CN101838006A

CN101838006A - 碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法

Info

Publication number: CN101838006A
Application number: CN 201010180000
Authority: CN
Inventors: 王树轩; 王寿江; 李宁; 李波
Original assignee: Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Current assignee: Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2030-05-21
Also published as: CN101838006B

Abstract

本发明涉及一种碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法，该方法包括以下步骤：(1)将碳酸锶废渣粉碎、过筛后加水，混合均匀；(2)将料浆加热后，加入盐酸，使pH值为1～3，并调整水量使料浆液固质量比为5～8∶1；(3)向步骤(2)中浸取完成的料浆中加入中和剂，使其pH值为4～7；(4)将步骤(3)所得的料浆加热后，再次加入中和剂，使其pH值为5～6，并保温为1～1.5小时，析出硅胶变性；(5)将步骤(4)所得的料浆经离心分离后，得到固相和含有氯化锶、氯化钙的溶液；所述固相经洗涤后，得到废渣和洗液，该洗液部分与所述含有氯化锶、氯化钙的溶液混合，共同作为回收氯化锶的原料液，其余部分则返回步骤(1)代替水进行调浆。本发明可使料浆具有良好的分离性能。

Description

碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法

技术领域

本发明涉及氯化锶生产领域中，尤其涉及碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法。

背景技术

中国是世界上最大的碳酸锶和氯化锶等产品的生产国和出口国，受工艺技术和生产成本等因素影响，我国碳酸锶生产全部采用黑灰法工艺生产，该工艺将天青石矿粉与还原煤粉混合后，高温焙烧成硫化锶熟料，水浸取后的滤液净化后碳化得到碳酸锶产品。该工艺对矿石适应性强，生产工艺、设备相对简单，成本较低，但锶的利用率通常在60～70％，水浸取后的滤渣中仍存在大量的含锶成分未被利用，造成了大量的锶资源浪费，而且长期堆放、雨淋的渗出液会造成严重的环境污染和流域水资源污染。因此，利用区域廉价的副产稀酸资源，采用先进的工艺技术，回收废渣中的含锶成分生产氯化锶或硝酸锶等产品，对提高锶资源的综合利用水平，发展循环经济并治理环境污染至关重要。

氯化锶可以通过盐酸与碳酸锶、盐酸与黑灰浸取的黄水(含硫化锶)、氢氧化锶与盐酸或氯化镁等方法合成，目前国内非碳酸锶生产企业，一般采用盐酸与碳酸锶为原料生产氯化锶，碳酸锶生产企业通常采用盐酸中和黄水生产碳酸锶。采用盐酸与碳酸锶废渣为原料生产氯化锶，涉及酸浸料浆的分离、滤液去除铁、铝、钙等离子杂质困难，目前产业化研究和应用尚属空白。

传统的氯化锶生产均以碳酸锶生产为基础，或以碳酸锶产品为原料，或以碳酸锶生产的中间体为原料，既没有实现稀有的锶资源高效综合利用，提高锶的回收率，也没有达到碳酸锶废渣的环保无害化处理。随着锶资源价值的不断提升，氯化锶的生产成本也将同步上升，这对氯化锶用途开发和应用领域的扩大都是非常不利的，更不利于我国锶产品在国际市场优势地位的巩固。另外，国内主要的碳酸锶生产区域已开始废渣环保治理，开展废渣的综合利用，对降低碳酸锶生产企业排污成本具有显著作用。

盐湖资源开发已步入多元素综合利用的新格局，氯化镁煅烧法(Amman法)生产氧化镁或氢氧化镁、卤水煅烧生产碳酸锂已进入产业化阶段，这些产业化项目产生的大量稀盐酸，需要有配套的项目进行综合利用，或者投入环保资金进行中和处理，而中和处理又会排放大量的氯化钙溶液，依然存在资源浪费和环境污染问题。

我国青海柴达木盆地、江苏溧水、重庆和湖北黄石等地拥有丰富的天青石资源，随着规模化开采不断扩大，矿石品位呈快速下降趋势，除个别地区少部分矿点外，大多数矿石硫酸锶含量在40％～60％左右，且矿山出现了快速枯竭的趋势。通过选矿富集后的天青石矿品位可达到70％～80％左右，能够满足碳还原法生产碳酸锶的需要，但如果采用国内外通用的焙烧还原、黑灰浸取、黄水除钙钡精制，然后二氧化碳碳化的方法生产，锶的利用率得不到明显提高，将会造成大量锶资源浪费，极大的缩短国内天青石资源的服务年限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有良好分离性能的碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法，包括以下步骤：

