一種抗結(jié)塊高純度電子級(jí)硝酸鍶的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種抗結(jié)塊高純度電子級(jí)硝酸鍶的制備方法，屬于硝酸鍶制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]硝酸鍶是一種白色或淡黃色立方晶體；易溶于水，不溶于硝酸和稀乙醇；主要用于液晶玻璃基板、光學(xué)玻璃和熒光體產(chǎn)業(yè)中，是液晶基板玻璃的重要添加劑，起到提高折射率以及改善多種理化性能的作用，是液晶玻璃基板生產(chǎn)中最重要的原料之一。
[0003]目前，硝酸鍶的制備方法有碳酸鹽法和菱鍶礦、毒重石法。
[0004]其中，(1)碳酸鹽法是指將工業(yè)硝酸鍶調(diào)漿后加入濃硝酸進(jìn)行反應(yīng)得到相應(yīng)的硝酸鹽原料液，經(jīng)除雜、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、干燥后得到硝酸鍶產(chǎn)品，現(xiàn)有的制備方法得到的產(chǎn)品結(jié)塊現(xiàn)象嚴(yán)重，需人工粉碎后才可使用，加大了生產(chǎn)成本；
(2)菱鍶礦、毒重石法是將菱鍶礦和毒重石分別破碎制漿后與硝酸進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)后續(xù)過濾、除雜、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、干燥后得到產(chǎn)品。該方法以菱鍶礦或毒重石作為原材料，生產(chǎn)成本相對(duì)降低，但是由于菱鍶礦品位的降低，菱鍶礦中含有較多的共生碳酸鈣硫酸鍶等雜質(zhì)的存在，硝酸酸解后的溶液中含有大量硝酸鈣，由于沒有采取循環(huán)法，則濃縮的程度較高，以盡可能提高鍶的收率，但由于硝酸鍶在較高濃度的硝酸鈣溶液中結(jié)晶，會(huì)發(fā)生同晶取代等現(xiàn)象，不僅影響最終產(chǎn)品的純度，而且影響硝酸鍶的蒸發(fā)結(jié)晶過程，最終得到的硝酸鍶晶粒細(xì)小，干燥困難且容易結(jié)塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對(duì)目前常用的菱鍶礦、毒重石法在制備硝酸鍶的過程中，雖可提高硝酸鍶的收率，但在制備過程中，由于硝酸鍶在較高濃度的硝酸鈣溶液中結(jié)晶，會(huì)發(fā)生同晶取代現(xiàn)象，影響了蒸發(fā)結(jié)晶過程，導(dǎo)致產(chǎn)品純度低、制得的硝酸鍶晶粒細(xì)小，且容易結(jié)塊的現(xiàn)狀，提供了一種將菱鍶礦、毒重石粉碎制漿后加入硝酸反應(yīng)，生成硝酸溶液，隨后再在硝酸溶液中加入氫氧化鈉溶液，反應(yīng)生成氫氧化鈣沉淀，之后通過離心分離，收集上清液加入硝酸，經(jīng)反應(yīng)、熟化，過濾得濾液，最后將得到的濾液冷卻結(jié)晶、除雜過濾后再蒸發(fā)結(jié)晶、干燥，從而得到抗結(jié)塊高純度電子級(jí)硝酸鍶的制備方法。該方法操作簡(jiǎn)便，不僅在制備過程中不會(huì)產(chǎn)生同晶取代現(xiàn)象，而且制得的硝酸鍶純度高、雜質(zhì)含量低，不易結(jié)塊，減少了客戶的生產(chǎn)使用成本，值得大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)取500?600g高媽菱鎖礦和700?800g毒重石，倒入破碎機(jī)中進(jìn)行粗破碎處理，處理2?3min，過50?60目篩，隨后將過篩后的混合顆粒放入高速球磨機(jī)中，加入粒徑為4?5mm的不銹鋼磨球珠，在球磨轉(zhuǎn)速為500?600r/min下球磨10?12min，球磨至粒度〈0.08mm，得混合粉末，之后得到的混合粉末倒入容器中，并向其中加入粉末質(zhì)量70?80%清水，混合均勻，得到混合漿液； (2)在上述得到的混合漿液中緩慢加入混合漿液質(zhì)量35?40%質(zhì)量濃度為98%的硝酸溶液，用玻璃棒攪拌均勻，在30?32°C下靜置反應(yīng)，直至反應(yīng)溶液pH值為2.5?3.2為止，待反應(yīng)結(jié)束，向反應(yīng)物中按固液比為2:1?3:1，加入0.5M氫氧化鈉溶液，提升溫度至32?35°C，持續(xù)攪拌直至無沉淀生成；
