用天青石精礦球團還原焙燒及製備碳酸鍶工藝的製作方法
2023-10-29 20:29:12 1
專利名稱：用天青石精礦球團還原焙燒及製備碳酸鍶工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種天青石製備碳酸鍶工藝，特別是涉及一種以天青石精礦球團還原焙燒及製備碳酸鍶工藝。
背景技術：
碳酸鍶是一種基本無機化工原料，主要用來生產彩色顯像管玻殼、鍶鐵氧體磁性材料，以及製備化學試劑、煉鋅、塗料、陶瓷、煙火、信號彈，主要以生產彩色顯像管玻殼和行業磁性材料。目前工業上由天青石生產碳酸鍶的方法主要有碳還原法(幹法)和複分解法(溼法)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)以一定配比混合後，在立窯或轉窯的高溫條件下還原焙燒，生成含硫化鍶(SrS)的熟料，SrS遇水發生水解生成氫氧化鍶[Sr(OH)2]和硫氫化鍶[Sr(SH)2]進入溶液，含Sr2+的溶液除去鈣、鋇、鎂等雜質後，加入碳酸氫銨(或CO2、Na2CO3)碳酸化即可製成SrCO3。但還原焙燒過程中SrSO4轉化成SrS的效率低，一般只有65％左右，因而資源利用率不高。
複分解法是將天青石(含SrSO4為≥65％)與Na2CO3或NH4HCO3、NH3.H2O發生複分解反應，首先製成粗SrCO3，然後經除雜、碳化等工序製得成品SrCO3。但其缺點是工藝流程長，生產成本較高。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的不足，提供一種以品位較低，SrSO4含量僅30％左右的青海省大風山天青石礦，經破碎工序，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，一級精選工序，二級精選工序，三級精選工序，四級精選工序，五級精選工序製得的天青石精礦在圓盤造球機經天青石精礦與粘結劑/添加劑→配料混均→製備母球→加水加料→母球長大→繼續滾動→生球緊密→乾燥製得富集後天青石精礦球團，採取碳還原焙燒、熟料浸取、除鈣、碳酸化製備碳酸鍶的工藝。
本發明技術方案目的通過下述技術方案予以實現本發明用天青石精礦球團還原焙燒及製備碳酸鍶工藝為所述的天青石精礦球團還原焙燒及製備碳酸鍶工藝流程為天青石精礦球團還原焙燒→熟料浸取→浸取液除鈣→碳酸化→製得碳酸鍶產品；其工藝條件為天青石精礦球團粒徑為10～15mm；還原時間為30～50min，焙燒溫度為1050℃～1150℃，天青石精礦球團與還原劑的重量比例為80∶50～150；熟料浸取分兩段進行，一段浸取時間為90min，將上層澄清液與殘渣分離，向殘渣中注入熱水進行二段浸取，二段浸取時間為30min，熟料熱水浸取的溫度為60℃～100℃，浸取完成後，過濾，用熱水將濾渣洗滌3～4次，濾渣濾幹；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)；碳酸化是在淨化除雜後的浸取液中加入碳酸氫銨，輕微攪拌，將沉澱物洗滌乾淨、乾燥後即製得碳酸鍶產品。
本發明與現有技術相比較有如下有益效果由於本發明採取經破碎工序，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，一級精選工序，二級精選工序，三級精選工序，四級精選工序，五級精選工序製得的天青石精礦在圓盤造球機經天青石精礦與粘結劑/添加劑→配料混均→製備母球→加水加料→母球長大→繼續滾動→生球緊密→乾燥工序製得天青石精礦球團，再經本發明碳還原焙燒、熟料浸取、除鈣、碳酸化製備碳酸鍶的工藝製取碳酸鍶，使低品位天青石礦(SrSO4含量僅30％左右)的原礦經富集後的還原過程中SrSO4轉化率高，比相同條件下塊礦焙燒時的轉化率高10個百分點以上，效益顯著；球團是由粒度小於0.074mm的微細顆粒聚集而成，顆粒堆積時所產生的空隙，在球團內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散提供了較好的條件，使得球團的還原從外到內幾乎同時進行，從而使SrSO4的還原速率大大加快。本發明天青石精礦球團還原焙燒制及備鍶碳酸工藝適用於我國西部儲量豐富的低品位天青石礦生產碳酸鍶的加工製備。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步描述。