[发明专利]一种重晶石热还原-水浸钡渣解毒工艺

说明书

一种重晶石热还原‑水浸钡渣解毒工艺，将重晶石矿经热还原‑水浸后得到的钡渣与含亚硫酸的溶液接触，使其中可溶性的钡转化成硫酸钡或/和亚硫酸钡，与此同时硫离子转化成单质硫，过滤得解毒后液和解毒钡渣。解毒钡渣进一步与空气接触，可使其中的亚硫酸钡完全转化成硫酸钡，即所得解毒钡渣在空气晾置几天后，可确保其由危险固废转化成一般固废。往解毒后液中通入SO₂或加入亚硫酸盐和酸可使之再生，返回解毒工序能循环使用。尤其是用碳酸钡生产过程副产硫磺所产生的尾气作为解毒后液的再生剂，不仅有效解决了钡渣解毒的难题，而且显著降低了尾气的净化成本，以毒攻毒，一取两得。本发明具有操作简便，清洁环保，经济高效等特点，适合于重晶石热还原‑水浸钡渣解毒的工业生产。

技术领域

本发明属于化工及冶金领域，具体涉及一种重晶石热还原-水浸钡渣解毒工艺。

背景技术

重晶石矿是钡盐生产的主要原料。重晶石矿破碎后加碳热还原，将其中的BaSO₄转化成BaS，所得熟料加水浸出，BaS溶解进入溶液，过滤得含BaS的浸出液-钡乳和由脉石及未反应重晶石组成的浸出渣-钡渣。钡乳经碳化使BaS转化成BaCO₃和H₂S，液固分离、干燥得碳酸钡产品。反应产生的H₂S气体用碱吸收得硫化钠或硫氢化钠，或用克劳斯法生产硫磺(空气部分氧化法)，硫磺生产剩余的尾气用石灰水和碱液吸收除去其中残留的SO₂等有害气体后排放。

尽管碳酸钡生产过程产出的钡渣要经过反复洗涤，但其中仍然还残留了可溶性钡(主要是BaS)及一定数量的微溶性的钡(碳酸钡等)。因此，碳酸钡生产过程产出的钡渣是一种危险固废。钡渣堆存在渣场渗出的水pH为8-11，其中Ba²⁺浓度达150-1000mg/L，而国家规定工业废水的排放标准是，Ba²⁺浓度不得超过1mg/L。目前，钡渣已成为钡盐企业的烫手山芋。

为了将钡渣由危险固废转化成一般固废，人们已尝试过多种解毒方法，其中包括用稀硫酸浸泡法、硫酸盐溶液浸泡法及硫酸盐溶液加双氧水浸泡法。然而，钡渣暴露在空气中，其中残留的BaS会逐渐转化成多硫化钡、硫代硫酸钡等复杂化合物。多硫离子及硫代硫酸盐的存在，对Ba²⁺离子的沉淀析出起阻碍作用。钡渣用硫酸盐(硫酸钠等)溶液浸泡可以将其中可溶性的钡固化起到解毒的作用，但解毒后液中Ba²⁺离子浓度一般在10mg/L左右，无法达到1mg/L的环保排放标准。此外，解毒后液中除Ba²⁺离子浓度超标外，金属硫化物及硫酸盐也大大超标。得到的含硫酸盐的解毒后液如果要回用，就必须解决金属硫化物的积累问题；如果要外排，则必须将其中的Ba²⁺及硫化物脱除，并大幅降低硫酸盐的浓度，否则就会造成二次污染，且其净化成本也不低。如果将钡渣加入硫酸溶液浸泡，就会立即产生H₂S气体，污染环境。用加了双氧水的硫酸溶液或硫酸盐溶液去浸泡钡渣，可以避免H₂S气体的产生，但解毒消耗大量双氧水，成本太高，操作起来也不方便，且微溶性的钡(碳酸钡等)难以除尽。因此，目前还没有理想的钡渣解毒方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简便，清洁环保，经济高效的重晶石热还原-水浸钡渣的解毒工艺。

本发明一种重晶石热还原-水浸钡渣解毒工艺，包括以下步骤:

第一步：是以亚硫酸溶液作为解毒液，将钡渣与解毒液接触，使钡渣中的硫化钡、碳酸钡转化成亚硫酸钡，与此同时硫离子转化成单质硫；

第二步：直接向第一步得到的混合液中鼓入空气或氧气使亚硫酸钡转化成硫酸钡，过滤得解毒钡渣和解毒后液；或

将第一步得到的混合液直接过滤得含亚硫酸钡的钡渣和解毒后液；

第三步：将第二步得到的含亚硫酸钡的钡渣与空气接触，使其中的亚硫酸钡转化成硫酸钡，得解毒钡渣；或