一种高纯金属锶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高纯金属锶的制备方法，其特征在于：采用粉状碳酸锶为原料，加水制成砖型坯料，烘干后进入煅烧设备煅烧，得到砖型的氧化锶，砖型的氧化锶进入粉碎机粉碎后，筛选分级进入氧化锶储罐储存；筛选后的氧化锶中加入铝粒，混合均匀，进入制球机压制成扁球状，再选取预定粒径的扁球状混合料装入料桶进还原罐；在真空条件下，氧化锶被铝还原成金属锶；金属锶在5N氩气环境下冷却；成型、包装后得到高纯金属锶产品，产品纯度质量百分比高于99.9％，其他杂质的质量百分比为：Fe≤0.001％，Mg≤0.003％，Ca≤0.04％，Ba≤0.05％，其他杂质总含量≤0.006％。本发明专利技术对于原料的要求较低，转化率高，产品纯度高，工艺简单，便于实现规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯金属锶及其制备方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种高纯金属锶及其制备方法。
技术介绍
锶是一种银白色带黄色光泽的碱土金属，是碱土金属(除铍外)中丰度最小的元素，在自然界以化合态存在。金属锶在电子信息、化工、轻工、医药、陶瓷、冶金等行业有着广泛的应用。现在国内国际市场需要的金属锶主要是锶含量大于99.5％的普通金属锶，但随着高端工业化的开拓，对锶含量大于99.9％的高纯金属锶及成型的不同形状的高纯金属锶也有着一定的需求。金属锶的传统制备方法主要有熔盐电解法和真空热还原法，熔盐电解法存在原料价格高、产生的氯气污染环境、锶盐的挥发损失大和电解设备腐蚀严重等问题；真空热还原法主要有铝热法和硅热法，其中真空铝热还原法是目前制备金属锶的主要方法，应用传统方法制备的金属锶，普遍存在杂质高的问题，生产纯度大于99.6％的高纯金属锶时，普遍需要采取二次蒸馏提纯，这样会使生产成本会大幅度增加。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术要解决的技术问题是提供一种高纯金属锶制备方法,采用普通的粉状碳酸锶为原料，煅烧、还原、冷却得到高纯金属锶。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高纯金属锶的制备方法，其特征在于：采用粉状碳酸锶为原料，包括如下步骤：第一步，将粉状的碳酸锶加水制成砖型坯料，烘干后进入煅烧设备煅烧，得到砖型的氧化锶；第二步，砖型的氧化锶进入粉碎机粉碎后，筛选分级进入氧化锶储罐储存；第三步，筛选后的氧化锶中加入铝粒，混合均匀，进入制球机压制成扁球状，再选取预定粒径的扁球状混合料装入料桶进还原罐；第四步，在真空条件下，氧化锶被铝还原成金属锶；第五步，金属锶在5N氩气环境下冷却；第六步，成型、包装后得到高纯金属锶产品。进一步的，所述煅烧设备为隧道窑，进入隧道窑前的砖型碳酸锶经烘干，其水分含量小于5％，在隧道窑中的煅烧温度为1400±20℃，煅烧时间为12～15h，煅烧后氧化锶含量≥97％。进一步的，所述砖型坯料尺寸为200～250mm*100～150mm*50～80mm。进一步的，氧化锶与铝粒混合的比例为100:15～100:17。进一步的，还原氧化锶的还原罐真空度为2～8Pa，反应温度为1230℃～1260℃，反应时间为18～24h。进一步的，所述第三步中加入的铝粒粒径为20～100目，压制的扁球状混料的粒径≥10mm。进一步的，接触碳酸锶、氧化锶、扁球状混合料、金属锶接触的设备均为不锈钢材质。一种采用上述的方法制备的高纯金属锶，其特征在于：产品纯度质量百分比高于99.9％，其他杂质的质量百分比为：Fe≤0.001％，Mg≤0.003％，Ca≤0.04％，Ba≤0.05％，其他杂质总含量≤0.006％。本专利技术的有益效果：原材料成本低，成品纯度高，工艺简单，便于实现规模化生产。附图说明图1是本专利技术较佳实施例的立体结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本专利技术。一种高纯金属锶的制备方法，其工艺流程如图1所示，其特征在于：采用粉状碳酸锶为原料，包括如下步骤：第一步，将粉状的碳酸锶加水制成砖型坯料，烘干后进入煅烧设备煅烧，得到砖型的氧化锶；第二步，砖型的氧化锶进入粉碎机粉碎后，筛选分级进入氧化锶储罐储存；第三步，筛选后的氧化锶中加入铝粒，混合均匀，进入制球机压制成扁球状，再选取预定粒径的扁球状混合料装入料桶进还原罐；第四步，在真空条件下，氧化锶被铝还原成金属锶；第五步，金属锶在5N氩气环境下冷却；第六步，成型、包装后得到高纯金属锶产品。进一步的，所述煅烧设备为隧道窑，进入隧道窑前的砖型碳酸锶经烘干，其水分含量小于5％，在隧道窑中的煅烧温度为1400℃，煅烧时间为13h，煅烧后氧化锶含量≥97％。