碳酸锶的生产方法技术

本发明专利技术提供了一种以天青石为原料，碳还原法焙烧，热水浸渍，得到的锶液用二氧化碳进行碳酸化制备高纯度的碳酸锶，尾气中的硫化氢可用空气氧化还原回收硫磺的无环境污染的碳酸锶生产方法，所得碳酸锶纯度在９７％以上，工艺简单、技术成熟，生产成本低，特别适合于大规模的工业化生产。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种无机化合物的生产方法，特别是关于碳酸锶的生产方法。碳酸锶广泛用于化工、轻工及电子工业。用天青石为原料生产碳酸锶，目前国内外的生产方法可归纳为两大类。一类是复分解法，另一类是碳还原法[《华西医科大学学报》18（3），215-217;US4，666，688;Jp59-83，934;《化学世界》25（11），405-407，1984;CN1，052，465A，CN1，0305  61A，CN1，042，886A]复分解法是将天青石磨浆，加碳酸钠或碳氨溶液，将硫酸锶转化成粗碳酸锶，再用酸溶解，碱中和，除去不溶物，然后用碳酸氢铵沉淀出碳酸锶。反应式如下：复分解法可免去H2S的污染，但不能消除NH3的污染，且流程长，能耗高，酸碱腐蚀设备，生产成本高，在国内已日趋淘汰。碳还原法，俗称“黑灰法”，是目前国内生产碳酸锶的主要方法。该法系将天青石粉与煤粉混合，焙烧，使硫酸锶还原成硫化锶。焙烧后的料粉称为“黑灰”。黑灰用水浸渍，过滤，得锶液，为氢氧化锶和硫氢化锶的混合溶液。锶液中加碳酸氢铵使碳酸锶沉淀出来。反应式如下：-->碳还原法质量好，成本低。但在碳酸化反应时，有极毒的硫化氢和有毒的氨气放出，污染环境，这是目前国内所有厂家生产中存在的严重问题。CN1052465A提供了一处解决硫化氢污染的方法，是在锶液中加入金属氧化物，生成金属硫化物以除去锶液中的硫离子。但在碳酸化反应时仍采用碳酸氢铵，因而仍然存在氨气的污染。特别是，其金属硫化物焙烧时，产生的二氧化硫仍需回收，否则还将污染环境，而且生产成本大幅度增高。本专利技术的目的在于提供一种高纯度的碳酸锶的生产方法，同时能以较低成本消除氨气和硫化氢的污染问题。本专利技术的目的是这样实现的：以含硫酸锶80%以上的天青石粉与煤粉按1∶0.35～0.45的比例混合，在缺氧情况下于反射炉或转化炉中用1100-1300℃的还原火焰焙烧0.5小时以上，得到的黑灰用5-15倍的50℃以上的热水浸渍1小时以上，过滤后得到纯净的锶液，再通入纯净的二氧化碳，按下式进行碳酸化反应：得到高纯度的碳酸锶，所产生的硫化氢气体可以用碱液吸收制硫化钠或加入空气在200℃以上氧化还原成硫磺。碳酸化反应所用的纯净的二氧化碳可按下法获得：建立石灰窑，按照下式CaCO3→CaO+CO2↑反应，窑顶出来的窑气经水洗后，用浓度大于10%（重量）的碳酸钠或碳酸钾溶-->液（贫液）吸收其中的二氧化碳，得到的溶液称为富液，再将富液于100℃以上解吸得到纯净的二氧化碳，解吸后的溶液又成为贫液，用于循环吸收窑气中的二氧化碳。碳酸化反应可在泡罩塔中进行，纯净的锶液由塔顶进入塔内，逐板向下流动，二氧化碳由塔底送入，逐板鼓泡向上流动，通过计算可得适当的塔板数，并在操作中控制二氧化碳与锶液的流量，可使塔底流出的锶浆全部碳酸化，塔顶的气体含硫化氢达70%以上。锶浆经脱水、洗涤、干燥得到高纯度的成品碳酸锶。塔顶的气体导入碱液可得到硫化钠，反应式为：H2S+NaOH→Na2S+H2O或混入计算量的空气一起导入氧化还原反应器，反应器中最好加入氧化铝系列催化剂，在200℃以上进行下述反应：得到硫磺，回收硫磺后的尾气还可进一步用碱液或石灰乳净化，并生成亚硫酸钠（钙），反应式为：SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O，可确保不污染环境。