CN104263950B

CN104263950B - 一种从金属锶渣中高效分离锶铝制备锶盐和铝盐的方法

Info

Publication number: CN104263950B
Application number: CN201410485238.8A
Authority: CN
Inventors: 申静; 王强; 龙俊华
Original assignee: CHONGQING XINSHEN SHIJI CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: Chongqing Xinshen Century New Materials Technology Co., Ltd.
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2034-09-22
Also published as: CN104263950A

Abstract

本发明提供的从金属锶渣中高效分离锶铝制备锶盐和铝盐的方法，首先将金属锶渣酸化反应，然后进行高压过滤分离，得到锶盐粗液和铝渣，最后将锶盐粗液制得高纯氯化锶、硝酸锶或醋酸锶，将铝渣制得六水氯化铝、聚合氯化铝及九水硝酸铝。该方法操作简单，锶铝分离效果好，产品纯度高。且在第一步就实现了金属锶渣中锶铝的高效彻底分离，工艺流程短，物料损耗少，操作简单，生产成本低，经济实用性强。

Description

一种从金属锶渣中高效分离锶铝制备锶盐和铝盐的方法

技术领域

本发明属于无机化工领域，尤其涉及一种从金属锶渣中高效分离锶铝制备锶盐和铝盐的方法。

背景技术

用铝粉在高温真空下还原氧化锶（SrO）生产金属锶（Sr）已经工业化多年，但金属锶的收率目前只有40%—70%，其产生的残渣（以下统称锶渣）一直作废渣深埋或直接暴露在空气中，受到雨水侵蚀，生成的碱性物质严重破坏生态环境，同时，也是对宝贵金属锶资源的一种巨大浪费。

公开号为1609242，公开日2005-04-27的专利文件阐述了一种利用金属锶渣制备锶盐的方法。该法是采用过量酸对锶渣进行彻底溶解，制得锶铝混合盐溶液，然后通过酸析分离锶铝，得到锶盐和铝盐的粗品，再通过重结晶得到纯度较高的锶盐和铝盐。因该法在酸析过程中须加入大量的酸，导致生产环境恶劣，对设备腐蚀性大；同时酸析分离锶铝并不彻底，锶盐粗品中含铝较高，铝盐粗品中含锶较高，需要通过反复重结晶提纯，工艺流程长，从而导致总收率低，成本高，产品纯度差。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种工艺流程简单、产品提取纯度高的从金属锶渣中高效分离锶铝制备锶盐和铝盐的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种从金属锶渣中高效分离锶铝制备锶盐和铝盐的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）酸化反应：在搅拌过程中，往金属锶渣中缓慢加入质量浓度为20%—40%的稀酸，控制反应温度为30—60℃；待渣浆液pH降至9—10时，停止加入质量浓度为20%—40%的稀酸，再加入低质量浓度稀酸调节渣浆液的pH值，直至渣浆液的pH值为2—8，停止加入低质量浓度稀酸，继续搅拌1—2小时；

（2）高压过滤分离：将经步骤1处理的渣浆液用高压隔膜压榨压滤机进行固液分离，得到锶盐粗液和铝渣；

（3）锶盐粗液精制：往经步骤2处理的锶盐粗液中滴加质量浓度为3%—20%的除杂剂水溶液、质量浓度为10%—30%的氧化剂水溶液，搅拌均匀后加入pH调节剂调节锶盐粗液的pH为5—8，过滤得精制锶盐溶液，经浓缩结晶制得锶盐；母液返回到步骤2的锶盐粗液中继续使用；

（4）铝渣精制：步骤2中的铝渣经酸化处理、除杂过滤、浓缩结晶制得铝盐。

作为上述方案的进一步优化，所述步骤1中的低质量浓度稀酸的质量浓度为5%—15%。

作为上述方案的进一步优化，所述步骤2中高压隔膜压榨压滤机的工作压力为0.3—0.8MPa。

作为上述方案的进一步优化，所述步骤3中的除杂剂水溶液是稀硫酸；氧化剂水溶液是双氧水；pH调节剂是八水氢氧化锶。

作为上述方案的进一步优化，所述步骤3中的锶盐包括高纯氯化锶、硝酸锶或醋酸锶。

作为上述方案的进一步优化，所述步骤4中的铝盐包括六水氯化铝、聚合氯化铝或九水硝酸铝。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

1、本发明利用低温低酸条件抑制金属锶渣中铝的溶出，并通过高压过滤使锶铝彻底分离，此法操作简单，锶铝分离效果好，液相锶盐粗液中的铝比原来降低50—100倍；而固相铝渣中的锶含量比原来降低5—10倍，产品纯度高。

