一种综合利用产锶废渣的方法技术

本发明专利技术属于无机化学技术领域，具体涉及一种综合利用产锶废渣的方法。具体方法为：在产锶废渣中，加入水静置熟化后的废渣；随后加入盐酸，得废渣混合溶液；再调节温度结晶，固液分离，得粗品氯化锶晶体、氯化锶和氯化铝混合溶液。在混合溶液中加入硫酸或硫酸盐溶液，固液分离得粗品硫酸锶固体、氯化铝溶液；将粗品氯化锶晶体复溶，使用氢氧化锶调节pH中性，适当搅拌和静置，固液分离，滤液浓缩即得六水氯化锶或无水氯化锶；复溶六水氯化锶或无水氯化锶，得氯化锶溶液，在氯化锶溶液中加入尿素，再加入脲酶分解尿素，生成所需碳酸锶。本发明专利技术成本低廉、效果明显、回收率高、环境友好，对产锶废渣处理有着重要的现实意义和指导价值。

A Method for Comprehensive Utilization of Strontium-producing Waste Residue

The invention belongs to the technical field of inorganic chemistry, in particular to a method for comprehensive utilization of strontium-producing waste residue. The specific methods are as follows: adding water into the waste residue of strontium production, then adding hydrochloric acid to get the mixed solution of the waste residue; then adjusting the temperature to crystallize and separating solid and liquid to get the mixed solution of crude strontium chloride crystal, strontium chloride and aluminium chloride. Crude strontium sulfate solid and aluminium chloride solution were separated by adding sulphuric acid or sulphate solution in the mixed solution; crude strontium chloride crystal was re-dissolved, pH neutrality was adjusted by strontium hydroxide, stirred and stationary properly, solid-liquid separation and concentration of filtrate to obtain strontium chloride or anhydrous strontium chloride hexahydrate; re-dissolved strontium chloride hexahydrate or anhydrous strontium chloride hexahydrate Strontium chloride solution is obtained by adding urea into strontium chloride solution and urease to decompose urea to produce strontium carbonate. The invention has the advantages of low cost, obvious effect, high recovery rate and environment friendliness, and has important practical significance and guiding value for the treatment of strontium waste residue.