(1)将碳酸锶废渣粉碎、过筛后加入其重量3～5倍的水，混合均匀；

(2)将料浆加热到30～75℃后，加入盐酸，使pH值为1～3，并调整水量使料浆液固质量比为5～8∶1；

(3)向所述步骤(2)中浸取完成的料浆中加入中和剂，使其pH值为4～7；

(4)将所述步骤(3)所得的料浆加热到75～90℃后，再次加入中和剂，使其pH值为5～6，并保温为1～1.5小时，析出硅胶变性；

(5)将所述步骤(4)所得的料浆经离心分离后，得到固相和含有氯化锶、氯化钙的溶液；所述固相经洗涤后，得到废渣和洗液，该洗液部分与所述含有氯化锶、氯化钙的溶液混合，共同作为回收氯化锶的原料液，其余部分则返回所述步骤(1)代替水进行调浆。

所述步骤(1)中的碳酸锶废渣的总锶含量在16～23％，其中酸溶性锶含量在15～18％。

所述步骤(2)中的盐酸质量浓度为12～17％。

所述步骤(3)和(4)中的中和剂均为氢氧化钠、石灰乳或氢氧化锶中的一种，且浓度为200～300g/L。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明以天青石、煤粉高温还原-浸取-溶液碳化工艺(又称黑灰法)生产碳酸锶的水浸取废渣和盐湖锂、镁资源开发副产的稀盐酸为原料，酸溶反应后得到含氯化锶、氯化钙等的盐溶液和硅胶、硫酸锶、惰性杂质等固相的料浆，经严格控制浸取过程体系酸度、浸取料浆中和过程和已溶解硅酸的析出、浸取过程硅胶变性等，从浸取工艺控制上解决了含大量硅酸盐的碳酸锶废渣酸浸料浆的固液分离问题，为回收碳酸锶废渣中的锶盐产品奠定基础，不仅实现了盐湖资源开发副产品和碳酸锶废渣的综合利用，提高了资源综合利用水平，延长了产品产业链，而且达到了环保治理和洁净化生产的目的，并对盐湖资源开发过程的“氯平衡”起到积极的示范作用。

2、由于本发明在碳酸锶废渣调浆和酸溶浸取前，首先进行了粉碎，因此，增加了酸浸过程固液接触，有效地提高了浸取量。

3、由于本发明在加酸浸取前，先对废渣进行加水调浆，因此，有利于体系酸度均衡，并可避免碳酸盐反应剧烈而泡沫外溢。

4、由于本发明在整个工艺过程中进行实时监测体系酸度的调整，因此，使料浆中初生态的硅酸基本呈稳定状态，降低了硅酸聚合速度，有效地避免体积庞大、疏松网状结构的水凝胶分子形成，为固液高效分离创造条件。

5、由于本发明中所采用的中和剂均具有与浸取料浆所含离子相同的特性，因此，可有效地避免引入其它杂质离子，使液相中溶解的原硅酸以水合二氧化硅的形式析出，彻底解决溶解的原硅酸对后续料液精制分离带来的困难。

6、本发明通过控制析出硅胶的变性处理条件，促使析出的硅胶交联成颗粒大、疏水性强、易于过滤的大分子，使得料浆具有良好的分离性能。

7、经在扩试装置上实际应用显示，采用本发明后不但降低了分离设备的要求，而且分离后的液相易于精制，可方便生产氯化锶或其它锶盐产品，同时可使碳还原法生产碳酸锶的锶利用率由70％左右提高至90％以上。

具体实施方式

碳酸锶废渣：以天青石、煤粉高温还原-浸取-溶液碳化工艺(又称黑灰法)生产碳酸锶的水浸取废渣作为本发明的原料碳酸锶废渣，其总锶含量在16～23％，其中酸溶性锶含量在15～18％。

