[發(fā)明專利]一種堿土金屬硫化物的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810055257.5
• 申請(qǐng)日: 2018-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108101005B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉;劉志強(qiáng);王東興;曹洪楊;郭秋松;朱薇;張魁芳;高遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省稀有金屬研究所
• 主分類號(hào): C01B17/42
• 分類號(hào): C01B17/42
• 代理公司: 廣東世紀(jì)專利事務(wù)所有限公司 44216
• 代理人: 千知化

一種堿土金屬硫化物的制備方法，以堿金屬氯化物、堿土金屬氯化物或者兩者的混合物置于反應(yīng)器中，加溫至熔融后作為反應(yīng)介質(zhì)，在300~750℃下，在惰性氣氛中，將可溶性金屬硫化物或者按理論配比的上述可溶性金屬硫化物與堿土金屬氯化物的混合物，加入或采用容器盛放至上述反應(yīng)介質(zhì)中1~4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后取出固體產(chǎn)物，采用二甲亞砜超聲清洗后得到堿土金屬硫化物。本發(fā)明提供一種低能耗、過(guò)程安全的堿土金屬硫化物的制備方法。

技術(shù)領(lǐng)域

一種堿土金屬金屬硫化物的制備方法，特別涉及硫化鎂、硫化鈣的制備方法。

背景技術(shù)

堿土金屬硫化物用途相當(dāng)廣泛，可制備硫脲/硫化堿/硫磺/硫酸等化工產(chǎn)品，可以用作磷光體、熒光材料，也可用于醫(yī)藥、環(huán)保、重金屬處理等等。硫化鈣可以用作廢水處理中的硫化劑、發(fā)光材料、鞣革脫毛劑、農(nóng)藥殺菌劑、潤(rùn)滑劑的添加劑等等。硫化鎂可用于鋼鐵脫硫、制取熒光粉，用作寬能帶間隙的半導(dǎo)體。

堿土金屬的硫化物遇水易發(fā)生水解。 因此，這些金屬硫化物不可能用濕法從溶液中制備，而只能采用干法。硫化鈣的制備方法主要是通過(guò)氧化還原法制取，還原劑主要有煤、一氧化碳、氫氣等，氧化劑主要包括硫酸鈣、石膏等。也有部分通過(guò)酸堿中和法制取，主要是硫化氫和氧化鈣、石灰石等反應(yīng)制備。硫化鎂的制備方法則包括金屬鎂或者氯化鎂銨在硫化氫氣流中加熱，或者硫酸鎂在二硫化碳?xì)饬髦懈邷刂苽洌ǚ磻?yīng)溫度800~1000℃）。以上方法能耗高，并且在安全生產(chǎn)存在極大的風(fēng)險(xiǎn)。因此以上硫化物的廣泛應(yīng)用受到了極大限制，市場(chǎng)上甚至沒(méi)有硫化鎂供應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種低能耗、過(guò)程安全的堿土金屬硫化物的制備方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：以堿金屬氯化物、堿土金屬氯化物或者兩者的混合物置于反應(yīng)器中，加溫至熔融后作為反應(yīng)介質(zhì)，在300~750℃下，在惰性氣氛中，將可溶性金屬硫化物或者按理論配比的上述可溶性金屬硫化物與堿土金屬氯化物的混合物，加入或采用容器盛放至上述反應(yīng)介質(zhì)中1~4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后取出固體產(chǎn)物，采用二甲亞砜超聲清洗后得到堿土金屬硫化物。

所述堿金屬氯化物為L(zhǎng)i、Na或K氯化物中的一種或數(shù)種組成的混合物。

所述堿土金屬氯化物為MgCl₂或CaCl₂。

所述金屬硫化物為L(zhǎng)i₂S、Na₂S、K₂S或Al₂S₃中的一種或者多種。

所述惰性氣氛下為氮?dú)狻鍤饣蚝庵械囊环N。

所述容器材質(zhì)為氧化鋁、石墨或熔點(diǎn)高于750℃的鈦、不銹鋼、鉬或鎢。

本發(fā)明基于以下原理：堿金屬硫化物和堿土金屬硫化物在氯化物熔鹽中的溶解度差異較大，文獻(xiàn)報(bào)道硫化鋁在氯化鎂-氯化鈉-氯化鉀熔鹽中溶解度為3.3mol%，而硫化鎂、硫化鈣在上述體系中的溶解度幾乎可以忽略不計(jì)。Li₂S、Na₂S、K₂S在相應(yīng)的氯化物熔鹽中都具有較高的溶解度。因此，在氯化物熔鹽中，氯化鎂或者氯化鈣游離出來(lái)的陽(yáng)離子，與上述硫化物在熔鹽中游離出來(lái)的硫離子結(jié)合生成沉淀。以硫化鋁和硫化鎂為例，反應(yīng)式如下所示：

Al₂S₃+ 3MgCl₂=2AlCl₃+3MgS↓

通過(guò)上述反應(yīng)，硫化鋁不斷溶解，硫化鎂則不斷沉淀析出，從而完成由硫化鋁到硫化鎂的轉(zhuǎn)化。因此，本發(fā)明技術(shù)可以將市場(chǎng)上易得的Li₂S、Na₂S、K₂S、Al₂S₃在相對(duì)低的溫度下，在安全可行和工藝簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工藝下實(shí)現(xiàn)硫化鎂、硫化鈣的規(guī)模化制備。