锆英砂分解和锆、铪化合物制备工艺原则流程
锆铪原料的处理方式和对应产品
锆英砂原料的处理方式及产品方向的调研建议审核：编制部门：钛冶金项目组编制时间：二OO六年三月二十一日锆英砂原料的处理方式及产品方向的调研建议1世界锆铪资源情况1.1世界锆铪资源概况世界各地的锆铪主要贮存于海滨砂矿床中,只有少部分赋存于积砂矿和原生矿中,工业价值不大。
锆铪资源中有工业价值的矿物主要是锆英石及斜锆矿，它们多与钛铁矿、独居石、金红石、磷钇矿、锡石等矿物共生，呈综合性砂矿床产出。
关于世界锆铪储量有许多不同的数据，但多数报告中总储量倾向于表1中的数据。
世界上主要锆石资源产于澳大利亚和南非。
澳大利亚东海岸锆石砂矿为太古代基岩风化形成的中——新生代沉积砂矿。
矿床中主要矿物为石英砂，几乎不含长石和云母；重矿物以锆石、金红石、钛铁矿为主，局部矿砂中的重矿物含量多达70%。
重矿物中锆石含量约30%，金红石含量较锆石更高一些。
含矿石英砂分布面积达200余Km2。
最厚之处约200m。
1.2 国内锆铪资源情况据资料报道，中国锆矿储量居世界第9位。
滨海砂矿是目前我国生产锆石及其它有用矿物，如钛铁矿、独居石、金红石等的主要矿床类型之一。
其中，锆砂矿主要集中在广东、海南、广西和山东，而四川、云南主要是岩矿。
其他省份如湖南、湖北、安徽、福建、江西、辽宁等省也有一些锆资源。
见表2中的数据。
表2 中国广东等省的锆铪储量（1980-1981年）目前，锆矿已发现的矿床分岩矿和砂矿两大类，分别占总储量的30%和70%。
岩矿储量几乎全部集中在孔鲁特801矿，该矿床为碱性花岗岩矿床，含锆铪矿物主要为锆石，有铌、铍、金、稀土多种有用元素伴生。
但此矿由于选矿困难，暂未开采和利用。
中国锆英石三大矿区的具体情况见表3。
表3 中国锆英石三大矿区矿床特征具有工业意义的锆矿床为分布在东南沿海的砂矿，包括滨海沉积砂矿、河流冲积砂矿、沉积砂矿和风化壳砂矿，锆矿多作为钛铁矿、金红石、铌铁矿、独居石和磷钇矿的共（伴）生矿物。
矿石的品位在0.04%与7.094kg/m3之间。
《N263选择性萃取分离锆铪的工艺和机理研究》
《N263选择性萃取分离锆铪的工艺和机理研究》一、引言锆和铪作为重要的稀土元素，在高科技领域有着广泛的应用。
然而，由于锆和铪的化学性质相似，它们在许多天然矿石中的分离一直是一个难题。
本文针对这一问题，探讨了N263作为选择性萃取剂在锆铪分离中的工艺和机理。
二、N263选择性萃取工艺1. 原料预处理原料经过破碎、磨细后，经过一定的化学反应过程转化为可溶性锆铪混合物。
该混合物为后续的萃取过程提供了基础。
2. 萃取剂的选择N263因其具有高选择性、良好的溶解性及无毒无害的特性，成为锆铪萃取过程中的首选萃取剂。
3. 萃取工艺流程萃取过程中，将锆铪混合溶液与N263溶液进行接触搅拌，形成乳化液，随后通过静置分离和破乳，使得锆和铪得以初步分离。
重复此过程多次，可进一步提高分离效果。
三、N263选择性萃取机理研究1. 化学键合原理N263的化学键与锆离子形成键能强的化学键，对锆有很高的亲和力和吸附性，从而将锆从混合溶液中提取出来。
同时，N263与铪离子之间相互作用力较弱，因此对铪的吸附性较弱。
2. 物理吸附原理除了化学键合外，N263对锆的吸附还具有物理吸附的特点。
由于N263具有较大的表面积和良好的孔隙结构，能够有效地吸附溶液中的锆离子。
此外，物理吸附的强度可以通过调节萃取条件（如温度、pH值等）进行控制。