(3)將上述混合物放入離心機(jī)中，在1100?1200r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離10?20min，去渣，取上清液，倒入容器中，在常溫下，邊攪拌邊向容器中以8?10mL/min的速率滴加質(zhì)量濃度為37%的硝酸溶液，控制25?35min內(nèi)滴加完成，隨后再以5?10°C/min的速度提升溫度至100?105°C，持續(xù)攪拌反應(yīng)2?2.5h，待反應(yīng)結(jié)束，熟化2?4h;
(4)待上述熟化結(jié)束，將熟化后物質(zhì)趁熱進(jìn)行固液分離，去渣，留液，將得到的濾液放入濃縮罐中，降低罐內(nèi)壓力為1000?llOOPa，減壓濃縮至罐內(nèi)濾液體積為原有體積的1/3?1/2時(shí)，停止?jié)饪s，相對(duì)密度控制在15?18Be，冷卻結(jié)晶后甩干，得硝酸鍶粗品；
(5)將上述得到的硝酸鍶粗品放入蒸餾水中，在50?60°C下加熱溶解，待溶解后，向其中加入硝酸鍶粗品質(zhì)量20?30 %質(zhì)量濃度為25 %的雙氧水，攪拌混合，沉淀1?2h，過濾，得過濾液；
(6)將上述得到的過濾液放入蒸發(fā)容器中，在80?90°C下加熱攪拌，蒸發(fā)至過濾液體積為原有體積1/2時(shí)，停止蒸發(fā)，提升溫度至92?95°C，攪拌陳化1?2h，優(yōu)選1.5h，待陳化結(jié)束，固液分離，得到晶體；
(7)將上述得到的晶體放入真空干燥箱中，其中真空干燥箱真空度為-0.03?0.05Mpa、溫度為110?130°C，干燥直至晶體含水量為0.2?0.3 %為止，隨后將干燥后的晶體放置于通風(fēng)處，自然冷卻至室溫，即可得到一種抗結(jié)塊高純度電子級(jí)硝酸鍶。
[0007]本發(fā)明制得的抗結(jié)塊高純度電子級(jí)硝酸鍶為白色結(jié)晶，相對(duì)密度為2.9，熔點(diǎn)為580°C，純度在99.85 %以上，顆粒粒徑為650?71 Ομπι，結(jié)塊時(shí)間達(dá)200天以上。
[0008]本發(fā)明的原理:本發(fā)明先利用硝酸溶液提取高鈣菱鍶礦和毒重石中的鍶，再通過加入氫氧化鈉去除溶液中的鈣雜質(zhì)，隨后加入硝酸溶液，與硝酸鋁形成聚合氯化鋁，最后利用聚合氯化鋁和硝酸鍶結(jié)晶點(diǎn)不同，通過蒸發(fā)結(jié)晶，干燥形成硝酸鍶，如此操作，降低了操作過程中晶體間重新結(jié)合的可能，更不會(huì)產(chǎn)生同晶取代現(xiàn)象。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明操作簡(jiǎn)便，方法獨(dú)特，在制備的過程中降低了晶體間重新結(jié)合的可能，不會(huì)產(chǎn)生同晶取代現(xiàn)象，制得的硝酸鍶粒徑均勻，性能穩(wěn)定；
(2)本發(fā)明制得的硝酸鍶純度高、雜質(zhì)含量低，減少了客戶的生產(chǎn)使用成本，且防結(jié)塊性能大大提高，產(chǎn)品堆放200天以上也不會(huì)有結(jié)塊現(xiàn)象，值得大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0010]首先取500?600g高鈣菱鍶礦和700?800g毒重石，倒入破碎機(jī)中進(jìn)行粗破碎處理，處理2?3min，過50?60目篩，隨后將過篩后的混合顆粒放入高速球磨機(jī)中，加入粒徑為4?5mm的不銹鋼磨球珠，在球磨轉(zhuǎn)速為500?600r/min下球磨10?12min，球磨至粒度〈
