一種利用鍶渣制備高純氯化鍶的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于化工技術領域，尤其涉及一種利用鍶渣制備高純氯化鍶的方法。
【背景技術】
[0002]碳酸鍶是一種重要的化工原料，由于它有很強的吸收X-射線和γ-射線功能以及其它獨特的物理化學性能，被廣泛應用于彩色顯像管玻殼、陰極射線管、電子陶瓷、磁性材料、燃料、油漆等工業用品的制造，涉及電子、化工、軍工、建材、有色金屬、航空航天、輕工、醫藥、食品等諸多行業。隨著國內外電子元器件、磁性材料及陶瓷材料等行業的快速發展，對碳酸鍶產品的質量也有更高的要求，以往對碳酸鍶的研究多集中在如何使生產高效化、純度高純化等。
[0003]青海柴達木盆地大風山一帶已探明的天青石礦中硫酸鍶儲量達2000萬噸以上，是世界上最大的鍶礦床。現有技術中，主要采用天青石經由高溫焙燒-碳還原-水浸取的工藝制備工業級碳酸鍶，每生產I噸的工業級碳酸鍶，將產生2.5噸的廢鍶渣(尾礦)。這些廢鍶渣如果不加以利用，將會造成資源的浪費并給環境造成污染，因此，研究采用鍶渣制備氯化鍶的工藝意義重大。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明提供了一種利用鍶渣制備高純氯化鍶的方法，該方法主要以采用天青石經還原法制備工業級碳酸鍶產生的廢鍶渣為原料，通過去除其中的雜質制備獲得高純氯化鍶，制備得到的氯化鍶的純度達到分析純級別以上。
[0005]為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案:
[0006]一種利用鍶渣制備高純氯化鍶的方法，其包括步驟:(I)、將鍶渣研磨；其中，所述鍶渣中鍶的重量百分含量為20 %?26 %，鍶的存在形態包括碳酸鍶、硫酸鍶、氫氧化鍶、硅酸鍶和鋁酸鍶中一種或多種；所述鍶渣中的雜質主要包括鈣、鋇、鎂、鋁和硅中的一種或多種元素的碳酸鹽或氧化物；(2)、將研磨后的鍶渣溶解于水中形成漿料，向所述漿料中加入鹽酸溶液，加入的量為調控溶液的pH為O?0.2，浸取鍶離子得到浸取液；(3)、向所述浸取液中加入氫氧化鈉溶液，加入的量為調控所述浸取液的pH值為7?9.5，然后加熱至50?75°C后恒溫0.5?2h，再過濾分離沉淀物，得到液態的第一溶液；(4)、向所述第一溶液中加入固體氫氧化鍶，加入的量為調控所述第一溶液的PH值為10?12，然后加熱至沸騰并保持0.5?2h，再過濾分離沉淀物，得到液態的第二溶液；(5)、向所述第二溶液加入稀硫酸，調控所述第二溶液的PH值為3?4，然后加熱至85?92°C后恒溫1.5?3h，過濾分離沉淀物，得到液態的第三溶液；(6)將所述第三溶液濃縮，冷卻過濾，再重結晶得到高純的固體氯化鍶。
[0007]優選地，步驟(2)中，將鍶渣與水按照質量比為1:1?6的比例混合形成所述漿料。
[0008]優選地，步驟(2)中，所加入的鹽酸溶液的濃度為4?7mol/L。
[0009]優選地，步驟(2)中，所加入的鹽酸溶液的濃度為6mol/L，調控溶液的PH為0.1。
[0010]優選地，步驟(2)中，在室溫的條件下浸取鍶離子，浸取時間為1.5?3h。
[0011]優選地，步驟⑶中，所加入的氫氧化鈉溶液的濃度為4?7mol/L。
[0012]優選地，步驟(3)中，加熱溶液至50?60°C，然后恒溫I?1.5h。
[0013]優選地，步驟(4)中，在加熱沸騰停止后的高溫即進行過濾分離沉淀物。
[0014]優選地，步驟￠)中，冷卻至溫度為60?65 °C時進行過濾。
[0015]優選地，所述鍶渣是采用天青石經由高溫焙燒-碳還原-水浸取的工藝制備工業級碳酸鍶后產生的礦渣。
[0016]本發明實施例提供的利用鍶渣制備高純氯化鍶的方法，以鍶渣為原料，制備獲得純度達到分析純級別以上的氯化鍶。該方法利用了尾礦資源，提高了鍶礦的利用率，減少了尾礦對環境的污染；該方法的工藝流程短、設備簡單、成本低廉，適于大規模的工業化生產。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明提供的利用鍶渣制備高純氯化鍶的方法的工藝流程圖。
[0018]圖2是本發明實施例1制備得到的氯化鍶的XRD圖。
