专利名称：用天青石精矿球团还原焙烧及制备碳酸锶工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天青石制备碳酸锶工艺，特别是涉及一种以天青石精矿球团还原焙烧及制备碳酸锶工艺。
背景技术：
碳酸锶是一种基本无机化工原料，主要用来生产彩色显像管玻壳、锶铁氧体磁性材料，以及制备化学试剂、炼锌、涂料、陶瓷、烟火、信号弹，主要以生产彩色显像管玻壳和行业磁性材料。目前工业上由天青石生产碳酸锶的方法主要有碳还原法(干法)和复分解法(湿法)两种。碳还原法是将品位较高的天青石块矿(SrSO4含量为≥70％)与还原剂(无烟煤或焦粉)以一定配比混合后，在立窑或转窑的高温条件下还原焙烧，生成含硫化锶(SrS)的熟料，SrS遇水发生水解生成氢氧化锶[Sr(OH)2]和硫氢化锶[Sr(SH)2]进入溶液，含Sr2+的溶液除去钙、钡、镁等杂质后，加入碳酸氢铵(或CO2、Na2CO3)碳酸化即可制成SrCO3。但还原焙烧过程中SrSO4转化成SrS的效率低，一般只有65％左右，因而资源利用率不高。
复分解法是将天青石(含SrSO4为≥65％)与Na2CO3或NH4HCO3、NH3.H2O发生复分解反应，首先制成粗SrCO3，然后经除杂、碳化等工序制得成品SrCO3。但其缺点是工艺流程长，生产成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种以品位较低，SrSO4含量仅30％左右的青海省大风山天青石矿，经破碎工序，棒磨工序，浮选工序，浓缩工序，一段脱泥工序和二段脱泥工序；粗浮选工序，扫选工序，扫精选工序，一级精选工序，二级精选工序，三级精选工序，四级精选工序，五级精选工序制得的天青石精矿在圆盘造球机经天青石精矿与粘结剂/添加剂→配料混均→制备母球→加水加料→母球长大→继续滚动→生球紧密→干燥制得富集后天青石精矿球团，采取碳还原焙烧、熟料浸取、除钙、碳酸化制备碳酸锶的工艺。
本发明技术方案目的通过下述技术方案予以实现本发明用天青石精矿球团还原焙烧及制备碳酸锶工艺为所述的天青石精矿球团还原焙烧及制备碳酸锶工艺流程为天青石精矿球团还原焙烧→熟料浸取→浸取液除钙→碳酸化→制得碳酸锶产品；其工艺条件为天青石精矿球团粒径为10～15mm；还原时间为30～50min，焙烧温度为1050℃～1150℃，天青石精矿球团与还原剂的重量比例为80∶50～150；熟料浸取分两段进行，一段浸取时间为90min，将上层澄清液与残渣分离，向残渣中注入热水进行二段浸取，二段浸取时间为30min，熟料热水浸取的温度为60℃～100℃，浸取完成后，过滤，用热水将滤渣洗涤3～4次，滤渣滤干；固液分离；浸取液碳酸化条件为按摩尔比为NH4HCO3∶Sr(OH)2＝1∶1，加入NH4HCO3作碳化剂，轻微搅拌60min；溶液除杂的除钙时间为8h，除钙温度为88～90℃，添加适量除钙剂氨聚合物0.1％(重量比)；碳酸化是在净化除杂后的浸取液中加入碳酸氢铵，轻微搅拌，将沉淀物洗涤干净、干燥后即制得碳酸锶产品。
