窄分布大比表面積高純碳酸鍶及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高純碳酸鍶及其制備方法。本發(fā)明的制備方法包括：（1）按照每立方米混合溶液100-160公斤的比例加入Sr(OH)2·8H2O，攪拌升溫至60-65℃，然后冷卻至35-40℃制成過(guò)飽和Sr(OH)2和Sr(OH)2·8H2O混合溶液體系；（2）邊攪拌邊向步驟（1）制成的混合溶液中通入CO2氣體，混合溶液溫度保持在35-40℃，反應(yīng)至混合溶液pH值為7-8，然后將混合溶液的溫度升高至85-90℃，保持通入CO2氣體，直至混合溶液的pH值≤7.0，繼續(xù)保持反應(yīng)30分鐘，然后停止通入CO2氣體，固液分離，得到的固體即為碳酸鍶。本發(fā)明的高純碳酸鍶粒徑分布窄其BET比表面積大，具體地，其SrCO3含量≥99.70wt.%，BET比表面積為24.78-37.50m2/g，D10為0.21-0.27μm，D50為0.58-0.63μm，D90為1.02-1.17μm。
【專利說(shuō)明】窄分布大比表面積高純碳酸鍶及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳酸鍶及其制備方法，尤其涉及一種窄分布大比表面積高純碳酸鍶及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高純碳酸鍶作為一種重要的新型化工原料，廣泛地應(yīng)用于壓敏材料、低居里點(diǎn)PTC材料、白光LED熒光粉的制備等領(lǐng)域。隨著器件小型化和較低溫度固相合成的需要，對(duì)高純碳酸鍶的比表面積的要求也在不斷提高。 [0003]傳統(tǒng)的液液合成工藝制備的高純碳酸鍶的BET比表面積是1.8-3.0m2/g,常規(guī)的氣液合成工藝制備的高純碳酸鍶的BET比表面積是10-15m2/g，并且分布較寬，均無(wú)法滿足下游生產(chǎn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有碳酸鍶制備工藝得到的碳酸鍶比表面積較小且粒徑分布較寬無(wú)法滿足下游生產(chǎn)要求的缺陷，提供一種高純碳酸鍶及其制備方法，其粒徑分布窄且比表面積大。
[0005]一方面，本發(fā)明提供了一種碳酸鍶的制備方法，該方法包括如下步驟:
[0006]( I)過(guò)飽和氫氧化鍶溶液的制備工序
[0007]按照每立方米混合溶液100-160公斤的比例加入Sr(OH)2.8H20,攪拌升溫至60-65°C，然后冷卻至35-40°C制成過(guò)飽和Sr (OH)2和Sr(OH)2.8H20混合溶液體系；
[0008](2)碳酸鍶合成工序
[0009]邊攪拌邊向步驟(1)制成的混合溶液中通入CO2氣體，混合溶液溫度保持在35-40°C，反應(yīng)至混合溶液pH值為7-8，然后將混合溶液的溫度升高至85_90°C，保持通入CO2氣體，直至混合溶液的pH值≤7.0，繼續(xù)保持反應(yīng)30分鐘，然后停止通入CO2氣體，固液分離，得到的固體即為碳酸鍶。
[0010]前述的碳酸鍶的制備方法，步驟(1)得到的過(guò)飽和氫氧化鍶溶液中Sr2+濃度[Sr2+] =0.38mol/L-0.60mol/L。
[0011]前述的碳酸鍶的制備方法，在步驟(1)中，所述攪拌速度為13-15rpm。
[0012]前述的碳酸鍶的制備方法，在步驟(2)中，所述CO2氣體的通入速度為5.9-6.0kg/m3.h。
[0013]前述的碳酸鍶的制備方法，在步驟(2)中，所述攪拌速度為13-15rpm。
[0014]前述的碳酸鍶的制備方法，在步驟(2)中，進(jìn)一步包括:將所述得到的固體在60-65°C干燥10-15小時(shí)，優(yōu)選干燥12小時(shí)，然后進(jìn)行粉碎。
[0015]另一方面，本發(fā)明提供了一種窄分布大比表面積高純碳酸鍶產(chǎn)品，采用前述的方法制備得到，其SrCO3含量≥99.70wt.%，BET比表面積為24.78-37.50m2/g，D10為
