CN102060317B

CN102060317B - 天青石黑灰法生产碳酸锶的废渣中回收天青石的方法

Info

Publication number: CN102060317B
Application number: CN2010105031101A
Authority: CN
Inventors: 申静; 何从林
Original assignee: CHONGQING XINSHEN SHIJI CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: Chongqing Xinshen Century New Materials Technology Co., Ltd.
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2030-10-11
Also published as: CN102060317A

Abstract

本发明公开了一种天青石黑灰法生产碳酸锶的废渣中回收天青石的方法，包括如下步骤：1)粉碎：将废渣粉碎制得废渣粉。2)调浆：将废渣粉用水调配成浓度适宜的渣浆。3)重选：用摇床选出渣浆中未反应的天青石。4)脱水：将分离出的重组份和轻组份脱水，重组份就是天青石。本发明用重选法回收碳酸锶生产过程中未反应的天青石，提高了锶矿的资源利用率，工艺简单，成本低。

Description

天青石黑灰法生产碳酸锶的废渣中回收天青石的方法

技术领域

本发明涉及一种天青石黑灰法生产碳酸锶的废渣的处理方法，尤其是一种天青石生产碳酸锶废渣中回收未反应的天青石的方法。

背景技术

碳酸锶化学式SrCO3，分子量147.63。是一种用于制作电子元件、光谱试剂、制彩虹玻璃的良好材料。现有技术中，天青石黑灰法生产碳酸锶是一种工业碳酸锶的主要生产方法，在黑灰法生产碳酸锶的过程中，天青石与碳的还原反应中硫酸锶的转化率一般在50-80％之间，在浸取废渣中还有大量的天青石未参与反应，目前，这部分天青石作为废渣被丢弃，在带来严重环境污染的同时，也造成资源的极大浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述天青石资源利用率不高而提供一种简单、有效的天青石黑灰法生产碳酸锶的废渣中回收天青石的方法，以解决环境污染和资源浪费的问题；再进一步解决的问题是怎样对工艺参数进行合理优化，降低得到的天青石中杂质含量的同时，最大程度地提高天青石收率和选出天青石的品位。

为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

一种天青石黑灰法生产碳酸锶的废渣中回收天青石的方法，其特点在于包括如下步骤：

1)粉碎：将废渣粉碎制得废渣粉；废渣粉碎的粒度要求为40-160目；

2)调浆：将废渣粉用水调配成浓度适宜的渣浆；渣浆的固含量为重量比20-50％；

3)重选：用摇床选出渣浆中轻组分和重组分；摇床的冲次为260-380次/分钟，冲程为9-15mm；冲水量为渣浆量的3-6倍；

4)脱水：将重组份分离并脱水后得到天青石。

申请人研究发现，由于黑灰法碳酸锶生产的原料天青石颗粒与碳的还原反应模型可以认为是蛋壳反应模型，反应中形成的硫化锶包裹在天青石颗粒的表面，从而阻止了颗粒内部的原料与碳的反应，这部分未反应的天青石与煅烧过程中产生的煤渣、未反应的原料煤、天青石中带来的其他杂质及其衍生物等就构成了黑灰法碳酸锶生产过程的废渣。申请人对现有的废渣进行研究分析，发现碳酸锶废渣主要成分为：未反应的天青石、煤渣、未反应的煤及天青石所带来的杂质的衍生物(包括碳酸钙、碳酸镁等)，废渣中天青石与其他杂质属于简单的物理混合，而天青石的密度约为3.96g/cm³，较其他成分要大得多，在废渣的成分中天青石的密度与其他杂质的密度差可达1g/cm3以上，因此，申请人考虑采用摇床对废渣进行重选的办法来分离回收废渣中未反应的天青石；同时，申请人通过分析研究和具体实验确定了对技术方案中的各工艺参数的范围。其中，步骤1)中，废渣粉碎的粒度要求为40-160目，如果过粗则废渣中天青石不能很好的与其他成分相剥离，回收的天青石中杂质含量过高，品位较低；如果过细则在摇床重选时大量天青石粉末不能被有效选出，导致天青石的收率过低，难以达到回收的目的。步骤2)中，渣浆的浓度对天青石的选出也有较大的影响，渣浆的固含量取值为20-50％，渣浆浓度过高，则渣浆中的细粒径颗粒容易团聚，对重选不利，选出重组分品位和收率都降低，渣浆浓度过低，则设备的生产强度较低。步骤3)中，采用渣浆量3-6倍的冲水量，冲水量过少，则选出率及品位都较低，水量过多，则收率降低；实验发现当摇床的冲次范围为260-380次/分钟，冲程为9-15mm时，天青石的收率和选出的品位都较高。重组份脱水后得到天青石，轻组份脱水后可用作建筑材料的原料。

为了进一步降低得到的天青石中杂质含量，同时提高天青石收率和选出天青石的品位，在实验中发现各参数的不同会使得结果不同，故为了优化各参数的取值，使其效果达到最佳，申请人采用天青石黑灰法生产碳酸锶的废渣200公斤/次，选用型号为6-S单曲波单层的摇床，按照上述步骤对工艺参数进行正交优化实验，正交表选用L_16-4-5正交表，正交实验因素水平表见表1。

