一种回收利用锶盐残渣制备碳酸锶的新方法

孙士坤

（河北辛集化工集团有限责任公司，河北辛集052360）

一种回收利用锶盐残渣制备碳酸锶的新方法

孙士坤

（河北辛集化工集团有限责任公司，河北辛集052360）

碳粉还原天青石水浸取锶盐生产工艺会产生大量的废渣，造成环境污染。本方法通过酸溶将可溶性锶盐溶解分离出来，再经过除杂过滤，得到锶母液。锶母液在低温条件下碳化，澄清后得到的沉淀，经漂洗、过滤、烘干得到碳酸锶成品。该工艺使废渣中的锶回收率达到90%以上。所得产品的各项技术指标符合HG/T2969—2010《工业碳酸锶》的行业技术要求，而且形成的碳酸锶粒径小、用途广、经济价值更高。

碳酸锶废渣；酸溶；除杂；碳化

碳还原法制备碳酸锶工艺的浸取工段中会产生大量的废渣，若将废渣深埋或直接暴露在外，其遇水浸湿会生成碱性物质，导致土壤和地下水碱化，进而严重破坏生态环境。据统计，每生产1 t SrCO3可产生 2.5 t浸取渣，其组成主要为 SrS、SrCO3、SrSO4、SrSiO3、C、CaS、CaO、BaS、BaCO3、煤石矸等。这些废渣中还有高达20%以上的锶未能得到利用，因此回收利用锶盐渣既能解决大量锶渣对环境的污染问题，又可提高锶资源的利用率，具有重要的社会效益和经济效益。

1 实验部分

1.1 原理

锶废渣用酸溶解后，过滤除去酸不溶物，滤液中加入氢氧化钠形成氢氧化钙沉淀，过滤除去大量钙离子，得到的母液加入碳酸氢铵碳化，澄清得碳酸锶沉淀，将沉淀经漂洗、过滤，烘干得碳酸锶。主要反应式如下:

酸溶: SrS+2H = Cl=SrCl2+H2S↑

SrCO3+2HClSrCl2+H2O+CO2↑

SrSiO3+2HCl==SrCl2+H2SiO3↓

CaS+2HClCaCl2+H2S↑

CaO+2HC =

l=CaCl2+H2O

BaS+2HClBaCl2+H2S↑

BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑

除杂:CaCl2+2NaOH=Ca（OH）2↓+2NaCl

碳化:SrCl2+2NH4HCO3=SrCO3↓+2NH4Cl+H2O+CO2

1.2 实验方法

首先将锶废渣破碎，过筛至粒径＜180 μm。将破碎后的残渣用70℃以上的热水打浆后，用工业盐酸溶解料浆，不断搅拌，加酸使料浆pH＜3，反应4 h后，料浆用锶渣回调至pH≈6。将料浆迅速过滤，滤液加热至90℃以上后加入过量工业NaOH，充分搅拌下形成Ca（OH）沉淀，热抽滤，分离沉淀，得到锶母液。在锶母液中加入碳酸氢铵低温下充分化合，搅拌30 min。澄清2 h后，将沉淀经漂洗、过滤、烘干得到成品碳酸锶。

2 实验结果讨论

2.1 酸溶温度与pH对锶溶出率的影响

表1为酸溶温度与pH对锶溶出率的影响。由表1可见，pH不变的情况下，酸溶温度越高则锶的溶出率越高；温度不变的情况下，pH越小则锶的溶出率越高。但是较高的温度和较低的pH会增大生产成本。综合考虑，选择酸溶温度为80℃以上、pH＜3较为合适。

表1 酸溶温度与pH对锶溶出率的影响

2.2 溶液温度与工业NaOH加入量对除Ca的影响

表2为溶液温度与工业NaOH加入量对除Ca的影响。由表2可见，溶液温度越高，Ca（OH）2的溶解度越小，母液中Ca含量越低。加入工业NaOH过量10%以上，母液中Ca含量越低。综合成本因素，选择溶液温度为90℃、NaOH过量10%较为适宜。

表2 溶液温度与工业NaOH加入量对除Ca的影响

2.3 碳酸氢铵加入量对锶回收率的影响

将相同浓度的锶母液分均分成4份，分别加入不同量的碳酸氢铵，制取的碳酸锶量如表3所示。由表3可见，碳酸氢铵过量10%时，锶的反应较为完全，回收率较高，且节约成本。

表3 碳酸氢铵加入量对锶回收率的影响

3 实验结论

以碳还原天青石浸取碳酸锶法产生的废渣为原料，将锶废渣破碎过筛至粒径小于180 μm，经80℃以上的热水打浆后，用工业盐酸溶解料浆，不断搅拌，加酸使料浆pH＜3，反应4 h后，料浆用锶渣回调至pH≈6。将料浆迅速过滤，滤液加热至90℃，分2次加入过量10%～15%的工业NaOH，不断搅拌，形成Ca（OH）2沉淀，趁热抽滤，分离沉淀后得到锶母液。在锶母液中加入过量10%碳酸氢铵低温下充分反应，搅拌30 min。澄清2 h后，将沉淀经热水漂洗（检验洗液，加AgNO3试液无浑浊），澄清过滤，烘干得到成品碳酸锶。

4 产品质量

表4为实验数据与HG/T 2969—2010《工业碳酸锶》的指标对比。

表4 实验数据与HG/T2969—2010《工业碳酸锶》的指标对比 %

由表4可见，采用本工艺得到的碳酸锶产品质量满足HG/T2969—2010Ⅰ型产品的指标要求。

用锶盐残渣制备碳酸锶工艺以废渣为原料，生产出高附加值、小粒径的碳酸锶。其操作过程简便、设备简单、生产成本低。此方法既可创造出可观的经济效益，又减少了大量废渣排放对环境造成的污染，值得进一步推广使用。

联系方式：sskzlym@163.com

A new recycling method for strontium salt residue to prepare strontium carbonate

Sun Shikun
（Hebei Xinji Chemical Group Co.，Ltd.，Xinji052360，China）

The water leaching strontium salt from lapis lazuli with carbon powder as reducing agent produced a large amount of waste residue and caused environment pollution.This method adopted acid to dissolve the waste residue to separate soluble strontium salt.Then strontium mother liquor was obtained by removing impurity through filtration.The mother liquor was carbonized under low temperature and strontium carbonate product was finally obtained by rinsing，filtering，and drying the clarified precipitate.This process made the strontium slag recovery more than 90%，and the product conformed to the requirement of Industrial Strontium Carbonate，HG/T 2969—2010.Because the strontium carbonate prepared by this process was small in particle size，it had a wider application and higher economic value.

strontium carbonate residues；acid soluble；impurity removing；carbonation

TQ132.33

A

1006-4990（2015）05-0051-02

2014-11-18

孙士坤（1967— ），女，本科，高级工程师，主要从事无机化工方面的科研工作，已公开发表文章3篇。