2.5.5.2. Разложение циркона спеканием с карбонатом кальция

Циркон взаимодействует с СаО при 1400 - 1500 ^оС с образованием цирконата и силиката кальция:

ZrSiO₄ + 2 CaO = CaZrO₃ + CaSiO₃ (2.128)

ZrSiO₄ + 3 CaO = CaZrO₃ + Ca₂SiO₄ (2.129)

Сплавление в смеси с хлоридами щелочных и щелочноземельных металлов, в частности CaCl₂, позволяет снизить температуру спекания до 1100 ^оС. Кроме того, возможна реакция:

2 CaCl₂ + ZrSiO₄ = ZrCl₄ + Ca₂SiO₄ (2.130)

ZrCl₄ + 3 CaO = CaZrO₃ + 2 CaCl₂ (2.131)

Спекание проводят в муфельных или вращающихся печах в течение 4 - 5 часов, степень вскрытия 97 – 98 %.

Спек направляют на кислотное выщелачивание в 2 стадии:

I стадия – выщелачивание проводят на холоду 5 – 10 % HCl. Целью этой стадии является удаление СаО, CaCl₂ и кремневой кислоты.

II стадия – выщелачивание ведут при нагревании до 85 - 90 ^оС соляной кислотой концентрации 25 - 30 %. Цель – перевод циркония в раствор:

CaZrO₃ + 4 HCl = ZrOCl₂ + CaCl₂ + 2 H₂O (2.132)

Выщелачивание можно проводить и серной кислотой.

Этот способ вскрытия имеет преимущества перед спеканием с Na₂CO₃:

1) используемые реагенты значительно дешевле;

2) проведение процесса в крупном производственном масштабе проще.

Недостаток – несколько сложнее извлечение циркония в раствор и отделение его от двуокиси кремния.

Далее раствор направляют на выделение циркония из соответствующих солей.