本發(fā)明涉及一種納米碳酸鍶的制備方法，屬于碳酸鍶制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

碳酸鍶，白色粉末或顆粒，無(wú)臭、無(wú)味。主要用于玻殼玻璃，磁性材料，金屬冶煉、鍶鹽制備、電子元件、焰火。用于制造彩電陰極射線管、電磁鐵、鍶鐵氧體、煙火、熒光玻璃、信號(hào)彈等，也是生產(chǎn)其他鍶鹽的原料，用作專用PTC熱敏電阻元件（開(kāi)關(guān)啟動(dòng)、消磁、限流保護(hù)、恒溫發(fā)熱等）生產(chǎn)的基礎(chǔ)粉料，是生產(chǎn)鍶鹽的基本原料。作為鈀的載體，可作加氫之用。此外還用于煙火的生產(chǎn)、熒光玻璃、信號(hào)彈、造紙、醫(yī)藥、分析試劑，以及糖的精制、金屬鋅電解液精制、鍶鹽顏料制造等。目前碳酸鍶的生產(chǎn)工藝：1.是將天青石粉碎后與碳酸銨進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，得到粗碳酸鍶、粗碳酸鍶與銨鹽進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，過(guò)濾除渣后，加入碳酸銨進(jìn)行沉淀反應(yīng)，過(guò)濾后，濾餅經(jīng)干燥，粉碎，得到碳酸鍶，上述碳酸鍶的生產(chǎn)方法較為復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，得到碳酸鍶雜質(zhì)含量高，活性較差，不能用于電子精細(xì)陶瓷鈦酸鍶的生產(chǎn)。2.用硝酸代替鹽酸，主要解決上述方法中氯化物控制問(wèn)題，但合成粒徑偏大，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品適用于生產(chǎn)發(fā)光材料等，很難作為電子級(jí)產(chǎn)品使用。因此在此基礎(chǔ)上研究出一種雜質(zhì)含量低、活性好的碳酸鍶，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)目前方法制得的碳酸鍶雜質(zhì)含量高，活性較差，粒徑大且生產(chǎn)成本高的弊端，提供了一種采用天青石為原料，粉碎后，用過(guò)量的稀硫酸溶解以除去其中的碳酸鈣成分，再用稀鹽酸使其中的硫酸鍶溶解，過(guò)濾以除去其中的硫酸鋇等不溶物，再將得到的氯化鍶溶液與自行培養(yǎng)的天青石表面微生物菌落混合，利用微生物細(xì)胞表面帶有負(fù)電荷的有機(jī)物質(zhì)與溶液中的Sr²⁺螯合，同時(shí)微生物以尿素為碳源，不斷分解尿素，使微生物周圍溶液中的碳酸根離子濃度不斷增加，從而導(dǎo)致溶液中局部碳酸根離子和Sr²⁺濃度增加，兩者結(jié)合成碳酸鍶晶體沉淀析出，再經(jīng)過(guò)濾干燥得到納米碳酸鍶的方法。本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，所得產(chǎn)品雜質(zhì)含量低，活性好，粒徑小。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

（1）稱取80～150kg天青石，用萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎15～20min，過(guò)150～200目篩，得細(xì)天青石粉末，再將其轉(zhuǎn)入盛有160～200mL質(zhì)量濃度為2～5%硫酸中，用磁力攪拌器以200～400r/min攪拌20～30min，過(guò)濾得濾渣，用去離子水洗滌濾渣3～5次，干燥2～3h，得預(yù)處理天青石粉末；

（2）將上述所得預(yù)處理天青石粉末加入盛有120～150mL質(zhì)量濃度為2～4%鹽酸中，用磁力攪拌器以300～500r/min攪拌30～40min，過(guò)濾得濾液，備用；

（3）依次稱取8～10g牛肉膏，3～5g蛋白胨，3～5g氯化鉀，0.5～0.8g氯化鈣，1～2g硫酸鎂和15～20g瓊脂，溶于1～2L去離子水中，用質(zhì)量濃度為12～15%氨水調(diào)節(jié)pH至8.0～8.6，再將混合物轉(zhuǎn)入壓力蒸汽滅菌器中，在0.06～0.08MPa條件下殺菌消毒30～40min，得培養(yǎng)基；

（4）稱取50～60g天青石表面土壤，將其均勻平鋪于上述培養(yǎng)基中，再將培養(yǎng)基移至恒溫?fù)u床中，在100～120r/min、26～28℃條件下培養(yǎng)3～5天后，用120～180mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，收集淋洗液，得菌絲懸浮液，再將其轉(zhuǎn)入離心機(jī)中，以2500～2800r/min轉(zhuǎn)速離心分離20～30min，收集得上清液；

（5）將步驟（2）備用濾液與上述所得上清液同時(shí)加入反應(yīng)釜中，升溫至30～32℃，再用質(zhì)量濃度為18～20%尿素溶液調(diào)節(jié)pH至8.2～8.4，隨后啟動(dòng)攪拌器，以600～800r/min轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)8～10h，過(guò)濾得濾渣，用去離子水洗滌濾渣3～5次，再將所得濾渣放入85～95℃烘箱中干燥3～5h，得白色粉末，即納米碳酸鍶。