本发明与现有技术相比较有如下有益效果由于本发明采取经破碎工序，棒磨工序，浮选工序，浓缩工序，一段脱泥工序和二段脱泥工序；粗浮选工序，扫选工序，扫精选工序，一级精选工序，二级精选工序，三级精选工序，四级精选工序，五级精选工序制得的天青石精矿在圆盘造球机经天青石精矿与粘结剂/添加剂→配料混均→制备母球→加水加料→母球长大→继续滚动→生球紧密→干燥工序制得天青石精矿球团，再经本发明碳还原焙烧、熟料浸取、除钙、碳酸化制备碳酸锶的工艺制取碳酸锶，使低品位天青石矿(SrSO4含量仅30％左右)的原矿经富集后的还原过程中SrSO4转化率高，比相同条件下块矿焙烧时的转化率高10个百分点以上，效益显著；球团是由粒度小于0.074mm的微细颗粒聚集而成，颗粒堆积时所产生的空隙，在球团内部形成了大量气体通道，这些通道为焙烧过程中还原性气体的扩散提供了较好的条件，使得球团的还原从外到内几乎同时进行，从而使SrSO4的还原速率大大加快。本发明天青石精矿球团还原焙烧制及备锶碳酸工艺适用于我国西部储量丰富的低品位天青石矿生产碳酸锶的加工制备。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。将所述的青海省大风山产天青石矿经破碎工序，棒磨工序，浮选工序，浓缩工序，一段脱泥工序和二段脱泥工序；粗浮选工序，扫选工序，扫精选工序，一级精选工序，二级精选工序，三级精选工序，四级精选工序，五级精选工序制得的天青石精矿在圆盘造球机经天青石精矿与粘结剂/添加剂→配料混均→制备母球→加水加料→母球长大→继续滚动→生球紧密→干燥工序制得天青石精矿球团，再经本发明碳还原焙烧、熟料浸取、除钙、碳酸化制备碳酸锶的工艺制取碳酸锶，所述的天青石精矿球团还原焙烧及制备碳酸锶工艺流程为天青石精矿球团还原焙烧→熟料浸取→浸取液除钙→碳酸化→制得碳酸锶产品；其工艺条件为天青石精矿球团粒径为10～15mm；还原时间为30～50min，焙烧温度为1050℃～1150℃，天青石精矿球团与还原剂的重量比例为100∶30；熟料浸取分两段进行，一段浸取时间为90min，将上层澄清液与残渣分离，向残渣中注入热水进行二段浸取，二段浸取时间为30min，熟料热水浸取的温度为60℃～100℃，浸取完成后，过滤，用热水将滤渣洗涤3～4次，滤渣滤干，固液分离；浸取液碳酸化条件为按摩尔比为NH4HCO3∶Sr(OH)2＝1∶1，加入NH4HCO3作碳化剂，轻微搅拌60min；溶液除杂的除钙时间为8h，除钙温度为88～90℃，添加适量除钙剂氨聚合物0.1％(重量比)；碳酸化是在净化除杂后的浸取液中加入碳酸氢铵，轻微搅拌，将沉淀物洗涤干净、干燥后即制得碳酸锶产品。在生产中，用槽式静态浸取高温除钙，石灰窑碳化，即得到碳酸锶产品(SrCO3＝97％，CaCO3≤0.2％)。
所述的还原焙烧后SrSO4转化率为75～82％；除钙后碳酸锶产品中的CaCO3含量降低至0.2％左右，SrCO3含量大于97％。
所述的除钙工艺应在密封性能好、能承受一定压力的容器中进行。
实施例1。
取粒径为10mm天青石精矿球团80kg，还原剂无烟煤50kg，在窑温达到600℃时天青石球团与无烟煤按上述比例一起直接加入到回转窑内焙烧。焙烧温度为1100℃，还原时间为30min，窑体结构延长了还原性气体在窑内的停留时间，并使窑内的还原性气氛得到加强；另外，还原性气体移向窑尾的过程中，与物料接触会更加充分，因此更有利于SrSO4的转化，SrSO4转化率可达75％。
