一種回收氯化鍶和硝酸鍶的方法

2023-05-14 22:25:46 2

專利名稱：一種回收氯化鍶和硝酸鍶的方法
技術領域：
本發明屬於一種從含鍶廢渣中回收有用鍶鹽的方法，特別是一種從採用碳還原法生產鍶鹽後的水浸渣中回收氯化鍶和硝酸鍶溶液的方法。
目前，在採用碳還原法生產鍶鹽或氫氧化鍶的過程中，煅料經水浸處理後產生大量的水浸渣，在這些水浸渣中一般含有高達10%以上的鍶沒得到利用而被廢棄了。既提高了生產成本，又造成資源的浪費。針對這一情況，自貢市井鹽設計研究所鄒賢英和喬新改倆同志在《從四川合川天青石提制碳酸鍶試驗研究報告》(無機鹽工業，1984年1期P1～8)中提出了一種從煅料的水浸渣中回收有用鍶鹽的方法。該方法以鹽酸作為浸渣劑，即在水浸渣中加鹽酸，在90℃下浸煮30分鐘，將水浸渣中的碳酸鍶、矽酸鍶、鐵酸鍶、鋁酸鍶等轉變為水溶性的氯化鍶而達到回收的目的。該方法雖然可以回收水浸渣中大部分殘留鍶，但該方法的不足之處在於1.在90℃下用鹽酸浸煮時需使用耐酸加熱反應設備;2.用鹽酸浸煮時，矽酸鹽易於轉變為難於過濾的矽膠;3.水浸渣中的鋁酸鹽，鐵酸鹽與鹽酸反應，必然轉變為易溶於水的AlCl3和FeCl3。這不但在回收過程中要多耗浸煮劑，在後續淨化工序中會增加淨化劑的消耗量，而且在淨化液中還會生成難於過濾的Al(OH)3和Fe(OH)3，而增加過濾的難度及影響產品的質量等。
本發明的目的在於設計一種採用銨鹽作為浸煮劑，從水浸渣中回收相應的鍶鹽的方法，從而與目前採用碳還原法生產鍶鹽的工藝配套，從廢渣中回收氯化鍶或硝酸鍶溶液以返回主流程或直接作為原料生產氯化鍶或硝酸鍶晶體，亦或其他有用鍶鹽以克服現有技術需耐酸加熱反應設備、浸煮液中含易溶於水的鋁和鐵鹽，耗淨化劑多及難於過濾等缺陷。達到提高收率、節約資源、降低成本、便於操作等目的。
本發明是採用NH4Cl或NH4NO3作為浸煮劑，在一定溫度下與水浸渣浸煮，將其中的酸溶鍶轉變為水溶性的氯化鍶或硝酸鍶，再經分離得到氯化鍶或硝酸鍶溶液。該溶液既可返回主流程作進一步處理或直接進行結晶處理，亦或作為原料生產其它有用鍶鹽，從而將其回收。本發明所指的酸溶鍶是指除SrSO4以外的包括水浸煅料時未浸出的氧化鍶以及較難溶於水的矽酸鍶、鋁酸鍶、鐵酸鍶。本發明的具體解決方案是在採用碳還原法從含鍶原料中提取鍶鹽後的水浸渣中加入NH4Cl或NH4NO3，在80°～110℃溫度下與水浸渣浸煮，待水浸渣中的酸溶鍶轉變為水溶性的氯化鍶或硝酸鍶後，經分離製得氯化鍶或硝酸鍶溶液。該溶液即可返回主流程作進一步處理，亦可直接作為原料用以生產其它鍶鹽。本發明的浸煮時間，一般控制在0.5～2小時範圍內。
本發明利用NH4Cl(NH4NO3)與酸溶鍶反應轉變為SrCl2「Sr(NO3)2」，其反應原理
因為NH4Cl(NH4NO3)的水溶液是弱酸性，故不會將Al2O3和Fe2O3溶解變成易溶於水的鋁鹽和鐵鹽。將NH4Cl(NH4NO3)或其溶液加入水浸渣後，由於酸溶鍶的水解，整個料漿是呈鹼性的。故浸煮時不需耐酸設備，也不會產生難於過濾的矽膠。本發明用NH4Cl(NH4NO3)浸煮水浸渣時，加入NH4Cl或NH4NO3的量(mol)為水浸渣中酸溶鍶量(SrO mol)和鈣量(Ca，mol)總和的1.6～2.4倍。控制浸煮劑加入量的目的在於使酸溶鍶較完全地轉化為氯化鍶或硝酸鍶。因為水浸渣中的矽酸鈣與銨鹽也會發生類似矽酸鍶與銨鹽的反應。例如
故加入銨鹽的量要考慮水浸渣中的含鈣量。銨鹽的加入量過少，則酸溶鍶反應不完全;加入量過多則浸煮液中剩餘的銨鹽多，這在後續工序淨化時就會多消耗淨化劑。本發明即採取上述方案實現其發明目的。
本發明的優點在於不需要使用耐酸加熱反應設備;浸煮時亦不會產生難於過濾的矽膠;既可節約浸煮劑和後續工序的淨化劑用量及淨化時料漿也易於過濾。本發明可回收水浸渣中的酸溶鍶85%以上，並改變了操作條件，提高了收率、降低了生產成本。
