專利名稱：一種降低碳酸鍶產(chǎn)品硫含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳酸鍶生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種降低碳酸鍶產(chǎn)品游離硫含量的方法。
背景技術(shù)：
碳酸鍶主要用于電子、磁性材料、螢光材料及軍工產(chǎn)品等領(lǐng)域，產(chǎn)品粉體中的碳酸鍶含量和總硫雜質(zhì)含量對應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)和適用性至關(guān)重要。以天青石礦為原料生產(chǎn)碳酸鍶的工藝主要有復(fù)分解轉(zhuǎn)化法和碳還原法。復(fù)分解轉(zhuǎn)化法是將天青石礦粉與碳酸銨反應(yīng)生成粗碳酸鍶，粗碳酸鍶經(jīng)酸(或銨鹽)溶解，精制除去鈣、鋇等雜質(zhì)后得到相應(yīng)的較純凈的鍶鹽溶液，銨鹽溶解時可回收碳酸銨；鍶鹽溶液中加入精制后的碳酸銨碳化得到碳酸鍶產(chǎn)品和銨鹽稀溶液。該方法優(yōu)點在于天青石的利用率較高，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，存在的主要問題是所需礦石品位高，粗碳酸鍶酸溶精制過程消耗大量鹽酸或銨鹽以及大量化工原料，特別是采用銨鹽溶解，碳化的料漿分離濾餅洗滌會產(chǎn)生大量銨鹽稀溶液，循環(huán)利用率低；另外，含銨鹽廢水排放嚴(yán)重污染環(huán)境，受到環(huán)保要求的制約。據(jù)有關(guān)資料顯示，目前世界上采用該工藝的生產(chǎn)裝置已全部關(guān)閉。碳還原法是將天青石礦粉與還原煤粉混合后，在1100 1150°C還原成可溶性的硫化鍶熟料，熱水浸取、分離廢渣后得到硫化鍶溶液，采用CO2碳化得到碳酸鍶產(chǎn)品和副產(chǎn)物H2S氣體，H2S回收后用于生產(chǎn)硫磺或硫脲，這是目前國內(nèi)外最主要的生產(chǎn)方法。該工藝設(shè)備簡單、操作方便，主要問題一是環(huán)境污染嚴(yán)重，含硫“三廢”處理困難，而且存在著硫化氫泄漏等安全隱患；二是產(chǎn)品中硫含量偏高，無法滿足國內(nèi)外用戶對高品質(zhì)碳酸鍶的質(zhì)量要求。通常情況下，上述兩種工藝生產(chǎn)的碳酸鍶產(chǎn)品基本可以滿足一般性的工業(yè)用途， 但碳還原工藝在還原焙燒、浸取及二氧化碳碳化氣體制備過程，受氣壓、氧氣含量和溫度等因素影響，碳化過程極易產(chǎn)生游離的硫磺，并以細(xì)微狀態(tài)分散在分體中，限制了產(chǎn)品在電子材料、合金制備等領(lǐng)域的應(yīng)用。我國是世界上天青石資源儲量最豐富的國家，主要分布在青海柴達(dá)木盆地、湖北黃石、重慶和江蘇溧水等地，隨著多年來開采規(guī)模不斷擴大，礦石儲量呈快速下降趨勢，個別地區(qū)已出現(xiàn)資源枯竭現(xiàn)象。青海柴達(dá)木地區(qū)因工業(yè)發(fā)展水平等條件影響，尚處于天青石資源開發(fā)的初級階段，雖然原礦石品位較低，但儲量占全國近70%，已建成大規(guī)模選礦裝置和碳酸鍶生產(chǎn)裝置，隨著西部資源開發(fā)步伐的加快，將逐步發(fā)展成世界上最重要的鍶產(chǎn)品生產(chǎn)基地。如前所述，受氣候等因素影響，碳酸鍶產(chǎn)品中硫含量偏高，制約了產(chǎn)品在國內(nèi)外市場上競爭優(yōu)勢的發(fā)揮，影響了區(qū)域鍶產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種有效降低處理過程的消耗、避免產(chǎn)生污染的降低碳酸鍶產(chǎn)品硫含量的方法。
