項(xiàng)目一 任務(wù)三 堿土金屬的冶煉 3、金屬鍶的制取-

知識(shí)點(diǎn)：金屬鍶的制取任務(wù)三堿土金屬的冶煉金屬鍶的制取

天青石(SrSO4)是最主要的含鍶礦物，也是一系列的鍶化合物的重要原料。從1790年發(fā)現(xiàn)鍶礦到19世紀(jì)80年代后，才對(duì)鍶礦的化學(xué)加工才有了較大的進(jìn)展，1884年確立了天青石經(jīng)復(fù)分解制碳酸鍶的方法。20世紀(jì)初，開(kāi)始應(yīng)用碳還原天青石制造碳酸鍶的工業(yè)生產(chǎn)方法。上述兩種方法也是現(xiàn)在鍶礦化學(xué)加工的基本方法。

《輕金屬冶金生產(chǎn)》項(xiàng)目六稀有輕金屬冶煉金屬鍶的制取

工業(yè)上將天青石加工成粗碳酸鍶或硫化鍶，再進(jìn)一步加工成其他的鍶化合物(見(jiàn)下圖)，有兩種加工方法。其中碳還原法工藝流程短、成本低，但天青石利用率低，產(chǎn)品質(zhì)量不易保證，并且廢氣污染嚴(yán)重。復(fù)分解法能克服碳還原法的缺點(diǎn)，但消耗酸、堿量較大。

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將天青石粉碎至120目左右，經(jīng)選礦除去硅、鐵、鋁、鈣等雜質(zhì)，使精選礦中的硫酸鍶含量提高到70％以上。將精選后的鍶礦粉與煤粉混合，送入焙燒爐中進(jìn)行焙燒，水不溶性的硫酸鍶還原成水溶性的硫化鍶，主反應(yīng)式為：SrSO4+4C→SrS+4CO焙燒要在還原氣氛中于1000-1200℃下進(jìn)行。然后，用水浸取出硫化鍶，與不溶解的殘?jiān)蛛x，精制后得到硫化鍶水溶液。

碳還原法

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由該溶液制造碳酸鍶的方法有碳化法和復(fù)分解法兩種。①硫化鍶碳化法：將硫化鍶水溶液裝入碳化塔中，然后通入二氧化碳得到碳酸鍶和硫化氫氣體。碳酸鍶從塔底放出，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、精制、造粒、干燥得碳酸鍶成品。碳化一般在兩段碳化塔中以間歇或連續(xù)方式進(jìn)行。從塔頂逸出的碳化尾氣含有大量硫化氫，可回收用于制硫磺或硫化合物。②硫化鍶復(fù)分解法：在精制后的硫化鍶溶液中加碳酸鈉(或碳酸氫銨)沉淀出碳酸鍶，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥即得產(chǎn)品。廢液中回收硫化鈉(銨)。

碳還原法

《輕金屬冶金生產(chǎn)》項(xiàng)目六稀有輕金屬冶煉金屬鍶的制取

該法對(duì)礦中硫酸鍶含量要求不高。將天青石粉碎至200目，裝入帶攪拌的反應(yīng)釜中，加入碳酸鈉(或碳酸氫銨)溶液，在90℃左右，反應(yīng)1～2小時(shí)后,轉(zhuǎn)化率即可達(dá)到95％左右，經(jīng)過(guò)濾，洗滌得到粗碳酸鍶，濾液可回收硫酸鈉。精制粗碳酸鍶的方法，工業(yè)上有酸解及熱分解法兩種。

①酸解法：用鹽酸(或硝酸)分解粗碳酸鍶，制得氯化鍶(或硝酸鍶)溶液,經(jīng)過(guò)濾、洗滌,將濾液氯化鍶(或硝酸鍶)除去雜質(zhì)后，加入碳酸鈉(或碳酸氫銨)得到碳酸鍶沉淀，經(jīng)過(guò)濾洗滌、干燥、造粒得成品。濾液是氯化鈉(或銨)，可回收利用，也可將氯化鍶溶液直接蒸發(fā)、結(jié)晶得氯化鍶產(chǎn)品。

復(fù)分解法

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該法對(duì)礦中硫酸鍶含量要求不高。將天青石粉碎至200目，裝入帶攪拌的反應(yīng)釜中，加入碳酸鈉(或碳酸氫銨)溶液，在90℃左右，反應(yīng)1～2小時(shí)后,轉(zhuǎn)化率即可達(dá)到95％左右，經(jīng)過(guò)濾，洗滌得到粗碳酸鍶，濾液可回收硫酸鈉。精制粗碳酸鍶的方法，工業(yè)上有酸解及熱分解法兩種。

②熱分解法：將粗碳酸鍶加熱到1000-1350℃分解成氧化鍶，用水浸取。氧化鍶溶于水變成氫氧化鍶，分離殘?jiān)脷溲趸J溶液。將氫氧化鍶碳化即可