實施例實施例1取碳還原法由天青石製取氫氧化鍶溶液的水浸渣1.2kg(含鈣(Ca計)4.6%，酸溶鍶(SrO計)20.9%，鋁(Al2O3計)3.8%，矽(SiO2計)4.5%，鐵(Fe2O3計)1.2%，加入NH4Cl液(NH4Cl，129克/升)3升，此時加入NH4Cl，7.23mol為水浸渣中酸溶鍶(SrO計)2.4mol和鈣(Ca計)1.4mol總和的1.9倍。將此料漿在95-100℃下攪煮1小時經過濾、水洗得氯化鍶溶液2升(SrCl2180克/升，CaCl271克/升，NH4Cl0.1克/升，PH8～9，AlCl30.04克/升，FeCl3微量)。水浸渣中的酸溶鍶浸煮出94%，NH4Cl利用99.9%。
實施例2取碳還原法由天青石製取氫氧化鍶溶液的水浸渣1kg(含鈣(Ca計)4.6%，酸溶鍶(SrO計)20.9%，鋁(Al2O3計)3.8%，矽(SiO2計)4.5%，鐵(Fe2O3計)1.2%，加入NH4NO3液(156克/升)3升，此時加入的NH4NO35.86mol為水浸渣中酸溶鍶(SrO計)2.02mol和鈣(Ca計)1.15mol總和的1.85倍。將此料漿在95～110℃攪煮1小時，經過濾水洗得硝酸鍶溶液2.2升(Sr(NO3)2178.5克/升，Ca(NO3)279克/升，NH4Cl 0.2克/升，PH8-9，Al(NO3)30.03克/升，Fe(NO3)3微量)水浸渣中的酸溶鍶浸煮出92%，NH4Cl利用率99.9%。
實施例3取碳還原法由天青石製取硫化鍶溶液的水浸渣1kg(含鈣(Ca)4.3%，酸溶鍶(SrO計)10.4%。鋁(Al2O3計)2.4%，矽(SiO2計)9.9%，鐵(Fe2O3計)1.33%，加入NH4Cl溶液(NH4Cl，103克/升)2升，此時加入NH4Cl，3.74mol，為水浸渣中酸溶鍶(SrO)計1mol和鈣(Ca計)1.08mol總和的1.85倍。將此料漿在95°～100℃下攪煮1小時，經過濾水洗得氯化鍶溶液2升(SrCl262克/升CaCl2，55克/升NH4Cl 1.2克/升，PH8-9AlCl3＜0.05克/升，FeCl3＜0.01克/升)水浸渣中酸溶鍶浸出87%，NH4Cl利用率99%。
實施例4取碳還原法由天青石製取硫化鍶溶液的水浸渣1kg(含鈣(Ca)4.3%，酸溶鍶(SrO計)10.4%，鋁(Al2O3計)2.4%，矽(SiO2計)9.9%，鐵(Fe2O3計)1.33%，加入NH4NO3液(156克/升)2升，此時加入NH4NO33.9mol為水浸渣中酸溶鍶(SrO計)1mol和鈣(Ca計)1.08mol總和的1.88倍。將此料漿在95-100℃下攪煮1小時，經過濾水洗得硝酸鍶溶液2升(Sr(NO3)290克/升，Ca(NO3)2，82克/升，NH4NO32.5克/升，PH8，Al(NO3)3＜0.05克/升，Fe(NO3)3＜0.01克/升)水浸渣中酸溶鍶浸出85%，NH4NO3利用率98.4%。
權利要求
1.一種回收氯化鍶和硝酸鍶的方法，該方法是在採用碳還原法生產鍶鹽後的水浸渣中加入浸煮劑浸煮，將其中的酸溶性鍶鹽轉變為水溶性鍶鹽後將其回收，其特徵在於所加入的浸煮劑為NH4Cl或NH4NO3在80°～110℃溫度下與水浸渣浸煮，待水浸渣中的酸溶鍶轉變為水溶性的氯化鍶或硝酸鍶後，經分離製得氯化鍶或硝酸鍶溶液。
2.按權利要求1所述回收氯化鍶和硝酸鍶的方法，其特徵在於浸煮水浸渣時加入NH4Cl或NH4NO3的量(mol)為水浸渣中酸溶鍶量(SrO mol)和鈣量(Ca mol)總和的1.6～2.4倍。
3.按權利要求1所述回收氯化鍶和硝酸鍶的方法，其特徵在於浸煮時間一般為0.5～2小時。
全文摘要
本發明公開了一種從碳還原法生產鍶鹽後的水浸渣中回收氯化鍶和硝酸鍶溶液的方法。該方法以NH
文檔編號C01F11/36GK1074422SQ9211199
公開日1993年7月21日 申請日期1992年11月17日 優先權日1992年11月17日
發明者石惠民, 張琳, 唐培堅, 宋金鳳, 李莉, 李必超, 鄭久真 申請人:自貢市張家壩製鹽化工廠