專(zhuān)利名稱:碳酸鋇的生產(chǎn)方法
本發(fā)明屬于生產(chǎn)碳酸鋇的技術(shù)，適用于以硫化鋇為原料生產(chǎn)高純度碳酸鋇。
碳酸鋇可用于制滲碳劑，在高溫下可使鋼制件滲碳(即表面硬化)。還可用于陶瓷工業(yè)、光學(xué)玻璃、搪瓷等的制造，特別是高純度的碳酸鋇在電子管、顯像管的制造中作陰級(jí)屏蔽劑，故此還被應(yīng)用于電子工業(yè)。
目前工業(yè)化生產(chǎn)碳酸鋇主要采用純堿法和碳化法。純堿法是以純堿與硫化鋇作用，其主要化學(xué)反應(yīng)式為
此法流程短，產(chǎn)品純度高，但原料價(jià)格高，特別是我國(guó)純堿原料供應(yīng)緊張，這問(wèn)題就顯得更為突出碳化法是以二氧化碳與硫化鋇反應(yīng)，其主要化學(xué)反應(yīng)式為
此法原料成本較純堿法低，但需要?dú)鈮喝萜髟O(shè)備，流程長(zhǎng)，設(shè)備龐大。因產(chǎn)品中硫含量、鹽酸不溶物等微量雜質(zhì)含量較高，以至質(zhì)量稍差。
另外，日本公開(kāi)特許公報(bào)(J55-20229)公開(kāi)了一種以氯化鋇為原料，在氨存在的情況下與碳酸氫銨反應(yīng)制碳酸鋇的方法。此法所采用的原料為氯化鋇制成品，而制取氯化鋇制成品需對(duì)氯化鋇溶液進(jìn)行蒸發(fā)、結(jié)晶、分離、干燥等多道工序，這些工序要耗費(fèi)大量的能源，以至原料成本的提高，并且無(wú)法直接使用硫化鋇為原料。另一方面，反應(yīng)是在氨存在下進(jìn)行的，要消耗較多的氨，由于前面的兩個(gè)問(wèn)題而直接影響到產(chǎn)品的價(jià)格。
本發(fā)明目的在于尋求一種能充分利用我國(guó)特有許多“小氮肥”廠的產(chǎn)品碳酸氫銨，使方法更簡(jiǎn)單，設(shè)備少，以縮短工藝流程，并直接采用硫化鋇為原料和可回收、循環(huán)使用的溶液，以降低成本，可以生產(chǎn)高純度碳酸鋇的工藝方法。
為此，本發(fā)明的要點(diǎn)是直接使用硫化鋇(硫化鋇可由常規(guī)的重晶石煅燒法獲得)和工業(yè)碳酸氫銨為原料，加入可循環(huán)使用的中間鹽氯化銨。氯化銨與硫化鋇反應(yīng)生成氯化鋇，氯化鋇再與碳酸氫銨反應(yīng)生成碳酸鋇和氯化銨，氯化銨隨系統(tǒng)循環(huán)液供循環(huán)使用。故此氯化銨是以中間鹽的形式促使硫化鋇向碳酸鋇轉(zhuǎn)化，其中主要的化學(xué)反應(yīng)式為
其中反應(yīng)產(chǎn)物氨回收制肥料，硫化氫回收制硫脲。并且將浸取、脫硫、除鐵合為同一道工序處理而不分段處理。
本發(fā)明工藝方法可概括為于硫化鋇中加入氯化銨、系統(tǒng)循環(huán)液，于常壓或微減壓下加熱反應(yīng)，脫硫，加氫氧化鋇除鐵、澄清、過(guò)濾，所得濾液〔Ⅰ〕為氯化鋇凈化液。于濾液〔Ⅰ〕中加碳酸氫銨，攪拌反應(yīng)，過(guò)濾(所得濾液〔Ⅱ〕回收入系統(tǒng)循環(huán)液供循環(huán)使用)，洗滌所得沉淀，烘干得碳酸鋇產(chǎn)品。