本發(fā)明的原理：采用天青石為原料，粉碎后，用過(guò)量的稀硫酸溶解以除去其中的碳酸鈣成分，再用稀鹽酸使其中的硫酸鍶溶解，過(guò)濾以除去其中的硫酸鋇等不溶物，再將得到的氯化鍶溶液與自行培養(yǎng)的天青石表面微生物菌落混合，利用微生物細(xì)胞表面帶有負(fù)電荷的有機(jī)物質(zhì)與溶液中的Sr²⁺螯合，同時(shí)，微生物以尿素為碳源，不斷分解尿素，使微生物周圍溶液中的(CO₃)²⁺濃度不斷增加，從而導(dǎo)致溶液中局部(CO₃)²⁺和Sr²⁺濃度增加，兩者結(jié)合成碳酸鍶晶體沉淀，再經(jīng)過(guò)濾干燥得到納米碳酸鍶。

本發(fā)明制得的納米碳酸鍶密度3.70～3.72g/cm³，晶格常數(shù)為0.612～0.842nm，比表面積為100～155m²/g，在25℃下蒸氣壓為48.9～49.8mmHg，在20℃下溶解性為658～660g/L。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本降低了20～22%；

（2）所得產(chǎn)品雜質(zhì)含量降低了70～80%，活性提高了25～30%，粒徑小。

具體實(shí)施方式

首先稱取80～150kg天青石，用萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎15～20min，過(guò)150～200目篩，得細(xì)天青石粉末，再將其轉(zhuǎn)入盛有160～200mL質(zhì)量濃度為2～5%硫酸中，用磁力攪拌器以200～400r/min攪拌20～30min，過(guò)濾得濾渣，用去離子水洗滌濾渣3～5次，干燥2～3h，得預(yù)處理天青石粉末；然后將上述所得預(yù)處理天青石粉末加入盛有120～150mL質(zhì)量濃度為2～4%鹽酸中，用磁力攪拌器以300～500r/min攪拌30～40min，過(guò)濾得濾液，備用；再依次稱取8～10g牛肉膏，3～5g蛋白胨，3～5g氯化鉀，0.5～0.8g氯化鈣，1～2g硫酸鎂和15～20g瓊脂，溶于1～2L去離子水中，用質(zhì)量濃度為12～15%氨水調(diào)節(jié)pH至8.0～8.6，再將混合物轉(zhuǎn)入壓力蒸汽滅菌器中，在0.06～0.08MPa條件下殺菌消毒30～40min，得培養(yǎng)基；稱取50～60g天青石表面土壤，將其均勻平鋪于上述培養(yǎng)基中，再將培養(yǎng)基移至恒溫?fù)u床中，在100～120r/min、26～28℃條件下培養(yǎng)3～5天后，用120～180mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，收集淋洗液，得菌絲懸浮液，再將其轉(zhuǎn)入離心機(jī)中，以2500～2800r/min轉(zhuǎn)速離心分離20～30min，收集得上清液；最后將備用濾液與上述所得上清液同時(shí)加入反應(yīng)釜中，升溫至30～32℃，再用質(zhì)量濃度為18～20%尿素溶液調(diào)節(jié)pH至8.2～8.4，隨后啟動(dòng)攪拌器，以600～800r/min轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)8～10h，過(guò)濾得濾渣，用去離子水洗滌濾渣3～5次，再將所得濾渣放入85～95℃烘箱中干燥3～5h，得白色粉末，即納米碳酸鍶。

實(shí)例1

首先稱取80kg天青石，用萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎15min，過(guò)150目篩，得細(xì)天青石粉末，再將其轉(zhuǎn)入盛有160mL質(zhì)量濃度為2%硫酸中，用磁力攪拌器以200r/min攪拌20min，過(guò)濾得濾渣，用去離子水洗滌濾渣3次，干燥2h，得預(yù)處理天青石粉末；然后將上述所得預(yù)處理天青石粉末加入盛有120mL質(zhì)量濃度為2%鹽酸中，用磁力攪拌器以300r/min攪拌30min，過(guò)濾得濾液，備用；再依次稱取8g牛肉膏，3g蛋白胨，3g氯化鉀，0.5g氯化鈣，1g硫酸鎂和15g瓊脂，溶于1L去離子水中，用質(zhì)量濃度為12%氨水調(diào)節(jié)pH至8.0，再將混合物轉(zhuǎn)入壓力蒸汽滅菌器中，在0.06MPa條件下殺菌消毒30min，得培養(yǎng)基；稱取50g天青石表面土壤，將其均勻平鋪于上述培養(yǎng)基中，再將培養(yǎng)基移至恒溫?fù)u床中，在100r/min、26℃條件下培養(yǎng)3天后，用120mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，收集淋洗液，得菌絲懸浮液，再將其轉(zhuǎn)入離心機(jī)中，以2500r/min轉(zhuǎn)速離心分離20min，收集得上清液；最后將備用濾液與上述所得上清液同時(shí)加入反應(yīng)釜中，升溫至30℃，再用質(zhì)量濃度為18%尿素溶液調(diào)節(jié)pH至8.2，隨后啟動(dòng)攪拌器，以600r/min轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)8h，過(guò)濾得濾渣，用去離子水洗滌濾渣3次，再將所得濾渣放入85℃烘箱中干燥3h，得白色粉末，即納米碳酸鍶。本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本降低了20%；所得產(chǎn)品雜質(zhì)含量降低了70%，活性提高了25%，粒徑?。恢频玫募{米碳酸鍶密度3.70g/cm³，晶格常數(shù)為0.612nm，比表面積為100m²/g，在25℃下蒸氣壓為48.9mmHg，在20℃下溶解性為658g/L。