[0019]圖3是本發明實施例3制備得到的氯化鍶的XRD圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合附圖用實施例對本發明做進一步說明。
[0021]參閱圖1，本發明提供的利用鍶渣制備高純氯化鍶的方法包括步驟:
[0022]S101、研磨鍶渣。其中，所述鍶渣是采用天青石經由高溫焙燒-碳還原-水浸取的工藝制備工業級碳酸鍶后產生的礦渣。具體地，所述鍶渣中鍶的重量百分含量為20%?26 %，鍶的存在形態包括碳酸鍶、硫酸鍶、氫氧化鍶、硅酸鍶和鋁酸鍶中一種或多種。所述鍶渣中的雜質主要包括鈣、鋇、鎂、鋁和硅中的一種或多種元素的碳酸鹽或氧化物，還包括鐵、鉛和鎳的一些化合物。
[0023]S102、將研磨后的鍶渣溶解于水中形成漿料，向所述漿料中加入鹽酸溶液，浸取鍶離子得到浸取液。具體地，首先，將所述鍶渣與水按照質量比為1:1?6的比例混合形成漿料，向所述漿料中加入濃度為4?7mol/L的鹽酸溶液，加入鹽酸溶液的量可調控溶液的pH為O?0.2，在室溫的條件下浸取鍶離子，浸取時間為1.5?3h。
[0024]S103、向所述浸取液中加入氫氧化鈉溶液，調控所述浸取液的pH值為7?9.5，過濾分離沉淀物，得到液態的第一溶液。具體地，首先向浸取液中加入濃度為4?7mol/L的氫氧化鈉溶液后充分攪拌，加入氫氧化鈉溶液的量可調控混合溶液的pH值的范圍在7?9.5之間，然后將混合溶液加熱至50?75°C后(此溫度更為優選的是50?60°C)恒溫0.5?2h(此時間更為優選的是I?1.5h);過濾分離沉淀物，得到氯化鍶溶液。在該步驟中，主要是分離Al' Fe' Pb2+和Si 4+等元素的雜質，得到粗制的氯化鍶溶液。
[0025]S104、向所述第一溶液中加入固體氫氧化鍶，調控所述第一溶液的pH值為10?12，過濾分離沉淀物，得到液態的第二溶液。具體地，首先向第一溶液中加入固體氫氧化鍶，加入氫氧化鍶的量可調控混合溶液的PH值的范圍在10?12之間，然后加熱混合溶液至沸騰并保持0.5?2h(此時間更為優選的是I?1.5h)，在加熱沸騰停止后的高溫即進行過濾分離沉淀物，得到液態的第二溶液。在該步驟中，主要是將Ca' Mg2+和Ni 2+等離子轉化為氫氧化物沉淀去除，得到較為純凈的氯化鍶溶液。
[0026]S105、向所述第二溶液加入稀硫酸調控溶液的pH值為3?4之間，過濾分離沉淀物，得到液態的第三溶液。具體地，首先向所述第二溶液加入濃度為0.5mol/L?lmol/L稀硫酸，調控第二溶液的PH值為3?4之間，然后加熱至85?92°C后恒溫1.5?3h，過濾分離沉淀物，得到液態的第三溶液。在該步驟中，主要是將Ba2+離子轉化為沉淀物去除。
[0027]S106、將所述第三溶液濃縮，冷卻過濾，再重結晶得到高純的固體氯化鍶。具體地，首先將第三溶液濃縮(加熱蒸發)，然后冷卻至溫度為60?65°C的范圍內再過濾，達到深度除鋇的目的，最后在重結晶后得到固態的高純(分析純級別以上)氯化鍶。該步驟分離后的溶液，可以循環利用于步驟S103中，主要是應用了其中的氫氧根離子。
[0028]按照如上的方法，以鍶渣為原料，可以制備獲得純度達到分析純級別以上的氯化鍶。該方法利用了尾礦資源，提高了鍶礦的利用率，減少了尾礦對環境的污染。
[0029]實施例1
[0030]一、將鍶渣研磨。粒徑越小越好。
[0031]二、將研磨后的鍶渣與水按照質量比為1:1的比例混合形成漿料，向所述漿料中加入濃度為4mol/L的鹽酸溶液，加入鹽酸溶液的量可調控溶液的pH為O?0.2，在室溫的條件下浸取鍶離子，浸取時間為1.5h，得到浸取液。
[0032]三、向浸取液中加入濃度為4mol/L的氫氧化鈉溶液后充分攪拌，加入氫氧化鈉溶液的量可調控混合溶液的PH值的范圍在7?9.5之間，再將混合溶液加熱至50°C后恒溫2h，然后過濾分離沉淀物，得到第一溶液(粗制的氯化鍶溶液)。
[0033]四、向第一溶液中加入固體氫氧化鍶，加入氫氧化鍶的量可調控混合溶液的pH值的范圍在10?12之間，然后加熱混合溶液至沸騰并保持0.5h，在加熱沸騰停止后的高溫即進行過濾分離沉淀物，得到液態的第二溶液(較為純凈的氯化鍶溶液)。
[0034]五、向所述第二溶液加入0.5mol/L的稀硫酸，調控溶液的pH