进一步的，所述砖型坯料尺寸为240*115*65mm。进一步的，氧化锶与铝粒混合的比例为100:15～100:17。进一步的，还原氧化锶的还原罐真空度为5Pa，反应温度为1240℃，反应时间为20h。进一步的，所述第三步中加入的铝粒粒径为20～100目，压制的扁球状混料的粒径≥10mm。进一步的，接触碳酸锶、氧化锶、扁球状混合料、金属锶接触的设备均为不锈钢材质。一种采用上述的方法制备的高纯金属锶，其特征在于：产品纯度质量百分比高于99.9％，其他杂质的质量百分比为：Fe≤0.001％，Mg≤0.003％，Ca≤0.04％，Ba≤0.05％，其他杂质总含量≤0.006％。本制备方法的原料采用粉状的碳酸锶，加水制成碳酸锶砖，其尺寸为240*115*65mm，方便烘干煅烧，与其他类似工艺相比，粉状碳酸锶对原料粒径大小要求更低，节约原材料采购成本。制成的碳酸锶砖按照一定的间隔装上窑车，预热烘干至水分含量低于5％，送入隧道窑煅烧，煅烧温度控制在1400°。煅烧完成后，碳酸锶转化为氧化锶，由于隧道窑内煅烧，碳酸锶转化充分，氧化锶含量高于97％。煅烧合格的氧化锶砖进入粉碎机进行粉碎，再经过自动振动筛进行分级，选取合适的颗粒状氧化锶进入氧化锶储罐储存。筛选后的氧化锶加入铝粒，在混料器中混合均匀，送入压球机中压制成扁球形颗粒，再进入筛选机自动筛分，选取合适粒径的扁球状混料装桶，再将料桶送入还原罐中，采用铝热真空换元法，以铝还原氧化锶中的锶，生产高纯金属锶，还原过程中，还原罐中的真空度为5Pa，还原出来的金属锶在5N氩气环境中冷却，全程采用5N氩气保护，防止金属锶在冷却过程中再次氧化，影响产品纯度。本工艺中，所有接触原料碳酸锶，中间物料金属锶、铝粒、混料、金属锶的设备设施均选用不锈钢制成，避免物料与铁接触，防止铁及其中的杂质接触进入物料，影响金属锶中铁的含量。本专利技术的有益之处在于，将粉状的碳酸锶加水制坯成砖型，其尺寸为240*115*65mm，碳酸锶砖装上专用窑车，并按一定尺寸、间隔要求码砖，经预热烘干后，控制进隧道窑碳酸锶砖水分在5％以下，煅烧温度控制在1400℃左右，煅烧后氧化锶含量达到97％以上。本工艺对制砖的碳酸锶粒径要求较宽，可降低原料成本。以上对本专利技术实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本专利技术实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本专利技术实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本专利技术实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯金属锶的制备方法，其特征在于：采用粉状碳酸锶为原料，包括如下步骤：/n第一步，将粉状的碳酸锶加水制成砖型坯料，烘干后进入煅烧设备煅烧，得到砖型的氧化锶；/n第二步，砖型的氧化锶进入粉碎机粉碎后，筛选分级进入氧化锶储罐储存；/n第三步，筛选后的氧化锶中加入铝粒，混合均匀，进入制球机压制成扁球状，再选取预定粒径的扁球状混合料装入料桶进还原罐；/n第四步，在真空条件下，氧化锶被铝还原成金属锶；/n第五步，金属锶在5N氩气环境下冷却；/n第六步，成型、包装后得到高纯金属锶产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种高纯金属锶的制备方法，其特征在于：采用粉状碳酸锶为原料，包括如下步骤：
第一步，将粉状的碳酸锶加水制成砖型坯料，烘干后进入煅烧设备煅烧，得到砖型的氧化锶；
第二步，砖型的氧化锶进入粉碎机粉碎后，筛选分级进入氧化锶储罐储存；
第三步，筛选后的氧化锶中加入铝粒，混合均匀，进入制球机压制成扁球状，再选取预定粒径的扁球状混合料装入料桶进还原罐；
第四步，在真空条件下，氧化锶被铝还原成金属锶；
第五步，金属锶在5N氩气环境下冷却；
第六步，成型、包装后得到高纯金属锶产品。


2.按照权利要求1所述的一种高纯金属锶的制备方法，其特征在于：所述煅烧设备为隧道窑，进入隧道窑前的砖型碳酸锶经烘干，其水分含量小于5％，在隧道窑中的煅烧温度为1400±20℃，煅烧时间为12～15h，煅烧后氧化锶含量≥97％。


3.按照权利要求1所述的一种高纯金属锶的制备方法，其特征在于：所述砖型坯料尺寸为200～250mm*100～150mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健，王永范，段正富，胡建勇，
申请(专利权)人：重庆庆龙新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50