本發(fā)明工藝方法詳述如下1、制氯化鋇凈化液(即濾液〔Ⅰ〕)于固體硫化鋇原料中加入適量的系統(tǒng)循環(huán)液，并按系統(tǒng)循環(huán)液中氯化銨含量的情況補(bǔ)加固體氯化銨以保持硫化鋇與氯化銨的重量配比為0.75～0.9∶1，在常壓或微減壓情況下加熱以上浸取液至沸，反應(yīng)20～50分鐘，調(diào)節(jié)PH為6.0～7以脫硫，并加入少量的氫氧化鋇使PH為7～8除鐵，澄清15～30分鐘后過(guò)濾，得氯化鋇凈化濾液〔Ⅰ〕，所得濾渣〔Ⅰ〕用洗滌碳酸鋇沉淀的洗滌水(指第二次以及第二次以后各次洗滌的洗滌水)洗滌，并將洗滌濾渣〔Ⅰ〕得的洗滌水回收入系統(tǒng)循環(huán)液。
2、制碳酸鋇成品在常溫、常壓下于濾液〔Ⅰ〕中加入固體碳酸氫銨，其中固體碳酸氫銨加入量為濾液〔Ⅰ〕中所含氯化鋇的克當(dāng)量數(shù)的0.8～1，并于30分鐘左右加入完畢，邊加邊攪拌，反應(yīng)至1.5～2.5小時(shí)后，將白色沉淀的溶液過(guò)濾，濾液〔Ⅱ〕回收入系統(tǒng)循環(huán)液，濾后的碳酸鋇沉淀用熱水(80～100℃)洗滌3～4次，洗后所得第一次洗滌水回收入系統(tǒng)循環(huán)液，其余各次的洗滌水用于洗滌濾渣〔Ⅰ〕，進(jìn)而于300℃對(duì)洗后的碳酸鋇沉淀進(jìn)行烘干得高純度的碳酸鋇成品。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，達(dá)到了預(yù)期的效果。能直接采用硫化鋇和充分利用我國(guó)特有許多“小氮肥”廠的碳酸氫銨產(chǎn)品為原料。并采用了可循環(huán)使用的氯化銨為反應(yīng)的中間鹽，以及直接將前道工序的產(chǎn)物-氯化鋇液提供給制碳酸鋇工序用，從而省去制氯化鋇成品的蒸發(fā)、結(jié)晶、分離、干燥等道工序。即降低了成本，又簡(jiǎn)化了工藝。并克服了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)浸取、脫硫、除鐵是采取分段并使用一系列的設(shè)備進(jìn)行處理，使工序多而復(fù)雜的缺點(diǎn)，而是將這三道工序合為一道以簡(jiǎn)單的方法處理，減少了設(shè)備，工藝更簡(jiǎn)單。本發(fā)明的方法所生產(chǎn)的碳酸鋇產(chǎn)品其純度達(dá)到并超過(guò)日本碳酸鋇標(biāo)準(zhǔn)(JISK1415-61)的特級(jí)品，蘇聯(lián)工業(yè)用碳酸鋇指標(biāo)(TOCT2149-75)的一級(jí)品、中國(guó)碳酸鋇質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB1614-79)的一級(jí)品。
本發(fā)明實(shí)施例為取290克硫化鋇(按“黑灰”折純計(jì)算)溶于3升系統(tǒng)循環(huán)液中，根據(jù)3升系統(tǒng)循環(huán)液中氯化銨的含量補(bǔ)加固體氯化銨使硫化鋇與氯化銨的重量配比為0.9∶1，在近常壓下對(duì)以上浸取液加熱至沸，反應(yīng)40分鐘，調(diào)節(jié)PH為6.5～7，加入25克的Ba(OH)2·8H2O，調(diào)節(jié)PH為7.5～8，澄清15分鐘后過(guò)濾得白色凈化液1.7升(溶液中約含Ba2+＝136克/升，NH+4＝15克/升Cl-＝97克/升，S2-＝0.1～0.2克/升)。于以上白色凈化液中加入260克固體碳酸氫銨，邊加邊攪拌并于30分鐘加完，反應(yīng)2小時(shí)后，將有白色沉淀液過(guò)濾，濾得濾液1.6升(溶液中約含Ba2+＝58克/升，иH+4＝35克/升，Cl-＝71克/升)，將濾液回收入系統(tǒng)循環(huán)液，濾得白色淀淀物用80～100℃熱水洗滌4次后于300℃烘干即得328克碳酸鋇制品。(該制品的百分含量為BaCO3＝99.3%，S＝0.005～0.02%，F(xiàn)e＝0.0001～0.002%，鹽酸不溶物＜0.2%，Cl-＜0.1%)。
