[发明专利]一种锆基材料消解方法

说明书

本发明提供了一种锆基材料消解方法，属于无机材料消解技术领域。包括以下步骤：将锆基材料与无机碱混合，进行煅烧，得到煅烧产物；将所述煅烧产物与水混合，得到悬浊液；将无机酸与所述悬浊液混合，进行酸解，以达到将锆基材料消解的目的。本发明将锆基材料与无机碱高温煅烧之后，将煅烧产物先进行去离子水溶解，除去可溶产物；后用无机酸溶解可溶于酸的产物，实现分步溶解。这种分步溶解能高效、快速并简便地消解锆基材料，达到近百分百消解。相比现有技术的回流工艺，本发明操作简单，耗时短，对锆基材料可以实现高效的消解。

技术领域

本发明涉及无机材料消解技术领域，尤其涉及一种锆基材料消解方法。

背景技术

锆基材料是为以硅酸锆、氧化锆等为主体的无机材料，其中氧化锆和硅酸锆的研究居多。两者均是由同一金属阳离子Zr⁴⁺所组成，所以两种材料的理化性质相似，均具有熔点高、硬度大、折射率高、膨胀系数低、化学性质稳定等特性，常用于耐高温材料、研磨体、陶瓷遮光剂和色料包裹体等领域。

在材料科学中，不论是研究或是生产中，均需要知道样品中各元素的比例，而对于需要精确测量某一物质各元素的含量的材料而言，尤其是当该材料各个区域的元素成分及含量不均一时，是没有办法实现这一测定的，例如不均匀包裹。对于锆基材料中的硅酸锆或者氧化锆，在例如氢氟酸、盐酸、硫酸、硝酸、王水等强酸中均比较稳定，对于这类材料各元素含量的测定比较困难。而锆基材料在无机材料领域中，因为其自身优异的理化性质而广泛受欢迎，所以本发明的重要性不言而喻。

根据文献报道，一般锆基材料的消解方法主要有：(一)直接加入酸中进行浸泡处理；(二)与强碱混合，进行机械活化(球磨)，后用酸回流处理；(三)加入碱中，直接进行回流处理；(四)与一定浓度的酸混合，采用回流处理，温度控制在各自的沸点；(五)在钠盐的蒸汽条件下烘烧，后用酸回流处理；(六)与碱按一定化学计量比混合后，进行煅烧保温处理，然后将烧结产物与强酸混合进行回流消解。以上的方法中，前三者对锆基材料的消解没有明显的效果；第四和第五种方法，有一定的效果，但是溶解率很低，不超过5％；第六种方法，通常也无法实现完全的消解，并且操作复杂，溶解时间过长，不能快速、高效地对锆基材料进行破坏。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种锆基材料消解方法，本发明提供的消解方法能够将锆基材料较大程度地消解，且该方法操作简单、用时短。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种锆基材料消解方法，包括以下步骤：

将锆基材料与无机碱混合，进行煅烧，得到煅烧产物；

将所述煅烧产物与水混合，得到悬浊液；

将无机酸与所述悬浊液混合，进行酸解，以达到将锆基材料消解的目的。

优选地，所述锆基材料与无机碱的质量比为1：0.1～20。

优选地，所述无机碱包括碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、Na₂CO₃和K₂CO₃中的一种或多种。

优选地，所述煅烧的温度为600～1200℃，时间为10～60min。

优选地，所述煅烧产物与水的质量比为1：5～40。

优选地，所述无机酸包括HCl、HF、HNO₃、H₂SO₄和HClO₄中的一种或多种。

优选地，所述无机酸以无机酸水溶液的形式加入；所述无机酸水溶液的浓度为2～6mol/L。

优选地，所述酸解的温度为20～50℃。