專利名稱:氯化鋇、碳酸鎂聯(lián)合生產(chǎn)方法
技術(shù)領域:
本發(fā)明涉及一種氯化鋇、碳酸鎂的聯(lián)合生產(chǎn)方法。
傳統(tǒng)生產(chǎn)碳酸鎂可以使用礦物,也可以用鹵水為原料。以礦物為原料的方法有白云石碳化法、菱鎂礦碳化法、石棉尾礦(蛇紋石)碳化法;以鹵水為原料的有鹵水純堿法、鹵水碳化法、鹵水碳銨法。另外還用飽和碳酸氫銨與硫酸鎂溶液為原料的復分解法。
生產(chǎn)氯化鋇一般采用重晶石、毒重石、鋇解石為原料。以重晶石為原料制取氯化鋇的各種方法中,以鹽酸法及氯化鈣法在工業(yè)上應用最廣。但都離不了高溫煅燒的過程。以毒重石、鋇解石為原料的主要采用鹽酸分解法。
上述方法的化學反應式一般為即
近十年來,川陜地區(qū)的毒重石、鋇解石礦得到開發(fā)利用,每年開采近六萬噸礦石,銷往全國各地作為生產(chǎn)鋇鹽的主要原料。但由于生產(chǎn)工藝大都采用鹽酸分解,致使生產(chǎn)成本高。特別是近幾年來燒堿市場不景氣,鹽酸價格上揚,愈加導致鋇鹽生產(chǎn)成本的增高。生產(chǎn)廠家都力求購進高品位礦石(要求選用礦石含量在70%以上)以此緩和成本增高的矛盾。如此以來,導致礦山亂開亂采,碳酸鋇含量低于65%的礦石被棄掉,大量資源被浪費破壞。
本發(fā)明的目的在于,循環(huán)使用氨氣,提出一種無廢氣、廢水排放,且對環(huán)境無污染的氯化鋇、碳酸鎂聯(lián)合生產(chǎn)方法。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下,其原理是利用氨在氯化鎂、毒重石或鋇解石(主要成份BaCO3)間循環(huán)傳遞非金屬離子,以制得氯化鋇、碳酸鎂。
即,用氯化鎂與二氧化碳、氨氣發(fā)生復分解反應,生成碳酸鎂和氯化銨。氯化銨與毒重石或鋇解石(二者主要成份為鋇的碳酸鹽)反應生成氯化鋇、氨氣、二氧化碳和水。將氨氣和二氧化碳直接通入氯化鎂溶液,反應制得碳酸鎂,得氯化銨溶液返回使用。在整個反應過程中,“氨”僅為一種助劑不斷循環(huán)于氯化鎂和毒重石或鋇解石礦之間,分別傳遞氯離子和二氧化碳離子,依據(jù)此工藝方法,僅耗兩種原料(氯化鎂和碳酸鋇或礦物)就得到兩種產(chǎn)品--氯化鋇和碳酸鎂。
其化學反應式為即碳酸鋇與氯化銨反應,生成氯化鋇、二氧化碳、氨水和水。
本發(fā)明是用氯化鎂、毒重石或鋇解石(也適用于工業(yè)碳酸鋇)為原料,以氨氣為助劑,在兩種原料間循環(huán)傳遞氯離子與二氧化碳離子,生產(chǎn)碳酸鎂和氯化鋇。其積極效果為1、本發(fā)明生產(chǎn)的氯化鋇為低鐵、無硫產(chǎn)品(見表1)。以質(zhì)量檢測可看出,產(chǎn)品中鐵(Fe)百分含量為0.001、無硫。填補了在高科技中,特別是電子工業(yè)領域中所需求的空白。解決了鋇鹽生產(chǎn)工藝中長期沒有得到根本解決的“硫”含量過高的難題。
2、本發(fā)明用氨氣作助劑循環(huán)使用。實際上消耗的原料僅為氯化鎂與礦粉。也就是說只耗兩種原料就制出兩種產(chǎn)品--氯化鋇、碳酸鎂,其大大降低了生產(chǎn)成本(見表3、表4),提高了經(jīng)濟效益(見表5)。從勉縣無機化工廠試產(chǎn)期成本及效益核算可知,氯化鋇生產(chǎn)成本為1066元/T。碳酸鎂生產(chǎn)成本為1027.40元/T。若以年產(chǎn)1500T氯化鋇、1000T碳酸鎂為例。企業(yè)銷售利潤可得235萬元。
3、本工藝實行全封閉生產(chǎn),氨氣循環(huán)使用。沒有廢氣,廢水排放,對環(huán)境無污染。
