專利名稱：用天青石精礦球團(tuán)還原焙燒及制備碳酸鍶工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天青石制備碳酸鍶工藝，特別是涉及一種以天青石精礦球團(tuán)還原焙燒及制備碳酸鍶工藝。
背景技術(shù)：
碳酸鍶是一種基本無機(jī)化工原料，主要用來生產(chǎn)彩色顯像管玻殼、鍶鐵氧體磁性材料，以及制備化學(xué)試劑、煉鋅、涂料、陶瓷、煙火、信號(hào)彈，主要以生產(chǎn)彩色顯像管玻殼和行業(yè)磁性材料。目前工業(yè)上由天青石生產(chǎn)碳酸鍶的方法主要有碳還原法(干法)和復(fù)分解法(濕法)兩種。碳還原法是將品位較高的天青石塊礦(SrSO4含量為≥70％)與還原劑(無煙煤或焦粉)以一定配比混合后，在立窯或轉(zhuǎn)窯的高溫條件下還原焙燒，生成含硫化鍶(SrS)的熟料，SrS遇水發(fā)生水解生成氫氧化鍶[Sr(OH)2]和硫氫化鍶[Sr(SH)2]進(jìn)入溶液，含Sr2+的溶液除去鈣、鋇、鎂等雜質(zhì)后，加入碳酸氫銨(或CO2、Na2CO3)碳酸化即可制成SrCO3。但還原焙燒過程中SrSO4轉(zhuǎn)化成SrS的效率低，一般只有65％左右，因而資源利用率不高。
復(fù)分解法是將天青石(含SrSO4為≥65％)與Na2CO3或NH4HCO3、NH3.H2O發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，首先制成粗SrCO3，然后經(jīng)除雜、碳化等工序制得成品SrCO3。但其缺點(diǎn)是工藝流程長，生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種以品位較低，SrSO4含量僅30％左右的青海省大風(fēng)山天青石礦，經(jīng)破碎工序，棒磨工序，浮選工序，濃縮工序，一段脫泥工序和二段脫泥工序；粗浮選工序，掃選工序，掃精選工序，一級(jí)精選工序，二級(jí)精選工序，三級(jí)精選工序，四級(jí)精選工序，五級(jí)精選工序制得的天青石精礦在圓盤造球機(jī)經(jīng)天青石精礦與粘結(jié)劑/添加劑→配料混均→制備母球→加水加料→母球長大→繼續(xù)滾動(dòng)→生球緊密→干燥制得富集后天青石精礦球團(tuán)，采取碳還原焙燒、熟料浸取、除鈣、碳酸化制備碳酸鍶的工藝。
本發(fā)明技術(shù)方案目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明用天青石精礦球團(tuán)還原焙燒及制備碳酸鍶工藝為所述的天青石精礦球團(tuán)還原焙燒及制備碳酸鍶工藝流程為天青石精礦球團(tuán)還原焙燒→熟料浸取→浸取液除鈣→碳酸化→制得碳酸鍶產(chǎn)品；其工藝條件為天青石精礦球團(tuán)粒徑為10～15mm；還原時(shí)間為30～50min，焙燒溫度為1050℃～1150℃，天青石精礦球團(tuán)與還原劑的重量比例為80∶50～150；熟料浸取分兩段進(jìn)行，一段浸取時(shí)間為90min，將上層澄清液與殘?jiān)蛛x，向殘?jiān)凶⑷霟崴M(jìn)行二段浸取，二段浸取時(shí)間為30min，熟料熱水浸取的溫度為60℃～100℃，浸取完成后，過濾，用熱水將濾渣洗滌3～4次，濾渣濾干；固液分離；浸取液碳酸化條件為按摩爾比為NH4HCO3∶Sr(OH)2＝1∶1，加入NH4HCO3作碳化劑，輕微攪拌60min；溶液除雜的除鈣時(shí)間為8h，除鈣溫度為88～90℃，添加適量除鈣劑氨聚合物0.1％(重量比)；碳酸化是在凈化除雜后的浸取液中加入碳酸氫銨，輕微攪拌，將沉淀物洗滌干凈、干燥后即制得碳酸鍶產(chǎn)品。