為解決上述問題，本發(fā)明所述的一種降低碳酸鍶產(chǎn)品硫含量的方法，包括以下步驟(1)將干燥后的碳酸鍶粉體按1 6 10的固液質(zhì)量比與水混合，并攪拌成均勻料漿；(2)向所述料漿中加入除硫劑，在攪拌狀態(tài)下升溫至90 105°C，并在該溫度下保溫30 120min，得到降硫后的料漿；(3)將所述降硫后的料漿經(jīng)分離后，得到母液和濾餅；所述母液經(jīng)石灰乳沉淀或沉降處理后，得到鈣的硫代硫酸鹽沉淀和凈水，凈水返回碳酸鍶生產(chǎn)工段，鈣的硫代硫酸鹽作為廢渣堆放；所述濾餅經(jīng)洗滌、干燥后，得到降硫后的碳酸鍶產(chǎn)品。

所述步驟(1)中的碳酸鍶粉體是指將天青石礦粉經(jīng)碳還原-水浸取-二氧化碳碳化工藝生產(chǎn)的碳酸鍶產(chǎn)品。所述步驟(2)中的除硫劑是指料漿體系中質(zhì)量濃度為0. 2 0. 5%的亞硫酸鈉與質(zhì)量濃度為0. 2 1. 0%的氫氧化鈉或質(zhì)量濃度為0. 5 1. 6%的碳酸鈉的組合。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明利用化學(xué)藥劑處理的辦法，對青海柴達(dá)木地區(qū)采用高溫碳還原-水浸取_ 二氧化碳碳化工藝生產(chǎn)的因大氣壓力和氧氣含量等因素造成的游離硫含量偏高的碳酸鍶產(chǎn)品進行處理，使碳酸鍶產(chǎn)品中固態(tài)游離硫轉(zhuǎn)化為可溶性硫代硫酸鹽，不但充分降低了產(chǎn)品中游離硫含量，而且提高了碳酸鍶產(chǎn)品質(zhì)量和附加值，達(dá)到國際市場對高品質(zhì)碳酸鍶產(chǎn)品的要求，從而能廣泛適用于下游高端產(chǎn)品生產(chǎn)的需要。2、由于本發(fā)明脫硫處理藥劑用量少，因此，有效地降低了生產(chǎn)成本。3、由于本發(fā)明中處理后的料漿分離后，母液和洗液均循環(huán)利用，因此，不但有效降低了處理過程中的消耗，而且不產(chǎn)生“三廢”污染物。4、本發(fā)明精制過程和設(shè)備簡單，易于操作和控制，也可以與碳酸鍶生產(chǎn)裝置直接進行對接，實用性強。
具體實施例方式實施例1 一種降低碳酸鍶產(chǎn)品硫含量的方法，包括以下步驟(1)將干燥后的碳酸鍶粉體(干燥后總硫含量以S計為0. 6165%，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定總硫含量不超過0.15%。)按1 6的固液質(zhì)量比(kg/kg)與水在再漿槽中混合，并攪拌成均勻料漿。(2)向料漿中加入除硫劑——使料漿體系中亞硫酸鈉、氫氧化鈉質(zhì)量濃度分別為 0.2%,繼續(xù)攪拌溶解，然后泵入密閉反應(yīng)器，在攪拌狀態(tài)下升溫至90°C，使碳酸鍶中的固相游離硫向可溶性鹽轉(zhuǎn)化。然后在該溫度下保溫30min，使固相游離硫轉(zhuǎn)化為可溶性鹽并溶解在液相中，最終得到降硫后的料漿。(3)將降硫后的料漿經(jīng)封閉式離心機以1200r/min的速率分離后，得到母液和濾餅。母液經(jīng)石灰乳沉淀或沉降處理后，得到沉淀物鈣的硫代硫酸鹽沉淀和上層凈水， 該凈水返回碳酸鍶生產(chǎn)工段，用于碳酸鍶生產(chǎn)工藝中黑灰的浸取，鈣的硫代硫酸鹽作為廢渣堆放。
