專利名稱：一種高純氧化鍶及其制備方法
技術領域：
本發明涉及無機精細化工技術領域，特別是涉及一種高純氧化鍶及其制備方法。
背景技術：
氧化鍶主要用于真空還原法制備金屬鍶材料，傳統制備氧化鍶的方法是通過將碳酸鍶高溫分解法制備得到，在該工藝中，由于受到原料碳酸鍶雜質含量的影響，制備的金屬鍶很難達到99. 9%的要求，并且高溫分解工藝轉化率相對較低，收率不高。白光LED熒光粉傳統上采用高純碳酸鍶和三氧化二 鋁進行固相合成制備，合成溫度極高，若采用高純氧化鍶就可以大幅降低固相合成溫度，降低能耗。

發明內容
本發明解決的技術問題是一種通過控制氫氧化鍶原料中各雜質元素的含量制備高純度的氧化鍶的方法。具體來說，本發明是通過如下技術方案實現的一種氧化鍶的制備方法，包括如下步驟(I)精制步驟配制氫氧化鍶飽和溶液，按照每立方米氫氧化鍶溶液O. 3-0. 7kg過氧化鍶的比例加入過氧化鍶；升高溫度至沸騰，熱固液分離得到固體和液體，將液體冷卻結晶，之后進行固液分離得到固體和液體，固體進入下一步操作；以及(2)熱分解步驟將步驟(I)得到的固體進行真空加熱至950 1050°C，并在該溫度下保持I. 3-1. 8小時，得到氧化鍶固體。其中，步驟(I)中飽和溶液的溫度為90_95°C。其中，步驟(I)中，將所述液體冷卻結晶至25_30°C之后進行固液分離。該冷卻結晶的步驟中實際上是對經過過濾的含有鈉和鉀雜質的氫氧化鍶溶液逐步析出結晶的過程，對于最終結束析出的溫度沒有特殊的要求，只要低于開始加熱的溫度即可，也就是只要冷卻即可達到冷卻結晶的效果，如可以是在90-95°C下進行熱過濾，后冷卻結晶至25-30°C，也可以是在80-85°C下進行熱過濾，后冷卻結晶至30-35°C ;對于該步驟的冷卻溫度，低冷卻溫度能提高反應收率，處于成本的考慮，一般冷卻到室溫。其中，所述的步驟(I)中所述沸騰保持1-1. 5小時。其中，所述的步驟(I)中，對于所述冷卻結晶之后進行固液分離得到的液體，通入二氧化碳氣體回收鍶元素。其中，在步驟(2)后還包含步驟(3)冷卻將步驟(2)的加熱后的固體冷卻至室溫，經處理得到氧化鍶產品；優選處理包括粉碎和/或過篩，優選過篩的目數是泰勒篩60目。所述氧化鍶制備方法制備得到的氧化鍶。其中，所述氧化鍶的純度在99. 80重量％以上。其中，鋇重量含量小于18ppm,鎂重量含量小于I. Oppm ；Fe重量含量低于O. 5ppm。其中，鉀和的鈉重量含量均小于10. Oppm 丐含量小于5. Oppm ;優選碳酸鹽(以碳酸鍶計)含量小于O. 1%。本發明的有益效果如下本發明采用氫氧化鍶為起始原料，對影響下游金屬鍶和氧化鍶應用的雜質在原料氫氧化鍶狀態下進行最大限度的分離，使鋇含量小于18ppm，鎂含量小于I. Oppm ;Fe含量低于O. 5ppm,鉀和鈉含量均小于10. Oppm 丐含量小于5. Oppm ;優選碳酸鹽含量小于O. 1%,之后再轉化成純度達到99. 80%以上的氧化鍶形態，使下游制備的氧化鍶和金屬鍶均能達到 高純度的要求，為下游應用提供了方便。利用高純氫氧化鍶為起始原料制備的高純氧化鍶避免了高純碳酸鍶分解制備高純氧化鍶所需的高溫，并提高了氧化鍶的轉化率，降低了成本。


圖I本發明制備氧化鍶的反應流程圖。
具體實施例方式本發明的氧化鍶的制備方法，通過下述化學反應實現的Sr(OH)2-SH2O \ SrO十9FhOS2>Sr02+40F — SrSO4 丨 +2H202Fe2++Sr02+20r+2H30 — 2Fe (OH) 3 I +Sr2+Ca2++20r — Ca (OH) 2 IMg2++20r ^ Mg (OH) 2 I本發明采用氫氧化鍶為起始原料，通過控制氫氧化鍶中各個雜質元素的含量以進一步控制氧化鍶中各雜質元素的含量，最終獲得高純的氧化鍶用于下一步生產金屬鍶材料。 在一種具體的實施方式中，本發明氧化鍶的生產方法，包括如下步驟( I)精制步驟將氫氧化鍶溶解，加入過氧化鍶，升高溫度至沸騰，熱固液分離的固體I和溶液1，溶液I冷卻固液分離得到固體2和溶液2，固體2進入下一步操作。在一種具體實施方式