0.21-0.27 μ m, D50 為 0.58-0.63 μ m, D90 為 1.02-1.17 μ m。[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的技術(shù)方案至少具有如下有益效果:本發(fā)明對(duì)常規(guī)的氣液合成工藝進(jìn)行了改進(jìn)，采用過(guò)飽和體系低溫三相合成工藝，整個(gè)反應(yīng)無(wú)其它雜質(zhì)帶入，無(wú)需水洗，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件容易實(shí)現(xiàn)；通過(guò)本發(fā)明的方法得到的碳酸鍶純度高、粒徑分布窄、BET比表面積大，具體地，SrCO3含量≥99.70wt.%，H20含量< 0.1Owt.%, BET比表面積為 24.78-37.50m2/g, D10 為 0.21-0.27 μ m, D50 為 0.58-0.63 μ m, D90 為 1.02-1.17 μ m。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明制備碳酸鍶的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了充分了解本發(fā)明的目的、特征及功效，通過(guò)下述【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。 [0019]本發(fā)明的碳酸鍶的制備方法對(duì)常規(guī)的氣液合成工藝進(jìn)行了改進(jìn)，采用過(guò)飽和體系低溫三相合成工藝，通過(guò)向過(guò)飽和的Sr(OH)2和Sr(OH)2.8H20混合溶液體系中通入CO2氣體來(lái)制備碳酸鍶，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件容易實(shí)現(xiàn)；通過(guò)本發(fā)明的方法得到的碳酸鍶純度高、粒徑分布窄、BET比表面積大，能夠滿足壓敏材料、低居里點(diǎn)PTC材料、白光LED熒光粉的技術(shù)要求。
[0020]一方面，本發(fā)明提供了一種碳酸鍶的制備方法，包括如下步驟:
[0021 ] (I)過(guò)飽和氫氧化鍶溶液的制備工序
[0022]Sr(OH)2的溶解度在70°C以下時(shí)處于小幅線性增長(zhǎng)的范圍，70°C時(shí)，每100克H2O可溶解 4.53 克 Sr (OH)2, [Sr2+] =0.37mol/L，40°C 時(shí)，每 100 克 H2O 只溶解 1.50 克 Sr (OH)2,[Sr2+] =0.12mol/L。綜合考慮設(shè)備利用率、能耗等因素，選擇將溶液先升溫至60_65°C，再降溫，以制備過(guò)飽和氫氧化鍶溶液。
[0023]具體地，按照每立方米混合溶液100-160公斤的比例將高純Sr (OH) 2.8H20 (純度>99.5wt.%)加入純水中，以13-15rpm的速度攪拌升溫至60-65°C，然后冷卻至35-40°C制成過(guò)飽和Sr (OH) 2和Sr (OH) 2.8H20混合溶液體系，上述所使用的純水是通過(guò)本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備的；得到的過(guò)飽和氫氧化鍶溶液中Sr2+濃度[Sr2+]=0.38mol/L-0.60mol/L。
[0024](2)碳酸鍶合成工序
[0025]采用常規(guī)氣體凈化裝置對(duì)CO2氣體進(jìn)行凈化，然后以13-15rpm的速度邊攪拌邊向步驟(1)制成的混合溶液中通入凈化后的CO2氣體，CO2氣體的通入速度為5.9-6.0kg/m3.h，混合溶液溫度保持在35-40°C，反應(yīng)至混合溶液pH值為7-8，然后將混合溶液的溫度升高至85-90°C，整個(gè)過(guò)程中保持通入CO2氣體，直至混合溶液的pH值≤7.0，繼續(xù)保持反應(yīng)30分鐘，然后停止通入CO2氣體，進(jìn)行壓濾分離，將壓濾分離得到的濾餅置于真空烘箱內(nèi)在60-65°C干燥10-15小時(shí)，優(yōu)選干燥12小時(shí)，然后進(jìn)行粉碎，即得到本發(fā)明的碳酸鍶產(chǎn)品。
[0026]步驟(2)中進(jìn)行的主要化學(xué)反應(yīng)如下:
[0027]Sr (OH) 2+C02 — SrC03+H20
[0028]本發(fā)明的工藝方法除上述內(nèi)容外，其余均采用本領(lǐng)域的常規(guī)方法或裝置。
[0029]另一方面，本發(fā)明提供了一種粒徑分布窄、比表面積大的高純碳酸鍶，采用前述的方法制備得到，其SrCO3含量≥99.70wt.%，BET比表面積為24.78-37.50m2/g，D10為0.21-0.27 μ m, D50 為 0.58-0.63 μ m, D90 為 1.02-1.17 μ m。
