CN107021517B - 高纯电子级硝酸锶的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高纯电子级硝酸锶的生产方法，先采用重结晶或者盐析作用的方法去除部分钙盐和钡盐杂质，再采用加压喷淋硫酸方式沉淀钡盐杂质，获得高纯电子级硝酸锶，在加压喷淋硫酸后再采用加入絮凝剂的方法去除钡盐杂质。本发明提供了一种高纯电子级硝酸锶的生产方法，易于工业化。生产的产品纯度高达99.995％，杂质含量低。

Description

高纯电子级硝酸锶的生产方法
技术领域
本发明专利属于无机化合物提纯技术领域，具体涉及一种高纯电子级硝酸锶的生产方法。
背景技术
高纯电子级硝酸锶是制备高纯电子级碳酸锶的原料。碳酸锶是目前发展较快的化工产品之一。由于其对X-射线的屏蔽作用，可作为彩色显像管玻璃原料，同时它还广泛用于金属锌的精炼、糖的精制及陶瓷和化工等方面。随着电子工业的发展，高纯、电子级碳酸锶在高科技领域的应用急剧增加，对纯度的要求也越来越高，一般要求纯度≥99.99％，其中杂质项钡、铁、钙的高低是碳酸锶质量的评定标准，所以作为碳酸锶的原料硝酸锶纯度及杂质项钡、铁、钙的含量则更为重要。
高纯硝酸锶的制备方法，目前有以下几种：
1、目前实现锶、钡的分离，即从大量锶盐中除去微量钡，主要用重铬酸盐，利用铬酸钡的溶度积远远小于铬酸锶，使硝酸锶中的钡以铬酸钡的形式沉出，达到分离的目的。此方法的缺点是铬酸盐价格较高，增加生产成本，更重要的是铬酸盐是剧毒品，生产过程中会形成较大的环境污染，所以铬酸盐除钡法必须立即废除。
2、一种是除钡方法是碱析除钡法，该方法需要反复处理4-5次，大大增加了操作费用，更重要的是该法需经过酸溶、碱析等过程，使用大量的强酸、强碱，给设备带来巨大的腐蚀，提高了设备投资成本。
3、重结晶提纯法，是一种较理想的硝酸锶的纯化方法，但需要多次重结晶，4-5次重结晶后，钡从0.5％降为0.1％，再进行重结晶，钡的含量不再下降，硝酸锶的纯度只能达到99.5％，距离高纯电子级(99.99％)相差颇大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种易于工业化生产的高纯电子级硝酸锶的生产方法，产品纯度可高达99.995％，达到高纯电子级标准，钡的含量低于30ppm，钙、铁的含量低于10ppm。
本发明的技术方案如下：
一种高纯电子级硝酸锶的生产方法，先采用重结晶或者盐析作用的方法去除部分钙盐和钡盐杂质，再采用加压喷淋硫酸方式沉淀钡盐杂质，获得高纯电子级硝酸锶。
而且，在加压喷淋硫酸后再采用加入絮凝剂的方法去除钡盐杂质。
而且，制备步骤如下：
⑴工业硝酸锶加入高纯水溶解，35℃时配成饱和溶液；
⑵过滤，滤液浓缩，至有晶膜出现，冷却至0-20℃；
⑶过滤得晶体，再重复操作⑴-⑶步两次；
⑷结晶甩干，用高纯硝酸锶饱和溶液，洗涤两次，甩干；
⑸测定晶体中钡含量；
⑹晶体用高纯水溶解，加热至50-80℃，从喷淋器中喷淋适量浓硫酸(按钡含量100-120％)搅拌20-30min；
⑺用氨水调节pH 8-10，加热60-70℃，搅拌60min；
⑻过滤，滤液加热至沸，浓缩至晶膜出现，冷却至0-20℃；
⑼抽滤，晶体用高纯水洗涤三次；
⑽甩干，烘干得成品。
制备步骤如下：
①将工业硝酸锶用高纯水溶解，温度控制在25-30℃，浓度控制在30-35％；
②过滤，利用盐析作用，第一次除去部分硝酸钙，硝酸钡；