將所述的青海省大風山產天青石礦經破碎工序，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，一級精選工序，二級精選工序，三級精選工序，四級精選工序，五級精選工序製得的天青石精礦在圓盤造球機經天青石精礦與粘結劑/添加劑→配料混均→製備母球→加水加料→母球長大→繼續滾動→生球緊密→乾燥工序製得天青石精礦球團，再經本發明碳還原焙燒、熟料浸取、除鈣、碳酸化製備碳酸鍶的工藝製取碳酸鍶，所述的天青石精礦球團還原焙燒及製備碳酸鍶工藝流程為天青石精礦球團還原焙燒→熟料浸取→浸取液除鈣→碳酸化→製得碳酸鍶產品；其工藝條件為天青石精礦球團粒徑為10～15mm；還原時間為30～50min，焙燒溫度為1050℃～1150℃，天青石精礦球團與還原劑的重量比例為100∶30；熟料浸取分兩段進行，一段浸取時間為90min，將上層澄清液與殘渣分離，向殘渣中注入熱水進行二段浸取，二段浸取時間為30min，熟料熱水浸取的溫度為60℃～100℃，浸取完成後，過濾，用熱水將濾渣洗滌3～4次，濾渣濾幹，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)；碳酸化是在淨化除雜後的浸取液中加入碳酸氫銨，輕微攪拌，將沉澱物洗滌乾淨、乾燥後即製得碳酸鍶產品。在生產中，用槽式靜態浸取高溫除鈣，石灰窯碳化，即得到碳酸鍶產品(SrCO3＝97％，CaCO3≤0.2％)。
所述的還原焙燒後SrSO4轉化率為75～82％；除鈣後碳酸鍶產品中的CaCO3含量降低至0.2％左右，SrCO3含量大於97％。
所述的除鈣工藝應在密封性能好、能承受一定壓力的容器中進行。
實施例1。
取粒徑為10mm天青石精礦球團80kg，還原劑無煙煤50kg，在窯溫達到600℃時天青石球團與無煙煤按上述比例一起直接加入到迴轉窯內焙燒。焙燒溫度為1100℃，還原時間為30min，窯體結構延長了還原性氣體在窯內的停留時間，並使窯內的還原性氣氛得到加強；另外，還原性氣體移向窯尾的過程中，與物料接觸會更加充分，因此更有利於SrSO4的轉化，SrSO4轉化率可達75％。
將經過還原焙燒的天青石精礦球團進行浸取熟料浸取分兩段進行，一段浸取時間為90min，將上層澄清液與殘渣分離，向殘渣中注入熱水進行二段浸取，二段浸取時間為30min，熟料熱水浸取的溫度為60℃，浸取完成後，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；除鈣工藝應在密封性能好、能承受一定壓力的容器中進行，溶液除雜的除鈣時間為8h，除鈣溫度為88℃，添加適量除鈣劑氨聚合物0.1％(重量比)，除鈣後碳酸鍶產品中的CaCO3含量降低至0.2％左右；碳酸化是在淨化除雜後的浸取液中加入碳酸氫銨，輕微攪拌，將沉澱物洗滌乾淨、乾燥後即製得碳酸鍶產品。
碳酸鍶產品中SrCO3含量為97％。
實施例2取粒徑為11mm天青石精礦球團80kg，還原劑無煙煤100kg，在窯溫達到600℃時天青石球團與無煙煤按上述比例一起直接加入到迴轉窯內焙燒。焙燒溫度為1120℃，還原時間為400min，窯體結構延長了還原性氣體在窯內的停留時間，並使窯內的還原性氣氛得到加強；另外，還原性氣體移向窯尾的過程中，與物料接觸會更加充分，因此更有利於SrSO4的轉化，SrSO4轉化率可達80％。
將經過還原焙燒的天青石精礦球團進行浸取熟料浸取分兩段進行，一段浸取時間為90min，將上層澄清液與殘渣分離，向殘渣中注入熱水進行二段浸取，二段浸取時間為30min，熟料熱水浸取的溫度為80℃，浸取完成後，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；除鈣工藝應在密封性能好、能承受一定壓力的容器中進行，溶液除雜的除鈣時間為8h，除鈣溫度為89℃，添加適量除鈣劑氨聚合物0.1％(重量比)，除鈣後碳酸鍶產品中的CaCO3含量降低至0.2％左右；碳酸化是在淨化除雜後的浸取液中加入碳酸氫銨，輕微攪拌，將沉澱物洗滌乾淨、乾燥後即製得碳酸鍶產品。
碳酸鍶產品中SrCO3含量為97％。
實施例3。
取粒徑為12mm天青石精礦球團80kg，還原劑無煙煤150kg，在窯溫達到600℃時天青石球團與無煙煤按上述比例一起直接加入到迴轉窯內焙燒。焙燒溫度為1150℃，還原時間為50min，窯體結構延長了還原性氣體在窯內的停留時間，並使窯內的還原性氣氛得到加強；另外，還原性氣體移向窯尾的過程中，與物料接觸會更加充分，因此更有利於SrSO4的轉化，SrSO4轉化率可達82％。
