Ingenieria Mecanica En Mantenimiento Industrial

BOL.SOC.ESP.CERAM.VIDR. 29 (1990) 6, 415-418

Obtención del óxido de zirconio por disgregación
del silicato de zirconio con óxido de calcio
J M. AYALA, J P. SANCHO, M. A. LLAVONA, L. F. VERDEJA
.
.
Departamento de Ciencias de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica
de la Universidad de Oviedo. Escuela de Ingenieros de Minas

RESUMEN.—Obtención del óxido de zirconio por disgregación delsilicato de zirconio con óxido de calcio.

ABSTRACT.—Obtention of zirconium oxide by zirconium silicate disgregation with calcium oxide.

Se preparó óxido de zirconio monoclínico por descomposición, a elevada temperatura, del silicato de zirconio
con un 20% de óxido de calcio. Los compuestos que se
forman durante la disgregación: CaSiOa y SÍO2, se eliminan mediante procesos de lixiviaciónacida —HCl— y
básica —NaOH—.

Monoclinic zirconia was prepared by breaking the
zircon down with 20% of lime at high temperature.
The products that were developed during the thermal
treatment —CaSiOj y SÍO2—, were disolved with acid
leaching —HCl— and basic leaching —NaOH—, respectively.

1.

INTRODUCCIÓN

En los últimos tiempos, y debido a la alta demanda en el
mercado, se ha venidorealizando una intensa investigación
sobre le zircona y sus métodos de obtención.
Tradicionalmente, la producción de Zr02 a partir de
ZrSi04 se realiza por medio de una fusión caustica ( 1, 2).
Un método alternativo a la descomposición del silicato de
zirconio con el carbonato sódico, es aquel que utiliza como
agente disgregante el óxido de calcio (3, 4, 5, 6).

2.

PARTE EXPERIMENTAL

2.1.

Tratamiento térmico

Iniciamos el estudio de la disociación del zircon en óxido de zirconio y sílice utilizando distintas proporciones de
óxido de calcio, con el fin de evaluar la cantidad óptima necesaria para su total descomposición.
Las materias primas empleadas en la investigación fueron: un silicato de zirconio comercial de la siguiente composición química: Zr02, 62,60; Hf02,1,52; SÍO2, 32,70;
F e.O„ 0,50; MgO, 0 ,11; K2O, 0,15; Na20, 0,47; TÍO2,
0 ,16; CaO, 0,50; AI2O3, 10,00%; y un óxido de calcio de
la marca Probus.
Se prepararon mezclas de silicato de zirconio y óxido de
calcio al 5, 10, 15, 20 y 30% en peso del agente disgregante. Las muestras estuvieron durante dos horas en un horno
Lindberg a temperaturas de: 1.450, 1.500 y 1.550°C(fig. 1).
Se estudió elefecto de la temperatura y concentración
de óxido de calcio óptimas para lograr la total disgregación
del silicato de zirconio, analizando por difracción de rayos X
las muestras tratadas térmicamente, y comparando las intensidades relativas de las líneas de ZrSi04 y del Zr02.
La mezcla con un 5 % en óxido de calcio, tiene la mayor
parte del silicato de zirconio sin atacar; las señales demáxiRecibido el 18-5-90 y aceptado el 30-10-90.
NOVIEMBRE-DICIEMBRE, 1990

Fig. {.—Pastillas de silicato de zirconio con un 20 % de óxido de calcio
tratadas a 1.500°C durante dos horas.

ma intensidad del zircon son muy nítidas y parecidas en los
difractogramas correspondientes a las tres temperaturas del
trabajo estudiadas: 1.450, 1.500 y 1.550°C. Sin embargo,
una pequeña parte parece que hareaccionado, ya que aparecen los picos característicos del óxido de zirconio monoclínico (7). La sílice, por el contrario, se encuentra asociada
al óxido de calcio formando beta wollastonita. Las señales
características de /3-CaSi03 son muy débiles, debido a que
sólo está en muy pequeña proporción.
En las muestras del 10% en CaO, se observa que el grado de extensión de la reacción ha aumentado,ya que disminuyen las señales correspondientes al silicato de zirconio y
aumentan las del óxido monoclínico, si bien no se alcanza
la total disgregación del zircon.
En el caso de la mezcla del 1 5%, aún no es suficiente
la cantidad de disgregante, ya que permanece parte del silicato sin atacar incluso cuando se eleva al temperatura a
1.550°C. Si se compara con las muestras anteriores con...