0.08mm，得混合粉末，之后得到的混合粉末倒入容器中，并向其中加入粉末質(zhì)量70?80 %清水，混合均勻，得到混合漿液;然后在上述得到的混合漿液中緩慢加入混合漿液質(zhì)量35?40 %質(zhì)量濃度為98%的硝酸溶液，用玻璃棒攪拌均勻，在30?32°C下靜置反應(yīng)，直至反應(yīng)溶液pH值為2.5?3.2為止，待反應(yīng)結(jié)束，向反應(yīng)物中按固液比為2:1?3:1，加入0.5M氫氧化鈉溶液，提升溫度至32?35°C，持續(xù)攪拌直至無沉淀生成；隨后將上述混合物放入離心機(jī)中，在1100?1200r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離10?20min，去渣，取上清液，倒入容器中，在常溫下，邊攪拌邊向容器中以8?10mL/min的速率滴加質(zhì)量濃度為37%的硝酸溶液，控制25?35min內(nèi)滴加完成，隨后再以5?10°C/min的速度提升溫度至100?105°C，持續(xù)攪拌反應(yīng)2?2.5h，待反應(yīng)結(jié)束，熟化2?4h;待上述熟化結(jié)束，將熟化后物質(zhì)趁熱進(jìn)行固液分離，去渣，留液，將得到的濾液放入濃縮罐中，降低罐內(nèi)壓力為1000?llOOPa，減壓濃縮至罐內(nèi)濾液體積為原有體積的1/3?1/2時(shí)，停止?jié)饪s，相對(duì)密度控制在15?18Be，冷卻結(jié)晶后甩干，得硝酸鍶粗品；接下來將上述得到的硝酸鍶粗品放入蒸餾水中，在50?60°C下加熱溶解，待溶解后，向其中加入硝酸鍶粗品質(zhì)量20?30 %質(zhì)量濃度為25 %的雙氧水，攪拌混合，沉淀1?2h，過濾，得過濾液;將上述得到的過濾液放入蒸發(fā)容器中，在80?90°C下加熱攪拌，蒸發(fā)至過濾液體積為原有體積1/2時(shí)，停止蒸發(fā)，提升溫度至92?95°C，攪拌陳化1?2h，優(yōu)選1.5h，待陳化結(jié)束，固液分離，得到晶體;最后將上述得到的晶體放入真空干燥箱中，其中真空干燥箱真空度為-0.03?0.05Mpa、溫度為110?130°C，干燥直至晶體含水量為0.2?0.3 %為止，隨后將干燥后的晶體放置于通風(fēng)處，自然冷卻至室溫，即可得到一種抗結(jié)塊高純度電子級(jí)硝酸鍶。
[0011]實(shí)例1
首先取500g高鈣菱鍶礦和700g毒重石，倒入破碎機(jī)中進(jìn)行粗破碎處理，處理2min，過50目篩，隨后將過篩后的混合顆粒放入高速球磨機(jī)中，加入粒徑為4mm的不銹鋼磨球珠，在球磨轉(zhuǎn)速為500r/ min下球磨lOmin，球磨至粒度〈0.08mm，得混合粉末，之后得到的混合粉末倒入容器中，并向其中加入粉末質(zhì)量70%清水，混合均勻，得到混合漿液;然后在上述得到的混合漿液中緩慢加入混合漿液質(zhì)量35%質(zhì)量濃度為98%的硝酸溶液，用玻璃棒攪拌均勻，在30°C下靜置反應(yīng)，直至反應(yīng)溶液pH值為2.5為止，待反應(yīng)結(jié)束，向反應(yīng)物中按固液比為2:1，加入0.5M氫氧化鈉溶液，提升溫度至32°C，持續(xù)攪拌直至無沉淀生成；隨后將上述混合物放入離心機(jī)中，在1100r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離lOmin，去渣，取上清液，倒入容器中，在常溫下，邊攪拌邊向容器中以8mL/min的速率滴加質(zhì)量濃度為37%的硝酸溶液，控制25min內(nèi)滴加完成，隨后再以5°C/min的速度提升溫度至10