中，所述加入過氧化鍶的質量是按照每立方米溶液氫氧化鍶溶液加入O. 3-0. 7千克的比例加入過氧化鍶；優選按照每立方米溶液氫氧化鍶溶液加入
O.5千克的比例加入過氧化鍶。所述的氫氧化鍶溶解可以是將氫氧化鍶配成90 95°C飽和溶液。所述溶液I冷卻的溫度為25-30°C。其中所述加入過氧化鍶后，升高溫度至沸騰，保持沸騰1-1. 5小時。其中所述溶液2可以通過向其中通入二氧化碳氣體回收鍶元素，優選固體I廢棄。該步驟的主要目的是通過在高溫的氫氧化鍶溶液中加入過氧化鍶除去含硫化合物的雜質，同時在該高溫堿性條件下，氫氧根與其中的雜質元素鉀、鈉、鈣、鎂、鋇、鐵形成氫氧化物，其中由于氫氧化鐵、氫氧化鋇、氫氧化鈣和氫氧化鎂的溶解度小于氫氧化鍶，所以在熱固液分離過程中以固體形式被分離出去，而由于氫氧化鈉和氫氧化鉀的溶解度與氫氧化鍶比較要大，則在低溫冷卻時，仍留在溶液中，而氫氧化鍶則析出成為固體。上述步驟中除了利用溶解度差異外，還會有其他的原因，總之，最終通過上述步驟達到了將氫氧化鍶中雜質元素除去的結果。發生的主要化學如下S2>Sr02+40F — SrSO4 丨 +2H20
2Fe2++Sr02+20r+2H30 — 2Fe (OH) 3 丨 +Sr2+Ca2++20r — Ca (OH) 2 IMg2++20r ^ Mg (OH) 2 I(2)熱分解步驟將固體2進行真空加熱至950 1050°C，并在該溫度下保持
I.3-1. 8小時，優選在該溫度下保持I. 5小時，停止加熱得到加熱后的固體；
(3)冷卻步驟將步驟(2)得到的加熱后的固體冷卻至室溫，經處理得到氧化鍶產品；所述的處理包括粉碎和/或過篩，優選過篩的目數是泰勒篩60目。該步驟的目的是通過在真空條件下對氫氧化鍶進行加熱分解得到氧化鍶，并將該氧化鍶進行適當的處理，使得最終得到的氧化鍶產品符合要求。在一種優選的具體實施方式
中，本發明氧化鍶的制備方法包括下述步驟將粗制氫氧化鍶用去離子水溶解，并配成90 95°C飽和溶液，按每立方米溶液O. 5公斤的比例加入過氧化鍶，攪拌下升溫煮沸，并維持輕微沸騰I小時，熱過濾，濾渣棄，濾液冷卻結晶至25 30°C后進行固液分離，母液通入純凈二氧化碳氣體回收鍶，固體進入下步操作。將上述分離K、Na、Ca、Mg、Fe、Ba后的精制氫氧化鍶置于真空加熱爐內，真空加熱至950 1050°C，并在此溫度下保持I. 5小時，停止加熱，取出在干燥環境下冷卻至室溫，粉碎并過60目篩獲得高純氧化鍶產品。本發明還提供了一種所述氧化鍶制備方法制備得到的氧化鍶。該氧化鍶中氧化鍶的含量不低于99. 8% ;鋇含量小于18ppm,鎂含量小于L Oppm ；Fe含量低于O. 5ppm ;其中鉀和鈉含量均小于10. Oppm 丐含量小于5. Oppm ;優選碳酸鹽含量小于O. I %。本發明的提純之前的氫氧化鍶原料純度沒有特別要求，可以是通過對天然碳酸鍶礦石進行煅燒得到，也可以是其他工業生產方法獲得的粗氫氧化鍶，通過本發明的方法均能制備得到純度很高，雜質很低的氧化鍶產品。
實施例首先，對下面實施例中氧化鍶的生產方法及氧化鍶產品進行分析時所用的測定裝置和測定方法進行說明如下粗氫氧化鍶原料的純度為Sr (OH)2 · 8H20質量含量在80%以上即可。關于氧化鍶產品分析中元素含量的測定是通過元素分析方法的電感耦合等離子體(ICP)原子發射光譜測定。元素分析裝置IRIS Intrepid II XSP型電感耦合等離子體原子發射光譜儀，美國熱電公司制。氧化鍶重量含量的測定方法EDTA直接滴定法滴定。氧化鍶中碳酸鹽的測定方法參照國家標準GB/T7698-2003中氫氧化鈉中碳酸鹽含量測定，滴定法，具體來說是通過將適量酸化和加熱后，放出二氧化碳氣體，將其導入過量氫氧化鋇溶液中進行吸收，剩余的氫氧化鋇以百里香酚酞為指示液，用鹽酸標準滴定溶液，至溶液由藍色變為無色為終點。真空加熱爐北京通慧德真空科技有限公司；型號GZJI型；極限真空彡 I. 33 X KT4Pa (空爐)。