四、工艺优化与实验结果分析1. 工艺优化通过调整萃取过程中的搅拌速度、萃取时间、N263浓度等参数，可以进一步提高锆铪的分离效果。
实验表明，通过优化这些参数，可以在较短时间内达到较高的分离效果。
2. 实验结果分析通过实验数据对比分析，我们发现使用N263作为萃取剂可以有效实现锆铪的分离。
经过多次萃取后，锆和铪的纯度得到了显著提高。
此外，该工艺具有较高的回收率和较低的能耗。
五、结论本文研究了N263选择性萃取分离锆铪的工艺和机理。
实验结果表明，通过优化萃取条件，可以有效实现锆和铪的分离。
该工艺具有较高的纯度、回收率和较低的能耗，为锆铪的分离提供了新的思路和方法。
从锆英砂中提纯制取高纯氧化锆的方法[发明专利]
![从锆英砂中提纯制取高纯氧化锆的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/83e467b170fe910ef12d2af90242a8956becaa91.png)
(10)申请公布号 (43)申请公布日 2013.08.21C N 103253700 A (21)申请号 201210033239.X(22)申请日 2012.02.15C01G 25/02(2006.01)(71)申请人淄博市周村磊宝耐火材料有限公司地址255300 山东省淄博市周村区王村镇李家疃村(72)发明人王光强 陈杰 刘学燕(74)专利代理机构青岛发思特专利商标代理有限公司 37212代理人马俊荣(54)发明名称从锆英砂中提纯制取高纯氧化锆的方法(57)摘要本发明涉及一种高纯氧化锆的制备方法，特别涉及一种从锆英砂中提纯制取高纯氧化锆的方法，其特征在于将锆英砂通过酸化反应将其中的氧化锆成分转化为硫酸锆，硫酸锆与碱液反应生成氢氧化锆，最后经过焙烧得到高纯氧化锆。
本发明的优点在于：节约了能源，简化了生产工艺，提高了生产效率，所得产品颜色白，ZrO 2质量含量≥99.5％，杂质含量低。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页(10)申请公布号CN 103253700 A*CN103253700A*1/1页1.一种从锆英砂中提纯制取高纯氧化锆的方法，其特征在于将锆英砂通过酸化反应将其中的氧化锆成分转化为硫酸锆，硫酸锆与碱液反应生成氢氧化锆，最后经过焙烧得到高纯氧化锆。
2.根据权利要求1所述的从锆英砂中提纯制取高纯氧化锆的方法，其特征在于酸化反应是由锆英砂和硫酸在硫酸铵催化作用下进行的焙烧反应。
3.根据权利要求2所述的从锆英砂中提纯制取高纯氧化锆的方法，其特征在于锆英砂、硫酸铵和硫酸按照质量比1∶2～4∶3～5混合。
4.根据权利要求2所述的从锆英砂中提纯制取高纯氧化锆的方法，其特征在于酸化反应的焙烧温度为120～1100℃。
5.根据权利要求1所述的从锆英砂中提纯制取高纯氧化锆的方法，其特征在于酸化反应后的产物依次经过水中浸取、固液分离、得到的清液加入氨水进行复分解反应、压滤获得氢氧化锆，经洗涤后氢氧化锆高温焙烧得到高纯氧化锆。
锆冶炼的流程与工艺
01
02
03
高效低耗
未来的锆冶炼技术将向着 高效低耗的方向发展，提 高资源利用率，降低能耗 和成本。
环保绿色
加强环保技术的研发和应 用，实现锆冶炼的绿色化 和环保化，满足日益严格 的环保要求。
新型锆材料
加强新型锆材料的研发和 应用，拓展锆在新能源、 高端制造等领域的应用范 围。
谢谢您的聆听
THANKS
粗锆的精炼与提纯
精炼
通过化学反应去除粗锆中的杂质，提高其纯度。
