(1.中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室，北京 100190；2.中国科学院大学化学工程学院，北京 100049)

1 前 言

碳酸锶(SrCO3)是一种重要的锶化合物。广泛应用于许多工业领域，例如：彩色电视机阴极射线管是用碳酸锶作为原料[1]制造的，按氧化锶含量计算高达5%～7%。如今，碳酸锶仍是一个重要的原材料，可用于制备具有宽磁滞回线的永磁铁氧体和高剩磁功能性材料等，这些材料被广泛应用于汽车和家电等行业[2]， 随着我国城市化的进程不断加快，对高档工业产品的需求将持续增长，从而可以看到对碳酸锶的需求量会稳步增加。我国碳酸锶年产量为17万t，并且以每年5%的速度增长[3]。碳酸锶也是制备其它锶化合物的基础原料，例如硝酸锶、氯化锶和氢氧化锶等。

工业上制备碳酸锶以天青石矿(SrSO4)为原料，主要工艺有：黑灰工艺(black ash)和纯碱工艺(soda ash)[4-7]。

黑灰方法包括以下步骤：

1)将细天青石矿与碳在约1000 ℃下还原反应生成硫化锶和二氧化碳(eq 1)；

2)所得硫化锶加入热水浸取，过滤后分离出固体杂质；

3)所得滤液为硫化锶溶液，加入碳酸钠(2)或通入二氧化碳(3)沉淀碳酸锶，离心分离干燥得到碳酸锶产品[5, 8-10]。

图1为黑灰工艺流程图，具体三个工段包含的基本化学反应如下：

2C+SrSO4=SrS+2CO2

(1)

SrS+Na2CO3=SrCO3(s)+Na2S

(2)

SrS+CO2+H2O=SrCO3(s)+H2S

(3)

第二种生产碳酸锶的工艺方法是纯碱法。该方法使用较高品位的天青石粉末与纯碱溶液发生复分解反应，得到碳酸锶结晶，分离过滤干燥后得到碳酸锶产品。纯碱工艺中包含的化学反应如下：

SrSO4(s)+Na2CO3(aq)=SrCO3(s)+Na2SO4(aq)

(4)

黑灰法是目前最广泛使用的制备碳酸锶的工艺，但是存在以下缺点：煅烧工段生成的碳酸锶，会在浸取工段流失；……