天青石生产优质碳酸锶新工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种催化法生产优质碳酸锶的新工艺。它将天青石粉碎至１００～２００目，加入碳酸铵进行复分解反应后分离为粗碳酸锶和母液。再分别在粗碳酸锶和母液中加入碳酸盐和硫酸盐催化剂进行催化反应，制得碳酸锶精品（ＳｒＣＯ－［３］＞９８％）和硫酸铵（Ｎ≥２１％）。本新工艺省掉了转化法的除钙、除钒和对矿粉酸洗、转化等复杂的工艺流程和大量的投资，而且还具原料利用率高、污染小和质量高、成本低等优点。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用天青石生产碳酸锶的工艺方法。目前，用天青石矿生产碳酸锶，主要工艺方法有碳还原法（参见专利申请号为：88107920.0）、复分解法和转化法。其中，转化法较之前述的两种方法它具有原料利用率较高，污染小等优点;但存在工艺流程长和投资大等缺点。例如：化工部天津化工研究院提出的“碳酸锶的制法”专利申请（申请号：88108923.0），它是将天青石矿粉碎至80～120目，与摩尔比1∶1～3的碳酸铵，液固比1～3∶1的水混合，在60～100℃、0.5～5kg压力下，搅拌进行复分解反应0.5～5小时，得到粗碳酸锶，多余的碳酸铵蒸出后经冷凝回收，粗碳酸锶与能使其转化为可溶性锶盐的铵盐进行转化反应，除渣后，再加入碳酸铵进行反应，然后过滤，滤饼经干燥、粉碎。其特征是粗碳酸锶与至少理论量的氯化铵、硝酸铵、硫化铵、甲酸铵、醋酸铵混合，在70℃以上进行转化反应，碳酸铵挥发逸出反应体系用冷凝法回收，过滤除渣后，加入碳酸铵进行沉淀反应，过滤后，滤液进行蒸发、结晶或浓缩回收。该方法的详细工艺流程图见附图1。本专利技术的目的是设计一种原料利用率高、污染小、工艺流程短和投资小、成本低的用天青石生产优质碳酸锶的新工艺。本专利技术的目的是这样实现的：它将天青石粉碎至100～200目，与重量比为1∶0.5～1的碳酸铵混合于反应器中，在压力＜-->4MPa，温度为70-110℃下进行复分解反应6～8小时，经分离得到粗碳酸锶和滤液。滤液与重量比为1∶0.8～1.5的硫酸盐催化剂，于催化反应器中常压和40～60℃温度内反应，然后过滤、蒸发、结晶、离心，干燥得付产品（NH4）2SO4（硫酸铵）;粗碳酸锶与重量比为1∶0.2∶～0.8的碳酸盐作为催化剂，在催化反应炉中，900～1300℃温度内反应，然后加H2O浸取、过滤、碳化、离心、干燥、粉碎得主产品SrSO3（碳酸锶）。下面结合附图和实施例，对本专利技术的生产新工艺进一步加以详细说明。图1，为转化法生产碳酸锶的工艺流程图。图2，为本专利技术所说的催化法生产碳酸锶工艺流程图。从图2可以看出，本专利技术的工艺流程主要包括三部分工序。即：第一部分有三道工序：粉碎、复分解反应和分离。它将含量为75～85%的天青石矿直接经粉碎机粉碎至100～200目，加入碳酸铵和水于反应器中进行复分解反应。天青石矿粉与碳酸铵重量配比为1∶0.5～1，复分解反应器的压力P＜4MPa，反应温度T：70～110℃，反应时间6～8小时，反应后的物料在板框压滤机分离为滤液和滤饼（粗碳酸锶）。第二部分工序是对分离出来的粗碳酸锶进行催化反应，制得精制优质碳酸锶。即：将板框压滤机分离出的滤饼与其碳酸盐催化剂按配比为1∶0.2～0.8的重量，加入到催化剂反应炉中，在-->900～1300℃温度范围进行反应。一方面将反应炉中产生的气体经除尘和净化，回收CO2，另一方面将反应炉中的氧化锶固体加水浸取，再经过滤、去渣，其滤液中加入回收的CO2进行碳化、离心、干燥、粉碎，制得优质碳酸锶产品（碳酸锶≥98%）。第三部分工序是将第一工序中分离出的滤液中加入硫酸盐催化剂，于催化反应器中反应。滤液与催化剂的配比为1∶0.8～1.5，反应压力为常压，反应温度40～60℃。再将催化反应后的滤液过滤去渣、蒸发、结晶、离心、干燥，制得付产品（NH4）2SO4（N≥21%）。上述第二和第三部分工序中所说的碳酸盐催化剂可以是CaCO3、（NH4）2CO3和Na2CO3，硫酸盐催化剂可以是SrSO4、CaCO3。