4、本發(fā)明利用被棄掉的低品位毒重石或鋇解石作原料。解決了在傳統(tǒng)工藝中用鹽酸分解毒重石或鋇解石制氯化鋇成本高且鹽酸的運輸與儲藏不便的問題。為開發(fā)利用我國低品位毒重石或鋇解石制造鋇鹽開辟一條新的道路,保護了國家的礦產(chǎn)資源。
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
本發(fā)明是用氯化鎂、毒重石或鋇解石(也適用于工業(yè)碳酸鋇)為原料,以氨氣為助劑,在兩種原料間循環(huán)傳遞氯離子與二氧化碳離子,生產(chǎn)碳酸鎂和氯化鋇。其具體生產(chǎn)步驟如下1、低品位毒重石或鋇解石在650-800℃的低溫培燒后經(jīng)磨粉碾磨成200-250目粉末,最好是250目。
2、將除雜處理后的碳酸銨飽和溶液與精制的氯化鎂溶液按計量加入到帶攪拌的反應器中,邊加邊攪拌。碳酸銨與氯化鎂發(fā)生復分解反應。
3、碳酸鎂沉淀經(jīng)陳化后過濾洗滌與氯化銨溶液分離,得到含濕量為50-85%的碳酸鎂。
4、洗滌后的碳酸鎂經(jīng)烘干后即得到制成品。
5、將步驟3過濾得到的氯化銨溶液經(jīng)測試后按需量加入步驟1中的礦粉,并使其在加熱反應釜內(nèi)反應。氯化銨用量應按礦粉完全反應的化學反應理論值的1.2倍計。反應釜內(nèi)的溫度控制在98-100℃,最佳溫度為100℃。反應時間一般為3個小時。
6、步驟5反應生成的氨氣、二氧化碳氣體由排氣管進入氯化鎂溶液池繼續(xù)參加反應。即返回步驟2中循環(huán)。
7、步驟5得到的氯化鋇溶液經(jīng)沉清過濾并除去固體雜質(zhì),得氯化鋇清液。
8、過濾后得到的氯化鋇清液送入結(jié)晶槽中,加入氯化鈣助劑,并自然結(jié)晶。
9、將結(jié)晶后的母液送入蒸發(fā)器濃縮,步驟8)中助劑可循環(huán)使用。
10、結(jié)晶析出的氯化鋇晶體在離心機里脫水、洗滌、干燥,最后得氯化鋇成品。
根據(jù)本發(fā)明所研究的工藝,我們于1998年2月至1998年5月在陜西勉縣無機化工廠對其進行了試驗,試驗過程的產(chǎn)品質(zhì)量見表1、表2,經(jīng)濟效益見表3、表4、表5,上述指標均達到了預期的目標。
表1 氯化鋇產(chǎn)品質(zhì)量檢驗結(jié)果指標名稱 規(guī)定指標檢驗結(jié)果GB1617-89(一等品)氯化鋇(BaCl2·2H2O)含量 %>= 98.0 98.6鈣(Ca)含量%<= 0.090 0.08鈉(Na)含量%<= --硫化物(以S計)含量 %<= 0.008-鐵(Fe)含量%<= 0.003 0.001水不溶物含量 %<= 0.10 0.09
表2 碳酸鎂產(chǎn)品質(zhì)量檢驗結(jié)果項目名稱規(guī)定指標 檢驗結(jié)果GB1612-88鹽酸不溶物含量 %<= 0.2 0.18氧化鈣含量 %<= 1.0 0.35氧化鎂含量 %>= 38.0 38.8灼燒失量 % 大于5253氯化物(CL)含量%<= 0.3 0.28鐵(Fe)含量%<= 0.08 0.03錳(Mn)含量%<= - -硫酸鹽含量 %<= 0.3-表3 碳酸鎂成本核算表(年產(chǎn)1000T)項目 單位單耗 單價 單位成本 年總成本(元) (元)(萬元)1.氯化鎂 T 2.5 240600 602.助劑 T 0.1545067.56.753.煤 T 0.5 230115 11.54.包裝 條40 1.4 56 5.65.水 T 20.5 10.16.電 度20 1 20 27.生產(chǎn)工資 120 128.制造費用 47.94.79(其中折舊)(23.5) (2.35)9.制造成本 1027.4 102.7410.管理費用 120 1211.財務費用 30 312.銷售費用 72 7.213.銷售成本 1249.4 124.94
