[发明专利]一种利用产锶废渣生产球形碳酸锶和铝酸钠方法

说明书

本发明属于无机化学技术领域，具体涉及一种利用产锶废渣生产球形碳酸锶和铝酸钠方法。具体方案为：混匀水和废渣，得湿渣；将湿渣、碳酸锶、氢氧化钠混匀，90℃保温反应，再进行固液分离，得粗品碳酸锶和液相铝酸钠。使用盐酸重溶、浸取粗品碳酸锶，得氯化锶溶液；再使用氢氧化锶溶液，调节氯化锶溶液的pH大于11，得纯净的氯化锶溶液；在氯化锶溶液中，添加尿素；待尿素全部溶解后，再边搅拌边添加脲酶，并进行搅拌反应；反应完成后，过滤、干燥，即得球形碳酸锶。本发明以废渣、尿素和脲酶为原材料，生成了高纯度、晶型标准的球形碳酸锶，未使用形貌剂，未引入新的杂质离子；也避免了使用超重力反应器等昂贵、复杂的设备，极具推广价值。

技术领域

本发明属于无机化学技术领域，具体涉及一种利用产锶废渣生产球 形碳酸锶和铝酸钠方法。

背景技术

碳酸锶是最主要的锶盐产品之一，具有独特的物理化学性能，被广 泛应用于电子陶瓷、磁性材料、烟火、超导材料、光学玻璃等的生产。 然而，我国在碳酸锶的深加工技术方面与发达国家仍存在较大差距，特 别是电子元件用高纯碳酸锶。这主要是因为电子元件用高纯碳酸锶对形 貌有一定要求，要求粉体微观形貌为球形或类球形、粒径分布窄、平均 粒径小于1μm。从高纯碳酸锶的生产和使用情况看，国内生产的高纯碳 酸锶产品化学指标基本能满足要求，但大多未经过形貌控制和改性处 理，微观形貌呈条形、棒形和无定形态，粒度分布范围宽，团聚严重， 流动性差。

在形貌控制方面，一般是直接或间接以纯度较高的氯化锶、硝酸锶、 重结晶氢氧化锶为原料和高纯碳化剂(分析纯碳酸钠、分析纯碳酸铵、 分析纯碳酸氢铵、高纯二氧化碳等)反应，并在形貌剂(络合剂、阳离子、 阴离子、表面活性剂等)和不同的反应器(超重力反应器、高压反应釜、 超声反应器、浸没循环撞击流反应器等)辅助合成特定球形形貌的碳酸锶。

这类方法存在以下缺陷：原料多为高纯锶盐，成本很高；形貌剂的 成本一般都较高，且容易在产品中引入新的杂质，另外，形貌剂的种类、 用量等与最终产生的形貌间特异性关联较强，比较难筛选出恰好产生球 形碳酸锶的形貌剂。

目前，生产金属锶多为铝热还原法，会产生大量废渣，废渣的主要 成分包括偏铝酸锶、铝酸锶、氧化锶、氧化铝和钙离子、钡离子、铁离 子等。过去，这部分废渣往往作为固废进行填埋，造成大量资源浪费和 环境污染。但事实上，这些废渣中，锶含量以碳酸锶计为55％～70％，铝 以氧化铝计在20～40％，如果能够将其制备为球形碳酸锶，将能节约大 量资源；同时，还可将铝转化为副产物铝酸钠，在净化水资源等方面也 可加以利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用金属锶生产废渣生产球形碳酸锶和 铝酸钠方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种利用产锶 废渣生产球形碳酸锶和铝酸钠方法，所述金属锶的生产为铝热还原法； 所述方法包括如下步骤：

(1)按质量比，水：废渣＝1.5～2:1混匀，粉磨至目数≤20目， 得湿渣；

(2)按质量比，将所述湿渣：碳酸钠：氢氧化钠＝10:1～2：3～5， 放入反应器，升温至90℃以上，保温搅拌反应1.5～2h，得固液混合物；

(3)将所述固液混合物进行固液分离，得粗品碳酸锶和铝酸钠溶 液；

(4)使用盐酸于60～75℃下重溶、浸取粗品碳酸锶3～5h，得氯 化锶溶液；再使用氢氧化锶溶液，调节氯化锶溶液的pH大于11，得纯 净的氯化锶溶液；

(5)在35～40℃下，在氯化锶溶液中，边搅拌边添加尿素，控制 溶液中尿素浓度为55～65％；

(6)待尿素全部溶解后，逐渐降温至20～25℃，使尿素结晶；再 升温至35～45℃，按摩尔比，尿素：脲酶＝1:1～2，边搅拌边添加脲酶， 搅拌反应2～5min；

(7)反应完成后，过滤、干燥，即得球形碳酸锶。