ随伴している塵埃状粒子の少なくと
も大部分が再び固状体に沈積することができるよう、コ
ンベア30に気体スペースを設ける。コンベア30に水
ジャケット(図示せず)をつけて固状体を冷却し、水噴
射(図示せず)を採用して塵埃状物を落下させ固状体の
水分含有率を切り下げることもできる。スクリュー・コ
ンベアに代えてリボン・ブレンダーを用いてもよい。過
剰の溶液が固状体上に供給されると、固状体がパテ状の
固まりになり系を詰まらせる可能性がある。リボン・ブ
レンダーは、詰まった閉塞体に新しい供給物を混入して
この種の混乱を矯正できる。
【0016】最も好ましくは、コンベア30により、湿
った塩酸蒸気を固状物から分離するバッグ・ハウス34
に固状物を運び込む。蒸気はライン36を通って塩酸溶
液を発生させるためのスクラッバ(図示せず)に放出さ
れる。バッグ・ハウス34には1つ又はそれ以上のバッ
グ38が配置されて、最大約20%の空気を含む蒸気か
らミクロン単位の大きさの粒子を濾別する。1ミクロン
又はそれ以上の大きさの粒子はオキシ塩化ジルコニウム
流に還流される。回転式フィーダ42又はその他の適宜
な供給装置を用いて、固状物を温浸タンク32に供給す
る。回転式フィーダの利点は、タンク32からバッグ・
ハウス34への空気流の流入を抑えることである。固状
物はライン44を介してタンク32にポンプ圧入により
追加される水に溶解する。固状物及び水は、攪拌機46
により最高約100゜Cの温度でタンク32に還流され
る。溶解したオキシ塩化ジルコニウムの一部分は、ライ
ン48を介して、工程保持タンクにポンプで送られて更
に処理され、残部はライン20を介して混合機10に還
流される。
【0017】H2 SO4 、HF、HNO3 、HC
lO4 及びCH3 COOHを含有する他の水溶液(
これらの水溶液は還流物であってもよい)を用いてZr
Cl4 を加水分解して、加水分解されたZrOSO4
 、ZrOF2 、ZrO( NO3 ) 2 、Zr
(ClO4 ) 2 及びZrO(CH3 COO)2
 を製造することもできる。その他の水溶液を使用する
こともできるけれども、置換して用いる酸の揮発度がH
Clの揮発度よりも実質的に低いことが望ましい。同様
にしてTiCl4 及びHfCl4 の処理を行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明方法によるZrCl4 の加水
分解工程を模式的に示す流れ図である。
【符号の説明】
10  混合反応器(翼型強力攪拌機)30  スクリ
ュー・コンベア 32  温浸タンク 34  バッグ・ハウス

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  IVB族金属塩化物の加水分解方法で
    あって、IVB族金属塩化物固状体を高強力混合機の混
    合区域に徐々に導入し、前記固状体に水を混合して固状
    の加水分解されたIVB族金属のオキシ塩を製造するこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】  混合機内に塩化ジルコニウムの固状体
    を導入することを特徴とする請求項第1項に記載の方法
  3. 【請求項3】  混合機内に塩化チタンの固状体を導入
    することを特徴とする請求項第1項に記載の方法。
  4. 【請求項4】  混合機内に塩化ハフニウムの固状体を
    導入することを特徴とする請求項第1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】  水が、HCl、H2 SO4 、HF
    、HNO3 、HClO4 、CH3 COOH及びこ
    れらの混合物から成る群から選択された酸をIVB族金
    属の塩化物と混合してなる水溶液であることを特徴とす
    る請求項第1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】  固状体を高強力混合機から運び出した
    後に、水を追加して溶解することを特徴とする請求項第
    1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】  H2 SO4 を含有する水溶液をI
    VB族金属の塩化物と混合することを特徴とする請求項
    第1項に記載の方法。
JP3302260A 1990-10-26 1991-10-22 Ivb族金属塩化物類の加水分解方法 Withdrawn JPH04342419A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US60334490A 1990-10-26 1990-10-26
US603344 1990-10-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04342419A true JPH04342419A (ja) 1992-11-27

Family

ID=24415034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3302260A Withdrawn JPH04342419A (ja) 1990-10-26 1991-10-22 Ivb族金属塩化物類の加水分解方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5397554A (ja)
JP (1) JPH04342419A (ja)
FR (1) FR2668466A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006021936A (ja) * 2004-07-06 2006-01-26 Mitsubishi Chemicals Corp 金属酸化物の製造装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0142920B1 (ko) * 1995-06-21 1998-07-15 강박광 고순도 옥시염화지르코늄 결정의 제조방법
US6737030B2 (en) * 2002-01-29 2004-05-18 Ati Properties, Inc. Method for separating hafnium from zirconium