實(shí)例2

首先稱取115kg天青石，用萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎18min，過(guò)175目篩，得細(xì)天青石粉末，再將其轉(zhuǎn)入盛有180mL質(zhì)量濃度為3%硫酸中，用磁力攪拌器以300r/min攪拌25min，過(guò)濾得濾渣，用去離子水洗滌濾渣4次，干燥3h，得預(yù)處理天青石粉末；然后將上述所得預(yù)處理天青石粉末加入盛有135mL質(zhì)量濃度為3%鹽酸中，用磁力攪拌器以400r/min攪拌35min，過(guò)濾得濾液，備用；再依次稱取9g牛肉膏，4g蛋白胨，4g氯化鉀，0.7g氯化鈣，2g硫酸鎂和18g瓊脂，溶于2L去離子水中，用質(zhì)量濃度為13%氨水調(diào)節(jié)pH至8.3，再將混合物轉(zhuǎn)入壓力蒸汽滅菌器中，在0.07MPa條件下殺菌消毒35min，得培養(yǎng)基；稱取55g天青石表面土壤，將其均勻平鋪于上述培養(yǎng)基中，再將培養(yǎng)基移至恒溫?fù)u床中，在110r/min、27℃條件下培養(yǎng)4天后，用150mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，收集淋洗液，得菌絲懸浮液，再將其轉(zhuǎn)入離心機(jī)中，以2650r/min轉(zhuǎn)速離心分離25min，收集得上清液；最后將備用濾液與上述所得上清液同時(shí)加入反應(yīng)釜中，升溫至31℃，再用質(zhì)量濃度為19%尿素溶液調(diào)節(jié)pH至8.3，隨后啟動(dòng)攪拌器，以700r/min轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)9h，過(guò)濾得濾渣，用去離子水洗滌濾渣4次，再將所得濾渣放入90℃烘箱中干燥4h，得白色粉末，即納米碳酸鍶。本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本降低了21%；所得產(chǎn)品雜質(zhì)含量降低了75%，活性提高了28%，粒徑??；制得的納米碳酸鍶密度3.71g/cm³，晶格常數(shù)為0.727nm，比表面積為130m²/g，在25℃下蒸氣壓為49.4mmHg，在20℃下溶解性為659g/L。

實(shí)例3

首先稱取150kg天青石，用萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎20min，過(guò)200目篩，得細(xì)天青石粉末，再將其轉(zhuǎn)入盛有200mL質(zhì)量濃度為5%硫酸中，用磁力攪拌器以400r/min攪拌30min，過(guò)濾得濾渣，用去離子水洗滌濾渣5次，干燥3h，得預(yù)處理天青石粉末；然后將上述所得預(yù)處理天青石粉末加入盛有150mL質(zhì)量濃度為4%鹽酸中，用磁力攪拌器以500r/min攪拌40min，過(guò)濾得濾液，備用；再依次稱取10g牛肉膏，5g蛋白胨，5g氯化鉀，0.8g氯化鈣，2g硫酸鎂和20g瓊脂，溶于2L去離子水中，用質(zhì)量濃度為15%氨水調(diào)節(jié)pH至8.6，再將混合物轉(zhuǎn)入壓力蒸汽滅菌器中，在0.08MPa條件下殺菌消毒40min，得培養(yǎng)基；稱取60g天青石表面土壤，將其均勻平鋪于上述培養(yǎng)基中，再將培養(yǎng)基移至恒溫?fù)u床中，在120r/min、28℃條件下培養(yǎng)5天后，用180mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，收集淋洗液，得菌絲懸浮液，再將其轉(zhuǎn)入離心機(jī)中，以2800r/min轉(zhuǎn)速離心分離30min，收集得上清液；最后將備用濾液與上述所得上清液同時(shí)加入反應(yīng)釜中，升溫至32℃，再用質(zhì)量濃度為20%尿素溶液調(diào)節(jié)pH至8.4，隨后啟動(dòng)攪拌器，以800r/min轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)10h，過(guò)濾得濾渣，用去離子水洗滌濾渣5次，再將所得濾渣放入95℃烘箱中干燥5h，得白色粉末，即納米碳酸鍶。本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本降低了22%；所得產(chǎn)品雜質(zhì)含量降低了80%，活性提高30%，粒徑??；制得的納米碳酸鍶密度3.72g/cm³，晶格常數(shù)為0.842nm，比表面積為155m²/g，在25℃下蒸氣壓為49.8mmHg，在20℃下溶解性為660g/L。