[发明专利]一种碳酸铪的制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，特别涉及一种碳酸铪的制备方法。

背景技术

锆与铪是化学性质极其相似的两种元素。到目前为止有关锆的一些化合物的制备方法已经有了较多的研究，如罗方承，吕文广等人于2002年9月在《江西有色金属》第16卷第3期，以及熊炳坤，杨新民，罗方承，张伟等人于2002年在《锆铪及其化合物应用》中报导了碳酸锆易溶于无机强酸，在某些有机酸中也有一定的溶解度，活性碳酸锆可溶于碳酸钾溶液中，但是关于碳酸铪的制备尚未见报道。

碳酸铪的组成较为复杂，在不同的条件下生成的碳酸铪的组成也不固定，但是它们均可以溶于有机酸，这也是碳酸铪的基本性质。碳酸铪的组成可能有以下几种形式：Hf₂O₃(OH)₂CO₂·nH₂O，HfO₂CO₂·nH₂O，Hf(OH)₂CO₂·nH₂O，HfOCO₃·nH₂O。碳酸铪是制备铪的有机化合物，以及其他一些铪的化合物的重要中间原料。

罗方承，吕文广，罗新文等人在《稀有金属》，第27卷、第1期上发表的“硫酸锆、碳酸锆的性质、应用及生产技术综述”中，报导了碳酸锆可用分步液相沉淀法制备，根据锆铪化学性质的相似性，可以通过模仿碳酸锆的制备方法来制备碳酸铪。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳酸铪的制备方法，通过两步法制备碳酸铪。

为实现所述目的本发明所采用的技术方案为：一种碳酸铪的制备方法，具体步骤包括：

(1)水解制备碱式硫酸铪：用去离子水溶解氯氧化铪，得到氯氧化铪溶液，溶液的[HfO₂]浓度为100g/L～400g/L，加去离子水调节[HfO₂]浓度为100g/L左右，再按摩尔比Hf⁴⁺：SO₄^2-＝1：0.67～1：0.88加入硫酸，并加入氨水中和到溶液中的[HCl]浓度为1～1.5g/L，水浴95℃保温水解8小时，反应结束后，淋洗滤饼4～5次，滤饼为碱式硫酸铪。

(2)碱式硫酸铪转化为碳酸铪：用去离子水溶解理论计算量2倍的碳酸盐，得到10％碳酸盐溶液；将步骤(1)中制得的碱式硫酸铪放入碳酸盐溶液中混合均匀，水浴85℃保温反应2小时，反应结束后，淋洗滤饼4～5次，滤饼为产品碳酸铪。

采用两步法制备的碳酸铪，具有明显的铪碳酸盐的性质。经分析其中碳含量为：3.5wt％左右，杂质含量较低，只是钠离子的含量稍高，但不影响使用。

通过本发明的方法制得的碳酸铪具有如下的特点：

(1)能迅速溶于稀盐酸、稀硫酸等无机强酸中；

(2)在常温下能迅速溶于无水乙酸中；随着温度的升高，溶解量增加；

(3)在常温下能溶于柠檬酸中，但是溶解速度较慢；随着温度的升高，溶解速度加快，溶解量有所增加；

(4)杂质含量低。

本发明所述的碳酸铪的制备方法，通过调整转化剂SO₄^2-与Hf⁴⁺的摩尔比，可以使第一步水解沉淀更加完全，水解母液中Hf⁴⁺的浓度很低，金属回收率很高；通过使用不同的转化剂，可以制备出含碳量不同的碳酸铪，它们在柠檬酸中的溶解度也不同，但是在乙酸中有很好的溶解性。碳酸铪在制备铪的有机化合物方面有着重要的应用。

附图说明

图1是实施例1XRD测试样品结果；

图2是实施例2XRD测试样品结果；

图3是实施例3XRD测试样品结果；

图4是实施例4XRD测试样品结果。

具体实施方式

本发明提供一种碳酸铪的制备方法，下面结合实施例作进一步详细的说明。

实施例1