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果由于本發(fā)明采取經(jīng)破碎工序，棒磨工序，浮選工序，濃縮工序，一段脫泥工序和二段脫泥工序；粗浮選工序，掃選工序，掃精選工序，一級(jí)精選工序，二級(jí)精選工序，三級(jí)精選工序，四級(jí)精選工序，五級(jí)精選工序制得的天青石精礦在圓盤造球機(jī)經(jīng)天青石精礦與粘結(jié)劑/添加劑→配料混均→制備母球→加水加料→母球長大→繼續(xù)滾動(dòng)→生球緊密→干燥工序制得天青石精礦球團(tuán)，再經(jīng)本發(fā)明碳還原焙燒、熟料浸取、除鈣、碳酸化制備碳酸鍶的工藝制取碳酸鍶，使低品位天青石礦(SrSO4含量僅30％左右)的原礦經(jīng)富集后的還原過程中SrSO4轉(zhuǎn)化率高，比相同條件下塊礦焙燒時(shí)的轉(zhuǎn)化率高10個(gè)百分點(diǎn)以上，效益顯著；球團(tuán)是由粒度小于0.074mm的微細(xì)顆粒聚集而成，顆粒堆積時(shí)所產(chǎn)生的空隙，在球團(tuán)內(nèi)部形成了大量氣體通道，這些通道為焙燒過程中還原性氣體的擴(kuò)散提供了較好的條件，使得球團(tuán)的還原從外到內(nèi)幾乎同時(shí)進(jìn)行，從而使SrSO4的還原速率大大加快。本發(fā)明天青石精礦球團(tuán)還原焙燒制及備鍶碳酸工藝適用于我國西部儲(chǔ)量豐富的低品位天青石礦生產(chǎn)碳酸鍶的加工制備。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。將所述的青海省大風(fēng)山產(chǎn)天青石礦經(jīng)破碎工序，棒磨工序，浮選工序，濃縮工序，一段脫泥工序和二段脫泥工序；粗浮選工序，掃選工序，掃精選工序，一級(jí)精選工序，二級(jí)精選工序，三級(jí)精選工序，四級(jí)精選工序，五級(jí)精選工序制得的天青石精礦在圓盤造球機(jī)經(jīng)天青石精礦與粘結(jié)劑/添加劑→配料混均→制備母球→加水加料→母球長大→繼續(xù)滾動(dòng)→生球緊密→干燥工序制得天青石精礦球團(tuán)，再經(jīng)本發(fā)明碳還原焙燒、熟料浸取、除鈣、碳酸化制備碳酸鍶的工藝制取碳酸鍶，所述的天青石精礦球團(tuán)還原焙燒及制備碳酸鍶工藝流程為天青石精礦球團(tuán)還原焙燒→熟料浸取→浸取液除鈣→碳酸化→制得碳酸鍶產(chǎn)品；其工藝條件為天青石精礦球團(tuán)粒徑為10～15mm；還原時(shí)間為30～50min，焙燒溫度為1050℃～1150℃，天青石精礦球團(tuán)與還原劑的重量比例為100∶30；熟料浸取分兩段進(jìn)行，一段浸取時(shí)間為90min，將上層澄清液與殘?jiān)蛛x，向殘?jiān)凶⑷霟崴M(jìn)行二段浸取，二段浸取時(shí)間為30min，熟料熱水浸取的溫度為60℃～100℃，浸取完成后，過濾，用熱水將濾渣洗滌3～4次，濾渣濾干，固液分離；浸取液碳酸化條件為按摩爾比為NH4HCO3∶Sr(OH)2＝1∶1，加入NH4HCO3作碳化劑，輕微攪拌60min；溶液除雜的除鈣時(shí)間為8h，除鈣溫度為88～90℃，添加適量除鈣劑氨聚合物0.1％(重量比)；碳酸化是在凈化除雜后的浸取液中加入碳酸氫銨，輕微攪拌，將沉淀物洗滌干凈、干燥后即制得碳酸鍶產(chǎn)品。在生產(chǎn)中，用槽式靜態(tài)浸取高溫除鈣，石灰窯碳化，即得到碳酸鍶產(chǎn)品(SrCO3＝97％，CaCO3≤0.2％)。