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB465605A (en) * 1935-11-08 1937-05-10 Ig Farbenindustrie Ag Process for the manufacture of zirconium oxychlorde
US3032388A (en) * 1957-10-10 1962-05-01 Andrew T Mccord Method of purifying zirconium chlorides
US3058801A (en) * 1958-06-18 1962-10-16 Union Carbide Corp Production of hafnium-free zirconium compounds
US2942944A (en) * 1958-11-26 1960-06-28 Harley A Wilhelm Process of preparing zirconium oxychloride
US3057678A (en) * 1959-03-02 1962-10-09 Nat Lead Co Preparation of zirconyl chloride octahydrate
DE1112723B (de) * 1960-03-25 1961-08-17 Goldschmidt Ag Th Verfahren zur Herstellung von basischem Zirkonoxychlorid
DE1157206B (de) * 1962-09-29 1963-11-14 Dynamit Nobel Ag Verfahren zur Abtrennung von Titantetrachlorid aus Loesungen in Chlorsiloxanen
US3471252A (en) * 1966-01-22 1969-10-07 Mizusawa Industrial Chem Process for the preparation of titanium compounds which are substantially free from metallic impurities
US3492085A (en) * 1967-01-10 1970-01-27 Mizusawa Industrial Chem Process for preparing titanium halides
US3425796A (en) * 1967-05-15 1969-02-04 Dow Chemical Co Preparation of metal oxychlorides
US3914381A (en) * 1969-03-18 1975-10-21 Mizusawa Industrial Chem Process for the preparation of substantially pure phosphorus oxyacid salts of metals of group IV b{41
US4256463A (en) * 1979-03-12 1981-03-17 Teledyne Industries, Inc. Preparation of zirconium oxychloride
US4944936A (en) * 1987-04-10 1990-07-31 Kemira, Inc. Titanium dioxide with high purity and uniform particle size and method therefore
JPH01301518A (ja) * 1988-05-28 1989-12-05 Sakai Chem Ind Co Ltd 酸化チタンの製造方法
US4923682A (en) * 1989-03-30 1990-05-08 Kemira, Inc. Preparation of pure titanium dioxide with anatase crystal structure from titanium oxychloride solution

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006021936A (ja) * 2004-07-06 2006-01-26 Mitsubishi Chemicals Corp 金属酸化物の製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
US5397554A (en) 1995-03-14
FR2668466A1 (fr) 1992-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2438767C (en) Liquid phase reactor
Slund et al. Semibatch reaction crystallization of benzoic acid
RU2415811C2 (ru) Способ получения нанометрического монодисперсного и стабильного гидроксида магния и получаемый продукт
Mersmann et al. General prediction of median crystal sizes
CN108238627A (zh) 高比表面积微纳米二氧化铈的制备方法
JP2004210586A (ja) 嵩密度の高いチタニア−シリカ混晶粒子の製造方法と得られるチタニア−シリカ混晶粒子及びその用途
JPS60215521A (ja) 予め選択された型式のアルミナゲル生成物の連続製造法及びその装置
JPH04342419A (ja) Ivb族金属塩化物類の加水分解方法
Mersmann et al. Controlled precipitation
US4824032A (en) Method and an arrangement for mixing a dry material with a liquid
DE2552881C2 (de) Verfahren zum Fluidisieren von Feststoffen
Shi et al. Morphology and structure of nanosized TiO2 particles synthesized by gas-phase reaction
JP5415659B2 (ja) 反応器中の汚染物質を除去するための方法及び装置
CN102838132B (zh) 一种氯化铵分解生产氨和高浓度氯化钙的方法
EP0500533B1 (en) Production of copper compounds
Wang et al. Simulation of Barium Sulfate Precipitation using CFD and FM‐PDF Modeling in a Continuous Stirred Tank
Chen et al. Mixing and Crystallization Kinetics in Gas‐liquid Reactive Crystallization
US3998931A (en) Process for continuous conversion of liquid white phosphorus to red phosphorus in agitated slurry
CN102020312B (zh) 一种制备纳米TiO2粉体的方法
CN209740738U (zh) 一种生产锐钛型钛白粉的酸解系统
JPH02255801A (ja) 高分子溶液から高分子を精製分離するための方法及び装置
Wu et al. Features of impinging streams intensifying processes and their applications
EP3551580A1 (en) Nanoparticles and method for producing uniform silicate-based nanoparticles
US4191736A (en) Process for reacting liquids with solids
US3225026A (en) Method of producing azobisformamides

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990107