专利名称：天青石精矿制备碳酸锶的方法
技术领域：
本发明属于无机化工材料领域，涉及一种由天青石精矿制备碳酸锶的方法。
背景技术：
碳酸锶是一种重要的锶化合物，是当今世界发展较快的无机化工材料。天青石是制备碳酸锶的主要原料。我国天青石储量极为丰富，约占世界总储量的一半，居世界首位。资源的显著特点是品位低(SrSO4含量20％-40％)、富矿少、钙镁等杂质矿物含量较高，一般不能直接作为生产碳酸锶的原料，必须经过选矿提高品位后才能利用。工业上以天青石为原料制备碳酸锶的方法主要有碳还原法(干法)和复分解法(湿法)。碳还原法对天青石的品质要求高(要求SrSO4含量≥70％、粒度为1-3mm左右)，还原焙烧过程中SrSO4转化成SrS的效率较低(一般只有65％左右)，资源浪费严重；而且生产过程中产生大量含硫或含锶的废水、废气、废渣，易造成严重的环境污染。与碳还原法(干法)相比，复分解法可以利用品位稍低的天青石矿石(含SrSO4为50％-60％)，但其工艺流程长，需消耗大量的酸及Na2CO3或(NH4)2CO3等化工原料，生产成本高，产品质量不稳定。
发明内容
为有效解决以天青石精矿制备碳酸锶存在的问题，为我国储量丰富的低品位天青石资源的利用提供新途径，特提出本发明。
天青石精矿制备碳酸锶的方法，本发明以天青石精矿为原料，包括复分解制备粗碳酸锶、内配碳粗碳酸锶的造球与焙烧、焙烧熟料的热水浸取与除杂、浸取液的碳酸化四个主要工序。
1.复分解制备粗碳酸锶将天青石精矿与1.10-1.15mol/L碳酸钠溶液按液固比为3-5∶1，Na2CO3/SrSO4摩尔比为1.15-1.20混合，在温度为75-90℃的条件下搅拌反应45-60min，使矿石中SrSO4转化为SrCO3。在上述条件下，SrSO4的转化率可达98％-99％。
2.粗碳酸锶焙烧分解将粗SrCO3与焦粉按质量百分比10-12∶1混和，经圆盘造球机造球制成内配碳粗SrCO3球团，然后在焙烧温度为1150-1180℃的条件下焙烧45-60min，使SrCO3分解为SrO。在上述条件下，SrCO3的分解率可达89％-94％。
3.熟料的浸取与除杂将焙烧粗SrCO3获得的含SrO熟料在90-95℃的热水中搅拌浸取60-90min，使SrO转化成Sr2+进入溶液，固液分离，在溶液中加入除Ca2+、Ba2+试剂，于95-100℃的热水中恒温3.5-4.5h除杂，趁热进行固液分离。
4.浸取液的碳酸化在除杂后的浸取液中加入NH4HCO3，控制温度在45-55℃，搅拌45-60min，使溶液的Sr2+生成SrCO3，固液分离，干燥后的滤渣即为碳酸锶产品。
本发明制备的碳酸锶产品中SrCO3的含量大于99％、CaCO3和BaCO3含量均小于0.3％，质量指标优于碳酸锶国家标准GB10660-89。
本发明具有以下特点1.本发明以天青石选精矿为原料制备碳酸锶，制得的SrCO3产品质量好，优于碳酸锶国家标准GB10660-89，为低品位天青石矿的开发利用提供了一条有效途径。
2.与粗碳酸锶直接焙烧相比，内配碳球团技术既减少了焙烧过程中的矿粉损失，又使焙烧时间缩短约50％、焙烧温度降低100℃左右，显著提高了SrCO3的分解率、分解速率和锶回收率。同时，由于焙烧温度明显低于SrSiO3的生成温度，因此采用内配碳球团技术有效解决了直接焙烧过程易结圈的难题。
3.本发明不产生含硫的废水、废气、废渣，环境污染小。
图1本发明的工艺流程示意图。
具体实施例方式
