CN1923698A

CN1923698A - 天青石精矿制备碳酸锶的方法

Info

Publication number: CN1923698A
Application number: CN 200510032100
Authority: CN
Inventors: 姜涛; 李光辉; 范晓慧; 刘牡丹; 黄柱成; 郭宇峰; 许斌; 杨永斌; 朱忠平; 张元波; 董海刚
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2007-03-07

Abstract

天青石精矿制备碳酸锶的方法。本发明以天青石精矿为原料，包括复分解制备粗碳酸锶、内配碳粗碳酸锶的造球与焙烧、焙烧熟料的热水浸取与除杂、浸取液的碳酸化过程。本发明与粗碳酸锶直接焙烧相比，使焙烧时间缩短约50％、焙烧温度降低100℃左右，显著提高了SrCO₃的分解率、分解速率和锶回收率；采用内配碳球团技术有效解决了直接焙烧过程易结圈的难题；本发明不产生含硫的废水、废气、废渣，环境污染小；本发明制备的碳酸锶产品中：SrCO₃的含量大于99％、CaCO₃和BaCO₃含量均小于0.3％。

Description

天青石精矿制备碳酸锶的方法

技术领域

本发明属于无机化工材料领域，涉及一种由天青石精矿制备碳酸锶的方法。

背景技术

碳酸锶是一种重要的锶化合物，是当今世界发展较快的无机化工材料。天青石是制备碳酸锶的主要原料。我国天青石储量极为丰富，约占世界总储量的一半，居世界首位。资源的显著特点是：品位低(SrSO₄含量20％-40％)、富矿少、钙镁等杂质矿物含量较高，一般不能直接作为生产碳酸锶的原料，必须经过选矿提高品位后才能利用。工业上以天青石为原料制备碳酸锶的方法主要有碳还原法(干法)和复分解法(湿法)。碳还原法对天青石的品质要求高(要求SrSO₄含量≥70％、粒度为1-3mm左右)，还原焙烧过程中SrSO₄转化成SrS的效率较低(一般只有65％左右)，资源浪费严重；而且生产过程中产生大量含硫或含锶的废水、废气、废渣，易造成严重的环境污染。与碳还原法(干法)相比，复分解法可以利用品位稍低的天青石矿石(含SrSO₄为50％-60％)，但其工艺流程长，需消耗大量的酸及Na₂CO₃或(NH₄)₂CO₃等化工原料，生产成本高，产品质量不稳定。

发明内容

为有效解决以天青石精矿制备碳酸锶存在的问题，为我国储量丰富的低品位天青石资源的利用提供新途径，特提出本发明。

天青石精矿制备碳酸锶的方法，本发明以天青石精矿为原料，包括复分解制备粗碳酸锶、内配碳粗碳酸锶的造球与焙烧、焙烧熟料的热水浸取与除杂、浸取液的碳酸化四个主要工序。

1.复分解制备粗碳酸锶：将天青石精矿与1.10-1.15mol/L碳酸钠溶液按液固比为3-5∶1，Na₂CO₃/SrSO₄摩尔比为1.15-1.20混合，在温度为75-90℃的条件下搅拌反应45-60min，使矿石中SrSO₄转化为SrCO₃。在上述条件下，SrSO₄的转化率可达98％-99％。

2.粗碳酸锶焙烧分解：将粗SrCO₃与焦粉按质量百分比10-12∶1混和，经圆盘造球机造球制成内配碳粗SrCO₃球团，然后在焙烧温度为1150-1180℃的条件下焙烧45-60min，使SrCO₃分解为SrO。在上述条件下，SrCO₃的分解率可达89％-94％。

3.熟料的浸取与除杂：将焙烧粗SrCO₃获得的含SrO熟料在90-95℃的热水中搅拌浸取60-90min，使SrO转化成Sr²⁺进入溶液，固液分离，在溶液中加入除Ca²⁺、Ba²⁺试剂，于95-100℃的热水中恒温3.5-4.5h除杂，趁热进行固液分离。

4.浸取液的碳酸化：在除杂后的浸取液中加入NH₄HCO₃，控制温度在45-55℃，搅拌45-60min，使溶液的Sr²⁺生成SrCO₃，固液分离，干燥后的滤渣即为碳酸锶产品。