實施例I參考圖I，本實施例氧化鍶是通過如下步驟制備得到的(I)精制步驟將粗制的氫氧化鍶500千克用去離子水溶解，并在90°C的溫度條件下配成飽和溶液，后在該溫度下，按照每立方米溶液O. 3公斤的比例加入過氧化鍶，后在攪拌下升溫煮沸，并維持輕微沸騰I. 5小時，之后熱過濾，濾渣棄，濾液冷卻并結晶，當溫度冷卻結晶溫度降至30°C后進行過濾得到固體和母液，母液通入純凈二氧化碳氣體回收鍶元素，固體進入下步操作。(2)熱分解步驟將上述分離了 K、Na、Ca、Mg、Fe、Ba后的精制氫氧化鍶置于真空加熱爐內，真空加熱至950°C，并在此溫度下保持I. 5小時， 停止加熱；(3)冷卻步驟將步驟(2)停止加熱得到的加熱后的固體取出，在干燥環境下冷卻至室溫，粉碎并過60目篩獲得高純氧化鍶產品1#，對得到的產品進行重量含量的測定，結果見表I.實施例2參考圖I，本實施例氧化鍶是通過如下步驟制備得到的(I)精制步驟將粗制的氫氧化鍶500千克用去離子水溶解，并在93°C的溫度條件下配成飽和溶液，后在該溫度下，按照每立方米溶液O. 7公斤的比例加入過氧化鍶，后在攪拌下升溫煮沸，并維持輕微沸騰75min，之后熱過濾，濾渣棄，濾液冷卻并結晶，當溫度冷卻結晶溫度降至28°C后進行過濾得到固體和母液，母液通入純凈二氧化碳氣體回收鍶元素，固體進入下步操作。(2)熱分解步驟將上述分離了 K、Na、Ca、Mg、Fe、Ba后的精制氫氧化鍶置于真空加熱爐內，真空加熱至1000°c，并在此溫度下保持I. 5小時，停止加熱；(3)冷卻步驟將步驟(2)停止加熱得到的加熱后的固體取出，在干燥環境下冷卻至室溫，粉碎并過60目篩獲得高純氧化鍶產品2#，對得到的產品進行重量含量的測定，結果見表I.實施例3參考圖I，本實施例氧化鍶是通過如下步驟制備得到的(I)精制步驟將粗制的氫氧化鍶500千克用去離子水溶解，并在95°C的溫度條件下配成飽和溶液，后在該溫度下，按照每立方米溶液O. 5公斤的比例加入過氧化鍶，后在攪拌下升溫煮沸，并維持輕微沸騰I小時，之后熱過濾，濾渣棄，濾液冷卻并結晶，當溫度冷卻結晶溫度降至25°C后進行過濾得到固體和母液，母液通入純凈二氧化碳氣體回收鍶元素，固體進入下步操作。(2)熱分解步驟將上述分離了 K、Na、Ca、Mg、Fe、Ba后的精制氫氧化鍶置于真空加熱爐內，真空加熱至1050°C，并在此溫度下保持I. 5小時，停止加熱；(3)冷卻步驟將步驟(2)停止加熱得到的加熱后的固體取出，在干燥環境下冷卻至室溫，粉碎并過60目篩獲得高純氧化鍶產品3#，對得到的產品進行重量含量的測定，結果見表I.實施例4參考圖I，本實施例氧化鍶是通過如下步驟制備得到的(I)精制步驟將粗制的氫氧化鍶500千克用去離子水溶解，并在93°C的溫度條件下配成飽和溶液，后在該溫度下，按照每立方米溶液O. 7公斤的比例加入過氧化鍶，后在攪拌下升溫煮沸，并維持輕微沸騰75min，之后熱過濾，濾渣棄，濾液冷卻并結晶，當溫度冷卻結晶溫度降至28°C后進行過濾得到固體和母液，母液通入純凈二氧化碳氣體回收鍶元素，固體進入下步操作。(2)熱分解步驟將上述分離了 K、Na、Ca、Mg、Fe、Ba后的精制氫氧化鍶置于真空加熱爐內，真空加熱至1000°c，并在此溫度下保持I. 3小時，停止加熱；(3)冷卻步驟將步驟(2)停止加熱得到的加熱后的固體取出，在干燥環境下冷卻至室溫，粉碎并過60目篩獲得高純氧化鍶產品4#，對得到的產品進行重量含量的測定，結果見表I.實施例5參考圖I，本實施例氧化鍶是通過如下步驟制備得到的(I)精制步驟將粗制的氫氧化鍶500千克用去離子水溶解，并在95°C的溫度條件下配成飽和溶液，后在該溫度下，按照每立方米溶液O. 