将经过还原焙烧的天青石精矿球团进行浸取熟料浸取分两段进行，一段浸取时间为90min，将上层澄清液与残渣分离，向残渣中注入热水进行二段浸取，二段浸取时间为30min，熟料热水浸取的温度为60℃，浸取完成后，过滤，用热水将滤渣洗涤3次，固液分离；浸取液碳酸化条件为按摩尔比为NH4HCO3∶Sr(OH)2＝1∶1，加入NH4HCO3作碳化剂，轻微搅拌60min；除钙工艺应在密封性能好、能承受一定压力的容器中进行，溶液除杂的除钙时间为8h，除钙温度为88℃，添加适量除钙剂氨聚合物0.1％(重量比)，除钙后碳酸锶产品中的CaCO3含量降低至0.2％左右；碳酸化是在净化除杂后的浸取液中加入碳酸氢铵，轻微搅拌，将沉淀物洗涤干净、干燥后即制得碳酸锶产品。
碳酸锶产品中SrCO3含量为97％。
实施例2取粒径为11mm天青石精矿球团80kg，还原剂无烟煤100kg，在窑温达到600℃时天青石球团与无烟煤按上述比例一起直接加入到回转窑内焙烧。焙烧温度为1120℃，还原时间为400min，窑体结构延长了还原性气体在窑内的停留时间，并使窑内的还原性气氛得到加强；另外，还原性气体移向窑尾的过程中，与物料接触会更加充分，因此更有利于SrSO4的转化，SrSO4转化率可达80％。
将经过还原焙烧的天青石精矿球团进行浸取熟料浸取分两段进行，一段浸取时间为90min，将上层澄清液与残渣分离，向残渣中注入热水进行二段浸取，二段浸取时间为30min，熟料热水浸取的温度为80℃，浸取完成后，过滤，用热水将滤渣洗涤3次，固液分离；浸取液碳酸化条件为按摩尔比为NH4HCO3∶Sr(OH)2＝1∶1，加入NH4HCO3作碳化剂，轻微搅拌60min；除钙工艺应在密封性能好、能承受一定压力的容器中进行，溶液除杂的除钙时间为8h，除钙温度为89℃，添加适量除钙剂氨聚合物0.1％(重量比)，除钙后碳酸锶产品中的CaCO3含量降低至0.2％左右；碳酸化是在净化除杂后的浸取液中加入碳酸氢铵，轻微搅拌，将沉淀物洗涤干净、干燥后即制得碳酸锶产品。
碳酸锶产品中SrCO3含量为97％。
实施例3。
取粒径为12mm天青石精矿球团80kg，还原剂无烟煤150kg，在窑温达到600℃时天青石球团与无烟煤按上述比例一起直接加入到回转窑内焙烧。焙烧温度为1150℃，还原时间为50min，窑体结构延长了还原性气体在窑内的停留时间，并使窑内的还原性气氛得到加强；另外，还原性气体移向窑尾的过程中，与物料接触会更加充分，因此更有利于SrSO4的转化，SrSO4转化率可达82％。
将经过还原焙烧的天青石精矿球团进行浸取熟料浸取分两段进行，一段浸取时间为90min，将上层澄清液与残渣分离，向残渣中注入热水进行二段浸取，二段浸取时间为30min，熟料热水浸取的温度为100℃，浸取完成后，过滤，用热水将滤渣洗涤4次，固液分离；浸取液碳酸化条件为按摩尔比为NH4HCO3∶Sr(OH)2＝1∶1，加入NH4HCO3作碳化剂，轻微搅拌60min；除钙工艺应在密封性能好、能承受一定压力的容器中进行，溶液除杂的除钙时间为8h，除钙温度为90℃，添加适量除钙剂氨聚合物0.1％(重量比2)，除钙后碳酸锶产品中的CaCO3含量降低至0.2％左右；碳酸化是在净化除杂后的浸取液中加入碳酸氢铵，轻微搅拌，将沉淀物洗涤干净、干燥后即制得碳酸锶产品。
碳酸锶产品中SrCO3含量为97％。
实施例4。
取粒径10-15mm天青石精矿球团，按4T/h速率，还原剂为无烟煤，以1-2T/h的速率混合均匀，连续投入粗转窑焙烧，窑尾温度≥600℃，炉内高温区温度1050～1150℃，还原时间为60min，转窑尺寸2400×48000mm，连续生产7天以上，SrSO4转化率可达82％以上。
