专利名称：复合法以天青石为原料无污染生产碳酸锶的方法
技术领域：
本发明涉及以天青石为原料，综合利用，彻底解决碳酸锶生产过程中对环境的大地和大气的污染问题。
碳酸锶广泛用于化工、轻工、电子工业等，以天青石为原料生产碳酸锶，国内外的生产方法有两种，一为复分解法，一为碳还原法。
复分解法虽可免除硫化氢的污染，但仍有氨气的污染，而且生产流程长，能耗高，应用的化工原料包括酸碱等品种多，近年价格居高不下，设备腐蚀，因而生产成本高，在国内已趋于淘汰，其反应式如下(一).
或(二).
或(三).
或(四).
碳还原法是将天青石和煤混合粉碎煅烧，使硫酸锶还原成硫化锶黑灰，用水浸渍后的锶液经碳酸氢铵或CO2碳化制取，工艺和原料简单，生产成本低，但生成的硫化氢为有毒气体，有的经燃烧放空，但仍为污染大气的二氧化硫，雨后形成酸雨，严重污染环境。有的经处理回收硫黄，硫化钠，或硫脲等(CN1104608A)，但由于流程复杂，投资多、效益不大、有的因陋就简，或者操作不当，因而对生产厂周围环境的污染极为严重。
本发明的方法是总结了所有生产方法的实践经验基础上，提出了一种完全消除环境污染的复合法以天青石为原料无污染生产碳酸锶的综合利用生产方法。本发明方法的工艺和原料简单，生产成本低，产品质量高，既有经济效益又有社会效益。
本发明方法的目的是这样实现的，首先将含硫酸锶50％以上的天青石粉碎磨细至150-200目的细粉，加入到盛有15-25％的碳酸铵溶液(以工业碳酸氢铵和氨水配制)的反应器中，加热到50-100℃，保持反应压力在0-3kg/cm2下，反应1.5-3小时，其反应式如下反应完全后，趁热抽滤，滤液为稀硫酸铵溶液，经浓缩结晶为工业硫酸铵，滤饼为粗碳酸锶细粉，在此细粉中加入HAC或MS，混合均匀制成Φ10-100m/m的小球，在高温炉内保持温度在1100-1250℃煅烧1.5-3小时，得到黑灰色小球然后在50℃以上的热水中浸渍煮沸1小时以上，过滤得锶液，用精制前面煅烧过程中自身放出的CO2进行碳化，达到终点PH＝7-8，最后过滤，洗涤，干燥，即得到高纯度的碳酸锶，其反应式如下
本发明方法所用原料为工业用碳酸氢铵和氨水，用量不大，而且价格比纯碱便宜。本方法综合利用回收为硫酸铵，解决了污染环境的源头，而且硫铵本身也是肥料的一种，不存在与农争肥的问题。在经济上二者价格基本上可抵消，不会增加成本，甚至略有盈余。在碳化过程中，使用本身工艺中产生的CO2，不用碳铵，不用建石灰窑，既可解决氨气的污染，又可节约成本，同时可以得到高纯度的碳酸锶产品。
在整个生产过程中，没有污染环境的废气，废水产生，排放的废渣为含有SiO2CaO，MgO等无污染物，因而特别适合于大规模的工业生产。
附图
为本发明方法的工艺流程图实施例一、称取含SrSO480％以上的天青石细粉(180-200目)100克放在装有300毫升20％的碳酸铵溶液并带有搅拌器的三颈烧瓶中，加热保持反应温度为50-70℃反应三小时，倒出抽滤，得粗碳酸锶细粉75.1克，在此粉中加入HAC4克，搅拌均匀制成Φ10-20m/m小球，放在高温炉中保持温度在1100-1200℃煅烧三小时，然后取出放进500毫升的热水中煮沸1小时以上，趁热抽滤得锶液约350毫升，然后用CO2气体进行碳化到终点pH＝7-8，过滤，洗涤，干燥得到高纯度的成品碳酸锶69.2克。实施例二、称取含SrSO480％的天青石细粉(150-200目)100克放入装有350毫升的18.8％的碳酸铵溶液的钢制反应器中，加热到80-100℃，控制反应压力为2-2.5kg/cm2下，反应二小时，然后放出过滤，滤液经浓缩结晶得工业用硫酸铵约100克。滤饼为粗碳酸锶细粉81克。将此细粉加入MS四克搅拌均匀，制成Φ10-20m/m小球，放在高温炉中，控制温度为1100-1250℃煅烧二小时，取出放进500毫升水中煮沸一小时以上，趁热抽滤得锶液340毫升，然后用CO2进行碳化到终点pH＝7-8，过滤，洗涤，干燥得到高纯度的碳酸锶72.8克。实施例三、重复实施例二的第一步得到的粗碳酸锶细粉加入HAC4克，搅拌均匀，制成Φ20-50m/m的小球，放在高温炉中保持温度在1150-1250℃中煅烧2.5小时，取出后放进500毫升水中煮沸一小时以上，趁热抽滤得锶液320毫升，然后用CO2碳化到终点pH＝7-8，过滤，洗涤，干燥得到高纯度的碳酸锶72.1克。
实施例产品分析结果
权利要求
一、复合法以天青石为原料无污染生产碳酸锶，是把天青石细粉与碳酸铵溶液发生反应生成粗碳酸锶细粉和碳酸铵溶液，堵住了污染环境的源头，然后再把粗锶加工成高纯度的碳酸锶。
二、如权利要求一中使用的天青石细粉规格为150-200目，碳酸铵溶液的浓度为15-25％，其比例为1-1.5∶1，反应温度为60-100℃，反应压力为0-3kg/cm2，反应时间为1.5-3小时。
三、如权力要求二得到的粗碳酸锶细粉加入HAC或MS的混合比例为1∶0.03-0.1，最好为1∶0.05，制成Φ100-10m/m小球，在1100-1250℃的高温炉中煅烧1.5-3小时。得到黑灰色小球。
四、如权利要求三所得的黑灰色小球用50℃以上的热水浸渍，其固液比为1∶5-10，以1∶6较好，浸渍煮沸在1小时以上。
五、如权利要求四得到的锶液，使用煅烧时产生的CO2进行碳化达到终点pH＝7-8，过滤，洗涤，干燥得到高纯度的碳酸锶。
全文摘要
本发明提供了一种复合法以天青石为原料无污染生产碳酸锶的方法。首先将天青石细粉与碳酸铵溶液反应,生成粗碳酸锶细粉和硫酸铵溶液。过滤后的溶液浓缩为硫酸铵副产品。粗碳酸锶细粉加助剂成型,高温煅烧、浸煮、过滤、碳化、干燥得纯度为97%以上的碳酸锶。整个生产过程无污染环境的废气废水产生,工艺简单、技术成熟、生产成本低、投资小,既有经济效益,又有社会效益。特别适合于大规模工业生产。
文档编号C01F11/18GK1178772SQ9611773
公开日1998年4月15日 申请日期1996年10月9日 优先权日1996年10月9日
发明者梁义勋, 贾缉熙 申请人:梁义勋, 贾缉熙