锶矿化学加工

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天青石(SrSO)是最主要的含锶矿物,也是无机盐工业的重要原料。用化学方法可将天青石加工成一系列的锶化合物。

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锶矿化学加工正文

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1983年世界天青石开采量约 150kt(不包括中国),主要开采国是墨西哥、西班牙等,中国的储量及开采量都相当大。主要消费国是美国。
  1790年发现锶矿,直到19世纪80年代后对锶矿的化学加工才有了较大的进展,1884年确立了天青石经复分解制碳酸锶的方法。20世纪初,已实现了用碳还原天青石制造碳酸锶的工业生产方法。上述两种方法也是现在锶矿化学加工的基本方法。
  工业上将天青石加工成粗碳酸锶或硫化锶,再进一步加工成其他的锶化合物(见图)。有两种加工方法。其中碳还原法工艺流程短、成本低,但天青石利用率低,产品质量不易保证,并且废气污染严重。复分解法能克服碳还原法的缺点,但消耗酸、碱量较大。
  锶矿化学加工
锶矿化学加工 锶矿化学加工
碳还原法 将天青石粉碎至 120目左右,经选矿除去硅、铁、铝、钙等杂质,使精选矿中的硫酸锶含量提高到70%以上。将精选后的锶矿粉与煤粉混合,送入焙烧炉中进行焙烧,水不溶性的硫酸锶还原成水溶性的硫化锶,主反应式为:
SrSO4+4C─→SrS+4CO
焙烧要在还原气氛中于1000~1200℃下进行。然后,用水浸取出硫化锶,与不溶解的残渣分离,精制后得到硫化锶水溶液。由该溶液制造碳酸锶的方法有碳化法和复分解法两种。
  ①硫化锶碳化法 将硫化锶水溶液装入碳化塔中,然后通入二氧化碳得到碳酸锶和硫化氢气体。碳酸锶从塔底放出,经过滤、洗涤、精制、造粒、干燥得碳酸锶成品。碳化一般在两段碳化塔中以间歇或连续方式进行。从塔顶逸出的碳化尾气含有大量硫化氢,可回收用于制硫磺或硫化合物。
  ②硫化锶复分解法 在精制后的硫化锶溶液中加碳酸钠(或碳酸氢铵)沉淀出碳酸锶,经过滤、洗涤、干燥即得产品。从废液中可回收硫化钠(铵)。
  复分解法 该法对矿中硫酸锶含量要求不高。将天青石粉碎至200目,装入带搅拌的反应釜中,加入碳酸钠(或碳酸氢铵)溶液,在90℃左右,反应1~2h后,转化率即可达到95%左右,经过滤,洗涤得到粗碳酸锶,滤液可回收硫酸钠。精制粗碳酸锶的方法,工业上有酸解及热分解法两种。
  ①酸解法 用盐酸(或硝酸)分解粗碳酸锶,制得氯化锶(或硝酸锶)溶液,经过滤、洗涤,将滤液氯化锶(或硝酸锶)除去杂质后,加入碳酸钠(或碳酸氢铵)得到碳酸锶沉淀,经过滤洗涤、干燥、造粒得成品。滤液是氯化钠(或铵),可回收利用,也可将氯化锶溶液直接蒸发、结晶得氯化锶产品。
  ②热分解法 将粗碳酸锶加热到1000~1350℃分解成氧化锶,用水浸取。氧化锶溶于水变成氢氧化锶,分离残渣得氢氧化锶溶液。将氢氧化锶碳化即可得碳酸锶。也可由氢氧化锶进一步加工成氯酸锶、铬酸锶等锶盐。
  碳酸锶大量用于生产彩色电视显像管的荧光屏玻璃(碳酸锶吸收X射线的性能较强),也是制造光学透镜、陶瓷釉药、真空阴极管的原料,还可用于制造磁性材料。氧化锶可制造烟火药、颜料。氯化锶制烟火药及医药。硝酸锶主要用于制造烟火及信号弹等。溴化锶在医药中作镇静剂。碘化锶用作医药。铬酸锶作颜料、水泥着色剂、有机合成催化剂和防腐涂料。
词条标签:
自然