濾餅采用噴淋的方式(在用離心機中用自來水噴淋)進行洗滌，直至濾液經(jīng)化學(xué)定性檢測，不含水溶性含硫物質(zhì)存在為止；然后將濾餅在Iio 115°C溫度下干燥后，得到降硫后的碳酸鍶產(chǎn)品。洗液則用于步驟(1)脫硫處理的配料水。濾餅干燥后按碳酸鍶國標(biāo)分析測試，產(chǎn)品中總硫含量0. 1513 %，除硫效率75. 46 %。產(chǎn)品總硫含量符合國標(biāo)規(guī)定。實施例2 —種降低碳酸鍶產(chǎn)品硫含量的方法，包括以下步驟(1)將干燥后的碳酸鍶粉體(干燥后總硫含量以S計為0. 6165%，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定總硫含量不超過0.15%。)按1 10的固液質(zhì)量比(kg/kg)與水在再漿槽中混合，并攪拌成均勻料漿。(2)向料漿中加入除硫劑——使料漿體系中亞硫酸鈉、氫氧化鈉質(zhì)量濃度分別為 0.5%和1.0%，繼續(xù)攪拌溶解，然后泵入密閉反應(yīng)器，在攪拌狀態(tài)下升溫至105°C，使碳酸鍶中的固相游離硫向可溶性鹽轉(zhuǎn)化。然后在該溫度下保溫120min，使固相游離硫轉(zhuǎn)化為可溶性鹽并溶解在液相中。(3)將降硫后的料漿經(jīng)封閉式離心機以1200r/min的速率分離后，得到母液和濾餅。母液經(jīng)石灰乳沉淀或沉降處理后，得到沉淀物鈣的硫代硫酸鹽沉淀和上層凈水， 該凈水返回碳酸鍶生產(chǎn)工段，用于碳酸鍶生產(chǎn)工藝中黑灰的浸取，鈣的硫代硫酸鹽作為廢渣堆放。濾餅采用噴淋的方式(在離心機中用自來水噴淋)進行洗滌，直至濾液經(jīng)化學(xué)定性檢測，不含水溶性含硫物質(zhì)存在為止；然后將濾餅在110 115°C溫度下干燥后，得到降硫后的碳酸鍶產(chǎn)品。洗液則用于步驟(1)脫硫處理的配料水。濾餅干燥后按碳酸鍶國標(biāo)分析測試，產(chǎn)品中總硫含量0. 1439%,除硫效率76. 66%。產(chǎn)品總硫含量符合國標(biāo)規(guī)定。實施例3 —種降低碳酸鍶產(chǎn)品硫含量的方法，包括以下步驟(1)將干燥后的碳酸鍶粉體(干燥后總硫含量以S計為0. 6165%，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定總硫含量不超過0.15%。)按1 7的固液質(zhì)量比(kg/kg)與水在再漿槽中混合，并攪拌成均勻料漿。(2)向料漿中加入除硫劑——使料漿體系中亞硫酸鈉、氫氧化鈉質(zhì)量濃度分別為 0.3%和0.5%，繼續(xù)攪拌溶解，然后泵入密閉反應(yīng)器，在攪拌狀態(tài)下升溫至10(TC，使碳酸鍶中的固相游離硫向可溶性鹽轉(zhuǎn)化。然后在該溫度下保溫60min，使固相游離硫轉(zhuǎn)化為可溶性鹽并溶解在液相中。(3)將降硫后的料漿經(jīng)封閉式離心機以1200r/min的速率分離后，得到母液和濾餅。母液經(jīng)石灰乳沉淀或沉降處理后，得到沉淀物鈣的硫代硫酸鹽沉淀和上層凈水， 該凈水返回碳酸鍶生產(chǎn)工段，用于碳酸鍶生產(chǎn)工藝中黑灰的浸取，鈣的硫代硫酸鹽作為廢渣堆放。濾餅采用噴 淋的方式(在離心機中用自來水噴淋)進行洗滌，直至濾液經(jīng)化學(xué)定性檢測，不含水溶性含硫物質(zhì)存在為止；然后將濾餅在110 115°C溫度下干燥后，得到降硫后的碳酸鍶產(chǎn)品。洗液則用于步驟(1)脫硫處理的配料水。濾餅干燥后按碳酸鍶國標(biāo)分析測試，產(chǎn)品中總硫含量0. 1526%,除硫效率75. 25%。產(chǎn)品總硫含量符合國標(biāo)規(guī)定。實施例4 一種降低碳酸鍶產(chǎn)品硫含量的方法，包括以下步驟