表1正交实验因素水平表

正交实验结果见表2。

表2正交实验结果表

从正交实验结果可知，对收率的影响因素从大到小的顺序是：A、D、B、E、C，从极差分析来看A₃B₃C₂D₃E₂为最佳工艺，即粒度为120目、渣浆浓度为40％、冲次为300次/min、冲程为13mm、冲洗水量为4倍渣浆量时可得最高的收率，以最佳收率工艺参数进行实验得到的收率为92.3％，品位为84％；对回收天青石品位的影响从大到小的顺序是：A、E、B、D、C，从极差分析来看A₃B₁C₂D₃E₃为最佳工艺，即粒度为120目、渣浆浓度为20％、冲次为300次/min、冲程为13mm、冲洗水量为5倍渣浆量时可得最高的品位，以最佳品位工艺参数进行实验得到的收率为82.3％，品位为87.6％。所回收的天青石品位都高于原矿的品位。

以上述正交优化实验为基础，进一步对冲水量进行优化研究，采用与正交优化实验相同的废渣、摇床和步骤，当固定粒度为120目，冲次为300次每分钟，冲程为13mm，渣浆浓度分别为20％、30％、40％、50％时，冲洗水量分别为4倍和5倍渣浆量时，收率和品位如下表所示

表3不同冲水量时的收率和品位

渣浆浓度(％)	20	30	40	50
					(4倍冲水)收率	73.5	86.4	90.2	80.7
(5倍冲水)收率	70.2	87.4	91.8	83.2
					(4倍冲水)品位	85.1	84.5	82.9	77.6

(5倍冲水)品位

86.3

84.4

82.6

78.7

从实验数据可以看出：当渣浆浓度在30-40％范围是5倍冲水量的收率比4倍略高，而品位略低。因此，在实际过程中可以选择4-5倍的冲水量。

再进一步对渣浆浓度进行优化研究，从正交实验结果可以看出渣浆浓度低有利于提高选出产品的品位，而浓的渣浆浓度有利于提高收率，因此，有必要进一步对渣浆浓度进行优化研究，固定其他工艺参数为粒度为120目，冲次为300次每分钟，冲程为13mm，冲水量为5倍。分别考察渣浆浓度为20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％时的收率和品位。结果见表4：

表4不同渣浆浓度时的收率和品位

渣浆(％)	20	25	30	35	40	45	50
								收率	82.2	83.6	86.7	90.1	92.4	89.2	84.3
品位	87.4	86.1	85.6	84.8	83.4	81.9	78.6

从表4数据可以看出：当渣浆浓度在35％-40％时，可以获得较高的收率和品位，且回收天青石的品位完全能满足生产需要。所以，经上述大量的优化实验可知，当步骤1)中废渣粉碎的粒度要求为120目；步骤2)中渣浆的固含量为重量比35％-40％；步骤3)中摇床的冲次为300次/分钟；冲程为13mm，冲水量为渣浆量的4-5倍时，可以获得最优效果，在最大化降低得到的天青石中杂质含量的同时，最大程度地提高天青石收率和选出天青石的品位。。

综上所述，本发明通过粉碎、调浆、重选、脱水等工序对碳酸锶生产过程产生的废渣进行处理，回收未反应的天青石。不仅生产工艺简单，成本低，而且提高了锶资源的利用率，消除了环境污染。通过申请人对方法中各取值参数进行优化，提高了回收天青石的品位和收率。

附图说明

图1为本发明工艺的流程示意图。

具体实施方式

实施例1。参照图1，天青石黑灰法生产碳酸锶的废渣中回收天青石的方法，将含硫酸锶为25％的废渣粉碎制得废渣粉；废渣粉碎的粒度要求为120目；将废渣粉用水调配成固含量为35％的渣浆；用摇床在冲次为300次/分钟，冲程为13mm；冲水量为渣浆量的5倍时；选出渣浆中轻组分和重组分；将重组分脱水，干燥得天青石粉，实验结果为收率89.8％，品位为85.0％。

实施例2。参照图1，天青石黑灰法生产碳酸锶的废渣中回收天青石的方法，将含硫酸锶为25％的废渣粉碎制得废渣粉；废渣粉碎的粒度要求为120目；将废渣粉用水调配成固含量为40％的渣浆；用摇床在冲次为300次/分钟，冲程为13mm；冲水量为渣浆量的5倍时；选出渣浆中轻组分和重组分；将重组分脱水，干燥得天青石粉，实验结果为收率90.8％，品位为84.6.0％。

实施例3。参照图1，天青石黑灰法生产碳酸锶的废渣中回收天青石的方法，将含硫酸锶为25％的废渣粉碎制得废渣粉；废渣粉碎的粒度要求为120目；将废渣粉用水调配成固含量为38％的渣浆；用摇床在冲次为300次/分钟，冲程为13mm；冲水量为渣浆量的5倍时；选出渣浆中轻组分和重组分；将重组分脱水，干燥得天青石粉，实验结果为收率90.4％，品位为84.4.0％。

由于在发明内容部分的实验分析和研究中，可以视为已经公布了大量的实验实例和数据，这些实例和数据均可以视为本发明的具体实施例且可以支持权利要求的概括，故不再在此公布更多的实施例。

Claims

1.一种天青石黑灰法生产碳酸锶的废渣中回收天青石的方法，其特征在于包括如下步骤：

4)脱水：将重组份分离并脱水后得到天青石。

2.如权利要求1所述的天青石黑灰法生产碳酸锶的废渣中回收天青石的方法，其特征在于步骤1)中废渣粉碎的粒度要求为120目；步骤2)中渣浆的固含量为重量比35％-40％；步骤3)中摇床的冲次为300次/分钟；冲程为13mm，冲水量为渣浆量的4-5倍。