權(quán)利要求
1.一種碳酸鋇的生產(chǎn)方法，以硫化鋇為原料，經(jīng)浸取、脫硫、除鐵、過(guò)濾，加碳酸氫銨，再過(guò)濾、洗滌沉淀、烘干，本發(fā)明的特征是加入可循環(huán)使用的中間鹽氯化銨，其工藝方法為a、于固體硫化鋇原料中加入適量的系統(tǒng)循環(huán)液，按系統(tǒng)循環(huán)液中氯化銨含量的情況補(bǔ)加固體氯化銨以保持硫化鋇與氯化銨的重量配比為0.75～0.9∶1，在常壓或微減壓下加熱以上浸取液至沸，反應(yīng)20～50分鐘，調(diào)節(jié)PH為6.0～7以脫硫，并加入少量的氫氧化鋇使PH為7～8除鐵，澄清15～30分鐘后過(guò)濾，得氯化鋇凈化濾液[Ⅰ]，所得濾渣[Ⅰ]送往洗滌，b、將濾液[Ⅰ]在常溫、常壓下加入固體碳酸氫銨，并于30分鐘左右加入完畢，邊加邊攪拌，反應(yīng)至1.5～2.5小時(shí)后，將白色沉淀的溶液過(guò)濾，濾液[Ⅱ]回收入系統(tǒng)循環(huán)液，濾后的碳酸鋇沉淀用熱水(80～100℃)洗滌3～4次，洗后所得第一次洗滌水回收入系統(tǒng)循環(huán)液，其余各次的洗滌水用于洗滌濾渣[Ⅰ]，于300℃對(duì)洗后的碳酸鋇沉淀進(jìn)行烘干即得碳酸鋇成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其特征是浸取、脫硫、除鐵合為同一道工序處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其特征是固體碳酸氫銨加入量為濾液〔Ⅰ〕所含氯化鋇的克當(dāng)量數(shù)的0.8～1。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其特征是洗滌濾渣〔Ⅰ〕是采用洗滌碳酸鋇沉淀的洗滌水(指第二次以及第二次以后各次的洗滌水)，并將洗滌濾渣〔Ⅰ〕得的洗滌水回收入系統(tǒng)循環(huán)液。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其特征是硫化鋇與氯化銨的重量配比為0.9∶1。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明以硫化鋇和工業(yè)碳酸氫銨為原料制高純度碳酸鋇的方法。在硫化鋇中加入系統(tǒng)循環(huán)液，加入可循環(huán)使用的氯化銨，浸取、加熱反應(yīng)、脫硫、除鐵、過(guò)濾、加碳酸氫銨、攪拌反應(yīng)、過(guò)濾、烘干即得純度為99.0～99.3％的碳酸鋇產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C01F11/00GK87104108SQ87104108
公開(kāi)日1988年12月14日 申請(qǐng)日期1987年6月5日
發(fā)明者葉薇英, 高閩榕, 余秀貞 申請(qǐng)人:福建省化學(xué)工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan