一种生产硫化锶的新方法

专利名称：一种生产硫化锶的新方法
技术领域：
本发明涉及硫化锶的又一生产方法，涉及化工行业中用 天青石(SrS04)和煤(C:)为原料生产硫化锶(SrS)的生产工艺方法。
背景技术：
现有生产硫化锶的生产方法都与文献《化工工艺手册》 (上海科学技术出版社1992年2月出版，江体乾主编)报道相同，该文 献P148 149公开的硫化锶的生产方法为已有技术，该生产方法是将天 青石矿和煤(普通煤或焦炭)经适当破碎后，按照矿石中锶含量和煤的 含量采用适当的矿煤配比，通常在h 0.35 0.6 (质量比)，再粉碎至 20目，然后送入转炉中，在1100 120(TC下焙烧，焙烧吋间为0.5 lh， 从转炉出来的烧结料便是硫化锶产品。
天青石在转炉内被还原为SrS以下列几种方式进行-SrS04+4C — SrS+4C0 (1) SrS04+2C — SrS+2C02 (2) SrS04+4CO — SrS+4C02 (3) 其中天青石在转炉中主要是按(3)式被还原为硫化锶。文献《化工 工艺手蕭》中公开的生产硫化锶的现有技术存在着一些不足问题，这些 问题是-
i、硫酸锶转化为硫化锶的转化率低， 一般只有70%左右。由于转 化率低，粗产品中硫化锶的含量一般只有40 50%左右。这就极大的浪 费资源，同时在加工生产锶盐时，产生大量的废渣，污染环境。
2、煤耗高。煤耗高是两方面的原因造成的， 一个方面是还原用的原 料煤用量大，另一方面是燃烧需要的燃料煤用量大。生产1吨粗硫化锶
需标准煤(发热量7000kcal/kg) 0.8吨，普通煤约为1吨。
以上不足是由于文献《化工工艺手册》现有技术的生产方法不够合 理造成的。在硫酸锶(SrSO》还原为硫化锶(SrS)的过程中，有SrS04 与C的固-固反应和SrSOi与CO的固-气反应两种方式。在转炉中，由 于不断转动，天青石与煤很难紧密接触，根本实现不了 SrS04与C的固 -固反应，只有依靠SrS04与CO的固-气反应来实现SrS04转化为SrS。 但是窑炉内的气体不是只有CO，还有大量的N2、 02、 C02等其它气体， 这些气体必然会起隔离和屏蔽作用，使CO与SrS04的反应不完全，还 有可能使生成的SrS又被氧化成SrS04，或者与(302反应生成SrCCV等 副反应发生。以上就是造成SrS04转化为SrS的转化率低的原因，另一 方面就是转炉-保温效果差，热辐射大，气流量大，热损失大，也是造成 能耗高的原因。
本发明的目的是为了克服已有的硫化锶生产方法中存在的SrS04转 化为SrS的转化率低，严重浪费天青石资源，以及能耗高的缺点，提出 了一种能够节资降耗的生产SrS的生产新方法。该方法可以使SrS04转 化为SrS的转化率提高30%，节约资源30%，同时节约能源30%
发明内容
:本发明是这样实现的:将原料天靑石和煤分别破碎到一
定的粒度后，再将天青石中SrS04和煤中碳C按摩尔比为1: 2.0 2.5进 行配料，配料后经混匀，再粉磨细度至80 — 150目，加水制成球状物或 者小块状物，装入匣钵(匣钵大小及形状可根据隧道窑大小及窑车大小 而适当配制， 一般为圆筒状)中，加盖，将匣钵堆放在窑车上。匣钵可
上下重叠堆放，匣钵的前后左右要保持一定间隔距离，作为烟道和火道， 然后将装上匣钵的窑车推入隧道窑或轮窑或倒焰窑或其它块状物烧结窑
炉中，用煤、煤气、天然气或其他加热方式将窑内高温带加热至700 1300 °C，并在该温度下保持1.5-3.0小时。通过高温加热后，装在匣钵中的料 球或料块中的C与SrS04发生了氧化还原反应 SrS04+2C — SrS+2C02
将窑车从窑内推出，经冷却后，将匣钵的熟料球或块倒出便得到粗 硫化锶产
本发明有以下特征和有益效果；
1、 本发明的烧结方式和煅烧使用的设备及工艺与文献《化工工艺手 册》中的技术不同。文献中的现有技术是将天青石原料和煤制成料粒或 料粉在转炉中煅烧，本法是将天青石和煤通过粉磨后制成生料小球或小 块，放入匣钵中，再将匣钵放入块状烧结窑炉(包括隧道窑、轮窑、倒 焰窑或反射窑)中煅烧。
2、 本发明技术在SrSCV被煤还原为SrS的主要化学反应机理与文献 《化工工艺手册》中主要化学反应机理不同。本发明由于是通过天青石
与煤粉磨后通过加水压紧制球或块，使SrS04与C形成紧密接触，SrS04 与C主要通过固-固反应来实现SrS04转化为SrS。主要化学反应为-SrS(V2C — SrS+2C02
文献中现有技术主要是通过SrS04与CO的气-固反应来实现SrSQ4 转化为SrS。主要化学反应为 SrS04+4CO — SrS+4C02
3、 本发明技术比文献已有技术在生产硫化锶时耗煤量少。本发明中
1摩尔SrSCU转化为1摩尔SrS只需要消耗2摩尔C，而文献《化工工 艺手册》中现有技术1摩尔SrS04转化为1摩尔SrS需要消耗4摩尔C， 因此本发明还原用煤比现有技术还原用煤少了 一半，同时本发明烧结工 艺是采用平顶隧道窑进行烧结，隧道窑由于保温性能好，余热回收好， 比文献现有技术用回转窑烧结在燃料煤上节省很多。总的来说，本发明 比现有技术耗煤量至少少30%。
4、 本发明对天青石资源的利用率高。本发明的烧结工艺是采用 SrSC)4与C紧密接触，使SrSCV被C还原充分，因此Si'S04转化为SrS 的转化率高，可达95%以上。而文献已有技术的烧结工艺是粉粒状原料 在回转窑烧结，主要是SrS04与CO的固-气反应。SrSCV被CO还.原的 机率还受窑炉内的N2、 02、 CXV等其它气体的屏蔽影响，使SrS。4转化 为SrS的转化率降低，其转化率一般只有60 70%。因此本发明比已有 技术对SrS()4的利用率提高30%。
5、 本发明由亍SrS04转化为SrS的转化率高，则粗SrS产品中SrS 含量高。锶盐的系列产品都是将粗SrS产品溶于水中并过滤除渣后，加 入其它相关的化学原料得到相关的系列产品。本发明由于粗SrS产品中 SrS含量高，水溶后渣量就少。文献的已有技术生产的粗SrS产品中SrS 含量低，水溶后渣量就大，渣的排放对环境污染大，因此本发明可以对 锶盐系列的生产对环境影响得到很大改善。
具体实施例方式
实施例i-
实施原料
天青石8^04含量为75.0%，天青石原料采集点为青海省德令哈自
治州大风山金瑞矿业股份公司。
煤；含碳(C)量为65%，灰份为20%，煤采集点为贵州省开阳县。
实施地点贵州省镇远县金贝化工有限公司 实施方法-
先将天青石和煤破碎至小3mm以下粒度，将天青石中SrS04与煤中 碳C按摩尔比1; 2.1配料(用电子秤配料)，混匀粉磨至120目，筛余 量小于5%，生粉料加入少量水后，制成料球，将料球装入匣钵(匣钵 大小为420cm，高30em)中，盖上盖，然后将匣钵放到隧道窑车上， 将窑车推入隧道窑中煅烧，煅烧温度高温带为95(TC，煅烧吋间为2, 5h。
实施结果-
得到的粗硫化锶产品，经分析测试SrS含量为63.0%，天青石SrS04 的转化率为99.9%。 实施例2-
实施原料
天青石SrS04含量为75.0%，天青石原料采集点为青海省德令哈自 治州大风山金瑞矿业股份公司。
煤-含碳(C)量为60%，灰份为22%，煤采集点为贵州省凯里市 炉山煤矿。
实施地点贵州省镇远县金贝化工有限公司 实施方法；
先将天青石和煤破碎至43mm以下粒度，将天青石中SrS04与煤中 C按摩尔比l: 2.2配料(用电子秤配料)，混匀粉磨至100目，筛余量 小于5%，生粉料加入少量水后，制成料球，将料球装入匣钵(匣钵大
小为4)20cm，高30cm)中，盖上盖，然后将匣钵放到隧道窑车上，将 窑车推入隧道窑中煅烧，煅烧温度高温带为IIOCTC，煅烧吋间为1.5h。 实施结果-
得到的粗硫化锶产品，经分析测试SrS含量为61.6%，天青石SrS04 的转化率为99.8%。
实施例3:
实施原料；天青石SrSO4含量为75.0M，天青石原料采集点为青海 省德令哈自治州大风山金瑞矿业股份公司。