将经过还原焙烧后的熟料进行槽式静态浸取4次，水温≥90℃，最后一次洗水SrS浓度≤5/L，固液沉降分离后，渣含SrS≤1％，水分≤25％，渣运渣场后回收处理。浸取液控制浓度SrS50～60g/L，进入连续沉降槽精制除钙，通过蒸汽加热温度≥85℃，澄清2小时以上，达到分离除钙的目的。经过精制的浸取液，通过三塔串联碳化(碳化塔尺寸2000×18000mm)，碳化剂为石灰窑产生的CO2≥32％，O2≤0.1％)，碳化时间1小时，每塔浸取液26～30m3，窑气流量20～25m3/min，压力0.26～0.3Mpa，碳化后的尾气进入回收H2S工序，碳酸锶料浆经脱硫、离心、干燥后得碳酸锶产品，其中SrCO3≥97％，CaCO3≤0.2％，BaCO3≤1.0％。因而，-200目天青石精矿制团后经还原焙烧→浸取→碳化→脱硫→离心→干燥工艺流程生产碳酸锶工艺是可行的。
权利要求
1.一种用天青石精矿球团还原焙烧及制备碳酸锶工艺，所述的还原焙烧后及碳酸锶制备工艺是将产自青海省大风山的天青石矿经破碎工序，棒磨工序，浮选工序，浓缩工序，一段脱泥工序和二段脱泥工序；粗浮选工序，扫选工序，扫精选工序，五级精选工序制得的天青石精矿在圆盘造球机经天青石精矿与粘结剂/添加剂→配料混均→制备母球→加水加料→母球长大→继续滚动→生球紧密→干燥制得天青石精矿球团后，经本发明工艺加工制备，其特征在于所述的天青石精矿球团还原焙烧及制备碳酸锶工艺流程为天青石精矿球团还原焙烧→熟料浸取→浸取液除钙→碳酸化→制得碳酸锶产品；其工艺条件为天青石精矿球团粒径为10～15mm；还原时间为30～60min，焙烧温度为1050℃～1150℃，天青石精矿球团与还原剂的重量比例为100∶30；熟料浸取分两段进行，一段浸取时间为90min，将上层澄清液与残渣分离，向残渣中注入热水进行二段浸取，二段浸取时间为30min，熟料热水浸取的温度为60℃～100℃，浸取完成后，过滤，用热水将滤渣洗涤3～4次，固液分离；浸取液碳酸化条件为按摩尔比为NH4HCO3∶Sr(OH)2＝1∶1，加入NH4HCO3作碳化剂，轻微搅拌60min；溶液除杂的除钙时间为8h，除钙温度为88～90℃，添加适量除钙剂氨聚合物0.1％(重量比)；碳酸化是在净化除杂后的浸取液中加入碳酸氢铵，轻微搅拌，将沉淀物洗涤干净、干燥后即制得碳酸锶产品。
2.根据权利要求1所述的天青石精矿球团还原焙烧及制备碳酸锶工艺，其特征在于所述的还原焙烧后SrSO4转化率为75～82％；除钙后碳酸锶产品中的CaCO3含量降低至0.2％左右，SrCO3含量大于97％。
3.根据权利要求1所述的天青石精矿球团还原焙烧及制备碳酸锶工艺，其特征在于所述的浸取除钙工艺应在密封性能好、能承受一定压力的容器中进行。
全文摘要
本发明涉及一种天青石制备碳酸锶工艺，特别是涉及一种以天青石精矿球团还原焙烧及制备碳酸锶工艺。本发明用天青石精矿球团还原焙烧及制备碳酸锶工艺流程为天青石精矿球团还原焙烧→熟料浸取→浸取液除钙→碳酸化→制得碳酸锶产品；本发明有如下有益效果由于本发明采取碳还原焙烧、熟料浸取、除钙、碳酸化制备碳酸锶的工艺，使低品位天青石矿的原矿经富集后的还原过程中SrCO
文档编号C01F11/00GK1762817SQ20051002161
公开日2006年4月26日 申请日期2005年9月2日 优先权日2005年9月2日
发明者王启民, 余国礼, 尹宏君, 李玉寿, 岳忠, 李光辉, 权炳盛, 李俏梅 申请人:青海金瑞矿业发展股份有限公司