二氧化锆制取

二氧化锆制取(preparation of zirconium dioxide)

以锆英石或其他锆化合物为原料生产二氧化锆的锆化合物制取方法。二氧化锆是一种高温耐腐蚀材料，它有三种晶型。低于1373K温度时为单斜晶型，于1373～2173K温度下为四方晶型，高于2173K温度时为立方晶型，其体积并伴随晶型转变而发生变化。为克服二氧化锆晶型不稳定的缺点，目前已研制出部分稳定氧化锆和稳定氧化锆，它们已成为重要的精细陶瓷材料。二氧化锆的工业生产方法有湿法和火法之分，湿法所得产品的纯度一般能达到99％左右，并能制得高纯产品，但生产流程较长。火法制得的产品纯度约为95％～98％。按生产产品的方法又分为二氧化锆制取和稳定氧化锆制取工艺。

二氧化锆制取工艺湿法制取二氧化锆是在高温下煅烧氯氧化锆，使之分解成纯度为99．5％的二氧化锆。也可将氯氧化锆溶解于水中，用氨水沉淀，经洗涤、烘干和煅烧来制取。用经多次重结晶提纯的氯氧化锆为原料可以制得高纯二氧化锆。火法制取有电熔法和等离子体冶金法。电熔法是将锆英石和碳混合均匀，入电弧炉熔炼，硅以一氧化硅的气态形式除去，产出的氧化锆经破碎、整粒处理而获得粗二氧化锆。等离子体冶金法是使锆英石在等离子区高温热离解成二氧化锆和活性二氧化硅，然后用热碱液洗去离解产物中的二氧化硅，便得二氧化锆。

稳定氧化锆制取工艺工业用耐火材料的稳定氧化锆，大多数用电熔法制取。在锆英石电熔过程中加入碳及稳定剂氧化钙，在除硅的同时，氧化锆和氧化钙作用生成固溶体，再经粉碎和整粒处理，即可制得稳定氧化锆。精细陶瓷所用的稳定和部分稳定氧化锆一般采用湿法制取。目前最成熟和常用的是中和沉淀法，其制取工艺见图。将提纯过的氯氧化锆用纯水溶解，过滤除去不溶物，调整溶液中的锆浓度，并加入需要量的氯化二er钇溶液(或其他稀土金属或碱土金属的氯化物溶液)后，加氨水中和沉淀。沉淀物用热水洗涤后，再经过滤、干燥和煅烧。煅烧产品经粉碎等处理便可获得超微细的稳定氧化锆粉末。

部分稳定氧化锆是控制加入稳定剂的量，使其不足以达到完全稳定而制得的。部分稳定氧化锆具有高强度和抗热震性能，在结构陶瓷中有着相当广泛的用途。

展望随着精细陶瓷工业的迅速发展，需要粒径小、纯度高、组成均匀的二氧化锆超微细粉来制造致密度大、收缩率小、有独特性能的器件。为此，人们已提出了一些生产二氧化锆超微细粉的新技术和新工艺，主要有加水分解法、水热合成法、有机锆化合物制备法等。这些新技术和新工艺有着良好的工业应用前景。

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