③滤液加热，浓缩至密度为1.45，冷却结晶；
④过滤得结晶，再重复操作①—④两次；
⑤结晶再次用高纯水溶解，温度加热至60-80℃，从(压力0.07Mpa)喷淋器中加适量10-15％硫酸(按钡含量100-120％计量)搅拌40min；
⑥用氨水调节pH 7-9，控温60-70℃，搅拌60min，小心过滤两次，至滤液清亮；
⑦滤液加热，浓缩至密度为1.45-1.55之间，冷却至10-20℃放置；
⑧倾出母液回收，晶体甩干；
⑨冰水洗涤二次，甩干，烘干得成品。
而且，制备补正如下
①按实施例1、2对工业硝酸锶盐析，重结晶三次；
②将①得到的硝酸锶，加高纯水配成20-30％溶液；
③加热至60-70℃，在搅拌下，采用加压喷淋1.0-1.1倍钡含量的10-15％硫酸溶液，搅拌10-20min；
④在60-70℃下，搅拌加入絮凝剂0.1wt％聚丙烯酰胺约1-5ml，继续搅拌15min；
⑤用氨水调节pH 7-10，搅拌20-30min，放置30min，过滤；
⑥滤液加热浓缩至密度为1.45-1.55，冷却至10-20℃结晶；
⑦倾出母液回收，结晶甩干；
⑧冰水洗涤结晶两次，甩干，烘干得成品。
本发明的有益效果和优点是：
1、本发明提供了一种高纯电子级硝酸锶的生产方法，易于工业化。生产的产品纯度高达99.995％，杂质含量低。
2、本发明采用了硫酸进一步除钡的方法，在硝酸锶工业品原料经盐析法初步除钙、钡后，又用硫酸除钡。而且由于采用了喷淋法加入硫酸，均匀，速度慢，减少了硫酸锶的生成机率，减少了硝酸锶的损失。喷淋方式克服了硫酸锶转化为硫酸钡所需要长时间剧烈搅拌的缺点，从而节约了时间，使除钡率能达到99％。
3、本发明由于采用了絮凝剂沉降法，使除钡工序中，细小的硫酸钡沉淀颗粒，迅速絮凝沉降，便于过滤，节约时间。提高了除钡的效果。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
一种高纯电子级硝酸锶的生产方法，步骤如下：
⑴工业硝酸锶加入高纯水溶解，35℃时配成饱和溶液；
⑵过滤，滤液浓缩，至有晶膜出现，冷却至0-20℃；
⑶过滤得晶体，再重复操作⑴-⑶步两次；
⑷结晶甩干，用高纯硝酸锶饱和溶液，洗涤两次，甩干；
⑸测定晶体中钡含量；
⑹晶体用高纯水溶解，加热至50-80℃，从喷淋器中喷淋适量浓硫酸(按钡含量100-120％)搅拌20-30min；
⑺用氨水调节pH 8-10，加热60-70℃，搅拌60min；
⑻过滤，滤液加热至沸，浓缩至晶膜出现，冷却至0-20℃；
⑼抽滤，晶体用高纯水(0-10℃)洗涤三次；
⑽甩干，烘干得成品。
成品纯度99.9％
实施例2
一种高纯电子级硝酸锶的生产方法，步骤如下：
①将工业硝酸锶用高纯水溶解，温度控制在25-30℃，浓度控制在30-35％；
②过滤，利用盐析作用，第一次除去部分硝酸钙，硝酸钡；
③滤液加热，浓缩至密度为1.45，冷却结晶；
④过滤得结晶，再重复操作①—④两次；
⑤结晶再次用高纯水溶解，温度加热至60-80℃，从(压力0.07Mpa)喷淋器中加适量10-15％硫酸(按钡含量100-120％计量)搅拌40min；
⑥用氨水调节pH 7-9，控温60-70℃，搅拌60min，小心过滤两次，至滤液清亮；
⑦滤液加热，浓缩至密度为1.45-1.55之间，冷却至10-20℃放置；
⑧倾出母液回收，晶体甩干；
⑨冰水洗涤二次，甩干，烘干得成品。
成品纯度99.99％
