[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

天然硫酸钡即重晶石，属非金属矿产品。纯的重晶石色白（不纯时带黄色、红色或灰褐色等），有玻璃光泽。重晶石晶体颗粒为晶质体晶型特征，斜方晶系结构。比重4.5，莫氏硬度3-3.5，熔点1480℃。它是一种重要的化工原料，广泛用于钡盐工业产品的生产和石油、天然气开采以及医疗行业中。目前，硫酸钡的生产方法有两类。一种是采用重晶石经过洗涤、除杂、分级，再进行粉碎加工而得。而以尽可能提高其纯度为目的的精制天然硫酸钡的方法见诸相关零散文献中，即经湿法酸碱提纯、增白、洗涤、过滤后得到精制天然硫酸钡的过程：其中，常用的湿法酸碱提纯具体处理过程为将待提纯的天然硫酸钡加入一定浓度的氢氧化钠溶液中，高温条件下部分杂质反应生成可溶于水的产物，另外一部分杂质不反应或生成不溶于水的氢氧化物，再用盐酸浸泡使其转化为可溶于水的氯化物，所得浆液经过滤、洗涤后得到高纯度天然硫酸钡；增白为将连二亚硫酸钠加入以一定固液比的高纯度天然硫酸钡粉体制成的浆液中，并以一定速度搅拌数十分钟后分离的过程。现阶段，还没发现业内有采用以上精制工艺，批量工业化生产高纯度超微细天然硫酸钡粉体的企业，申请人根据天然硫酸钡的具体情况，采用以上精制工艺，其效果得到了验证。另一种是化学合成硫酸钡，主要生产方法是通过可溶性钡盐（硫化钡或氯化钡）与硫酸钠（或硫酸）进行复分解反应得到沉淀硫酸钡，简单的说，就是天然硫酸钡转化为化学合成硫酸钡的过程，即天然硫酸钡→硫化钡→沉淀硫酸钡。其中，有少数利用特殊装置、工艺合成或超细研磨方法制成超细沉淀硫酸钡，然后运用相应后处理手段如无机或有机包膜等得到其改性产品。

其中，天然硫酸钡粉体因纯度低、颜色灰暗以及晶体微粒表面存在棱角和表面裂纹等缺陷而造成流动性较差，一般只能满足下游产业低端产品的应用。化学合成硫酸钡的原料之一可溶性钡盐的生产，是以天然硫酸钡在高温条件下，与炭发生氧化还原反应得到可溶于水的硫化钡，然后使其再转化成其它钡产品，如氯化钡、碳酸钡和氢氧化钡等，这更是一重污染、高耗能的产业。因为生产设备投入大、生产工艺复杂，属于生产成本高、能源消耗高以及三废排放量大的“三高”行业，面临日渐增长的环保压力，与目前我国走可持续发展的思路严重相悖，是国家发改委产业结构调整指导目录中的限制类项目；而且化学合成硫酸钡具有分散性不佳、吸油量偏高和比表面积较大的缺点。

本发明即为一种硫酸钡的生产方法，它以超微细天然硫酸钡粉体为原料，通过同质包覆，即在湿法条件下，可溶性硫酸钠和氯化钡发生复分解反应，产生硫酸钡并沉积于提纯后的超微细天然硫酸钡微粒表面，形成硫酸钡致密薄膜，得以覆盖天然硫酸钡斜方晶型微粒的棱角和表面裂纹，得到圆润的硫酸钡微粒，从而生产高品质硫酸钡产品。该方法具有三个优点。一是重晶石矿原料中的硫酸钡并没有发生化学反应，保持了重晶石中硫酸钡初始的晶型结构，分散性好，并通过同质包覆进一步优化了其超微细颗粒表面的表面性能，解决了天然硫酸钡晶体由于表面缺陷造成的流动性差的问题，同时有效的规避了化学合成硫酸钡的分散性不佳、吸油量偏高和比表面积较大的缺点；同质包覆的优势还体现在，一改现阶段表面包覆工艺均采用异质包覆，如高分子材料类表面活性剂、硅和铝等的氧化物及其盐类等，以至产物硫酸钡的纯度降低而影响其在某些方面的应用的现状；在塑料、涂料和颜料等行业，还降低了因为不同物质折射率不同而对其光学效应如透明度等的严重影响，这也是体现硫酸钡价值的重要方面。二是与现有高品质化学合成硫酸钡生产方法相比较而言，该方法工艺路线短，生产周期缩短；过程简便，基本没有高温、高压等生产过程；能耗低；环保治理压力大为减轻，几乎没有固体、气体废物产生，排放废水中的物质主要是氯化钠以及少量没有反应的硫酸钠，且含量很低，完全可以达标排放标准。三是产品附加值高，采用本方法生产的硫酸钡产品质量高，而生产成本低于经典法普通沉淀硫酸钡生产工艺。

根据本发明要解决的技术问题和本发明采用的技术方案进行专利检索，其检索结果如下。

专利1：