2、本发明在第一步就实现了金属锶渣中锶铝的高效彻底分离，工艺流程短，物料损耗少，操作简单，生产成本低，经济实用性强。

3、本发明采用废弃的金属锶渣为原料，整个生产环节无废渣排出，属典型的变废为宝，环保化工；同时该法反应过程一直处于低酸或中性状态，避免了酸过量引起的恶劣操作环境，高效经济环保，有利于生产员工的职业健康。

4、现有技术采用过量酸溶解金属锶渣得到锶铝盐混合溶液，并利用锶盐和铝盐的溶解度差异进行结晶分离。本发明因锶铝分离彻底，生产的产品纯度高，不需要重结晶就能达到甚至超过现有技术生产的产品纯度。

附图说明

图1为本发明从金属锶渣中高效分离锶铝:制备锶盐和铝盐的方法的工艺流程图。

具体实施方式

本发明充分考虑到金属锶渣中锶和铝的不同特性，利用低温低酸条件下铝不参与反应的特点，分两步萃取金属锶渣中的锶，然后通过高压过滤分离达到锶铝分离的目的。本发明的反应原理是：金属锶渣中的锶、氧化锶、氢氧化锶、碳酸锶和稀酸反应生成锶盐溶液，而铝、氧化铝因不参与反应留在固相中；锶盐溶液中的钡可用硫酸法去除，铁和微量铝可用氢氧化锶调节溶液pH使之絮凝沉淀，再精过滤可制得高纯氯化锶、高纯硝酸锶、高纯醋酸锶等产品；固相中的铝、氧化铝可酸化除杂后制得六水氯化铝、九水硝酸铝、聚合氯化铝等产品。因此，本发明在酸化反应过程中严格控制温度和pH，通过两步加酸法来抑制铝的溶出，保证后续高压过滤分离的有效进行。该方法克服了以往锶铝分离不彻底、工艺路线过长、生产成本高、生产环境恶劣、产品纯度差的缺点，从而提供了一种高效经济环保的锶盐和铝盐生产方法。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种从金属锶渣中高效分离锶铝:制备锶盐和铝盐的方法，如图1所示，包括以下方法：

（1）酸化反应：在搅拌过程中，往金属锶渣中缓慢加入质量浓度为20%—32%的盐酸，控制反应温度为40℃；待渣浆液pH降至9—10时，停止加入质量浓度为20%—32%的盐酸，再加入质量浓度为5%—15%盐酸调节渣浆液的pH值，直至渣浆液的pH值为2，停止加入盐酸，继续搅拌1—2小时；

（3）锶盐粗液精制：往经步骤2处理的锶盐粗液中滴加质量浓度为10%的硫酸除钡、质量浓度为10%的双氧水，搅拌均匀（1小时左右）后加入固体八水氢氧化锶调节锶盐粗液的pH为5，过滤得精制氯化锶溶液，精制氯化锶溶液浓缩至43—50°Be′冷却至40℃以下，经离心脱水干燥制得高纯六水氯化锶，母液返回到步骤2的锶盐粗液中继续使用；

（4）铝渣精制：步骤2中的铝渣与质量浓度为20%—36%的盐酸和质量浓度为3%—20%的硫酸混合反应，过滤的清液经浓缩结晶、离心脱水制得六水氯化铝，母液返回到步骤2的铝渣中继续使用；或清液经聚合后直接喷雾干燥制得聚合氯化铝。

实施例2：

（1）酸化反应：在搅拌过程中，往金属锶渣中缓慢加入质量浓度为20%—40%的硝酸，控制反应温度为50℃；待渣浆液pH降至9—10时，停止加入质量浓度为20%—40%的硝酸，再加入质量浓度为5%—15%硝酸调节渣浆液的pH值，直至渣浆液的pH值为7，停止加入硝酸，继续搅拌1—2小时；

（3）锶盐粗液精制：往经步骤2处理的锶盐粗液中滴加质量浓度为15%的硫酸除钡、质量浓度为15%的双氧水，搅拌1小时后加入固体八水氢氧化锶调节锶盐粗液的pH为6，过滤得精制硝酸锶溶液，精制硝酸锶溶液浓缩至43—50°Be′冷却至40℃以下，经离心脱水干燥制得高纯硝酸锶，母液返回到步骤2的锶盐粗液中继续使用；

