锶盐生产里绕不开的中间体就是它,天青石精矿经浸取和除杂之后,加入硫酸或者硫酸盐,锶离子就以硫酸锶的形式沉淀出来。结晶浆料呈白色,密度在 3.9 上下,比一般颜料类物料重得多。
另一条路是碳酸锶碳化后的母液回收,同样能得到硫酸锶结晶。结晶的粒径偏细,多数在 5 到 20 微米之间,形状不规则。细颗粒沉降慢,静置分离效率低,密度大这一条在离心分离里反倒是优势。
真正的难点是结晶夹带的母液多。硫酸锶的洗涤做不到位,可溶锶盐和硫酸盐就会跟着进成品。晶体莫氏硬度在 3 到 3.5 之间,比立德粉和碳酸钙都硬,进料泵和管路弯头的磨损都要考虑。
浆料的输送也有讲究,含固率高的时候管路阻力上升很快,泵的选型要留扬程余量。管径太小,晶体在弯头和阀门处沉积,时间一长就堵,管径太大,流速掉下来,粗颗粒在管底滑动,磨损反而集中在底部一条线上。现场习惯把流速控制在一段区间里,管线低点加排净口,管路末端留冲洗接口,停车前走一遍水,开起来省事。

结晶分离的主体设备是两相卧螺离心机,转鼓带动浆料高速旋转,晶体贴壁沉降,螺旋把固相推向锥端排出。硫酸锶的母液从溢流口回流到前端工序,整套流程连续密闭,车间里的粉尘和氨味都能控住。
洗涤要放在机内做,硫酸锶结晶表面夹带的母液里含可溶锶盐和硫酸铵一类的盐分。用清水或者稀硫酸在锥段前置换两遍,能把盐分降到指标以内。洗涤水和滤液分开收集,两相卧螺离心机的洗涤口位置在选型时定。
结晶的粒径分布会随反应条件漂移,硫酸锶的反应温度高、搅拌强,晶体就细。两相卧螺离心机的转速和差速要能覆盖这个波动范围,变频调速和扭矩跟随是基本配置,进料端还要装流量计和密度计。
机组的配套件也要一起看,进料泵选低剪切的螺杆泵或者隔膜泵,管道上装流量计和在线密度计,两条信号接进控制系统。出料端的螺旋输送机要和排渣量匹配,输送机选小了容易憋住,选大了电耗白花。轴承润滑和转鼓动平衡要按期检查,振幅和轴承温度这两项建议接进中控,趋势一抬头就能提前处理。这几项数据接进中控以后,一个班一个人就能盯住两台机,参数也留得下来,复盘时对得上工况。
按最小颗粒粒径定,硫酸锶的分离因数一般取 2200 到 3200。晶体密度大,同样分离因数下的沉降速度比轻质物料高,分离因数不必一味往上加。转速调高带来的振动和轴承负荷是实实在在的成本。
差速要兼顾滤饼干度和排渣顺畅,晶体硬、摩擦力大,锥段扭矩比颜料类物料高。运行中把差速放在能维持排渣顺畅的下限,硫酸锶的滤饼含水率一般能压在 15% 到 22%。运行台账记进料含固率、差速、扭矩和含水率四项。
洗涤水的用量按成品盐分指标倒推,洗得多了,滤液变稀,回用价值下降。洗得少了,硫酸锶的成品盐分就超标。一般做两段逆流洗涤,第二段用清水,第一段用第二段的滤液。
硫酸锶的机型按结晶产量定,年产 5000 吨上下的锶盐线,结晶分离段按每小时 5 到 10 立方米浆料配套,选 LW350。产能更大的线或者晶体偏细的工况,选 LW450,处理量每小时 8 到 20 立方米,长径比大,固相停留时间更足。
| 机型 | 转鼓转速(r/min) | 分离因数 | 处理量(m³/h) | 电机功率(kW) | 设备重量(kg) | 外形尺寸(mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| LW350 | 3200 | 3136 | 5-10 | 7.5/15 | 2200 | 2650×1300×850 |
| LW450 | 3000 | 2265 | 8-20 | 15/37 | 3800 | 4050×1030×1300 |
硫酸锶的磨蚀性要求过流件留出磨损余量,螺旋叶片前缘做耐磨堆焊,排渣口做成可换衬套。LW350 电机功率 7.5 千瓦到 15 千瓦,适合单条线配套。实际处理量要按含固率、晶体粒径和洗涤要求折算后再定,表里是标定工况的数值。
滤液和洗涤水要分两路走,滤液回前端浸取,洗涤水回第二段套用,管路上配在线密度计。这套水路布置能省下三成左右的清水,硫酸锶的锶回收率也能提高几个点。

下面三组案例来自重庆、青海和贵州的锶盐企业,原料从天然天青石到工业碳酸锶都有。要把硫酸锶的分离配置定准,最好取一桶现场结晶浆料做带料试机。
晶体的粒径和母液成分随矿源变化明显,同一台两相卧螺离心机跑出来的滤饼含水率能差六七个点,硫酸锶的案例数据只作参考。
案例一 · 西南锶盐厂结晶分离段新建(年产 6000 吨锶盐)
工况与配置:该厂原用真空抽滤加离心甩干两级,抽滤周期长,滤饼含水率在 30% 上下,人工搬运量大。新建线配 LW450 型两相卧螺离心机一台,机内两段洗涤,螺旋前缘堆焊碳化钨,进料端配密度计。
运行结果:投运后滤饼含水率降到 18% 上下,硫酸锶成品的可溶盐含量从 0.8% 降到 0.2%。人工搬运取消,干燥工段的蒸汽单耗下降约 25%。
以上为典型案例,参数与结果仅供参考。不同厂家的设备配置、物料性质与运行管理水平不同,实际数据会有差异,请以现场小试为准。
案例二 · 西北锶盐企业天青石浸取线(日处理浆料 150 立方米)
工况与配置:该线浸取液含锶量波动大,结晶粒径忽粗忽细。配 LW350 型两相卧螺离心机一台,变频调速,差速按扭矩自动跟随,滤液回浸取工段,洗涤水回第二段套用。
运行结果:运行 12 个月,硫酸锶的滤饼含水率在 15% 到 22% 之间波动,溢流含固量稳定在 0.1% 以下。锶的回收率从 88% 提到 94%,洗涤水用量比原单段工艺省约 35%。
以上为典型案例,参数与结果仅供参考。不同厂家的设备配置、物料性质与运行管理水平不同,实际数据会有差异,请以现场小试为准。
案例三 · 华中锶盐车间多矿源切换(年产 3000 吨锶盐)
工况与配置:该车间用两种天青石矿,杂质成分不同,切换时结晶条件要重调。选 LW350 型两相卧螺离心机一台,配在线冲洗,过流件用双相钢,壳体密闭接尾气处理。
运行结果:运行 10 个月未出现明显腐蚀和堵塞,硫酸锶的滤饼含水率稳定在 20% 以内。每批记录一次进料密度和差速,切换矿源的调整时间从 3 小时压到 1 小时。
以上为典型案例,参数与结果仅供参考。不同厂家的设备配置、物料性质与运行管理水平不同,实际数据会有差异,请以现场小试为准。
硫酸锶分离要看晶体粒径、母液成分和磨蚀性三项。两相卧螺离心机接在结晶罐后面,晶体密度大、沉降快,分离因数取 2200 到 3200 就够,难点在洗涤和过流件磨损。年产 5000 吨上下的线选 LW350,产能大或者晶体细的工况选 LW450,螺旋前缘做耐磨堆焊,洗涤做成两段逆流。拿不准就取一桶结晶浆料做带料试机。

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