[发明专利]一种硫酸钡的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫酸钡的生产方法。

背景技术

硫酸钡是一种重要的化工原料。它广泛用于油漆、颜料、涂料、油墨、蓄电池、造纸、塑料、橡胶、陶瓷、搪瓷、香料等行业。生产硫酸钡的传统工艺有碳酸钡与硫酸反应、氯化钡与硫酸或硫酸钠反应，及硫化钡与硫酸钠反应。其中以硫化钡与硫酸钠反应生产硫酸钡的加工成本最低。工业生产中一般是以重晶石为原料，加碳还原水浸得硫化钡溶液，然后在硫化钡溶液中加入硫酸钠溶液沉淀析出硫酸钡。但由于硫化钡与硫酸钠反应速度快，沉淀析出的硫酸钡粒度分布范围较宽，且得到的沉淀硫酸钡中容易包裹硫酸钠、硫化钠等杂质，影响产品质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硫酸钡生产方法，可有效地提高硫酸钡生产的经济效益，改善产品质量，保护环境，提高硫酸钡生产工艺过程的资源综合利用率。

本发明的技术方案是：

本发明的工艺包括：(1)浆化转型：将碳酸钡加入水中浆化，然后加入可溶性硫酸盐进行转型反应，过滤得到硫酸钡滤饼和转型后液；或是将碳酸钡搅拌加入到可溶性的硫酸盐溶液中浆化，并同时进行转型反应，过滤得到硫酸钡滤饼和转型后液；(2)洗涤：过滤得到的硫酸钡滤饼经稀硫酸洗涤后烘干得到沉淀硫酸钡；(3)综合回收：转型后液采用硫酸转化法或碳酸氢盐沉淀法进行综合回收，硫酸转化法是将硫酸搅拌加入转型后液，使其转化为可溶性硫酸盐溶液后返回浆化转型工序循环使用，反应产生的CO₂用作碳酸钡生产的原料；碳酸氢盐沉淀法是将CO₂气体通入转型后液中结晶析出碳酸氢盐，母液返回浆化转型工序循环使用。

所述的浆化是碳酸钡颗粒加入水中或可溶性的硫酸盐溶液中制成固液比0.1-1.5g/mL料浆的过程。

按碳酸钡转化为硫酸钡转型反应化学计量的1-2倍加入可溶性的硫酸盐。

加入的可溶性硫酸盐是硫酸钠、硫酸氢钠、硫酸钾、硫酸氢钾、硫酸铵、硫酸氢铵中的一种或几种。

所述的转型反应的条件是：15-95℃搅拌2-10小时。

所述的洗涤是转型得到的硫酸钡滤饼在浓度为2-20％的稀硫酸溶液中15-90℃搅拌洗涤1-3小时。

转型后液采用硫酸转化法进行综合回收，硫酸的加入量为其使转型后液中的碳酸盐和碳酸氢盐转化为可溶性硫酸盐化学反应理论量的0.8-1.5倍。

转型后液采用碳酸氢盐沉淀法进行综合回收，将CO₂通入转型后液调pH值至7.0-9.0，0-45℃保温0.5-1.5小时结晶析出碳酸氢盐，结晶母液返回浆化工序循环使用。

本发明具体的工艺过程包括浆化、转型、洗涤和综合回收；在水中先加入碳酸钡浆化，然后加入可溶性硫酸盐转型，转型得到的硫酸钡在稀硫酸中洗涤后烘干得到沉淀硫酸钡；在转型后液中加入硫酸使之转化为可溶性硫酸盐溶液返回浆化转型工序循环使用，或将CO₂气体通入转型后液中结晶析出碳酸氢盐。所述的浆化过程是碳酸钡按固液比0.1-1.5g/mL搅拌加入水中或可溶性硫酸盐溶液中；转型过程是按碳酸钡转化为硫酸钡转型反应化学计量的1-2倍加入可溶性硫酸盐，15-95℃搅拌2-10小时；洗涤过程是将转型得到的硫酸钡在2-20％的稀硫酸15-90℃搅拌洗涤1-3小时后，过滤烘干得到沉淀硫酸钡。

本发明通过加入可溶性硫酸盐转型这一关健步骤，使BaCO₃有序转化成BaSO₄，有效避免了BaSO₄形成过程速度过快造成粒度不均匀及杂质包裹等不良现象的发生，转型后液采用硫酸转化法或碳酸氢盐沉淀法可有效进行综合回收，整个工艺过程既环保，又可靠。本发明反应原理为：

转型：    BaCO₃+Na₂SO₄→Na₂CO₃+BaSO₄↓

          BaCO₃+2NaHSO₄→2NaHCO₃+BaSO₄↓

          BaCO₃+K₂SO₄→K₂CO₃+BaSO₄↓

          BaCO₃+2KHSO₄→2KHCO₃+BaSO₄↓