煤-含碳(C)量为65%,灰份为20%，煤采集点为贵州省开阳县。
实施地点贵州省镇远县金贝化工有限公司
实施方法-
先将天青石和煤^S碎至4)3mm以下粒度，将天青石中SrS04与煤中 C按摩尔比h 2.0配料(用电子秤配料)，混匀粉磨至150目，筛余量 小于5%，生粉料加入少量水后，制成料球，将料球装入匣钵(.匣钵大 小为小20cm，高30cm)中，盖上盖，然后将匣钵放到隧道窑车上，将 窑车推入隧道窑中煅烧，煅烧温度高温带为70(TC，煅烧时间为3,0小 时。
实施结果-
得到的粗硫化锶产品，经分析测试SrS含量为51.5%，天青石SrS04 的转化率为86%。 实施例4-
实施原料:天靑石:SrSO4含量为75.0M，天青石原料采集点为靑海
省德令哈自治州大风山金瑞矿业股份公司。
煤含碳(C)量为65%，灰份为20%，煤采集点为贵州省开阳县。
实施地点贵州省镇远县金贝化工有限公司
实施方法-
先将天青石和煤破碎至4)3mm以下粒度，将天青石中SrS04与煤中 C按摩尔比l: 2,5配料(用电子秤配料)，混匀粉磨至80目，筛余量小 于5%，生粉料加入少量水后，制成料球，将料球装入匣钵(匣钵大小 为4)20cm，高30cm)中，盖上盖，然后将匣钵放到隧道窑车上，将窑 车推入隧道窑中煅烧，煅烧温度高温带为130(TC，煅烧时间为l小吋。
实施结果-
得到的粗硫化锶产品，经分析测试SrS含量为60.5%，天青石SrS04 的转化率为98.0%。
从上述实施例可知，天青石中s，'so4和煤中碳c摩尔配比应略高于
理论量l; 2.0，但若煤量过高，虽然能达到同样效果，但煤的浪费较大，
天青石中SrS04和煤中碳按摩尔比为h 2.1 2.2为最好。在最好配比 的条件下，焙烧温度越高，焙烧时间就短，焙烧温度越低，焙烧时间就 长，但焙烧温度低于700t:即使焙烧时间再长，效果也不好，还原焙烧 温度95。C吋'焙烧吋间2.5小时；焙烧温度:i()oot::时，焙烧吋间1,5 小时效果最好。对于固-固反应，粉碎粒度越细，越有利于反应进行，本 发明一般粒度在80 150目即可，最佳试验粒度12(0目。
权利要求
1.一种生产硫化锶的新方法，其特征是将破碎后的天青石和煤，按天青石中SrSO4和煤中碳的摩尔比1.0∶2.0-2.5原料配比进行配料，混匀后，再经过粉磨至80-150目，并经加水制成球状或小块状物后装入匣钵中，加盖，然后将装有料球或料块的匣钵放入隧道窑或轮窑或倒焰窑或其它块状烧结窑炉中，在700℃-1300℃的烧结温度下进行还原焙烧1.5-3.0小时，而得到高含量的硫化锶产品。
2. 根据权利要求1所述的一种生产硫化锶的新方法，其特征是原料配比是 指天青石SrS04和煤中碳C按摩尔比1. 0: 2. 1 2. 2进行配料。
3. 根据权利要求1所述的一种生产硫化锶的新方法，其特征是烧结窑炉是隧道窑最佳。
4. 根据权利要求1或2或3所述的—-种生产硫化锶的新方法，其特征是还 原焙烧温度是95CTC ，焙烧时间2, 5小时或焙烧温度为IOO(TC焙烧时间1. 5小 时。
5. 根据权利要求4所述的一种生产硫化锶的新方法，其特征是原料粉碎粒 度120目。
全文摘要
本发明涉及一种生产硫化锶的生产方法。该方法是将破碎后的天青石和煤按天青石中SrSO₄和煤中碳按摩尔比1∶2.0～2.5的原料配比进行配料，经粉磨至80-150目，加水制成球状物和小块状物，然后装入匣钵中，将装有料球或料块的匣钵放入隧道窑、轮窑、倒焰窑等块状窑炉进行还原焙烧。它与传统的生产方法相比，具有天青石资源的利用率高，煤耗低，生产稳定易于控制等优点。
文档编号C01B17/00GK101112975SQ200710077768
公开日2008年1月30日 申请日期2007年5月23日 优先权日2007年5月23日
发明者张西兴, 朱云勤, 胡兆平, 马武权 申请人:马武权