实施例3
硫酸加入方式对除钡的影响
实施步骤同实施例2，为减少硫酸锶的沉降，避免长时间剧烈搅拌，采用四种硫酸加入法①快速加入②直接滴加③直接喷淋④加压喷淋(压力0.07Mpa)，测完成品硝酸锶中钡含量有明显差异，其中加压喷淋除钡效果最佳。钡的去除率高达99.5-99.8％，见下表。
项目 原料 快速加入 滴加 直接喷淋 加压喷淋
硝酸锶中钡含量(％) 0.5 0.1 0.05 0.01 0.005
实施例4
絮凝剂对硫酸钡沉降速度的影响
实验步骤同实施例3，采用加压喷淋硫酸法，为加速硫酸钡的沉降速度，减少由于硫酸锶沉淀而过多消耗硝酸锶。采用加入絮凝剂0.1％(质量分数)聚丙稀铣胺在60-70℃搅拌下加入，加入量约1-5ml。
絮凝剂对钡去除率和硫酸钡沉降的影响，见下表。
项目 原料 未加絮凝剂 加入絮凝剂
硝酸锶中钡含量(％) 0.5 0.005 0.001
硫酸钡沉降速度cm/min 1.20 13.00
从表中可以看出絮凝剂加入，效果十分显著。
实施例5：
一种高纯电子级硝酸锶的生产方法，步骤如下：
①按实施例1、2对工业硝酸锶盐析，重结晶三次；
②将①得到的硝酸锶，加高纯水配成20-30％溶液；
③加热至60-70℃，在搅拌下，采用加压喷淋10-15％硫酸1.0-1.1倍(按钡含量计算)搅拌10-20min；
④在60-70℃下，搅拌加入絮凝剂0.1％(质量分数)聚丙烯酰胺约1-5ml，继续搅拌15min；(此处的0.1％是指聚丙烯酰胺溶液的浓度)
⑤用氨水调节pH 7-10，搅拌20-30min，放置30min，过滤；
⑥滤液加热浓缩至密度为1.45-1.55，冷却至10-20℃结晶；
⑦倾出母液回收，结晶甩干；
⑧冰水洗涤结晶两次，甩干，烘干得成品。成品纯度99.995。

Claims (2)

1.一种高纯电子级硝酸锶的生产方法，其特征在于：先采用重结晶的方法去除部分钙盐和钡盐杂质，再采用加压喷淋硫酸方式沉淀钡盐杂质，获得高纯电子级硝酸锶；在加压喷淋硫酸后再采用加入絮凝剂的方法去除钡盐杂质；具体步骤如下：
⑴工业硝酸锶加入高纯水溶解，35℃时配成饱和溶液；
⑵过滤，滤液浓缩，至有晶膜出现，冷却至0-20℃；
⑶过滤得晶体，再重复操作⑴-⑶步两次；
⑷结晶甩干，用高纯硝酸锶饱和溶液，洗涤两次，甩干；
⑸测定晶体中钡含量；
⑹晶体用高纯水溶解，加热至50-80℃，从喷淋器中按钡含量100-120％喷淋浓硫酸搅拌20-30min；
⑺用氨水调节pH8-10，加热60-70℃，搅拌60min；
⑻过滤，滤液加热至沸，浓缩至晶膜出现，冷却至0-20℃；
⑼抽滤，晶体用高纯水洗涤三次；
⑽甩干，烘干得成品。
2.一种高纯电子级硝酸锶的生产方法，其特征在于：制备步骤如下：
①将工业硝酸锶用高纯水溶解，温度控制在25-30℃，浓度控制在30-35％；
②过滤，利用盐析作用，第一次除去部分硝酸钙，硝酸钡；
③滤液加热，浓缩至密度为1.45，冷却结晶；
④过滤得结晶，再重复操作①—④两次；
⑤结晶再次用高纯水溶解，温度加热至60-80℃，从压力0.07MPa喷淋器中加适量10-15％硫酸搅拌40min；
⑥用氨水调节pH7-9，控温60-70℃，搅拌60min，小心过滤两次，至滤液清亮；
⑦滤液加热，浓缩至密度为1.45-1.55之间，冷却至10-20℃放置；
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