專利名稱：在溶液中還原天青石或重晶石生成碳酸鍶或碳酸鋇及元素硫的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無機化工領域，特別涉及在溶液中還原天青石或重晶石生成碳酸鍶或碳酸鋇及元素硫的技術。
碳酸鍶及碳酸鋇是重要的化工產(chǎn)品，主要用于熒光屏玻璃、磁性材料、陶瓷，也是制備其它鍶、鋇鹽的重要原料。我國有豐富的礦物資源，是世界上的鍶和鋇的鹽及氧化物的主要生產(chǎn)和出口國。天青石和重晶石是鍶、鋇的硫酸鹽，是這個元素最主要的天然礦種。
現(xiàn)在由重晶石生產(chǎn)鋇鹽的方法一是黑灰法，將礦粉與煤粉混合，在高溫下反應，生成硫化鋇，以水浸取得溶液，而后用碳酸銨沉淀生成碳酸鋇。天青石也可以同樣方法生產(chǎn)鍶鹽。這種方法工藝簡單，但是，礦物轉化率較低，而且有較嚴重大氣污染。由天青石生產(chǎn)鍶鹽及氧化物的另一生產(chǎn)方法是轉化法，將天青石(硫酸鍶)用碳酸銨(鈉)轉換化碳酸鍶，再與酸或其銨鹽反應，生成可溶性鍶鹽如氯化鍶或硝酸鍶溶液，經(jīng)過濾，分離脈石及未分解的礦石。經(jīng)除雜后，再用碳酸銨沉淀為碳酸鍶。此流程產(chǎn)品質量好，但能耗高，反應時間長，礦石中的硫轉化為硫酸銨。重晶石不能以此種工藝生產(chǎn)鋇鹽。
重晶石和天青石是最重要的鍶、鋇資源，為了改進生產(chǎn)方法，本發(fā)明的目的是采用在溶液中還原轉化天青石或重晶石，使之經(jīng)過轉化反應，生成碳酸鍶或碳酸鋇的同時，硫酸根還原為元素硫。
本發(fā)明克服了現(xiàn)有黑灰法高溫反應，污染環(huán)境，礦石轉化率低的缺點。與目前工業(yè)上用的轉化法相比，能耗低，原料消耗少，有較好的經(jīng)濟效益。將礦石中的硫酸根轉化為元素硫，有較高的利用價值，而且便于儲存、運輸。重晶石不能在溶液中用轉化法加工，而用本發(fā)明的溶液過程也能處理重晶石，生產(chǎn)各種鋇鹽。
本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的。
(1)將天青石或重晶石礦石磨細，置于反應器中，加水攪拌使其漿化，漿化的固液比1/12kg/L至1/4kg/L。
(2)加入還原劑及其它能與鍶、鋇生成碳酸鹽的轉化反應劑，在80℃至220℃的溫度下反應。使礦石中的硫酸根還原為元素硫，
同時鍶或鋇反應生成碳酸鍶或碳酸鋇。
(3)前述轉化反應劑可以是二氧化碳、碳酸鈉，碳酸銨等。
(4)前述還原劑可以是氣體，如氫、一氧化碳，固體化合物如水合肼，羥氨等。
(5)生成的元素硫可以用加熱熔融或溶劑抽提后，經(jīng)過濾與碳酸鍶或碳酸鋇分離，回收。
本發(fā)明的積極效果為(1)本發(fā)明的溶液還原過程可以將天青石或重晶石還原生成元素硫的同時轉化產(chǎn)生碳酸鍶或碳酸鋇。
(2)礦石中的鍶或鋇轉化為相應碳酸鹽的轉化率高于黑灰法，并沒有黑灰法高溫反應造成的污染。
(3)比現(xiàn)有處理天青石的轉化法流程簡單，能耗低，原料消耗少，有較好的經(jīng)濟效益。
(4)天青石及重晶石中的硫酸根被還原為元素硫，有較高的利用價值，而且便于儲存、運輸。
實施例(1)將100g天青石礦石磨細至90％-200目，在1.4mol/L的碳酸銨溶液中，以固液比1/8漿化。而后在120℃下，用氫氣進行還原反應6h。天青石中硫酸鍶轉化為碳酸鍶的轉化率達91.2％。160℃下濾去元素硫，得硫23.2g。
(2)將117g重晶石礦石磨細至90％-240目，在1.0mol/L的碳酸銨溶液中，以固液比1/6漿化。而后在120℃下，用水合肼進行還原反應6h。重晶石中硫酸鋇轉化為碳酸鋇的轉化率達93.1％。160℃下濾去元素硫，得硫13.1g。
權利要求
1.一種在水溶液中還原轉化天青石或重晶石，生成元素硫，并同時生成碳酸鍶或碳酸鋇的方法，其特征在于(1) 將天青石或重晶石礦石磨細，置于反應器中，加水攪拌使其漿化，漿化的固液比1/12kg/L至1/4kg/L。(2) 加入還原劑及轉化反應劑，在80℃至220℃的溫度下反應。使礦石中的硫酸根還原為元素硫，同時鍶或鋇反應轉化生成碳酸鍶或碳酸鋇。(3) 前述轉化反應劑可以是二氧化碳、碳酸鈉，碳酸銨等。(4) 前述還原劑可以是氣體，如氫、一氧化碳，固體化合物如水合肼，羥氨等。(5) 生成的元素硫可以用加熱熔融或溶劑抽提后，經(jīng)過濾與碳酸鍶或碳酸鋇分離，回收。
全文摘要
本發(fā)明在水溶液中用還原劑將天青石或重晶石還原生成元素硫,并同時用沉淀劑沉淀鍶或鋇,生成碳酸鍶或碳酸鋇。礦石中的鍶或鋇的回收率高于黑灰法,并沒有黑灰法高溫反應造成的污染。比現(xiàn)有處理天青石的轉化法流程簡單,能耗低,原料消耗少。元素硫產(chǎn)品,有較高的利用價值,而且便于儲存、運輸。
文檔編號C01B17/00GK1344680SQ0012460
公開日2002年4月17日 申請日期2000年9月26日 優(yōu)先權日2000年9月26日
發(fā)明者朱屯 申請人:中國科學院化工冶金研究所