本发明制备的碳酸锶产品中：SrCO₃的含量大于99％、CaCO₃和BaCO₃含量均小于0.3％，质量指标优于碳酸锶国家标准GB10660-89。

本发明具有以下特点：

1.本发明以天青石选精矿为原料制备碳酸锶，制得的SrCO₃产品质量好，优于碳酸锶国家标准GB10660-89，为低品位天青石矿的开发利用提供了一条有效途径。

2.与粗碳酸锶直接焙烧相比，内配碳球团技术既减少了焙烧过程中的矿粉损失，又使焙烧时间缩短约50％、焙烧温度降低100℃左右，显著提高了SrCO₃的分解率、分解速率和锶回收率。同时，由于焙烧温度明显低于SrSiO₃的生成温度，因此采用内配碳球团技术有效解决了直接焙烧过程易结圈的难题。

3.本发明不产生含硫的废水、废气、废渣，环境污染小。

附图说明

图1：本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

1.将SrSO₄品位为75.28％、-200目含量100％的天青石浮选精矿与1.1mol/L碳酸钠溶液按液固比为4∶1、Na₂CO₃/SrSO₄摩尔比为1.2混合，在温度为75℃的条件下搅拌45min，SrSO₄的转化率为98.5％。所制备的粗SrCO₃与焦粉按质量百分比10∶1混和，加入粘结剂混匀后，用圆盘造球机制成内配碳粗SrCO₃球团，然后在焙烧温度为1150℃的条件下焙烧60min，使90.1％SrCO₃分解为SrO。含SrO熟料在90℃的热水中搅拌浸取90min，过滤，在滤液中加入除Ca²⁺、Ba²⁺试剂，于100℃的热水中恒温4.0h除杂，趁热过滤。在除杂后的浸取液中加入NH₄HCO₃，控制温度在50℃左右，搅拌45min进行碳酸化反应，过滤、干燥，得SrCO₃含量99.3％、CaCO₃含量0.21％、BaCO₃含量0.30％的碳酸锶产品。

2.将SrSO₄品位为80.3％、-200目含量100％的天青石浮选精矿与1.15mol/L碳酸钠溶液按液固比为5∶1、Na₂CO₃/SrSO₄摩尔比为1.15混合，在温度为85℃的条件下搅拌60min，SrSO₄的转化率为99.2％。所制备的粗SrCO₃与焦粉按质量百分比9∶1混和，加入粘结剂混匀后，用圆盘造球机制成内配碳粗SrCO₃球团，然后在焙烧温度为1180℃的条件下焙烧45min，使93.3％SrCO₃分解为SrO。含SrO熟料在95℃的热水中搅拌浸取60min，过滤，在滤液中加入除Ca²⁺、Ba²⁺试剂，于95℃的热水中恒温4.5h除杂，趁热过滤。在除杂后的浸取液中加入NH₄HCO₃，控制温度在50℃左右，搅拌45min进行碳酸化反应，过滤、干燥，得SrCO₃含量99.1％、CaCO₃含量0.26％、BaCO₃含量0.28％的碳酸锶产品。

Claims

1.天青石精矿制备碳酸锶的方法，其特征在于：以天青石精矿为原料，包括复分解制备粗碳酸锶、内配碳粗碳酸锶的造球与焙烧、焙烧熟料的热水浸取与除杂、浸取液的碳酸化四个主要工序，具体工艺参数为：

1)复分解制备粗碳酸锶：将天青石精矿与1.10-1.15mol/L碳酸钠溶液按液固比为3-5∶1，Na₂CO₃/SrSO₄摩尔比为1.15-1.20混合，在温度为75-90℃的条件下搅拌反应45-60min，使矿石中SrSO₄转化为SrCO₃；

2)粗碳酸锶焙烧分解：将粗SrCO₃与焦粉按质量百分比10-12∶1混和，经圆盘造球机造球制成内配碳粗SrCO₃球团，然后在焙烧温度为1150-1180℃的条件下焙烧45-60min，使SrCO₃分解为SrO；

3)熟料的浸取与除杂：将焙烧粗SrCO₃获得的含SrO熟料在90-95℃的热水中搅拌浸取60-90min，使SrO转化成Sr²⁺进入溶液，固液分离，在溶液中加入除Ca²⁺、Ba²⁺试剂，于95-100℃的热水中恒温3.5-4.5h除杂，趁热进行固液分离；

4)浸取液的碳酸化：在除杂后的浸取液中加入NH₄HCO₃，控制温度在45-55℃，搅拌45-60min，使溶液的Sr²⁺生成SrCO₃，固液分离，干燥后的滤渣即为碳酸锶产品。