[发明专利]一种用碳酸钡制备纳米硫酸钡联产碳酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及填料制备技术领域，尤其是一种用碳酸钡制备纳米硫酸钡联产碳酸的方法。

背景技术

重晶石属于不可再生资源，是我国的出口优势矿产品之一，广泛用于石油、天然气钻探泥浆的加重剂，在钡化工、填料等领域的消费量也在逐年增长。我国重晶石资源相当丰富，分布于全国21个省(区)，总保有储量矿石3.6亿吨，居世界第1位。其中，硫酸钡由于不溶于水，不溶于酸而具有如下广泛的用途：

用作油漆、油墨、塑料、广告颜料、化妆品、蓄电池的原料或填充剂，橡胶制品中既作填充剂，又起补强作用，聚氯乙烷树脂中作填充剂和增重剂，印像纸及铜板纸的表面涂布剂，纺织工业用的上浆剂。玻璃制品用作澄清剂，能起消泡和增加光泽的作用。可作为防放射线用的防护壁材。还用于陶瓷、搪瓷、香料和颜料等行业。也是制造其他钡盐的原料料——粉末涂料、油漆、船用底漆、军械装备漆、汽车漆、乳胶漆、内外墙建筑涂料、能提高产品耐光、耐候、耐化学及电化学腐蚀性和产品装饰效果，增强涂层的抗冲击强度。无机工业用作制造其他钡盐如氢氧化钡、碳酸钡、碳酸钡等的原料。木材工业生产木纹印刷板时用于打底和调制印刷漆料。有机合成中作为绿颜料和色淀生产体质填料。

传统硫酸钡的制备方法为：由硫化钡溶液与加入经除去钙、镁后的芒硝溶液混合，于80℃进行反应，生成沉淀，经抽滤、水洗和酸洗后，调节pH值5～6，再过滤，干燥，粉碎制得。

例如申请号为02135370.0就公开了一种纳米硫酸钡的制备方法，是将利用络合法制备纳米BaSO₄的方法。主要由络合反应和沉淀反应两步组成，具体步聚如下：(A)将Ba²⁺溶液与EDTA络合剂溶液置于反应器中发生络合反应，利用氨水调节体系pH，搅拌条件下Ba²⁺与络合剂EDTA反应生成具有一定稳定性BaY^2-络合，(B)将(A)所得络合物BaY^2-溶液与SO₄^2-溶液反应，搅拌条件下发生沉淀反应制备得纳米级BaSO₄粒子。采用本发明所制备的纳米硫酸钡产品为六方晶形呈蓝光，平均粒径25nm，粒度分布20～40nm。但是现有技术都还存在生产工艺复杂、生产设备庞大、成本较高的弊端，且目前还没有用钡矿渣制备沉淀硫酸钡联产碳酸的方法的相关报道。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种生产工艺及设备简单、成本低廉的纳米硫酸钡联产碳酸的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用碳酸钡制备纳米硫酸钡联产碳酸的方法，制备工艺为：

步骤一、先将碳酸钡溶于水，使得碳酸钡水溶液的体积浓度为10％～60％，再将碳酸钡水溶液用4％～8％表面活性剂进行处理后，然后将表面活性剂处理过的碳酸钡水溶液通过碳酸钡给料线注入到反应器中；

步骤二、将溶解好的硫酸钠水溶液通过硫酸钠给料线注入反应器，其中反应器中的碳酸钡与硫酸钠按纯物质的质量比为1∶0.42～1.02；同时反应器内的搅拌机以300～500转/分的转速均匀搅拌，化学反应得到硫酸钡和碳酸的混合液体，混合液体经过离心机过滤得滤饼和滤液；

步骤三、滤饼经过洗涤后依次通过干燥机、粉碎机干燥进行干燥和粉碎，包装得到纳米硫酸钡产品；

步骤四、滤液经减压蒸馏得到碳酸。

所述步骤一中的表面活性剂为酞酸酷偶联剂、硬脂酸或木质素中的一种或几种组合物。

所述步骤一中的碳酸钡水溶液的体积浓度为25％～34％。

所述的步骤二中的硫酸钠水溶液的体积浓度为15％～50％。

本发明的化学反应原理如下：

BaCO₃+Na₂SO₄＝BaSO₄+Na₂CO₃

本发明先利用碳酸钡与硫酸钠反应得到硫酸钡和碳酸，硫酸钡经过干燥、粉碎制得纳米硫酸钡，本发明成本生产工艺及其设备简单、易行，生产工艺复杂、生产设备庞大、成本较高的弊端；不但可以制备得到目标产物纳米硫酸钡，同时还联产碳酸产品；由于制备原料是低档的碳酸钡，其成本低廉，所以本发明能创造很高的经济价值。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图；

其中：

1-反应器，2-离心机，3-干燥机，4-粉碎机，5-碳酸钡给料线，6-硫酸钠给料线。

具体实施方式