5公斤的比例加入過氧化鍶，后在攪拌下升溫煮沸，并維持輕微沸騰I小時，之后熱過濾，濾渣棄，濾液冷卻并結晶，當溫度冷卻結晶溫度降至25°C后進行過濾得到固體和母液，母液通入純凈二氧化碳氣體回收鍶元素，固體進入下步操作。(2)熱分解步驟將上述分離了 K、Na、Ca、Mg、Fe、Ba后的精制氫氧化鍶置于真空加熱爐內，真空加熱至1050°C，并在此溫度下保持I. 8小時，停止加熱；(3)冷卻步驟將步驟(2)停止加熱得到的加熱后的固體取出，在干燥環境下冷卻至室溫，粉碎并過60目篩獲得高純氧化鍶產品5#，對得到的產品進行重量含量的測定，結果見表I.表I本發明實施例制備得到氧化鍶產品性質測定結果
權利要求
1.一種氧化鍶的制備方法，包括如下步驟 (1)精制步驟配制氫氧化鍶飽和溶液，按照每立方米氫氧化鍶溶液O.3-0. 7kg過氧化鍶的比例加入過氧化鍶；升高溫度至沸騰，熱固液分離得到固體和液體，將液體冷卻結晶，之后進行固液分離得到固體和液體，固體進入下一步操作；以及 (2)熱分解步驟將步驟(I)得到的固體進行真空加熱至950 1050°C，并在該溫度下保持I. 3-1. 8小時，得到氧化鍶固體。
2.如權利要求I所述氧化鍶的制備方法，其中，步驟(I)中飽和溶液的溫度為90-95°C。
3.如權利要求I或2所述氧化鍶的制備方法，其中步驟(I)中，將所述液體冷卻結晶至25-30°C之后進行固液分離。
4.如權利要求1-3任一項所述氧化鍶的制備方法，其中所述的步驟(I)中所述沸騰保持1-1. 5小時。
5.如權利要求1-4任一項所述氧化鍶的制備方法，其中所述的步驟(I)中，對于所述冷卻結晶之后進行固液分離得到的液體，通入二氧化碳氣體回收鍶元素。
6.如權利要求1-5任一項所述氧化鍶的制備方法，其中在步驟(2)后還包含步驟(3)冷卻將步驟(2)的加熱后的固體冷卻至室溫，經處理得到氧化鍶產品；優選處理包括粉碎和/或過篩，優選過篩的目數是泰勒篩60目。
7.—種權利要求1-6任一項所述氧化鍶制備方法制備得到的氧化鍶。
8.如權利要求7所述的氧化鍶，其中純度在99.80重量％以上。
9.如權利要求9或10所述的氧化鍶，其中鋇重量含量小于18ppm，鎂重量含量小于I.Oppm ；Fe重量含量低于O. 5ppm。
10.如權利要求7-9任一項所述的氧化鍶，其中鉀和鈉重量含量均小于10.Oppm ;鈣含量小于5. Oppm ;優選碳酸鹽含量小于O. 1%。
11.一種氧化鍶產品，其特征在于，氧化鍶純度在99. 80重量％以上；鋇重量含量小于18ppm,鎂重量含量小于I. Oppm ；Fe重量含量低于O. 5ppm ;鉀和鈉重量含量均小于.10.Oppm 丐含量小于5. Oppm ;優選碳酸鹽含量小于O. 1%。
全文摘要
本發明涉及一種氧化鍶及其制備方法，該方法包括如下步驟(1)精制步驟配制氫氧化鍶飽和溶液，按照每立方米氫氧化鍶溶液0.3-0.7kg過氧化鍶的比例加入過氧化鍶；升高溫度至沸騰，熱固液分離得到固體和液體，將液體冷卻結晶，之后進行固液分離得到固體和液體，固體進入下一步操作以及(2)熱分解步驟將步驟(1)得到的固體進行真空加熱至950～1050℃，并在該溫度下保持1.3-1.8小時，得到氧化鍶固體。本發明涉及一種通過上述方法制備得到的氧化鍶，純度在99.80%以上；鋇含量小于18ppm，鎂含量小于1.0ppm；Fe含量低于0.5ppm；鉀和鈉含量均小于10.0ppm；鈣含量小于5.0ppm；優選碳酸鹽含量小于0.1%。
文檔編號C01F11/02GK102765739SQ20121028968
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月13日 優先權日2012年8月13日
發明者劉正濤, 華東, 姜志光 申請人:深圳市昊一通投資發展有限公司, 貴州紅星發展股份有限公司