【技术实现步骤摘要】
一种综合利用产锶废渣的方法
本专利技术属于无机化学
，具体涉及一种综合利用产锶废渣的方法。
技术介绍
目前，生产金属锶多为铝热还原法，会产生大量废渣，废渣的主要成分包括氧化铝、碳酸锶等。过去，这部分废渣往往作为固废进行填埋，造成大量资源浪费和环境污染。同时，重庆是工业生产较发达地区，当地各工厂、公司每年会产生大量的副产盐酸，部分重庆当地企业年产副产盐酸数据如下：东安钾肥有限公司年产副产盐酸16万吨；重庆映天辉氯碱化工有限公司年产副产盐酸10万吨；晨光集团公司年产副产盐酸12万吨；巴斯夫中国公司重庆分公司年产副产盐酸10万吨；重庆天原化工有限公司年产副产盐酸12万吨。但一般来说，副产盐酸主要用于钢铁酸洗等，而浓盐酸易挥发，尤其在高温环境下，挥发速度极快，非常容易腐蚀设备、污染环境。因此，如何高效、环保地利用当地现有且产量极大的工业生产副产物--盐酸，是国家和地区工业绿色发展的难题。如果能因地制宜，联合利用重庆当地的盐酸和大量产锶废渣，则可一举多得，不仅解决环境问题，还可节约大量资源、产生一系列高价值副产物。比如，可以生产氯化锶，用于精密仪器生产等；生产硫酸锶，用于配制自调节镀铬溶液等；生产氯化铝，用于净化水资源等。另外，国内对高质量的碳酸锶需求较高，但因这类碳酸锶对粒径、形貌等有较高要求，所以国内目前还没有高效、低成本生产这类碳酸锶的方法。如果能利用这部分废渣生产出高质量碳酸锶，将具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种综合利用产锶废渣的方法。具体的技术方案为：一种综合利用产锶废渣的方法，所述产锶的方法为铝热还原法，所述方法的具体步骤为：(1)熟化：在产锶废渣中，加入重量为废渣重量30～60％的水，随后放置5～10天，得熟化后的废渣；(2)酸化：在熟化后的废渣中加入浓度为30～35％的盐酸，混匀，得游离酸含量为4～6％的废渣混合溶液；(3)结晶：调节废渣混合溶液温度低于35℃，固液分离，得粗品氯化锶晶体、氯化锶和氯化铝混合溶液；(4)沉淀：在所述氯化锶和氯化铝混合溶液中加入氯化锶化学计量关系1.05倍的浓度为25％的硫酸或硫酸盐溶液；固液分离，得粗品硫酸锶固体、氯化铝溶液；(5)提纯：将步骤(3)所述粗品氯化锶晶体复溶于热水中，调节浓度为30～40波美度，升温至75～90℃，使用氢氧化锶调节pH＝7，保温搅拌0.3～0.6h，静置0.3～0.6h，固液分离，滤液浓缩即得六水氯化锶或无水氯化锶。(6)制备碳酸锶：复溶所述六水氯化锶或无水氯化锶，得氯化锶溶液，35～40℃，在所述氯化锶溶液中边搅拌边添加尿素，控制溶液中尿素的浓度为55～65％；待尿素充分溶解后，逐渐降温到20～25℃，待尿素结晶后，再升温至35～45℃，按摩尔比，尿素：脲酶＝1:1～2，边缓慢搅拌边添加脲酶，搅拌反应2～5min；将混合反应液过滤、干燥，即得所需碳酸锶。优选的，步骤(1)所述加水量为废渣重量的50％。优选的，步骤(2)所述盐酸浓度为31％，所述游离酸含量为5％。优选的，步骤(5)所述浓度为35波美度，所述升温温度至80℃，所述保温搅拌时长为0.5h，所述静置时长为0.5h。优选的，步骤(6)所述尿素浓度为：60％；所述尿素：脲酶＝1:1；所述搅拌反应时长为：3min。相应的，一种综合利用产锶废渣的方法，所述产锶为铝热还原还原法，所述方法的具体步骤为：(1)熟化：在产锶废渣中，加入重量为废渣重量30～60％的水，随后放置5～10天，得熟化后的废渣；(2)酸化：在熟化后的废渣中加入浓度为30～35％的盐酸，混匀，得游离酸含量为4～6％的废渣混合溶液；(3)结晶：调节废渣混合溶液温度低于35℃，固液分离，得粗品氯化锶晶体、氯化锶和氯化铝混合溶液；(4)沉淀：在所述氯化锶和氯化铝混合溶液中加入氯化锶化学计量关系1.05倍的浓度为25％的硫酸或硫酸盐溶液；固液分离，得粗品硫酸锶固体、氯化铝溶液；(5)提纯：将步骤(3)所述粗品氯化锶晶体复溶于热水中，调节浓度为30～40波美度，升温至75～90℃，使用氢氧化锶调节pH＝7，保温搅拌0.3～0.6h，静置0.3～0.6h，固液分离，滤液浓缩即得六水氯化锶或无水氯化锶。(6)制备碳酸锶：复溶所述六水氯化锶或无水氯化锶，得氯化锶溶液，室温下，在所述氯化锶溶液中，按摩尔比,氯化锶：尿素＝1:2～5，边搅拌边添加尿素；待尿素充分溶解后，保持室温，再按摩尔比，尿素：脲酶＝1:1～1.5，边搅拌边添加脲酶，搅拌反应4～10min；将混合反应液过滤、干燥，即得所需碳酸锶。优选的，步骤(1)所述加水量为废渣重量的50％。优选的，步骤(2)所述盐酸浓度为31％，所述游离酸含量为5％。优选的，步骤(5)所述浓度为35波美度，所述升温温度至80℃，所述保温搅拌时长为0.5h，所述静置时长为0.5h。优选的，步骤(6)所述氯化锶：尿素＝1:3；所述尿素：脲酶＝1:1；所述搅拌反应时长为4min。本专利技术具有以下有益效果：(1)利用重庆当地现有且产量极大的工业生产副产物：盐酸，对金属锶废渣中的锶铝进行了高效处理，同时辅助环保解决了当地副产盐酸。(2)采取了新的工艺，生产过程不需破碎，酸化过程将固态物料全部转为液态，无固废产生，金属锶废渣中的锶生产氯化锶、硫酸锶，锶的回收率达到95％以上，金属锶废渣中的铝可直接生产液体氯化铝出售或生产结晶氯化铝或聚合氯化铝，铝的回收率95％以上。(3)生产过程中采用密闭设备及安装废气吸收装置，生产现场安全环保。(4)在废水处理过程中，需要大量的净水剂；聚合氯化铝是一种效果极佳的净水剂，但随着铝矿资源的大量开采，铝矿资源越来越少，净水剂价格也水涨船高；从金属锶废渣中回收的铝盐生产氯化铝或聚合氯化铝，恰好可进行就近销售。(5)以废渣、尿素和脲酶为原材料，生成了纯度高、球形、粒径较小的碳酸锶，且未引入新的杂质离子，未使用超重力反应器等昂贵设备，具有重要的推广意义。综上，本专利技术具有成本低廉、效果明显、回收率高、对环境友好的特点，对产锶废渣处理有着重要的现实意义和指导价值。具体实施方式本专利技术的具体操作步骤为：1、熟化废渣：在产锶废渣中，用喷雾法，按60ml/min的速度加入重量为废渣重量30～60％的水，随后放置5～10天，得熟化后的废渣。因为使用铝热还原法得到的产锶废渣呈橄榄形，比较密实，加水熟化的过程，可以使废渣自然散化，且有助于废渣中的各类成分在后续步骤中的反应。加水的时候，速度过快，不利于废渣对水雾的吸收，容易造成水资源浪费且会影响作业环境；加水速度过慢，则影响工作效率，提高生产成本；经反复试验，优选出60ml/min的加水速度。2、酸化：一边搅拌，一边向所述熟化后的废渣中缓慢加入浓度为30～35％的盐酸，得游离酸在5％左右的废渣溶液，随后停止加酸，并持续搅拌1h，得废渣混合溶液。3、冷却结晶：将所述废渣混合溶液放入冷却罐中，一边搅拌一边调节废渣混合溶液温度低于35℃，得到粗品氯化锶晶体、未结晶的氯化锶和氯化铝混合溶液。其中，所述冷却罐上方设置有抽风和吸收酸液的装置，避免盐酸气体挥发污染环境；所述抽风装置和吸收酸液的装置为常规市购的能吸收盐酸气体的装置即可。4、第一次固液分离：对步骤3得到的固液混合物进行固液分离，分离方法可以采用密闭式离心机或压滤机等装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种综合利用产锶废渣的方法，其特征在于：所述产锶的方法为铝热还原法，所述方法的具体步骤为：(1)熟化：在产锶废渣中，加入重量为废渣重量30～60％的水，随后放置5～10天，得熟化后的废渣；(2)酸化：在熟化后的废渣中加入浓度为30～35％的盐酸，混匀，得游离酸含量为4～6％的废渣混合溶液；(3)结晶：调节废渣混合溶液温度低于35℃，固液分离，得粗品氯化锶晶体、氯化锶和氯化铝混合溶液；(4)沉淀：在所述氯化锶和氯化铝混合溶液中加入氯化锶化学计量关系1.05倍的浓度为25％的硫酸或硫酸盐溶液；固液分离，得粗品硫酸锶固体、氯化铝溶液；(5)提纯：将步骤(3)所述粗品氯化锶晶体复溶于热水中，调节浓度为30～40波美度，升温至75～90℃，使用氢氧化锶调节pH＝7，保温搅拌0.3～0.6h，静置0.3～0.6h，固液分离，滤液浓缩即得六水氯化锶或无水氯化锶。(6)制备碳酸锶：复溶所述六水氯化锶或无水氯化锶，得氯化锶溶液，35～40℃，在所述氯化锶溶液中边搅拌边添加尿素，控制溶液中尿素的浓度为55～65％；待尿素充分溶解后，逐渐降温到20～25℃，待尿素结晶后，再升温至35～45℃，按摩尔比，尿素：脲酶＝1:1～2，边缓慢搅拌边添加脲酶，搅拌反应2～5min；将混合反应液过滤、干燥，即得所需碳酸锶。...