1.将SrSO4品位为75.28％、-200目含量100％的天青石浮选精矿与1.1mol/L碳酸钠溶液按液固比为4∶1、Na2CO3/SrSO4摩尔比为1.2混合，在温度为75℃的条件下搅拌45min，SrSO4的转化率为98.5％。所制备的粗SrCO3与焦粉按质量百分比10∶1混和，加入粘结剂混匀后，用圆盘造球机制成内配碳粗SrCO3球团，然后在焙烧温度为1150℃的条件下焙烧60min，使90.1％SrCO3分解为SrO。含SrO熟料在90℃的热水中搅拌浸取90min，过滤，在滤液中加入除Ca2+、Ba2+试剂，于100℃的热水中恒温4.0h除杂，趁热过滤。在除杂后的浸取液中加入NH4HCO3，控制温度在50℃左右，搅拌45min进行碳酸化反应，过滤、干燥，得SrCO3含量99.3％、CaCO3含量0.21％、BaCO3含量0.30％的碳酸锶产品。
2.将SrSO4品位为80.3％、-200目含量100％的天青石浮选精矿与1.15mol/L碳酸钠溶液按液固比为5∶1、Na2CO3/SrSO4摩尔比为1.15混合，在温度为85℃的条件下搅拌60min，SrSO4的转化率为99.2％。所制备的粗SrCO3与焦粉按质量百分比9∶1混和，加入粘结剂混匀后，用圆盘造球机制成内配碳粗SrCO3球团，然后在焙烧温度为1180℃的条件下焙烧45min，使93.3％SrCO3分解为SrO。含SrO熟料在95℃的热水中搅拌浸取60min，过滤，在滤液中加入除Ca2+、Ba2+试剂，于95℃的热水中恒温4.5h除杂，趁热过滤。在除杂后的浸取液中加入NH4HCO3，控制温度在50℃左右，搅拌45min进行碳酸化反应，过滤、干燥，得SrCO3含量99.1％、CaCO3含量0.26％、BaCO3含量0.28％的碳酸锶产品。
权利要求
1.天青石精矿制备碳酸锶的方法，其特征在于以天青石精矿为原料，包括复分解制备粗碳酸锶、内配碳粗碳酸锶的造球与焙烧、焙烧熟料的热水浸取与除杂、浸取液的碳酸化四个主要工序，具体工艺参数为1)复分解制备粗碳酸锶将天青石精矿与1.10-1.15mol/L碳酸钠溶液按液固比为3-5∶1，Na2CO3/SrSO4摩尔比为1.15-1.20混合，在温度为75-90℃的条件下搅拌反应45-60min，使矿石中SrSO4转化为SrCO3；2)粗碳酸锶焙烧分解将粗SrCO3与焦粉按质量百分比10-12∶1混和，经圆盘造球机造球制成内配碳粗SrCO3球团，然后在焙烧温度为1150-1180℃的条件下焙烧45-60min，使SrCO3分解为SrO；3)熟料的浸取与除杂将焙烧粗SrCO3获得的含SrO熟料在90-95℃的热水中搅拌浸取60-90min，使SrO转化成Sr2+进入溶液，固液分离，在溶液中加入除Ca2+、Ba2+试剂，于95-100℃的热水中恒温3.5-4.5h除杂，趁热进行固液分离；4)浸取液的碳酸化在除杂后的浸取液中加入NH4HCO3，控制温度在45-55℃，搅拌45-60min，使溶液的Sr2+生成SrCO3，固液分离，干燥后的滤渣即为碳酸锶产品。
全文摘要
天青石精矿制备碳酸锶的方法。本发明以天青石精矿为原料，包括复分解制备粗碳酸锶、内配碳粗碳酸锶的造球与焙烧、焙烧熟料的热水浸取与除杂、浸取液的碳酸化过程。本发明与粗碳酸锶直接焙烧相比，使焙烧时间缩短约50％、焙烧温度降低100℃左右，显著提高了SrCO
文档编号C01F11/00GK1923698SQ200510032100
公开日2007年3月7日 申请日期2005年9月1日 优先权日2005年9月1日
发明者姜涛, 李光辉, 范晓慧, 刘牡丹, 黄柱成, 郭宇峰, 许斌, 杨永斌, 朱忠平, 张元波, 董海刚 申请人:中南大学