实施例1 一种碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法，包括以下步骤：

(1)将100kg碳酸锶废渣粉碎、过筛，使其过20目颗粒量占总量90％以上；然后加入其3倍重量的水，混合均匀。

(2)将料浆加热到30℃后，加入质量浓度为12～17％的盐酸，使pH值为1～3，并调整水量使液固质量比为5∶1。

(3)向步骤(2)中浸取完成的料浆中加入中和剂，使其pH值为4～7，使溶解的原硅酸充分析出；

(4)将步骤(3)所得的料浆加热到75℃后，再次加入中和剂，使其pH值为5～6(中和后的料浆溶解的原硅酸几乎全部以水合二氧化硅形式析出)，并保温为1小时，析出硅胶变性；

(5)将步骤(4)所得的料浆经离心分离后，得到127.2kg固相和491.6kg含有氯化锶、氯化钙的溶液，分离时间22min；固相分别用50kg水洗涤3次，每次洗涤分离时间为3分钟后，得到124.3kg废渣和148.4kg洗液，第一次洗液与料浆分离的溶液混合，共同作为回收氯化锶的原料液，二、三次洗液返回步骤(1)代替水进行调浆。对洗液部分与含有氯化锶、氯化钙的溶液的混合液进行化学分析后发现：该溶液中含锶量为12.88kg，总锶收率为73.47％。

实施例2 一种碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法，包括以下步骤：

(1)将100kg碳酸锶废渣粉碎、过筛，使其过20目颗粒量占总量90％以上；然后加入其5倍重量的水，混合均匀。

(2)将料浆加热到75℃后，加入质量浓度为12～17％的盐酸，使pH值为1～3，并调整水量使液固质量比为8∶1。

(4)将步骤(3)所得的料浆加热到90℃后，再次加入中和剂，使其pH值为5～6(中和后的料浆溶解的原硅酸几乎全部以水合二氧化硅形式析出)，并保温为1.5小时，析出硅胶变性；

(5)将步骤(4)所得的料浆经离心分离后，得到122.6kg固相和781.5kg含有氯化锶、氯化钙的溶液，分离时间20min；固相分别用50kg水洗涤3次，每次洗涤分离时间为3分钟后，得到120.3kg废渣和149.2kg洗液，第一次洗液与料浆分离的溶液混合，共同作为回收氯化锶的原料液，二、三次洗液返回步骤(1)代替水进行调浆。对洗液部分与含有氯化锶、氯化钙的溶液的混合液进行化学分析后发现：该溶液中含锶量为13.83kg，总锶收率为78.89％。

实施例3 一种碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法，包括以下步骤：

(1)将100kg碳酸锶废渣粉碎、过筛，使其过20目颗粒量占总量90％以上；然后加入其4倍重量的水，混合均匀。

(2)将料浆加热到50℃后，加入质量浓度为12～17％的盐酸，使pH值为1～3，并调整水量使液固质量比为6∶1。

(4)将步骤(3)所得的料浆加热到80～85℃后，再次加入中和剂，使其pH值为5～6(中和后的料浆溶解的原硅酸几乎全部以水合二氧化硅形式析出)，并保温为1.2小时，析出硅胶变性；

(5)将步骤(4)所得的料浆经离心分离后，得到124.7kg固相和583.4kg含有氯化锶、氯化钙的溶液，分离时间22min；固相分别用50kg水洗涤3次，每次洗涤分离时间为3分钟后，得到121.7kg废渣和151.3kg洗液，第一次洗液与料浆分离的溶液混合，共同作为回收氯化锶的原料液，二、三次洗液返回步骤(1)代替水进行调浆。对洗液部分与含有氯化锶、氯化钙的溶液的混合液进行化学分析后发现：该溶液中含锶量为13.62kg，总锶收率为77.70％。

上述实施例1～3中：步骤(3)和(4)中的中和剂均为氢氧化钠、石灰乳或氢氧化锶中的一种，且浓度为200～300g/L；步骤(5)中的分离设备为离心机，转速1200r/min，分离因数640w²r/g。

Claims

1.一种碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法，其特征在于：所述步骤(1)中的碳酸锶废渣的总锶含量在16～23％，其中酸溶性锶含量在15～18％。

3.如权利要求1所述的碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法，其特征在于：所述步骤(2)中的盐酸质量浓度为12～17％。

4.如权利要求1所述的碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法，其特征在于：所述步骤(3)和(4)中的中和剂均为氢氧化钠、石灰乳或氢氧化锶中的一种，且浓度为200～300g/L。