【技术特征摘要】
1.一种综合利用产锶废渣的方法，其特征在于：所述产锶的方法为铝热还原法，所述方法的具体步骤为：(1)熟化：在产锶废渣中，加入重量为废渣重量30～60％的水，随后放置5～10天，得熟化后的废渣；(2)酸化：在熟化后的废渣中加入浓度为30～35％的盐酸，混匀，得游离酸含量为4～6％的废渣混合溶液；(3)结晶：调节废渣混合溶液温度低于35℃，固液分离，得粗品氯化锶晶体、氯化锶和氯化铝混合溶液；(4)沉淀：在所述氯化锶和氯化铝混合溶液中加入氯化锶化学计量关系1.05倍的浓度为25％的硫酸或硫酸盐溶液；固液分离，得粗品硫酸锶固体、氯化铝溶液；(5)提纯：将步骤(3)所述粗品氯化锶晶体复溶于热水中，调节浓度为30～40波美度，升温至75～90℃，使用氢氧化锶调节pH＝7，保温搅拌0.3～0.6h，静置0.3～0.6h，固液分离，滤液浓缩即得六水氯化锶或无水氯化锶。(6)制备碳酸锶：复溶所述六水氯化锶或无水氯化锶，得氯化锶溶液，35～40℃，在所述氯化锶溶液中边搅拌边添加尿素，控制溶液中尿素的浓度为55～65％；待尿素充分溶解后，逐渐降温到20～25℃，待尿素结晶后，再升温至35～45℃，按摩尔比，尿素：脲酶＝1:1～2，边缓慢搅拌边添加脲酶，搅拌反应2～5min；将混合反应液过滤、干燥，即得所需碳酸锶。2.根据权利要求1所述的综合利用产锶废渣的方法，其特征在于：步骤(1)所述加水量为废渣重量的50％。3.根据权利要求1所述的综合利用产锶废渣的方法，其特征在于：步骤(2)所述盐酸浓度为31％，所述游离酸含量为5％。4.根据权利要求1所述的综合利用产锶废渣的方法，其特征在于：步骤(5)所述浓度为35波美度，所述升温温度至80℃，所述保温搅拌时长为0.5h，所述静置时长为0.5h。5.根据权利要求1所述的综合利用产锶废渣的方法，其特征在于：步骤(6)所述尿素浓度为：60％；所述尿素：脲酶＝1:1；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小鸿，王永范，黄向，龚能，罗秀华，赵百龙，
申请(专利权)人：重庆元和精细化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50