２００７年ｌ２月 赵彬等：湿法制备高纯超细碳酸锶的工艺研究 ２９ 总厂；４）超声波清洗器，ＫＱ一２５０Ｅ，昆山市超声仪器 有限公司。 ２．２药品试剂 同时又可减少固体生成物在固体反应物表面的附着 机会，因而可以加快反应速度，使反应顺利进行。在 实验中，反应物和生成物中均有固体物参加或生成， 所以必须进行搅拌，以加快ＳｒＳＯ 同碳酸氢铵的化 氯化铵，工业级；碳酸氢铵，工业级；盐酸，ＡＲ。 ２．３实验过程 学反应速度。一般情况下，搅拌速度以将固体物料 完全悬浮在液相中，不在反应器底出现沉积物为宜。 ３．１．４反应温度 将≤７５ ｍ的天青石矿粉与水、碳酸氢铵按一 定比例在反应器中进行搅拌反应，在一定温度下，加 入适量的催化剂氯化铵。将制得的粗碳酸锶过滤、 洗涤，加盐酸溶解和一系列的除杂，得到纯净的锶盐 天青石同碳酸氢铵（含催化剂）间的化学反应 应在合适的温度下进行，如果温度过高，虽然可使反 溶液。再加碳酸氢铵进行合成，然后经过滤、洗涤即 可得到高纯碳酸锶产品。 ３ 实验结果与讨论 ３．１粗碳酸锶的制备 ３．１．１矿粉粒径的选择 矿粉粒径越细，越有利于增大反应物料间的接 触面积。实验结果表明，当其他条件不变，降低矿粉 粒径，反应速度大大加快，使粗品碳酸锶的转化率明 显增大。在一般情况下，应将天青石矿粉碎 至≤６５ ｍ，不仅反应速度快，而且转化率可提高到 ９３％以上，有时可达到９５％一９８％。矿粉太细，不 仅增加磨矿的能耗，也给固液分离带来困难。 ３．１．２催化剂的作用及添加量 当其他条件一定时，采用ＮＨ Ｅ１作催化剂，可 使反应速度加快，即达到相同的转化率时所需的时 间缩短，有催化剂的情况下比不加催化剂时间缩短 ３０％以上。天青石转化反应的速度同催化剂加入量 之间的关系如表１所示。 表１ 催化剂用量与达到相同转化率所需时间的关系 催化剂加 达到相同转化辛 催化剂加 达到相同转化率 人量／％ 所需时间／ｒａｉｎ 人量／％ 所需时间／ｒａｉｎ ０ １２Ｏ．Ｏ ５ １０５．９ １ １１５．８ ７ １００．０ ２ １１３．９ ９ ９Ｏ．５ ３ １１１．３ １２ ８７．９ ４ １ｏ９．２ １５ ８７．３ 注：催化剂加入量为催化剂与碳酸氢铵实际用量之质量比。 由表１可以看出，催化剂ＮＨ Ｅ１的加入量为碳 酸氢铵实际用量的７％一１２％时，反应时间的缩短 量是很显著的，超过１２％时，反应速度增快不明显， 且耗用较多ＮＨ Ｅ１。 ３．１．３搅拌作用 搅拌可以增大固一液相间反应物的接触几率， 应速度加快，但是碳酸氢铵的损失加大；如果温度过 低，反应速度明显减慢，难于达到规定的转化率。一 般情况下将反应温度控制在８０—８５℃可以获得较 大的转化率。 ３．２氯化锶溶液净化除杂 ３．２．１除钡 由于硫酸钡的溶度积Ｋ 。＝１．０８×１０ 。，而硫 酸锶的溶度积Ｋ 。＝３．４４×１０－７［１ Ｊ，选用硫酸铵作除 钡剂。为使其中的钡最大限度地沉淀出来，采用喷 雾的方式除钡。此法除钡效果较好，能使硫酸铵溶 液与钡离子有较大几率的结合。这样不会使锶盐溶 液带人新的杂质，而且锶盐的损失很少，可达到预期 的除钡效果。实验结果见表２。 表２除钡条件与除钡效果 温度／ 时间／ ｐ（Ｂａ２ ）／ｐ（Ｓｒ ）／ 钡脱除 锶损失 ℃ｈ （ｇ・Ｌ ） （ｇ・Ｌ ） 萼要／％ 哥盂／％ ９Ｏ～９２ ２．０～２．５ ０．０８９ ７ ６９．８６ ９７．６７ ０．２４２ ７ 注：除钡前溶液中ｐ（Ｂａ２ ）为３．８５ ｇ／Ｌ，ｐ（Ｓｒ２ ）为７０．０３ ｇ／Ｌ。 ３．２．２除铁、铝等杂质 除钡后的锶盐溶液中含有Ｆｅ¨，Ｆｅ 以及Ａｌ 等 Ｊ。视溶液中Ｆｅ 含量的多少加入适量的Ｈ Ｏ 溶液，在搅拌条件下将Ｆｅ 氧化为Ｆｅ¨，之后在 ６０—７０℃下向溶液中加入１：３（浓氨水与水体积 比）的氨水来调节溶液的ｐＨ至６—７，使Ｆｅ¨，Ａｌ 以氢氧化物形式沉淀出来，继续恒温２５—３０ ｒａｉｎ 后，真空抽滤，即可制成较纯的锶盐溶液。 ３．２．３除钙、镁 向上述溶液中在搅拌下逐步加入质量分数 １０％一１５％的ＮａＯＨ至溶液的ｐＨ≥１２，在６０— ７０℃恒温１．０—１．５ ｈ，使溶液中的Ｃａ２ ，Ｍｇ２ 以 Ｃａ（ＯＨ） 及Ｍｇ（ＯＨ） 的形式沉淀下来，分离沉淀物 后即可制得纯净的锶盐溶液 Ｊ。 ３．３高纯碳酸锶的合成 在不断搅拌下，同时加入经过净化处理的纯净 维普资讯 http://www.cqvip.com
３０ 无机盐工业 第３９卷第ｌ２期 锶盐溶液和碳酸氢铵溶液，反应生成ＳｒＣＯ 沉淀。 （ＮＨ ） ＳＯ 副产品。 碳酸氢铵作为ＳｒＣＯ 的沉淀剂，其用量应较理 ４ 实验结果及产品成本预测 论量稍大一些，一般以控制在理论用量的１０５％一 １０８％为宜。 新方法制成的碳酸锶质量分析测试结果同国内 外有关标准对比情况见表３，制备的高纯碳酸锶的 实验结果表明，按照上述操作条件来合成 ＳｒＣＯ，，粗品ＳｒＣＯ，和产品ＳｒＣＯ 的转化率分别在 消耗定额以及生成费用预测见表４。每生产１ ｔ碳 ９８％和９５％以上。母液经浓缩、冷却、结晶后，得到 酸锶的同时，副产１．２５—１．３Ｏ ｔ硫酸铵。 表３新方法制备的ＳｒＣＯ，同国内外质量标准指标对比 项 （碱金属碳酸盐）／％ （重金属）／％ （铁）／％ （钡）／％ （钙）／％ （钙和镁）／％ （碱金属）／％ 目 （以Ｎａ２ｃＯ３计）（以Ｐｂ 计） （以Ｆｅ 计） （以Ｂａ 计） （以ｃａ 计） （以ｃａ 计） （以硫酸盐计） （烧失量）／％ １ｊ ］注：日本标准ＪＩＳＫ８６２３－－１９７５（试剂），中国标准为ＨＧ３—９５３—１９７６（试剂），制备的样品取平均值。 表４ 消耗定额及生产成本预测估算 供了基本条件。３）新方法制备的ＳｒＣＯ，，不仅产品 纯度高，而且生产工艺较为简单，操作稳定，易于控 项目 （ｔ ｔ（（元・ ・ ） ｔ ）） （成本（ ｔ ）备注 ／－ｊ￣￣ｔ）～ 制，产品成本较低。 参考文献： 迪安Ｊ Ａ．兰氏化学手册［Ｍ］．魏俊发，译．北京：科学出版社， ２０ｏ３． 毛勤庚．加工天青石矿制备高纯度碳酸锶［Ｊ］．无机盐工业， １９９２，２４（６）：１—５． 天津化工研究院．化工产品手册（无机化工产品）［Ｍ］．２版． 北京：化学工业出版社，１９９３：２１６． 肖平起．硫化锶一盐酸一复分解法制氯化锶、硫脲、硫氢化 钠［Ｊ］．无机盐工业，１９９６（１）：１—６． 王志坚，龙绍成．钙法碳酸锶生产中几个技术问题的探讨［Ｊ］． ５ 结论 无机盐工业，１９９０，２２（４）：４０—４２． 牛新书，王光宙，李全民，等．复分解制碳酸锶两种除钙工艺的 １）碳酸氢铵同天青石矿粉在催化剂存在下可 比较［Ｊ］．无机盐工业，１９９７，２９（２）：２６—２７． 发生转化反应，且转化反应速度较不加催化剂时有 较大幅度的提高。催化剂ＮＨ Ｃ１用量应为碳酸氢 收稿１３期：２００７—０７—１１ 铵实际用量的７％一１２％。２）以硫酸铵除钡，稀氨 作者简介：赵彬（１９８２一），女，在读研究生，研究方向为无机精细 化工，已发表论文１篇。 水中和除铁、铝，用稀碱液沉淀钙、镁等，可将锶盐中 联系方式：ｘｗａｎｇｓｈ＠１６３．ｃｏｒｎ 的杂质最大限度地除去，从而为制备高纯ＳｒＣＯ，提 一 蔓 —奠 蔓一丧一 一 — 一 一 — 一 一蔓 一 一 三元公司将新建两项目 江西省贵溪市三元冶炼化工有限责任公司投资兴建的 展改革委批准。这一项目总投资７ ４３０万元，项目建成后将 高纯氧化铋及高纯碲高技术产业化项目，日前获得江西省发 形成年产８００ ｔ高纯氧化铋及５０ ｔ高纯碲生产能力。 ］
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