（4）铝渣精制：步骤2中的铝渣与质量浓度为20%—40%的硝酸和质量浓度为3%—20%的硫酸混合反应，过滤的清液经浓缩结晶、离心脱水制得九水硝酸铝，母液返回到步骤2的铝渣中继续使用。

实施例3：

（1）酸化反应：在搅拌过程中，往金属锶渣中缓慢加入质量浓度为20%—40%的醋酸，控制反应温度为60℃；待渣浆液pH降至9—10时，停止加入质量浓度为20%—40%的醋酸，再加入质量浓度为5%—15%醋酸调节渣浆液的pH值，直至渣浆液的pH值为8，停止加入醋酸，继续搅拌1—2小时；

（3）锶盐粗液精制：往经步骤2处理的锶盐粗液中滴加质量浓度为20%的硫酸除钡、质量浓度为20%的双氧水，搅拌1小时后加入固体八水氢氧化锶调节锶盐粗液的pH为7，过滤得精制醋酸锶溶液，精制醋酸锶溶液浓缩至20—30°Be′冷却至40℃以下，经离心脱水干燥制得高纯醋酸锶，母液返回到步骤2的锶盐粗液中继续使用。

（4）铝渣精制：步骤2中的铝渣与质量浓度为20%—36%的盐酸和质量浓度为3%—20%的硫酸混合反应，过滤的清液经聚合后直接喷雾干燥制得聚合氯化铝。

将实施例1、2、3最终得到的产品进行检测，对比原材料金属锶渣与最终得到的锶盐中锶的含量和铝盐中铝的含量，可知：实施例1中锶的损耗为3%，铝的损耗为4%；实施例2中锶的损耗为4%，铝的损耗为3%；实施例3中锶的损耗为5%，铝的损耗为2%；且以上三种实施例所有步骤总耗时不超过24小时。因此，该方法工艺流程短，物料损耗少，操作简单，生产成本低，经济实用性强。

将实施例1、2、3最终得到的产品进行检测，发现实施例1中，获得的高纯六水氯化锶纯度为99.7%，且铝的含量为0.0005%；六水氯化铝纯度为99.5%；聚合氯化铝中氧化铝的含量为32%。实施例2中获得的高纯硝酸锶纯度为99.5%，且铝的含量为0.0007%；九水硝酸铝纯度为99.2%。实施例3中获得的高纯醋酸锶纯度为99.1%，且铝的含量为0.001%；聚合氯化铝中氧化铝的含量为32%。可以看出本方法锶铝分离效果好，液相锶盐粗液中的铝比原来降低50—100倍；而固相铝渣中的锶含量比原来降低5—10倍，产品纯度高。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种从金属锶渣中高效分离锶铝制备锶盐和铝盐的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）酸化反应：在搅拌过程中，往金属锶渣中缓慢加入质量浓度为20%—40%的稀酸，控制反应温度为40℃；待渣浆液pH降至9—10时，停止加入质量浓度为20%—40%的稀酸，再加入低质量浓度稀酸调节渣浆液的pH值，直至渣浆液的pH值为2，停止加入低质量浓度稀酸，继续搅拌1—2小时；所述低质量浓度稀酸的质量浓度为5%—15%；

（3）锶盐粗液精制：往经步骤2处理的锶盐粗液中滴加质量浓度为3%—20%的除杂剂水溶液、质量浓度为15%的氧化剂水溶液，搅拌均匀后加入pH调节剂调节锶盐粗液的pH为5—8，过滤得精制锶盐溶液，经浓缩结晶制得锶盐；母液返回到步骤2的锶盐粗液中继续使用；

2.根据权利要求1所述的从金属锶渣中高效分离锶铝制备锶盐和铝盐的方法，其特征在于，所述步骤2中高压隔膜压榨压滤机的工作压力为0.3—0.8MPa。

3.根据权利要求1所述的从金属锶渣中高效分离锶铝制备锶盐和铝盐的方法，其特征在于，所述步骤3中的除杂剂水溶液是稀硫酸；氧化剂水溶液是双氧水；pH调节剂是八水氢氧化锶。

4.根据权利要求1所述的从金属锶渣中高效分离锶铝制备锶盐和铝盐的方法，其特征在于，所述步骤3中的锶盐包括高纯氯化锶、硝酸锶或醋酸锶。

5.根据权利要求1所述的从金属锶渣中高效分离锶铝制备锶盐和铝盐的方法，其特征在于，所述步骤4中的铝盐包括六水氯化铝、聚合氯化铝或九水硝酸铝。