[发明专利]一种利用氢冶金技术生产高纯碳酸锶的方法

说明书

本发明公开了一种利用氢冶金技术生产高纯碳酸锶的方法，包括如下步骤：步骤1、制备天青石球团；步骤2、将天青石球团在回转窑预热后送入流化床反应器内，向流化床反应器中通入氢气，得硫化锶球团；步骤3、将硫化锶球团浸入水中，得氢氧化锶水溶液；步骤4、将氢氧化锶水溶液中加入到反应釜中，继续加入结构导向剂，并通入二氧化碳，在一定温度下进行反应，反应产物经过滤、洗涤后得纺锤状的高纯碳酸锶。本发明利用氢冶金取代碳冶金，减少含碳能源使用，消除了碳排放；并且氢气的分子量小、穿透力强、扩散能力强，还原效果好，能够加快反应速率，提高生产效率；同时过程中采用COsubgt;2/subgt;作为酸化剂和沉淀剂，可以消耗COsubgt;2/subgt;。

技术领域

本发明涉及一种利用氢冶金技术生产高纯碳酸锶的方法，属于材料技术领域。

背景技术

碳酸锶是有着重要作用的无机工业原料，主要用于电子陶瓷、冶金、焰火、彩色显像管玻壳、磁性材料及其它锶盐的制备原料。碳酸锶应用于铁酸盐中，可以改善铁酸盐的磁学性能。近几年来，伴随国内制造行业的不断发展，带动了无线电元件、磁性材料及工业陶瓷的发展，进而对高品质的碳酸锶的需求量也持续攀升。

专利CN201610179044.4、CN200610042950.6以天青石为原料，采用复分解法生产碳酸锶，存在反应过程较慢、工艺流程长且复杂、不易控制，锶的转化率较低，添加HCl、Na₂CO₃、NH₄HCO₃等，消耗大量化工原料，废水排放量大，能耗高，污染生态环境，导致造成了生产成本普遍偏高、产品纯度和质量不稳定等难题。专利CN200510057057.6以天青石为原料，采用碳还原法生产碳酸锶，天青石碳还原法制备高纯碳酸锶是我国目前使用最为普遍的方法，该工艺路线比较成熟，工艺过程、设备比较简单，经济效益好，但该工艺生产过程中锶的利用率不高，工作环境也极其恶劣，并且在以碳为还原法的过程中，碳用量大、还原温度高、还原时间长，导致能耗高、碳排放量大，并且会产生大量的SO₂、NO_x、氨气、硫化氢等污染气体排放和大量渣、尘等固废排放，污染严重。

发明内容

本发明的目的是，针对上述情况，本发明提供一种利用氢冶金技术生产高纯碳酸锶的方法，采用该方法可实现纯度高的优质碳酸锶，同时可避免传统碳还原法制备碳酸锶时碳排放量大、污染严重的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种利用氢冶金技术生产高纯碳酸锶的方法，包括如下步骤：

步骤1、将天青石矿石进行粉碎、过筛，加入粘结剂，经配料、混合、造球、干燥，制得天青石球团；

步骤2、将步骤1得到的天青石球团在回转窑预热后送入流化床反应器内，向流化床反应器中通入氢气，天青石球团经过还原后，得硫化锶球团；

步骤3、将步骤2得到的硫化锶球团浸入水中，升温溶解，氢氧化钠调节溶液pH值，加入离子沉淀剂，搅拌一定时间后进行热过滤、滤液冷却重结晶，滤除结晶后，得氢氧化锶水溶液；

步骤4、将步骤3得到的氢氧化锶水溶液中加入到反应釜中，继续加入结构导向剂，并通入二氧化碳，在一定温度下进行反应，反应产物经过滤、洗涤后得纺锤状的高纯碳酸锶；由于具有特殊形貌以及较高纯度，生产的高纯碳酸锶在陶瓷加工、光电材料以及磁性材料领域有广阔的应用前景。

步骤1所述的粘结剂为石墨或碳纤维，天青石矿石粉碎、过筛后获得天青石矿粉，天青石矿粉的粒度不小于250目，天青石矿粉与粘结剂的质量比为 100：(1～5)，天青石矿粉与水的质量比为100：(5～20)，天青石球团的直径为 5～30mm。

步骤2所述的天青石球团的预热温度为800～950℃，氢气流速为 0.1～0.5L/min，还原温度为950～1200℃，还原时间为5～8h。