提纯
进一步通过物理或化学方法提纯锆元素，以满足不同应用的需求。
04
锆冶炼的工艺技术
电弧熔炼法
总结词
通过电弧产生的高温熔炼物料，将锆英石和其它矿物熔化分离。
详细描述
电弧熔炼法是锆冶炼的一种常用方法，利用电弧产生的高温将物料熔化，使锆英 石与其它矿物分离。该方法具有熔炼温度高、熔融速度快、金属回收率高等优点 ，但能耗较高，且对环境有一定影响。
04
随着核能、航空航天和化工等领 域的不断发展，锆的市场需求持 续增长。
02
锆矿的开采与选矿
锆矿的分布和类型
分布
锆矿主要分布在澳大利亚、南非 、美国、中国等地。
类型
锆矿主要有锆英石、斜锆石、镁 锆石等类型。
锆矿的开采方法
露天开采
适用于埋藏较浅的锆矿， 通过剥离表土和岩石，采
出矿石。
地下开采
适用于埋藏较深的锆矿， 通过开拓和采准巷道，将
真空蒸馏法
总结词
利用不同物质在真空蒸馏中的挥发性差异进行分离提纯。
详细描述
真空蒸馏法是一种物理分离方法，通过在真空条件下加热，使不同物质因其挥发性的差异而分离。该 方法适用于处理多组分复杂物料，具有分离效果好、产品纯度高等优点，但操作复杂，成本较高。
锆的应用领域
一、锆的简介锆（Zirconium）的元素符号Zr，位于化学元素周期表中IV-B族，它的原子序数是40，是一种银白色的过渡金属。
锆的表面易形成一层氧化膜，具有光泽，故外观与钢相似。
有耐腐蚀性，但是溶于氢氟酸和王水；高温时，可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固体溶液化合物。
锆的可塑性好，易于加工成板、丝等。
锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氮等气体，可用作贮氢材料；锆的耐蚀性比钛好，接近铌、钽。
锆主要以矿物形式存在于自然界，锆在地壳中锆的含量居第20位，比常见的金属铜、铅、镍、锌多，却被称为“稀有金属”，是因为制取工艺较为复杂，不易被经济地提取。
另外，在已发现的40多种锆铪矿床中，具有工业开采价值的只有10种左右，用于工业生产的仅有锆英石和斜锆石两种。
二、锆资源储量丰富、供应集中据美国地质调查局（USGS）统计，全球锆储量51百万吨、基础储量77万吨(以ZrO2计)，其中澳大利亚和南非拥有世界上最大的锆英砂储量，储量占比分别占44.6%和25.0%，基础储量占比45.45%、18.18%。
我国资源储量相对比较缺乏，储量和基础储量进展世界的0.98%和4.81%。
锆英砂主要产地集中于澳大利亚、南非Richards Bay Deposit 地区、美国佛罗里达以及非洲的莫桑比克和亚洲的印度尼西亚、越南、印度等。
目前世界年产锆英砂在125-130万吨之间。
澳大利亚是世界第一大锆英砂生产国，目前占世界市场份额总量1/3 以上。
南非是世界第二大锆英砂生产国，产量仅次于澳大利亚，目前占世界市场份额总量约1/3。
中国锆英砂产地主要分布在海南的文昌和万宁、广东的湛江，年产量约为2万吨。
加工粗砂的能力为4-5万吨。
国内只有海南文昌的锆英砂精矿的品质最好，万宁和湛江主要生产普通锆英砂。
从地区消费结构来看，中国和欧洲是主要的锆消费地区，各占约30%。
三、锆应用领域广泛、金属锆仅占3%-4%左右锆英砂是生产锆制品的最初原料，可用于生产硅酸锆和氯氧化锆，而氯氧化锆是生产碳酸锆、硫酸锆、二氧化锆、复合氧化锆、金属锆等锆制品的主要原料，复合氧化锆则是生产氧化锆结构陶瓷的主要原材料。
锆的应用领域.