本专利技术在碳酸化反应中使用二氧化碳，不用碳铵，从根本上免除了氨气的污染，又降低了生产成本，不与农业争肥料。尾气中的硫化氢清除工艺周全，简单，技术成熟可靠，比现有技术（CN1052465A）工艺流程短，成本低，还可回收贵重的化工原料硫磺，并可确保无环境污染。本专利技术所得碳酸锶纯度高，可达97%以上，且特别适用于大规模的工业化生产。附图为本专利技术中碳酸锶-硫磺联产工艺流程框图。实施例1：将天青石粉与煤粉按1∶0.35的比例混合，在高温反应管中经1150-1250℃焙烧2小时，冷却，取-->黑灰200克，加水3000毫升，加热煮沸1小时，趁热抽滤得滤液（锶液）1350毫升，将滤液盛入2000毫升的四颈瓶中，控制溶液温度60-65℃，在搅拌下通入二氧化碳气体进行碳酸化反应得到锶浆。尾气经碱液洗涤后用抽气泵排出，无硫化氢气味。取样检查锶浆PH＝7-8为反应终点，总计用二氧化碳95升，过滤，洗涤，烘干得碳酸锶87克。实施例2：净化的锶液比重为1.06，温度60℃，用二氧化碳气体进行碳酸化反应。碳酸化装置为50×1000毫米的不锈钢填充塔，塔内填有6×10毫米的玻璃圈填料。塔通过直径400×600毫米的铁皮制氧化还原反应器，碱液洗涤器与抽气机相串连。由塔底计量送入二氧化碳气体，流量为每为15升。塔顶加入锶液，由塔顶出来的含硫化氢气体导入装有氧化铝的氧化还原反应器，并控制进入的空气量使温度保持在200℃以上，进行氧化还原反应。反应器上部以冷水冷却降温。放出的尾气，再经碱液洗涤器鼓泡洗涤，经抽气机排空。调整锶液进入量，使流出的锶浆能碳酸化完全。控制一定流量的空气使排出的尾气硫化氢能进行氧化还原反应，并计量、计时保持稳定操作20分钟，得锶浆19.2升，过滤，洗涤，干燥得碳酸锶1320克，铁皮制氧化还原反应器内收集得硫磺128克。产品分析结果SrCO3BaCO3CaCO3CI-SO4=Fe2O3H2O实施例1＞97％＜1.5%＜0.2%＜0.01%＜0.13%＜0.01%＜0.5%实施例2＞98％＜1.0%＜0.2%＜0.01%＜0.13%＜0.01%＜0.5%本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳酸锶的生产方法，以含硫酸锶８０％以上的天青石粉与煤粉按１∶０. ３５－０. ４５的比例混合，在缺氧情况下于反射炉或转炉中用１１００－１３００℃的还原火焰焙烧０. ５小时以上，得到的黑灰用５－１５倍５０℃以上的热水浸渍１小时以上，过滤得到锶液，其特征在于将纯净的二氧化碳气体通入锶液进行碳酸化反应，制备高纯度的碳酸锶，碳酸化反应中产生的硫化氢气体用碱液吸收制硫化钠或在２００℃以上用空气氧化还原制备硫磺。

【技术特征摘要】
1、一种碳酸锶的生产方法，以含硫酸锶80%以上的天青石粉与煤粉按1∶0.35-0.45的比例混合，在缺氧情况下于反射炉或转炉中用1100-1300℃的还原火焰焙烧0.5小时以上，得到的黑灰用5-15倍50℃以上的热水浸渍1小时以上，过滤得到锶液，其特征在于将纯净的二氧化碳气体通入锶液进行碳酸化反应，制备高纯度的碳酸锶，碳酸化反应中产生的硫化氢气体用碱液吸收制硫化钠或在200℃以上用空气氧化还原制备硫磺。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁义勋，王馨栋，
申请(专利权)人：梁义勋，王馨栋，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]