(1)選礦方法
重選是天青石選礦中最常用的方法,最普遍的結構流程為以跳汰-搖床為主體的流程。跳汰用于處理粗粒物料,搖床則用于處理細級別物料。我國江蘇溧陽愛景山鍶礦選廠在天青石重選中采用的就是這種流程結構。
圖3.21.7愛景山鍶礦選礦試驗原則流程圖
該礦建廠選礦試驗原則流程如圖3.21.7所示,原礦經破碎碎至小于12mm后,大于1mm的各組粒級分別進行跳汰選,小于1mm的各細粒級分別進行搖床選。重選的綜合指標為:精礦產率為45.38%,精礦品位(SrSo4)為86.12%,回收率為83.31%。跳汰和搖床的中礦,經破碎磨礦后可以用磁選、重選和浮選等3種方案進行回收,但以浮選方案的指標為最好。在浮選過程中需要注意分散礦泥和抑制褐鐵礦,在用Na2CO3和Na2SiO3調漿后,pH最好控制在8~9.5之間,在用油酸作捕收劑時,礦漿溫度要大于25℃。此外,浮選流程的結構對產品質量的影響也較大,以浮選進料作為100%時,浮選精礦的產率為44.50%,精礦品位(SrSO4)為86.04%,回收率為95.68%。
(2)加工技術
鍶礦加工,實際上將天青石精礦加工成SrCo3、Sr(No3)2、SrCl2、SrTiO3等各種鍶鹽。但在眾多鍶鹽中,最重要的當數SrCo3,它不但用途最廣,用量最大,而且還可轉化為其他形式的鍶鹽。
SrCo3的生產方法,主要有還原法和復分解法兩種,但以前者居多。但國內外對碳酸鍶產品的技術指標要求,則略有區別。
還原法又稱黑灰法,也就是經高溫焙燒后,使SrSo4轉化成SrCo3。主要化學反應為:
SrSo4+2C 1300℃ SrS+2CO2↑(1)
SrS+NaCo3 Na2S+SrCo3↓ (2)
或:SrS+Co2 SrCo3↓+So2↑(3)
復分解法主要是利用純堿或碳酸氫銨與除鈣后的天青石發生復分解反應,生成粗碳酸鍶。酸溶,精制后再與純堿或碳酸氫銨反應生成SrCo3。
復分解法和還原法二者各有所長。在產品質量方面,二者的差別不大;但就成本而言,由于復分解法流程長,需要的化工原料多,因而成本比還原法高40%以上。這也許是大多數廠家選用還原法的主要原因之一。復分解法最大的優點是廢液易處理,這一點是還原法無法與之相比的。
還原法生產中含硫廢液的污染已引起世界各國的關注。前幾年我國江蘇溧水化工廠曾試驗過用氣提法處理硫氫化銨廢液,收到較好效果;國外以Co2代替Na2Co3對SrS精制液進行碳酸化,從而避免含硫廢液的產生。目前,仍有若干新的工藝、新的設備正在試驗之中。減少污染是還原法發展的主要方向之一。
最近國內正在試驗的新方法是,利用浸出的方式使SrSo4直接轉換成SrCo3,這對于降低成本,減少污染有極大的吸引力。具體方法是以碳酸鈉溶液作浸出劑,直接浸出天青石精礦。試驗所用礦石為天然高品位天青石原礦。原礦經破碎,磨礦,篩分成-65+100,-100+150,-150+200,-200+250,-250+325目幾個級別,供試驗用。試樣中(Ba+Ca)雜質含量<1%。浸出試驗在0.25L的燒瓶中進行。浸出劑Na2Co3濃度為0.2mol,浸出時間300min,溫度328K,pH8~12。結果分析表明,浸出產物全部為SrCo3。這種方法目前還處于試驗階段。