(1)將干燥后的碳酸鍶粉體(干燥后總硫含量以S計為0. 6165%，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定總硫含量不超過0.15%。)按1 6的固液質(zhì)量比(kg/kg)與水在再漿槽中混合，并攪拌成均勻料漿。(2)向料漿中加入除硫劑——使料漿體系中亞硫酸鈉的質(zhì)量濃度為0. 2%、碳酸鈉的質(zhì)量濃度為0.5%，繼續(xù)攪拌溶解，然后泵入密閉反應(yīng)器，在攪拌狀態(tài)下升溫至90 V，使碳酸鍶中的固相游離硫向可溶性鹽轉(zhuǎn)化。然后在該溫度下保溫30min，使固相游離硫轉(zhuǎn)化為可溶性鹽并溶解在液相中。(3)將降硫后的料漿經(jīng)封閉式離心機以1200r/min的速率分離后，得到母液和濾
餅。 母液經(jīng)石灰乳沉淀或沉降處理后，得到沉淀物鈣的硫代硫酸鹽沉淀和上層凈水， 該凈水返回碳酸鍶生產(chǎn)工段，用于碳酸鍶生產(chǎn)工藝中黑灰的浸取，鈣的硫代硫酸鹽作為廢渣堆放。濾餅采用噴淋的方式(在離心機中用自來水噴淋)進行洗滌，直至濾液經(jīng)化學(xué)定性檢測，不含水溶性含硫物質(zhì)存在為止；然后將濾餅在110 115°C溫度下干燥后，得到降硫后的碳酸鍶產(chǎn)品。洗液則用于步驟(1)脫硫處理的配料水。濾餅干燥后按碳酸鍶國標(biāo)分析測試，產(chǎn)品中總硫含量0. 1522%,除硫效率75. 31 %。產(chǎn)品總硫含量符合國標(biāo)規(guī)定。實施例5 —種降低碳酸鍶產(chǎn)品硫含量的方法，包括以下步驟(1)將干燥后的碳酸鍶粉體(干燥后總硫含量以S計為0. 6165%，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定總硫含量不超過0.15%。)按1 10的固液質(zhì)量比(kg/kg)與水在再漿槽中混合，并攪拌成均勻料漿。(2)向料漿中加入除硫劑——使料漿體系中亞硫酸鈉的質(zhì)量濃度為0. 5%、碳酸鈉的質(zhì)量濃度為1.6%，繼續(xù)攪拌溶解，然后泵入密閉反應(yīng)器，在攪拌狀態(tài)下升溫至105°C，使碳酸鍶中的固相游離硫向可溶性鹽轉(zhuǎn)化。然后在該溫度下保溫120min，使固相游離硫轉(zhuǎn)化為可溶性鹽并溶解在液相中。(3)將降硫后的料漿經(jīng)封閉式離心機以1200r/min的速率分離后，得到母液和濾餅。母液經(jīng)石灰乳沉淀或沉降處理后，得到沉淀物鈣的硫代硫酸鹽沉淀和上層凈水， 該凈水返回碳酸鍶生產(chǎn)工段，用于碳酸鍶生產(chǎn)工藝中黑灰的浸取，鈣的硫代硫酸鹽作為廢渣堆放。濾餅采用噴淋的方式(在離心機中用自來水噴淋)進行洗滌，直至濾液經(jīng)化學(xué)定性檢測，不含水溶性含硫物質(zhì)存在為止；然后將濾餅在110 115°C溫度下干燥后，得到降硫后的碳酸鍶產(chǎn)品。洗液則用于步驟(1)脫硫處理的配料水。濾餅干燥后按碳酸鍶國標(biāo)分析測試，產(chǎn)品中總硫含量0. 1443%,除硫效率76. 59%。產(chǎn)品總硫含量符合國標(biāo)規(guī)定。實施例6 —種降低碳酸鍶產(chǎn)品硫含量的方法，包括以下步驟(1)將干燥后的碳酸鍶粉體(干燥后總硫含量以S計為0. 6165%，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定總硫含量不超過0. 15%。)按1 6的固液質(zhì)量比(kg/kg)與水在再漿槽中混合，并攪拌成均勻料漿。(2)向料漿中加入除硫劑——使料漿體系中亞硫酸鈉的質(zhì)量濃度為0. 3%、碳酸鈉的質(zhì)量濃度為1.0%，繼續(xù)攪拌溶解，然后泵入密閉反應(yīng)器，在攪拌狀態(tài)下升溫至100°C，使碳酸鍶中的固相游離硫向可溶性鹽轉(zhuǎn)化。然后在該溫度下保溫60min，使固相游離硫轉(zhuǎn)化為可溶性鹽并溶解在液相中。(3)將降硫后的料漿經(jīng)封閉式離心機以1200r/min的速率分離后，得到母液和濾