实施例：第一步：称取3kg80%的天青石矿，放入粉碎机粉碎至150目的天青石矿粉，加入2kg碳酸铵，于复分解反应器中在P：5MPa±1MPa、T：90℃±5℃进行反应6小时后，用板框压滤机分离成2.4kg的粗碳酸锶和0.6m3的滤液。第二步：在2.4kg的粗碳酸锶中加入0.65kgCaCO3，于110℃±10℃温度的催化反应炉中进行催化反应。催化反应过程中产生的CO2气体经除尘、净化回收;同时，将催化反应后的氧化锶加水浸取，过滤去渣，取滤液与催化反应时所回收的CO2进行碳化反应，再经离心、干燥、粉碎，制得SrCO31.35kg（SrCO3≥98%）。-->第三步：将第一步工序中所分离出0.6Hm3滤液，与其SrSO4催化剂，于催化反应器中加以反应，反应温度为40～60℃，压力为常压。再将经催化反应的液体进行过滤去渣，取滤液蒸发、结晶、离心、干燥，制得2.25kg（NH4）2SO4（N≥21%）产品。用本专利技术工序生产的产品质量列表于下：工业碳酸锶  工业硫酸铵SrCO3≥98%N（干基计）≥21%CaCO3≤0.3%H2SO4（游离酸）≤0.05%BaCO3≤0.5%Fe≤0.007%Fe（Fe2O3计）≤0.01%As≤0.00005%Cl-≤0.008Pb≤0.005%S＝≤0.08水不溶物≤0.05%H2O≤0.3H2O≤0.2综上所述，不难看出本专利技术的生产工艺具有以下突出效果：1、用催化剂解决了目前国内外尚未解决的难题粗锶锻烧收率低及硫的回收问题。2、用价廉易得的催化剂取代了转化法腐蚀较严重的盐酸和转化剂。环境污染小。3、转化法用盐酸除钙，用硫酸铵除钡CaCO3＜0.5%，BaCO3＜1.5%，而催化法无需用化工原料除钙、钡，CaCO3＜0.2%、BaCO3＜0.5%，产品SrCO3＞98%，超过国标GB10660-89优级品，国际市场竞争力强。-->4、催化法加工天青石制碳酸锶同转化法相比可将天青石中拌生的5-7%天然SrCO3回收。提高锶收率降低了成本。5、选矿一次成粉，且无酸洗转化系统，流程短、投资小、成本低。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天青石生产优质碳酸锶的新工艺，是将天青石粉碎至１００～２００目，与重量比为：１：０．５～１的碳酸铵混合，于反应器中，在压力为＜４ＭＰａ、温度为７０～１１０℃下进行复分解反应６～８小时，经分离得粗碳酸锶和母液，然后一方面将粗碳酸锶加水浸取、碳化、离心、干燥，得碳酸锶精品，一方面将母液过滤、蒸发、结晶、干燥得硫酸铵。其特征在于：（１）在粗碳酸锶加水浸取之前，先加入与粗碳酸锶重量比为１：０．２～０．８的碳酸盐催化剂，于催化反应炉中，９００～１３００℃温度内进行催化反应，再行加水浸取、碳化，并将催化反应过程中产生的ＣＯ↓［２］气体除尘、净化用于碳化反应，然后再离心、干燥，制得碳酸锶精品；（２）在分离出的母液中加入与母液重量比为１：０．８～１．５的硫酸盐催化剂，于催化反应器中常压和４０～６０℃温度内进行催化反应，然后将催化反应后的母液进行过滤、蒸发、结晶、干燥得硫酸铵。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、一种天青石生产优质碳酸锶的新工艺，是将天青石粉碎至100～200目，与重量比为：1∶0.5～1的碳酸铵混合，于反应器中，在压力为＜4MPa、温度为70～110℃下进行复分解反应6～8小时，经分离得粗碳酸锶和母液，然后一方面将粗碳酸锶加水浸取、碳化、离心、干燥，得碳酸锶精品，一方面将母液过滤、蒸发、结晶、干燥得硫酸铵。其特征在于：(1)在粗碳酸锶加水浸取之前，先加入与粗碳酸锶重量比为1∶0.2～0.8的碳酸盐催化剂，于催化反应炉中，900～1300℃温度内进行催化反应，再行加水浸取、碳化，并将催化反应过程中产生的CO2气体除尘、净化用于碳化反应，然后再离心、干...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾永康，高宏，王西黔，马仁敏，
申请(专利权)人：曾永康，高宏，王西黔，马仁敏，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]