[0030]下面通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)闡述本發(fā)明的方法的實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這不應(yīng)被理解為對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求范圍的限制。
[0031]實(shí)施例
[0032]首先，對(duì)下面實(shí)施例中碳酸鍶制備過(guò)程及產(chǎn)品進(jìn)行分析時(shí)所用的測(cè)定裝置和測(cè)定方法進(jìn)行說(shuō)明如下:
[0033]Sr含量分析方法:電感稱合等尚子體(ICP)原子發(fā)射光譜法；
[0034]Sr含量分析裝置:IRIS Intrepid II XSP型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀，美國(guó)熱電公司制；
[0035]粒徑分析方法:以濕式激光法測(cè)得的體積基準(zhǔn)的平均粒徑；
[0036]粒徑分析裝置:2000MU型粒徑儀，英國(guó)馬爾文公司制；
[0037]BET比表面積測(cè)定裝置:N0VA1000e型比表面儀，美國(guó)康塔公司制；
[0038]實(shí)施例1
[0039]( I)過(guò)飽和氫氧化鍶溶液的制備工序
[0040]按照每立方米混合溶液100公斤的比例將高純Sr(OH)2.8H20加入純水中，以13rpm的速度攪拌升溫至60°C，然后冷卻至35°C制成過(guò)飽和Sr (OH) 2和Sr (OH) 2.8Η20混合溶液體系，[Sr2+]=0.38mol/L ；
[0041](2)碳酸鍶合成工序
[0042]采用常規(guī)氣體凈化裝置對(duì)CO2氣體進(jìn)行凈化，然后以13rpm的速度邊攪拌邊向步驟(I)制成的混合溶液中通入凈化后的CO2氣體，CO2氣體的通入速度為5.9kg/m3.h,混合溶液溫度保持在35 °C，反應(yīng)至混合溶液pH值為7-8，然后將混合溶液的溫度升高至85°C，整個(gè)過(guò)程中保持通入CO2氣體，直至混合溶液的pH值≤7.0，繼續(xù)保持反應(yīng)30分鐘，然后停止通入CO2氣體，進(jìn)行壓濾分離，將壓濾分離得到的濾餅置于真空烘箱內(nèi)在60°C干燥10小時(shí)，然后進(jìn)行粉碎，即得到樣品1#。
[0043]對(duì)樣品1#的SrCO3含量、粒徑分布、BET比表面積進(jìn)行分析，結(jié)果見表1。
[0044]實(shí)施例2
[0045]( I)過(guò)飽和氫氧化鍶溶液的制備工序
[0046]按照每立方米混合溶液140公斤的比例將高純Sr(OH)2.8H20加入純水中，以14rpm的速度攪拌升溫至63°C，然后冷卻至37°C制成過(guò)飽和Sr (OH) 2和Sr (OH) 2.8Η20混合溶液體系，[Sr2+]=0.47mol/L ；
[0047](2)碳酸鍶合成工序
[0048]采用常規(guī)氣體凈化裝置對(duì)CO2氣體進(jìn)行凈化，然后以14rpm的速度邊攪拌邊向步驟(I)制成的混合溶液中通入凈化后的CO2氣體，CO2氣體的通入速度為6.0kg/m3.h,混合溶液溫度保持在37 °C，反應(yīng)至混合溶液pH值為7-8，然后將混合溶液的溫度升高至87°C，整個(gè)過(guò)程中保持通入CO2氣體，直至混合溶液的pH值≤7.0，繼續(xù)保持反應(yīng)30分鐘，然后停止通入CO2氣體，進(jìn)行壓濾分離，將壓濾分離得到的濾餅置于真空烘箱內(nèi)在63°C干燥12小時(shí)，然后進(jìn)行粉碎，即得到樣品2#。
[0049]對(duì)樣品2#的SrCO3含量、粒徑分布、BET比表面積進(jìn)行分析，結(jié)果見表1。
[0050]實(shí)施例3[0051 ] (I)過(guò)飽和氫氧化鍶溶液的制備工序
[0052]按照每立方米混合溶液160公斤的比例將高純Sr(OH)2.8H20加入純水中，以15rpm的速度攪拌升溫至65°C，然后冷卻至40°C制成過(guò)飽和Sr (OH) 2和Sr (OH) 2.8Η20混合溶液體系，[Sr2+]=0.60mol/L ；
[0053](2)碳酸鍶合成工序