表4 氯化鋇成本核算表(年產(chǎn)1500T)項目單位單耗單價單位成本 年總成本(元) (元)(萬元)1.礦粉T 1.8360 648 97.22.煤 T 1 230 230 34.53.包裝條 20 1.4 28 4.24.水 T 5 0.5 2.5 0.3755.電 度 30 1 30 4.56.生產(chǎn)工資 8080 127.制造費用 47.97.185(折舊) (23.5) (3.525)8.制造成本 1066.4 159.969.管理費用 60 910.銷售費用40 611.財務費用30 4.512.銷售成本1196.4 179.46表5 銷售利潤及有關指標比較表單位萬元項 目 氯化鋇1500T/H 碳酸鎂1000T/H 合計1.銷售收入270 360 6302.總成本 179.46 124.94 304.43.稅金22.95 44.82 70.77()為抵扣稅金 (23.87)(14.6) (38.47)4.銷售利潤67.59 187.24 254.835.所得稅 22.31 61.79 84.16.凈利潤 45.28 125.4 170.737.凈利潤率16.77%34.85% 27.1%
權(quán)利要求
1.一種氯化鋇、碳酸鎂聯(lián)合生產(chǎn)方法,它是用氯化鎂、毒重石或鋇解石為原料,以氨氣為助劑,在兩種原料間循環(huán)傳遞氯離子與二氧化碳離子,生產(chǎn)碳酸鎂和氯化鋇,其特征在于,生產(chǎn)步驟如下1).將低品位毒重石或鋇解石在650-800℃的低溫培燒后經(jīng)磨粉碾磨成200-250目粉末,2).將除雜處理后的碳酸銨飽和溶液與精制的氯化鎂溶液按計量加入到帶攪拌的反應器中,邊加邊攪拌,碳酸銨與氯化鎂發(fā)生復分解反應,3).碳酸鎂沉淀經(jīng)陳化后過濾洗滌與氯化銨溶液分離,得到含濕量為50-85%的碳酸鎂,4).洗滌后的碳酸鎂經(jīng)烘干后即得到制成品,5).將步驟3過濾得到的氯化銨溶液經(jīng)測試后按需量加入步驟1中的礦粉,并使其在加熱反應釜內(nèi)反應,氯化銨用量應接礦粉完全反應的化學反應理論值的1-1.4倍計,反應釜內(nèi)的溫度控制在98-100℃,反應時間為2-4個小時,6).步驟5反應生成的氨氣、二氧化碳氣體由排氣管進入氯化鎂溶液池繼續(xù)參加反應,即返回步驟2中循環(huán),7).步驟5得到的氯化鋇溶液經(jīng)沉清過濾并除去固體雜質(zhì),得氯化鋇清液,8).過濾后得到的氯化鋇清液送入結(jié)晶槽中,加入氯化鈣助劑,并自然結(jié)晶,9).將結(jié)晶后的母液送入蒸發(fā)器濃縮,10).結(jié)晶析出的氯化鋇晶體在離心機里脫水、洗滌、干燥,最后得氯化鋇成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氯化鋇、碳酸鎂的聯(lián)合生產(chǎn)方法。它是用氯化鎂與二氧化碳、氨氣發(fā)生復分解反應,生成碳酸鎂和氯化銨,再用氯化銨與毒重石或鋇解石反應生成氯化鋇、氨氣、二氧化碳和水,而后將氨氣和二氧化碳直接通入氯化鎂溶液,反應制得碳酸鎂,在整個反應過程中,“氨”僅為一種助劑不斷循環(huán)于氯化鎂和毒重石或鋇解石礦之間,分別傳遞氯離子和二氧化碳離子,因此在本發(fā)明中無廢氣、廢水排放,且制造成本低廉。
文檔編號C01F11/00GK1205307SQ9811291
公開日1999年1月20日 申請日期1998年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月13日
發(fā)明者徐邦舜, 高應華 申請人:徐邦舜