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锶尾矿的综合利用
[点击量:893] [作者:] [日期:2020-01-20]



  自然界含锶矿物约有25种,具有开采价值的为天青石和菱锶矿。天青石和菱锶矿的主要成分分别是硫酸锶和碳酸锶。由于菱锶矿储量很小,目前生产锶盐主要使用天青石矿。

  工业上生产碳酸锶的主要方法有碳还原法、复分解法、菱锶矿热解法、焙烧法等。其中复分解法因反应速度慢、生产流程长、产量低、废水中的钠盐或铵盐难于处理,国内很少采用;菱锶矿热解法因原料缺乏,应用受限;碳还原法对矿石的品级适应性强,所用原料少、流程短,是目前世界各国生产碳酸锶的主流方法。

  碳还原法是将天青石矿和煤按适当的矿煤配料比配料,将配料在高温条件下还原焙烧,矿石中的SrSO4 被还原成SrS,熟料用水浸取,SrS 溶入水中水解生成Sr(OH)2,经过多次浸取除杂后,滤液再用 CO2、Na2CO3或NH4HCO3 沉淀为SrCO3。再用氯化锶法、硝酸锶法、碱析法制备高纯碳酸锶。

  锶尾矿包括锶矸石和锶废渣。锶矸石是在天青石矿开采过程中遗弃的废石废料,主要包括品位低的矿石、矿山掘进时排放的废石、矿体覆盖层及夹石等。锶废渣是指锶盐生产中产生的固体废弃物,主要产生于碳酸锶生产的浸取工序。废渣主要来源于浸取后未反应的矿石以及煤的固体杂质。据统计,每生产1t碳酸锶将产生2.5t的浸取渣。这些废渣占用大量土地,其渗滤液污染物浓度高,处理难度大,环境污染严重。

  天青石伴生有高岭石、黄(褐)铁矿、方解石、石英、菱锶矿等多种矿物,锶尾矿中含有多种有价元素,具有一定的综合利用价值。就目前国内外情况看,锶尾矿和锶矿废渣主要应用于以下几个方面: 

1、

用锶尾矿制碳酸锶

  锶尾矿中的SrSO4含量往往还很高。可以对这部分尾矿进行回收,直接制取碳酸锶。首先将天青石尾矿粉碎,再将其与纯碱反应,然后经滤洗、烘干得碳酸盐转化物。将碳酸盐转化物用稀盐酸溶解并过滤、净化得锶溶液。将锶溶液同过量的纯碱反应生成碳酸锶沉淀,再经过滤、烘干得到碳酸锶产品。

2、

用锶尾矿制硝酸锶

  将尾矿粉碎,加硝酸溶液搅拌浸取。浸取液经沉降、过滤,滤液在蒸发器中浓缩结晶,得硝酸锶粗品。再对粗硝酸锶提纯得硝酸锶产品。

3

废渣中回收氯化锶和硝酸锶

  天青石在碳化时,因为还原不足造成一部分硫酸锶转化成碳酸锶、硅酸锶、铁酸锶、铝酸锶等不溶于水的锶盐。可以用HCl、NH4Cl、NH4NO3浸取锶矿废渣,从中回收以上各种锶盐。这种回收锶盐的方法可与目前采用碳还原法生产锶盐的工艺配套,从废渣中回收的氯化锶和硝酸锶溶液可以返回主流程或直接作为原料生产氯化锶或硝酸锶晶体。得到的氯化锶或硝酸锶用碳酸钠反应可得高纯度碳酸锶。

4、

用锶矿废渣铺路

  近几年来,用锶废渣铺路成为废渣利用的一大途径。物理特性研究表明,锶矿废渣是路面底层、基层混合料较好的骨架、填充材料。按照严格的施工程序将锶矿废渣应用于道路工程中,不仅可以有效降低废料SO3含量,不会造成二次污染,而且很好地解决了废料露天存放所造成的环境污染问题。

5、

用锶矿废渣做水泥配料

  锶矿废渣总体上是经过高温焙烧和水急冷,与粉煤灰、高炉矿渣、人工火山灰基本同属一类,属于CaO-SiO2-Al2O3的三元系统。所以可参照粉煤灰制水泥方法,按照适当的比例配制水泥。


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肖景波,著名硼、镁化合物专家,高级工程师,曾任中国化工学会无机酸碱盐专业委员会第三、四届硼化物专家组副组长,中国硼工业五十年新人贡献奖,全国无机盐协会先进科技工作者,《硼化合物生产与应用》第一副主编。现任中国绿色建材产业发展联盟工业固废专业委员会学术委员会委员,中国固废资源化智库成员,中散协固废综合利用专委会委员。曾参与了《无机盐工艺学》等学术专著的编写,发表学术论文40余篇。多年来主要从事无机盐生产技术、湿法冶金技术、工业废弃物综合利用技术、非金属矿综合利用技术的研究,拥有多项科研成果,具有扎实的理论基础和丰富的工业实践经验,在工业废弃物资源综合利用领域具有较强影响力。