餅。

母液經(jīng)石灰乳沉淀或沉降處理后，得到沉淀物鈣的硫代硫酸鹽沉淀和上層凈水， 該凈水返回碳酸鍶生產(chǎn)工段，用于碳酸鍶生產(chǎn)工藝中黑灰的浸取，鈣的硫代硫酸鹽作為廢渣堆放。濾餅采用噴淋的方式(在離心機中用自來水噴淋)進行洗滌，直至濾液經(jīng)化學(xué)定性檢測，不含水溶性含硫物質(zhì)存在為止；然后將濾餅在110 115°C溫度下干燥后，得到降硫后的碳酸鍶產(chǎn)品。洗液則用于步驟(1)脫硫處理的配料水。濾餅干燥后按碳酸鍶國標(biāo)分析測試，產(chǎn)品中總硫含量0. 1540%,除硫效率75. 02%。產(chǎn)品總硫含量符合國標(biāo)規(guī)定。上述實施例1 6步驟(1)中的碳酸鍶粉體是指將天青石礦粉經(jīng)碳還原_水浸取-二氧化碳碳化工藝生產(chǎn)的碳酸鍶產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種降低碳酸鍶產(chǎn)品硫含量的方法，包括以下步驟(1)將干燥后的碳酸鍶粉體按1 6 10的固液質(zhì)量比與水混合，并攪拌成均勻料漿；(2)向所述料漿中加入除硫劑，在攪拌狀態(tài)下升溫至90 105°C，并在該溫度下保溫 30 120min，得到降硫后的料漿；(3)將所述降硫后的料漿經(jīng)分離后，得到母液和濾餅；所述母液經(jīng)石灰乳沉淀或沉降處理后，得到鈣的硫代硫酸鹽沉淀和凈水，凈水返回碳酸鍶生產(chǎn)工段，鈣的硫代硫酸鹽作為廢渣堆放；所述濾餅經(jīng)洗滌、干燥后，得到降硫后的碳酸鍶產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種降低碳酸鍶產(chǎn)品硫含量的方法，其特征在于所述步驟(1) 中的碳酸鍶粉體是指將天青石礦粉經(jīng)碳還原_水浸取_ 二氧化碳碳化工藝生產(chǎn)的碳酸鍶產(chǎn)
3.如權(quán)利要求1所述的一種降低碳酸鍶產(chǎn)品硫含量的方法，其特征在于所述步驟 (2)中的除硫劑是指料漿體系中質(zhì)量濃度為0. 2 0. 5%的亞硫酸鈉與質(zhì)量濃度為0. 2 1. 0%的氫氧化鈉或質(zhì)量濃度為0. 5 1. 6%的碳酸鈉的組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降低碳酸鍶產(chǎn)品硫含量的方法，該方法包括以下步驟(1)將干燥后的碳酸鍶粉體按1∶6～10的固液質(zhì)量比與水混合，并攪拌成均勻料漿；(2)向料漿中加入除硫劑，在攪拌狀態(tài)下升溫至90～105℃，并在該溫度下保溫30～120min，得到降硫后的料漿；(3)將降硫后的料漿經(jīng)分離后，得到母液和濾餅；母液經(jīng)石灰乳沉淀或沉降處理后，得到鈣的硫代硫酸鹽沉淀和凈水，凈水返回碳酸鍶生產(chǎn)工段，鈣的硫代硫酸鹽作為廢渣堆放；濾餅經(jīng)洗滌、干燥后，得到降硫后的碳酸鍶產(chǎn)品。本發(fā)明可有效降低處理過程的消耗、避免產(chǎn)生污染，使碳酸鍶產(chǎn)品中固態(tài)游離硫轉(zhuǎn)化為可溶性硫代硫酸鹽，不但充分降低了產(chǎn)品中游離硫含量，而且提高了碳酸鍶產(chǎn)品質(zhì)量和附加值。
文檔編號C01F11/18GK102153122SQ20111009638
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者李寧, 李波, 李玉龍, 王壽江, 王樹軒, 祁米香 申請人:中國科學(xué)院青海鹽湖研究所