[发明专利]一种氯化锶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种氯化锶的制备方法，其特点是采用碳还原法制备碳酸锶工艺中得到的SrS溶液和盐湖氯化镁作为反应物制备氯化锶。

背景技术

氯化锶是主要的锶盐产品之一，主要应用于生产高纯碳酸锶、磁性材料、电解金属锶及其他锶盐的制备原料，还应用于生产电解金属钠的助熔剂及有机合成的催化剂等；并在制造焰火、生产牙膏、颜料等方面也有应用。随着科学技术的进步，氯化锶的用途将会更加扩展，市场需求正在快速增长。目前碳酸锶的生产主要以盐酸与碳酸锶反应制备，其中碳酸锶的来源为工业碳酸锶、菱锶矿、或碳还原法制备碳酸锶的废渣。由于盐酸具有很强的腐蚀性，对生产设备的材质要求很高，这就给其生产带来很大的困难。

《海湖盐与化工》第3卷第1期中第4页“絮凝剂在制取氯化锶-氢氧化镁中的应用研究”报道了一种制备氯化锶的方法。该方法是通过氢氧化锶和盐湖氯化镁发生复分解反应，生成氢氧化镁沉淀和氯化锶溶液。其重点进行了加入絮凝剂对氢氧化镁的过滤性能和产品质量影响的研究。《海湖盐与化工》第33卷第5期中第14页“氯化镁-碳酸锶制取氯化锶和氢氧化镁工艺研究”报道了相似的制备氯化锶的方法，该方法的主要不同点在于，氢氧化锶是通过煅烧碳酸锶制备氧化锶，然后通过热水浸取得到氢氧化锶溶液或晶体，再与氯化镁发生复分解反应制备氯化锶和氢氧化镁。

上述第一篇报道中，没有指出氢氧化锶的来源，第二篇报道中，氢氧化锶通过煅烧碳酸锶获得，而碳酸锶可以来自工业碳酸锶或复分解转化天青石矿得到的粗碳酸锶。氢氧化锶还可以通过碳酸锶酸溶碱析法得到，即把工业碳酸锶或复分解法得到的粗碳酸锶通过加入强酸溶液，再加入烧碱析出氢氧化锶。这些制备氢氧化锶的方法都存在制备流程长、能耗高、需要消耗大量的化工原料，这无疑会使得生产成本增大，经济效益下降，实用性也下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用碳还原法制备碳酸锶工艺中得到的硫化锶(SrS)溶液和盐湖氯化镁作为反应物制备氯化锶的方法。

本发明制备氯化锶的方法，包括以下工艺步骤：

①将天青石矿粉与还原煤粉以1:0.5～1:5的重量比例混合，在900～1300℃温度下焙烧0.5～12小时得到黑灰，再将黑灰用水逆流浸取得到硫化锶溶液。碳还原天青石一般采用转窑连续生产，其中天青石选用硫酸锶含量为55～100％的天青石矿粉；还原煤为可选用焦煤、不粘煤、瘦煤、气煤、肥煤，长焰煤、无烟煤等任何一种；浸取的硫化锶溶液的浓度控制在50～150g/L；

②向硫化锶溶液通硫化氢气体得硫氢化锶溶液；

③向硫氢化锶溶液加入氯化镁，在80～90℃下反应0.5～2小时，得到含有氢氧化镁沉淀和氯化锶溶液的料浆，并放出硫化氢气体；其中氯化镁为盐湖氯化镁通过常规方法净化而得，其加入量为硫化锶摩尔量的0.85～1.15倍；

④将料浆通过固液分离得到氢氧化镁沉淀和氯化锶溶液，氯化锶溶液经蒸发、结晶、分离、干燥为氯化锶产品；氢氧化镁经洗涤、烘干为副产品；生成的硫化氢气体返回步骤②与硫化锶溶液反应制备硫氢化锶，如此循环进行，既解决了硫化氢的污染问题，也使得该过程可以顺利进行。

本发明的方法制备氯化锶是通过硫氢化锶与氯化镁发生复分解反应得到硫氢化镁和氯化锶，硫氢化镁在水溶液中发生完全水解得到氢氧化镁和硫化氢气体，这个过程的化学反应包括：

SrS+H₂S→Sr(HS)₂

Sr(HS)₂+MgCl₂→Mg(HS)₂+SrCl₂

Mg(HS)₂+2H₂O→Mg(OH)₂↓+2H₂S↑

上述反应所得氯化锶溶液清亮透明，蒸发浓缩后冷却析出氯化锶晶体，过滤并在80～100℃干燥即得白色晶体水合氯化锶产品，分子式为SrCl₂·6H₂O。氯化锶产品中Ca、Sr、Ba、Mg合量采用EDTA滴定法测定，以铬黑T为指示剂，Mg-EDTA溶液为辅助剂；氯化锶产品中的Ba、Ca、Mg分别用原子吸收法测定，Fe含量采用邻菲罗啉分光光度法测定，SO₄含量采用硫酸钡比浊法测定，水不溶物采用常规方法测定，Pb含量采用硫化铅比色法测定，pH值采用标准试纸测定，Na含量采用原子吸收分光光度法测定。分析结果见表1。

表1 氯化锶产品化学分析结果与标准的对比(％)