所述的還原焙燒后SrSO4轉(zhuǎn)化率為75～82％；除鈣后碳酸鍶產(chǎn)品中的CaCO3含量降低至0.2％左右，SrCO3含量大于97％。
所述的除鈣工藝應(yīng)在密封性能好、能承受一定壓力的容器中進(jìn)行。
實(shí)施例1。
取粒徑為10mm天青石精礦球團(tuán)80kg，還原劑無煙煤50kg，在窯溫達(dá)到600℃時(shí)天青石球團(tuán)與無煙煤按上述比例一起直接加入到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焙燒。焙燒溫度為1100℃，還原時(shí)間為30min，窯體結(jié)構(gòu)延長了還原性氣體在窯內(nèi)的停留時(shí)間，并使窯內(nèi)的還原性氣氛得到加強(qiáng)；另外，還原性氣體移向窯尾的過程中，與物料接觸會(huì)更加充分，因此更有利于SrSO4的轉(zhuǎn)化，SrSO4轉(zhuǎn)化率可達(dá)75％。
將經(jīng)過還原焙燒的天青石精礦球團(tuán)進(jìn)行浸取熟料浸取分兩段進(jìn)行，一段浸取時(shí)間為90min，將上層澄清液與殘?jiān)蛛x，向殘?jiān)凶⑷霟崴M(jìn)行二段浸取，二段浸取時(shí)間為30min，熟料熱水浸取的溫度為60℃，浸取完成后，過濾，用熱水將濾渣洗滌3次，固液分離；浸取液碳酸化條件為按摩爾比為NH4HCO3∶Sr(OH)2＝1∶1，加入NH4HCO3作碳化劑，輕微攪拌60min；除鈣工藝應(yīng)在密封性能好、能承受一定壓力的容器中進(jìn)行，溶液除雜的除鈣時(shí)間為8h，除鈣溫度為88℃，添加適量除鈣劑氨聚合物0.1％(重量比)，除鈣后碳酸鍶產(chǎn)品中的CaCO3含量降低至0.2％左右；碳酸化是在凈化除雜后的浸取液中加入碳酸氫銨，輕微攪拌，將沉淀物洗滌干凈、干燥后即制得碳酸鍶產(chǎn)品。
碳酸鍶產(chǎn)品中SrCO3含量為97％。
實(shí)施例2取粒徑為11mm天青石精礦球團(tuán)80kg，還原劑無煙煤100kg，在窯溫達(dá)到600℃時(shí)天青石球團(tuán)與無煙煤按上述比例一起直接加入到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焙燒。焙燒溫度為1120℃，還原時(shí)間為400min，窯體結(jié)構(gòu)延長了還原性氣體在窯內(nèi)的停留時(shí)間，并使窯內(nèi)的還原性氣氛得到加強(qiáng)；另外，還原性氣體移向窯尾的過程中，與物料接觸會(huì)更加充分，因此更有利于SrSO4的轉(zhuǎn)化，SrSO4轉(zhuǎn)化率可達(dá)80％。
將經(jīng)過還原焙燒的天青石精礦球團(tuán)進(jìn)行浸取熟料浸取分兩段進(jìn)行，一段浸取時(shí)間為90min，將上層澄清液與殘?jiān)蛛x，向殘?jiān)凶⑷霟崴M(jìn)行二段浸取，二段浸取時(shí)間為30min，熟料熱水浸取的溫度為80℃，浸取完成后，過濾，用熱水將濾渣洗滌3次，固液分離；浸取液碳酸化條件為按摩爾比為NH4HCO3∶Sr(OH)2＝1∶1，加入NH4HCO3作碳化劑，輕微攪拌60min；除鈣工藝應(yīng)在密封性能好、能承受一定壓力的容器中進(jìn)行，溶液除雜的除鈣時(shí)間為8h，除鈣溫度為89℃，添加適量除鈣劑氨聚合物0.1％(重量比)，除鈣后碳酸鍶產(chǎn)品中的CaCO3含量降低至0.2％左右；碳酸化是在凈化除雜后的浸取液中加入碳酸氫銨，輕微攪拌，將沉淀物洗滌干凈、干燥后即制得碳酸鍶產(chǎn)品。
