[发明专利]用溶剂萃取提高锶及钡盐纯度的方法

说明书

本发明属于分离技术，特别涉及用溶剂萃取法提高锶及钡盐纯度的分离技术。

金属无机盐是重要的化工产品，由于我国有丰富的矿物资源，锶、钡的盐及氧化物，是重要的出口化工产品之一，年出口量达十数万吨。现在的锶或钡盐及氧化物生产方法的除杂过程多采用氢氧化物，碳酸盐或硫酸盐沉淀。沉淀分离的操作往往是不可逆的，常用单级过程来完成，即在一反应器中加入沉淀剂使杂质形成固体进行分离，这在主成份与杂质生成的沉淀物溶解度相差很大时是有效的。如可以从锶或钡的溶液中有效地除去重金属。但是，化学性质相似的元素如钙、锶、钡常见的硫酸盐、碳酸盐、草酸盐溶解度相差不大。因而当一个元素是主要成份，浓度很高，而另二者为杂质成分，浓度很低，以沉淀法除去时，主成份将共同沉淀，而造成损失。由于这些元素之间的分离系数很低，往往为了保证回收率不能深度除杂，所以大部分产品纯度不高。以从四川的天青石生产碳酸锶的过程为例，矿石中含有70％左右的硫酸锶及约5％碳酸钙和10％碳酸锶。为除去钙，目前，在生产过程中首先用盐酸浸洗，溶去碳酸钙，这样同时也使碳酸锶溶解，这部分溶液在现在生产流程中全部排去，未予回收，损失占整个锶量的10％以上，而且，为了减少锶的损失，在浸溶时，不能更好地充分除钙，以致在最终碳酸锶中尚含0.5％至1.2％的碳酸钙。

溶剂萃取自五十年代以来逐渐应用于核燃料，稀土、稀有、稀贵及有色金属的生产，是一种效率高，较易操作的优良分离方法。萃取过程是一可逆反应，通常通过多级逆流方式完成。因而，杂质和主成份在分离时，由一级到另一级不断相互交换，既可以达到很高的分离系数，又可以保证很高的回收率，特别适合于性质相近的成份的分离和回收。

本发明的萃取方法对提高锶或钡盐生产有以下益处：(1)提高综合回收率；(2)提升产品质量；(3)有利于大规模生产；(4)减少污染。

本发明所用的萃取剂包括羧酸、环烷酸、有机磷酸和有机膦酸，如：脂肪酸、二2-乙基己基磷酸(我国商品名称P204)，二2-乙基己基膦酸二-2-乙基己基脂(我国商品名称P507)等。上述萃取剂，加入少量改性剂一起溶解在煤油或溶剂油中配成有机相。萃取过程包括萃取、洗涤及反萃等步骤。

本发明的目的是这样实现的。由于碱土金属性质相似，分离系数小，本发明采用多级逆流萃取的方法，从氯化锶或硝酸锶溶液中分离钙等杂质。通过多级逆流萃取，辅之以洗涤工序可以使氯化锶或硝酸锶溶液中的钙杂质降低到设计水平，使锶产品达到所期望的纯度。洗涤工序可以使和杂质一起被萃取的锶得到回收，将锶的损失降低到达1％。从而既保证了锶产品的高纯度，又保证了锶的高回收率。具体作法是：

1. 5％到50％的酸性萃取剂及适量的改性剂加煤油配成溶液，即是有机相。

2.根据原料溶液的杂质含量制订萃取工艺条件。一般萃取2至5级，有机相和料液水相流量之比为0.3至1，停留时间2至8分，搅拌速度：300～600rpm。

3.选择适当的无机酸溶液进行逆流洗涤。

4.以盐酸或硝酸为无机酸溶液进行逆流反萃，反萃级数2至4级。有机相和水相流量之比为1至10，停留时间2至8分，搅拌速度300～600rpm。

本发明的积极效果为：

(1)用溶剂萃取可以将盐酸洗涤碳酸钙、锶溶液中的钙、锶分别分离回收，从而使锶回收率提高10％以上，并消除排放盐酸洗涤液造成的污染。

(2)也可以不经(1)中所述的盐酸洗涤碳酸钙的步骤，而直接将天青石转化为硝酸锶溶液，再用萃取法除去溶液中的钙及其他杂质，缩短工艺流程，提高产品的产量和质量，使优级碳酸锶中的碳酸钙含量从现在的0.5％下降至0.2％以下，其它杂质，如铁等重金属，也会相应降低。

(3)由于萃取法不产生渣，从而避免清除沉淀渣等繁重劳动，有利于自动化及实施大规模生产。

在钡盐生产中也可进行类似工艺改进。

实施例：

(1)天青石分解生成的硝酸锶溶液，含锶164.2g/L，钙6.2g/L，以10％(V/V)至30％(V/V)的P204及少量改性剂的煤油溶液经五级萃取，二级洗涤，钙可降低到0.1g/L，硝酸锶的回收率97％至99.5％。钙可以盐酸或硝酸反萃制备钙产品。萃取剂返回使用。

(2)天青石的盐酸淋洗液或菱锶矿的盐酸浸取液含锶62.4g/L，钙25.1g/L，以20％(V/V)至45％(V/V)P507及少量改性剂的煤油溶液经五级萃取，三级洗涤，钙可降低到0.1g/L。硝酸锶的回收率95％至99.5％。钙可以盐酸或硝酸反萃制备钙产品。萃取剂返回使用。