[发明专利]一种用碳酸钡制备氢氧化钡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备氢氧化钡的方法，尤其涉及一种用碳酸钡制备氢氧化钡的方法。

背景技术

氢氧化钡用途广、适用性强，广泛运用于制造钡基润滑脂、塑料稳定剂及石油化工产品的多效能添加剂，同时也是精制油类、蔗糖等化工产品的首选净化剂。

传统氢氧化钡的生产方法有以下两种：

（1）毒重石水解工艺：该工艺是将毒重石（BaCO₃）在高温下焙烧，使BaCO₃分解为BaO，然后水解得到Ba(OH)₂，其反应式为：

BaO+H₂O→Ba(OH)₂    （2）

该方法的重点是焙烧，所用的炉型一般是隧道窑和倒焰窑，且焙烧温度一般在1300℃～1400℃，炉膛温度降低会使可逆反应（1）化学反应平衡向左移动，同时大粒矿样表面部分熔融会严重阻碍反应（1）向右进行，从而导致该工艺生产成本高，原料利用率低，一般利用率只有60%左右；

（2）硫酸钡复分解工艺：该工艺为重晶石（BaSO₄）经过还原焙烧后，焙烧产品浸入水中，得到的硫化钡溶液与盐酸反应生成氯化钡，氯化钡再与碱反应生成氢氧化钡产品。其反应式为：

BaS+2HCl=BaCl₂+H₂S           （4）

BaCl₂+2NaOH=Ba(OH)₂+2NaCl    （5）

该方法在生产过程中需耗费大量的碱，生产时会产生剧毒的H₂S，造成工人工作环境的恶化，并且该工艺流程长，生产成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种资源利用率高、焙烧温度低、设备容积利用率高、生产环境清洁的用碳酸钡制备氢氧化钡的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用碳酸钡制备氢氧化钡的方法，包括以下步骤：

（1）研磨：将含碳酸钡的矿物细磨制成矿粉；

（2）焙烧：对步骤（1）得到的矿粉进行高温焙烧，高温焙烧过程中使矿粉处于悬浮流态化状态，高温焙烧完成后得到含氧化钡的焙烧矿；

（3）分离：将步骤（2）中得到的焙烧矿浸入水中并充分搅拌，待焙烧矿中的氧化钡与水充分反应后，对反应产物进行固液分离，对分离后形成的氢氧化钡溶液进行冷却结晶，再对析出的晶体进行干燥，得到氢氧化钡产品。

上述方法中，优选的，所述步骤（1）中，矿粉的粒度（最大粒度）控制在1.0mm以下。

上述方法中，优选的，所述步骤（1）中，细磨的同时对含碳酸钡的矿物进行干燥，使矿粉的含水量小于3%。

上述方法中，优选的，所述高温焙烧中，高温焙烧的温度控制在800℃～1000℃，高温焙烧的时间为5s～60s。

上述方法中，优选的，所述高温焙烧中，通过持续通入中性或弱还原性的高温烟气使矿粉呈悬浮流态化状态，高温焙烧时的矿粉与通入的高温烟气的固气比为0.5～1.0kg/Nm³。

上述方法中，优选的，所述高温烟气中含有1%～5%体积分数的CO。

上述方法中，优选的，所述步骤（1）与步骤（2）之间增加一对所述矿粉的预热步骤，所述预热过程中使矿粉处于悬浮流态化状态。

上述方法中，优选的，所述预热过程中，通过持续通入热烟气使矿粉呈悬浮流态化状态，所述热烟气源自所述高温焙烧过程排放的尾气，矿粉经预热后的温度在500℃以上。

上述方法中，优选的，所述预热过程为多级预热，所述预热的时间为30s～50s。

上述方法中，优选的，所述步骤（1）与步骤（2）之间增加一对所述矿粉的预热步骤，所述预热过程中使矿粉处于悬浮流态化状态；所述高温烟气源自新鲜空气与预热过程排放的尾气进行混合加热后的高温混合烟气。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的制备方法先将含碳酸钡的矿物细磨制成矿粉，并且矿粉处于悬浮流态化状态下进行高温焙烧，因而矿粉传热面积是堆积态矿物中气固接触面积的3000～4000倍，使得矿物与气体的传热传质速度极快，含碳酸钡的矿物完成反应所需的时间在几分钟之内，与回转窑和倒焰窑焙烧方法所需2～3小时相比，大大缩短了反应所需时间，提高了设备容积利用率。