碳酸鍶產(chǎn)品中SrCO3含量為97％。
實(shí)施例3。
取粒徑為12mm天青石精礦球團(tuán)80kg，還原劑無煙煤150kg，在窯溫達(dá)到600℃時(shí)天青石球團(tuán)與無煙煤按上述比例一起直接加入到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焙燒。焙燒溫度為1150℃，還原時(shí)間為50min，窯體結(jié)構(gòu)延長了還原性氣體在窯內(nèi)的停留時(shí)間，并使窯內(nèi)的還原性氣氛得到加強(qiáng)；另外，還原性氣體移向窯尾的過程中，與物料接觸會(huì)更加充分，因此更有利于SrSO4的轉(zhuǎn)化，SrSO4轉(zhuǎn)化率可達(dá)82％。
將經(jīng)過還原焙燒的天青石精礦球團(tuán)進(jìn)行浸取熟料浸取分兩段進(jìn)行，一段浸取時(shí)間為90min，將上層澄清液與殘?jiān)蛛x，向殘?jiān)凶⑷霟崴M(jìn)行二段浸取，二段浸取時(shí)間為30min，熟料熱水浸取的溫度為100℃，浸取完成后，過濾，用熱水將濾渣洗滌4次，固液分離；浸取液碳酸化條件為按摩爾比為NH4HCO3∶Sr(OH)2＝1∶1，加入NH4HCO3作碳化劑，輕微攪拌60min；除鈣工藝應(yīng)在密封性能好、能承受一定壓力的容器中進(jìn)行，溶液除雜的除鈣時(shí)間為8h，除鈣溫度為90℃，添加適量除鈣劑氨聚合物0.1％(重量比2)，除鈣后碳酸鍶產(chǎn)品中的CaCO3含量降低至0.2％左右；碳酸化是在凈化除雜后的浸取液中加入碳酸氫銨，輕微攪拌，將沉淀物洗滌干凈、干燥后即制得碳酸鍶產(chǎn)品。
碳酸鍶產(chǎn)品中SrCO3含量為97％。
實(shí)施例4。
取粒徑10-15mm天青石精礦球團(tuán)，按4T/h速率，還原劑為無煙煤，以1-2T/h的速率混合均勻，連續(xù)投入粗轉(zhuǎn)窯焙燒，窯尾溫度≥600℃，爐內(nèi)高溫區(qū)溫度1050～1150℃，還原時(shí)間為60min，轉(zhuǎn)窯尺寸2400×48000mm，連續(xù)生產(chǎn)7天以上，SrSO4轉(zhuǎn)化率可達(dá)82％以上。
將經(jīng)過還原焙燒后的熟料進(jìn)行槽式靜態(tài)浸取4次，水溫≥90℃，最后一次洗水SrS濃度≤5/L，固液沉降分離后，渣含SrS≤1％，水分≤25％，渣運(yùn)渣場(chǎng)后回收處理。浸取液控制濃度SrS50～60g/L，進(jìn)入連續(xù)沉降槽精制除鈣，通過蒸汽加熱溫度≥85℃，澄清2小時(shí)以上，達(dá)到分離除鈣的目的。經(jīng)過精制的浸取液，通過三塔串聯(lián)碳化(碳化塔尺寸2000×18000mm)，碳化劑為石灰窯產(chǎn)生的CO2≥32％，O2≤0.1％)，碳化時(shí)間1小時(shí)，每塔浸取液26～30m3，窯氣流量20～25m3/min，壓力0.26～0.3Mpa，碳化后的尾氣進(jìn)入回收H2S工序，碳酸鍶料漿經(jīng)脫硫、離心、干燥后得碳酸鍶產(chǎn)品，其中SrCO3≥97％，CaCO3≤0.2％，BaCO3≤1.0％。因而，-200目天青石精礦制團(tuán)后經(jīng)還原焙燒→浸取→碳化→脫硫→離心→干燥工藝流程生產(chǎn)碳酸鍶工藝是可行的。