將經過還原焙燒的天青石精礦球團進行浸取熟料浸取分兩段進行，一段浸取時間為90min，將上層澄清液與殘渣分離，向殘渣中注入熱水進行二段浸取，二段浸取時間為30min，熟料熱水浸取的溫度為100℃，浸取完成後，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；除鈣工藝應在密封性能好、能承受一定壓力的容器中進行，溶液除雜的除鈣時間為8h，除鈣溫度為90℃，添加適量除鈣劑氨聚合物0.1％(重量比2)，除鈣後碳酸鍶產品中的CaCO3含量降低至0.2％左右；碳酸化是在淨化除雜後的浸取液中加入碳酸氫銨，輕微攪拌，將沉澱物洗滌乾淨、乾燥後即製得碳酸鍶產品。
碳酸鍶產品中SrCO3含量為97％。
實施例4。
取粒徑10-15mm天青石精礦球團，按4T/h速率，還原劑為無煙煤，以1-2T/h的速率混合均勻，連續投入粗轉窯焙燒，窯尾溫度≥600℃，爐內高溫區溫度1050～1150℃，還原時間為60min，轉窯尺寸2400×48000mm，連續生產7天以上，SrSO4轉化率可達82％以上。
將經過還原焙燒後的熟料進行槽式靜態浸取4次，水溫≥90℃，最後一次洗水SrS濃度≤5/L，固液沉降分離後，渣含SrS≤1％，水分≤25％，渣運渣場後回收處理。浸取液控制濃度SrS50～60g/L，進入連續沉降槽精製除鈣，通過蒸汽加熱溫度≥85℃，澄清2小時以上，達到分離除鈣的目的。經過精製的浸取液，通過三塔串聯碳化(碳化塔尺寸2000×18000mm)，碳化劑為石灰窯產生的CO2≥32％，O2≤0.1％)，碳化時間1小時，每塔浸取液26～30m3，窯氣流量20～25m3/min，壓力0.26～0.3Mpa，碳化後的尾氣進入回收H2S工序，碳酸鍶料漿經脫硫、離心、乾燥後得碳酸鍶產品，其中SrCO3≥97％，CaCO3≤0.2％，BaCO3≤1.0％。因而，-200目天青石精礦制團後經還原焙燒→浸取→碳化→脫硫→離心→乾燥工藝流程生產碳酸鍶工藝是可行的。
權利要求
1.一種用天青石精礦球團還原焙燒及製備碳酸鍶工藝，所述的還原焙燒後及碳酸鍶製備工藝是將產自青海省大風山的天青石礦經破碎工序，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，五級精選工序製得的天青石精礦在圓盤造球機經天青石精礦與粘結劑/添加劑→配料混均→製備母球→加水加料→母球長大→繼續滾動→生球緊密→乾燥製得天青石精礦球團後，經本發明工藝加工製備，其特徵在於所述的天青石精礦球團還原焙燒及製備碳酸鍶工藝流程為天青石精礦球團還原焙燒→熟料浸取→浸取液除鈣→碳酸化→製得碳酸鍶產品；其工藝條件為天青石精礦球團粒徑為10～15mm；還原時間為30～60min，焙燒溫度為1050℃～1150℃，天青石精礦球團與還原劑的重量比例為100∶30；熟料浸取分兩段進行，一段浸取時間為90min，將上層澄清液與殘渣分離，向殘渣中注入熱水進行二段浸取，二段浸取時間為30min，熟料熱水浸取的溫度為60℃～100℃，浸取完成後，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)；碳酸化是在淨化除雜後的浸取液中加入碳酸氫銨，輕微攪拌，將沉澱物洗滌乾淨、乾燥後即製得碳酸鍶產品。
2.根據權利要求1所述的天青石精礦球團還原焙燒及製備碳酸鍶工藝，其特徵在於所述的還原焙燒後SrSO4轉化率為75～82％；除鈣後碳酸鍶產品中的CaCO3含量降低至0.2％左右，SrCO3含量大於97％。
3.根據權利要求1所述的天青石精礦球團還原焙燒及製備碳酸鍶工藝，其特徵在於所述的浸取除鈣工藝應在密封性能好、能承受一定壓力的容器中進行。
全文摘要
本發明涉及一種天青石製備碳酸鍶工藝，特別是涉及一種以天青石精礦球團還原焙燒及製備碳酸鍶工藝。本發明用天青石精礦球團還原焙燒及製備碳酸鍶工藝流程為天青石精礦球團還原焙燒→熟料浸取→浸取液除鈣→碳酸化→製得碳酸鍶產品；本發明有如下有益效果由於本發明採取碳還原焙燒、熟料浸取、除鈣、碳酸化製備碳酸鍶的工藝，使低品位天青石礦的原礦經富集後的還原過程中SrCO
文檔編號C01F11/00GK1762817SQ20051002161
公開日2006年4月26日 申請日期2005年9月2日 優先權日2005年9月2日
發明者王啟民, 餘國禮, 尹宏君, 李玉壽, 嶽忠, 李光輝, 權炳盛, 李俏梅 申請人:青海金瑞礦業發展股份有限公司