一、锆的简介锆（Zirconium）的元素符号Zr，位于化学元素周期表中IV-B族，它的原子序数是40，是一种银白色的过渡金属。
锆的表面易形成一层氧化膜，具有光泽，故外观与钢相似。
有耐腐蚀性，但是溶于氢氟酸和王水；高温时，可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固体溶液化合物。
锆的可塑性好，易于加工成板、丝等。
锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氮等气体，可用作贮氢材料；锆的耐蚀性比钛好，接近铌、钽。
锆主要以矿物形式存在于自然界，锆在地壳中锆的含量居第20位，比常见的金属铜、铅、镍、锌多，却被称为“稀有金属”，是因为制取工艺较为复杂，不易被经济地提取。
另外，在已发现的40多种锆铪矿床中，具有工业开采价值的只有10种左右，用于工业生产的仅有锆英石和斜锆石两种。
二、锆资源储量丰富、供应集中据美国地质调查局（USGS）统计，全球锆储量51百万吨、基础储量77万吨(以ZrO2计)，其中澳大利亚和南非拥有世界上最大的锆英砂储量，储量占比分别占44.6%和25.0%，基础储量占比45.45%、18.18%。
我国资源储量相对比较缺乏，储量和基础储量进展世界的0.98%和4.81%。
锆英砂主要产地集中于澳大利亚、南非Richards Bay Deposit 地区、美国佛罗里达以及非洲的莫桑比克和亚洲的印度尼西亚、越南、印度等。
目前世界年产锆英砂在125-130万吨之间。
澳大利亚是世界第一大锆英砂生产国，目前占世界市场份额总量1/3 以上。
南非是世界第二大锆英砂生产国，产量仅次于澳大利亚，目前占世界市场份额总量约1/3。
中国锆英砂产地主要分布在海南的文昌和万宁、广东的湛江，年产量约为2万吨。
加工粗砂的能力为4-5万吨。
国内只有海南文昌的锆英砂精矿的品质最好，万宁和湛江主要生产普通锆英砂。
从地区消费结构来看，中国和欧洲是主要的锆消费地区，各占约30%。
三、锆应用领域广泛、金属锆仅占3%-4%左右锆英砂是生产锆制品的最初原料，可用于生产硅酸锆和氯氧化锆，而氯氧化锆是生产碳酸锆、硫酸锆、二氧化锆、复合氧化锆、金属锆等锆制品的主要原料，复合氧化锆则是生产氧化锆结构陶瓷的主要原材料。
《N263选择性萃取分离锆铪的工艺和机理研究》
《N263选择性萃取分离锆铪的工艺和机理研究》一、引言随着科技的发展，稀土元素及其同位素在各个领域的应用越来越广泛，锆（Zr）和铪（Hf）作为典型的稀土元素，其分离技术成为了研究的热点。
N263作为一种有效的萃取剂，在锆铪的分离中发挥了重要作用。
本文旨在研究N263选择性萃取分离锆铪的工艺和机理，以期为相关领域的科研和生产提供理论支持和实践指导。
二、N263选择性萃取分离锆铪的工艺研究（一）工艺流程N263选择性萃取分离锆铪的工艺流程主要包括原料预处理、萃取、洗涤、反萃取和再生等步骤。
首先对原料进行预处理，去除杂质；然后利用N263作为萃取剂，通过多次萃取使锆和铪得到有效分离；接着进行洗涤，去除附着在萃取剂上的杂质；再通过反萃取，将锆和铪从萃取剂中分离出来；最后进行萃取剂的再生，以便重复使用。
（二）工艺参数优化在工艺过程中，需要优化一系列的工艺参数，如萃取剂的浓度、萃取温度、萃取时间、洗涤条件、反萃取条件等。
这些参数的优化对提高锆铪的分离效果、降低能耗和减少环境污染具有重要意义。
三、N263选择性萃取分离锆铪的机理研究（一）萃取机理N263作为一种有效的萃取剂，其萃取机理主要是基于离子交换和溶剂化作用。
在萃取过程中，N263与溶液中的锆和铪离子发生离子交换，形成络合物，从而实现锆铪的分离。
此外，溶剂化作用也有助于提高萃取效率。
（二）分离机理N263选择性萃取分离锆铪的分离机理主要依赖于锆和铪离子在N263中的溶解度和分配系数的差异。
通过调整工艺参数，可以改变锆和铪在N263中的分配比例，从而实现两者的有效分离。
此外，洗涤和反萃取等步骤也有助于进一步提高分离效果。
四、实验结果与分析（一）实验结果通过实验，我们得到了不同工艺参数下N263萃取分离锆铪的效果数据。
结果表明，在一定的工艺参数下，N263可以有效地实现锆铪的分离。
同时，我们还对不同步骤中的关键参数进行了优化，以提高分离效果和降低能耗。
（二）结果分析通过对实验结果的分析，我们发现N263的选择性萃取分离效果与萃取剂的浓度、萃取温度、萃取时间等因素密切相关。
浅谈锆英砂的生产工艺及综合利用概况
浅谈锆英砂的生产工艺 及综合利用概况
徐鹏金 / 文
【摘要】锆英砂及其加工冶炼产品性能优越，应用广泛，特别是在航空航天、核能、特种陶瓷玻璃 等战略新兴产业中的应用使得其备受各国重视。本文重点介绍了锆英砂的生产工艺及其综合利用情况。