權(quán)利要求
1.一種用天青石精礦球團(tuán)還原焙燒及制備碳酸鍶工藝，所述的還原焙燒后及碳酸鍶制備工藝是將產(chǎn)自青海省大風(fēng)山的天青石礦經(jīng)破碎工序，棒磨工序，浮選工序，濃縮工序，一段脫泥工序和二段脫泥工序；粗浮選工序，掃選工序，掃精選工序，五級(jí)精選工序制得的天青石精礦在圓盤造球機(jī)經(jīng)天青石精礦與粘結(jié)劑/添加劑→配料混均→制備母球→加水加料→母球長大→繼續(xù)滾動(dòng)→生球緊密→干燥制得天青石精礦球團(tuán)后，經(jīng)本發(fā)明工藝加工制備，其特征在于所述的天青石精礦球團(tuán)還原焙燒及制備碳酸鍶工藝流程為天青石精礦球團(tuán)還原焙燒→熟料浸取→浸取液除鈣→碳酸化→制得碳酸鍶產(chǎn)品；其工藝條件為天青石精礦球團(tuán)粒徑為10～15mm；還原時(shí)間為30～60min，焙燒溫度為1050℃～1150℃，天青石精礦球團(tuán)與還原劑的重量比例為100∶30；熟料浸取分兩段進(jìn)行，一段浸取時(shí)間為90min，將上層澄清液與殘?jiān)蛛x，向殘?jiān)凶⑷霟崴M(jìn)行二段浸取，二段浸取時(shí)間為30min，熟料熱水浸取的溫度為60℃～100℃，浸取完成后，過濾，用熱水將濾渣洗滌3～4次，固液分離；浸取液碳酸化條件為按摩爾比為NH4HCO3∶Sr(OH)2＝1∶1，加入NH4HCO3作碳化劑，輕微攪拌60min；溶液除雜的除鈣時(shí)間為8h，除鈣溫度為88～90℃，添加適量除鈣劑氨聚合物0.1％(重量比)；碳酸化是在凈化除雜后的浸取液中加入碳酸氫銨，輕微攪拌，將沉淀物洗滌干凈、干燥后即制得碳酸鍶產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天青石精礦球團(tuán)還原焙燒及制備碳酸鍶工藝，其特征在于所述的還原焙燒后SrSO4轉(zhuǎn)化率為75～82％；除鈣后碳酸鍶產(chǎn)品中的CaCO3含量降低至0.2％左右，SrCO3含量大于97％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天青石精礦球團(tuán)還原焙燒及制備碳酸鍶工藝，其特征在于所述的浸取除鈣工藝應(yīng)在密封性能好、能承受一定壓力的容器中進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種天青石制備碳酸鍶工藝，特別是涉及一種以天青石精礦球團(tuán)還原焙燒及制備碳酸鍶工藝。本發(fā)明用天青石精礦球團(tuán)還原焙燒及制備碳酸鍶工藝流程為天青石精礦球團(tuán)還原焙燒→熟料浸取→浸取液除鈣→碳酸化→制得碳酸鍶產(chǎn)品；本發(fā)明有如下有益效果由于本發(fā)明采取碳還原焙燒、熟料浸取、除鈣、碳酸化制備碳酸鍶的工藝，使低品位天青石礦的原礦經(jīng)富集后的還原過程中SrCO
文檔編號(hào)C01F11/00GK1762817SQ20051002161
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者王啟民, 余國禮, 尹宏君, 李玉壽, 岳忠, 李光輝, 權(quán)炳盛, 李俏梅 申請(qǐng)人:青海金瑞礦業(yè)發(fā)展股份有限公司