专利名称：在溶液中还原天青石或重晶石生成碳酸锶或碳酸钡及元素硫的方法
技术领域：
本发明属于无机化工领域，特别涉及在溶液中还原天青石或重晶石生成碳酸锶或碳酸钡及元素硫的技术。
碳酸锶及碳酸钡是重要的化工产品，主要用于荧光屏玻璃、磁性材料、陶瓷，也是制备其它锶、钡盐的重要原料。我国有丰富的矿物资源，是世界上的锶和钡的盐及氧化物的主要生产和出口国。天青石和重晶石是锶、钡的硫酸盐，是这个元素最主要的天然矿种。
现在由重晶石生产钡盐的方法一是黑灰法，将矿粉与煤粉混合，在高温下反应，生成硫化钡，以水浸取得溶液，而后用碳酸铵沉淀生成碳酸钡。天青石也可以同样方法生产锶盐。这种方法工艺简单，但是，矿物转化率较低，而且有较严重大气污染。由天青石生产锶盐及氧化物的另一生产方法是转化法，将天青石(硫酸锶)用碳酸铵(钠)转换化碳酸锶，再与酸或其铵盐反应，生成可溶性锶盐如氯化锶或硝酸锶溶液，经过滤，分离脉石及未分解的矿石。经除杂后，再用碳酸铵沉淀为碳酸锶。此流程产品质量好，但能耗高，反应时间长，矿石中的硫转化为硫酸铵。重晶石不能以此种工艺生产钡盐。
重晶石和天青石是最重要的锶、钡资源，为了改进生产方法，本发明的目的是采用在溶液中还原转化天青石或重晶石，使之经过转化反应，生成碳酸锶或碳酸钡的同时，硫酸根还原为元素硫。
本发明克服了现有黑灰法高温反应，污染环境，矿石转化率低的缺点。与目前工业上用的转化法相比，能耗低，原料消耗少，有较好的经济效益。将矿石中的硫酸根转化为元素硫，有较高的利用价值，而且便于储存、运输。重晶石不能在溶液中用转化法加工，而用本发明的溶液过程也能处理重晶石，生产各种钡盐。
本发明的目的是这样来实现的。
(1)将天青石或重晶石矿石磨细，置于反应器中，加水搅拌使其浆化，浆化的固液比1/12kg/L至1/4kg/L。
(2)加入还原剂及其它能与锶、钡生成碳酸盐的转化反应剂，在80℃至220℃的温度下反应。使矿石中的硫酸根还原为元素硫，
同时锶或钡反应生成碳酸锶或碳酸钡。
(3)前述转化反应剂可以是二氧化碳、碳酸钠，碳酸铵等。
(4)前述还原剂可以是气体，如氢、一氧化碳，固体化合物如水合肼，羟氨等。
(5)生成的元素硫可以用加热熔融或溶剂抽提后，经过滤与碳酸锶或碳酸钡分离，回收。
本发明的积极效果为(1)本发明的溶液还原过程可以将天青石或重晶石还原生成元素硫的同时转化产生碳酸锶或碳酸钡。
(2)矿石中的锶或钡转化为相应碳酸盐的转化率高于黑灰法，并没有黑灰法高温反应造成的污染。
(3)比现有处理天青石的转化法流程简单，能耗低，原料消耗少，有较好的经济效益。
(4)天青石及重晶石中的硫酸根被还原为元素硫，有较高的利用价值，而且便于储存、运输。
实施例(1)将100g天青石矿石磨细至90％-200目，在1.4mol/L的碳酸铵溶液中，以固液比1/8浆化。而后在120℃下，用氢气进行还原反应6h。天青石中硫酸锶转化为碳酸锶的转化率达91.2％。160℃下滤去元素硫，得硫23.2g。
(2)将117g重晶石矿石磨细至90％-240目，在1.0mol/L的碳酸铵溶液中，以固液比1/6浆化。而后在120℃下，用水合肼进行还原反应6h。重晶石中硫酸钡转化为碳酸钡的转化率达93.1％。160℃下滤去元素硫，得硫13.1g。
权利要求
1.一种在水溶液中还原转化天青石或重晶石，生成元素硫，并同时生成碳酸锶或碳酸钡的方法，其特征在于(1) 将天青石或重晶石矿石磨细，置于反应器中，加水搅拌使其浆化，浆化的固液比1/12kg/L至1/4kg/L。(2) 加入还原剂及转化反应剂，在80℃至220℃的温度下反应。使矿石中的硫酸根还原为元素硫，同时锶或钡反应转化生成碳酸锶或碳酸钡。(3) 前述转化反应剂可以是二氧化碳、碳酸钠，碳酸铵等。(4) 前述还原剂可以是气体，如氢、一氧化碳，固体化合物如水合肼，羟氨等。(5) 生成的元素硫可以用加热熔融或溶剂抽提后，经过滤与碳酸锶或碳酸钡分离，回收。
全文摘要
本发明在水溶液中用还原剂将天青石或重晶石还原生成元素硫,并同时用沉淀剂沉淀锶或钡,生成碳酸锶或碳酸钡。矿石中的锶或钡的回收率高于黑灰法,并没有黑灰法高温反应造成的污染。比现有处理天青石的转化法流程简单,能耗低,原料消耗少。元素硫产品,有较高的利用价值,而且便于储存、运输。
文档编号C01B17/00GK1344680SQ0012460
公开日2002年4月17日 申请日期2000年9月26日 优先权日2000年9月26日
发明者朱屯 申请人:中国科学院化工冶金研究所