【关键词】锆英砂；生产工艺；综合利用
锆作为一种战略性新兴矿产，广泛 应用于陶瓷、玻璃、核工业、电子、建 材、医药、纺织以及日用品等领域。锆 资源选矿产品统称为锆英砂。锆英砂不
南非
426.2
Cooljarloo,Dongara,Jurien
澳大利亚
96.7
科斯特采矿公司 Cristal
钛锆公司 TiZir 肯梅资源公司 Kenmare 莫铭锆英石公司（东方锆
业占 65%） MZI 资源公司 Image 资源公司 阿斯创 Astron 赛福地 Sheffield
Ginkgo,Snapper,Ludlow Gwindinup,Tutunup Grande Cote Moma
锆英砂供应商 Iluka、RBM 和 Tronox 的锆英砂产能全球占比高达 78%，特别 是 Iluka 公司，对锆英砂市场具有一定 的掌控能力。
主要国家 澳大利亚
南非 印度 美国 印度尼西亚 莫桑比克 塞内加尔 其他国家合计 世界合计
主要国家锆英砂产量估算结果 单位：锆英石 万吨
2017 76.20 47.00 10.02 8.65 8.00 7.00 8.6 19.07 184.90
2018 75.15 48.00 10.03 7.45 8.00 7.00 8.59 18.48 183.29
2019 74.92 48.00 10.04 7.45 8.00 7.00 8.4 18.52 182.29
锆铪萃取分离机理的研究进展
锆铪萃取分离机理的研究进展董雪平;郭树军;徐欣【摘要】Chemical properties of zirconium and hafnium is very similar, the extraction of zirconium and hafnium separation is main method.The mechanism of different solvent extraction separation of zirconium and hafnium was reviewed, such as MIBK extracting hafnium, ( DIBK)-P204 extracting hafnium, TBP extracting zirconium, N235-H2 SO4 extracting zirconium, and the mechanism of other solvent extraction system, petroleum sulfoxide, Versatic Acid10, Cyanex301, LIX 84-IC, etc.The application of relatively mature system of extraction separation of zirconium and hafnium in industrial were compared, and the promote industrialization direction of the extraction separation of zirconium and hafnium were discussed as follows: the new extractant research, extraction agent modification of existing research, minimum consumption extractant, the new extraction technology of short time extraction research.%锆和铪的化学性质十分相似，主要通过萃取进行锆铪分离。
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
锆英砂分解和锆、铪化合物制备工艺原则流程
锆英砂的分解与锆、铪化合物的制备，多采用火法与湿法工艺相结合的方法，原子流程见图1。
图1 锆英砂分解和制备锆化合物的原则流程
锆英砂（ZrSiO4）是生产锆、铪产品的主要矿物原料，由于锆英砂非常稳定，为了分解锆英砂，可采用不同的冶金方法，其目的是除去锆英砂中的二氧化硅，以制取所需的锆、铪化合物。
锆英砂的分解工艺主要有：
（1）苛性钠和苏打烧结法。
与苛性钠共熔或与苏打烧结，制得锆酸钠或硅锆酸钠等。
（2）碳酸钙烧结法。
与石灰或碳酸钙烧结制得锆酸钙。
（3）硅氟酸钾烧结法。
与硅氟酸钾（K2SiF6）熔合，制得锆（铪）氟酸钾（K2ZrF6、K2HfF6），可用于钠还原或电解制取锆粉，或进行锆铪分离。