鍶礦(天青石)高效選礦新技術(shù)利用天青石比重較高,與脈石及其他礦物的比重差異,先采用跳汰、搖床重選方法,優(yōu)先將高品位天青石選出進(jìn)入產(chǎn)品;再根據(jù)天青石與脈石及其他礦物的可浮性差異,將重選尾礦利用浮選方法,對(duì)鍶、硫等有價(jià)元素進(jìn)行全面回收;選鍶的廢水全部分質(zhì)循環(huán)利用;尾礦全部用于井下采空區(qū)膠結(jié)充填和制磚。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了稀有鍶礦及其共伴生資源的高效綜合回收利用,實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。
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。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。
鍶礦化學(xué)加工碳還原法將天青石粉碎至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。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)過濾、洗滌、干燥即得產(chǎn)品。從廢液中可回收硫化鈉(銨)。
復(fù)分解法該法對(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)1~2h后,轉(zhuǎn)化率即可達(dá)到95%左右,經(jīng)過濾,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。
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得碳酸鍶。也可由氫氧化鍶進(jìn)一步加工成氯酸鍶、鉻酸鍶等鍶鹽。
據(jù)統(tǒng)計(jì),
2020年中國(guó)鍶礦行業(yè)銷量7.12萬(wàn)噸,2021年中國(guó)鍶礦行業(yè)銷量7.71萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)8.3%。圖表 2018-2022年1-2月中國(guó)鍶礦行業(yè)銷量