[0054]采用常規(guī)氣體凈化裝置對(duì)CO2氣體進(jìn)行凈化，然后以15rpm的速度邊攪拌邊向步驟(I)制成的混合溶液中通入凈化后的CO2氣體，CO2氣體的通入速度為6.0kg/m3.h,混合溶液溫度保持在40°C，反應(yīng)至混合溶液pH值為7-8，然后將混合溶液的溫度升高至90°C，整個(gè)過(guò)程中保持通入CO2氣體，直至混合溶液的pH值≤7.0，繼續(xù)保持反應(yīng)30分鐘，然后停止通入CO2氣體，進(jìn)行壓濾分離，將壓濾分離得到的濾餅置于真空烘箱內(nèi)在65°C干燥15小時(shí)，然后進(jìn)行粉碎，即得到樣品3#。
[0055]對(duì)樣品3#的SrCO3含量、粒徑分布、BET比表面積進(jìn)行分析，結(jié)果見表1。
[0056]對(duì)比例
[0057](I)將160公斤Sr(OH)2.8Η20加入到純水中，以15rpm的速度攪拌加熱至90°C使Sr(OH)2.8H20 完全溶解，制成[Sr2+]=0.30mol/L 的溶液；
[0058](2)以15rpm的速度邊攪拌邊向步驟(1)制成的溶液中通入凈化后的CO2氣體，CO2氣體的通入速度為6.0kg/m3.h，溫度保持在90°C，反應(yīng)至溶液pH值為7_8，將溫度保持在900C 30分鐘，然后停止通入CO2氣體，進(jìn)行壓濾分離，將壓濾分離得到的濾餅置于真空烘箱內(nèi)在63°C干燥12小時(shí)，然后進(jìn)行粉碎，即得到樣品4#。
[0059]對(duì)樣品4#的SrCO3含量、粒徑分布、BET比表面積進(jìn)行分析，結(jié)果見表1。
[0060]表1樣品1#_4#各物性測(cè)量結(jié)果
[0061]
【權(quán)利要求】
1.一種碳酸鍶的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: (1)過(guò)飽和氫氧化鍶溶液的制備工序 按照每立方米混合溶液100-160公斤的比例加入Sr(OH)2.8Η20，攪拌升溫至60_65°C，然后冷卻至35-40°C制成過(guò)飽和Sr (OH)2和Sr(OH)2.8H20混合溶液體系； (2)碳酸鍶合成工序 邊攪拌邊向步驟(1)制成的混合溶液中通入CO2氣體，混合溶液溫度保持在35-40°C，反應(yīng)至混合溶液PH值為7-8，然后將混合溶液的溫度升高至85-90°C，保持通入CO2氣體，直至混合溶液的PH值≤7.0，繼續(xù)保持反應(yīng)30分鐘，然后停止通入CO2氣體，固液分離，得到的固體即為碳酸鍶。
2.如權(quán)利要求1所述的碳酸鍶的制備方法，其特征在于，步驟(1)得到的過(guò)飽和氫氧化鍶溶液中 Sr2+濃度[Sr2+]=0.38mol/L-0.60mol/L。
3.如權(quán)利要求1或2所述的碳酸鍶的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述攪拌速度為13_15rpm。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的碳酸鍶的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述CO2氣體的通入速度為5.9-6.0kg/m3.h。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碳酸鍶的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述攪拌速度為13-15rpm。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的碳酸鍶的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，進(jìn)一步包括:將所述得到的固體在60-65°C干燥10-15小時(shí)，優(yōu)選干燥12小時(shí)，然后進(jìn)行粉碎。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述方法制備的碳酸鍶，其特征在于，其SrCO3含量≥ 99.70wt.%，BET 比表面積為 24.78-37.50m2/g，D10 為 0.21-0.27 μ m, D50 為 0.58-0.63 μ m,D90 為 1.02-1.17 μ m。
【文檔編號(hào)】C01F11/18GK103663528SQ201310626385
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】姜志光, 華東, 劉正濤, 吳寶文 申請(qǐng)人:貴州紅星發(fā)展股份有限公司