[发明专利]一种利用天青石生产低钡精细锶盐产品的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机化工，具体涉及锶盐的生产工艺。

背景技术

含锶的矿物主要有：天青石：主要成分为：硫酸锶50～80％，硫酸钡1～4％，碳酸锶5～15％，碳酸钙8～15％，硫酸钙3～8％，其它5％左右。菱锶矿：主要成分为含量在40～70％的碳酸锶。混生矿：主要成分为硫酸锶和碳酸锶，硫酸锶含量30～45％，碳酸锶含量30～40％。

其中，菱锶矿为次生矿，储量很少；天青石为原生矿，储量丰富，价格也更低，应用广泛。混生矿储量也较多，但是因为成分较前两种复杂，所以难以生产高纯度的精制产品。所以天青石为原料生产碳酸锶是主要的技术趋势。目前，利用天青石矿物生产碳酸锶的工艺主要有三种：

1：采用碳还原法：先将天青石还原为硫化物(硫化钡、硫化钙、硫化锶)，再进行水解反应，得到氢氧化物(氢氧化锶、氢氧化钡、氢氧化钙)等，除杂处理后，进行碳化，得到碳酸锶，此种碳酸锶由于矿石中硫酸钡同时转化为硫化钡，造成钡含量较高，达到1％以上。目前国内普遍采用本方法进行工业化生产。

2：采用复分解方法生产碳酸锶：采用天青石与碳酸铵进行复分解方法生产成粗品碳酸锶，再进一步用硝酸铵溶解，得到硝酸锶，用碳酸铵反应生成碳酸锶。本方法生产碳酸锶的纯度尚可，但原料成本较高，而且硝酸铵为危险品且为民用炸药的主要成分，管制较严，作为生产原料存在较大安全风险，采购的审批、运输、储存也较为麻烦；故目前国内仅有试验报道而无法投入工业生产。

工业中精细锶盐产品如硝酸锶和氯化锶、高纯碳酸锶的生产均采用第一种方法所生产的碳酸锶和氢氧化锶为原料进行生产，主要的除杂工序为除钡，这样的工艺中因为在采用硫酸沉淀法除钡的同时要沉淀大量的锶，所以仅此一项将造成碳酸锶消耗增加15～20％，因此生产成本仍然较高。同时钡含量也仍然较高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种成本低廉的利用天青石生产低钡锶盐的生产方法。

本发明的具体技术方案是：

一种利用天青石生产低钡精细锶盐产品的生产方法，步骤包括：

a、细化：将天青石粉碎或研磨到粒径小于200目；这样在下一步反应中才能增强在溶液中的反应速率，所以细度越细越好，但是考虑到粉碎成本的原因，达到200目的细度即可。

b、酸洗：用稀盐酸与磨细后的天青石进行反应，去除天青石中的碳酸盐成分，得到高纯度的精制天青石；用盐酸反应的目的主要也就是去除碳酸盐，处理后的精致制天青石成分主要为硫酸锶80～95％，硫酸钡1～4％，硫酸钙1～6％，其他4～8％。盐酸洗出来的溶液可以用于回收生产六水氯化锶和氯化钙产品。

c、复分解：将精制天青石添加到碳酸铵水溶液中，搅拌均匀；然后在密闭条件下，反应压力为0.2～0.3Mpa，反应物料温度100～115℃进行反应，反应完成后停止加热，过滤后将所得固体洗涤既得碳酸锶粗品。过滤液用于浓缩后生产硫酸铵。碳酸铵溶液本身容易分解挥发，所以其与硫酸锶的复分解反应在高温和高压条件下反应利于提高速率和转化率。

d、碳酸锶粗品进一步精制得产品。

本发明的突出技术优势在于：

1、由于在复分解反应中，碳酸铵和天青石反应时只和天青石中的硫酸锶进行反应，和硫酸钡不发生反应，这样得到的粗品碳酸锶中钡含量极低，低于0.05％，相当于得到了钡含量极低的碳酸锶原料。

2、目前几乎所有的精细锶盐产品均采用工业碳酸锶和氢氧化锶生产，生产成本居高不下，而本方法直接采用天青石矿进行生产，而且对天青石矿的钡含量没有特别要求，其它原材料也都是常用的普通原料，原料成本相当低。

3、由于天青石资源的稀缺性，本方法对天青石的综合利用率可达到90％，同时对其他工艺无法使用的天青石混生矿、高钡天青石、低品位天青石均能适用。

4、本方法也避免了大量污染物的产生。

最好是：所述的步骤b中所用稀盐酸的浓度为10～15％。这样的常见浓度产品既便于采购同时浓度较低避免盐酸挥发污染环境，产品的转化率也能达到理想的效果；

所述的步骤c中所用的碳酸铵水溶液的浓度为10％。这样的浓度也是最利于反应进行的工艺参数，既提高反应转化率又避免浪费原料。

所述的步骤c中反应5小时后取样，物料中固体部分碳酸锶含量在75％以上时，即停止加热，过滤、洗涤得碳酸锶粗品。过滤出来的固体部分碳酸锶含量大于75％，其余部分为未反应的矿石等，当然，未反应的矿石也还有少量硫酸锶，但考虑到反应效率的原因，所以也不必苛求反应完全。反应未完全的天青石主要成分就是硫酸锶，该硫酸锶与粗品碳酸锶共同进入后续的反应。