沉淀硫酸鋇生產工藝
生產沉淀硫酸鋇,目前工業上采用較多的為芒硝—硫化鋇法,化學反應為:
BaSO4 + 4C = BaS + 4CO↑
BaS + Na2SO4 = BaSO4↓+ Na2S
將重晶石粉和煤粉按一定的比例混合,然后從焙燒爐尾部進入,與高溫氣流逆流接觸,在1100~1500 ℃下進行高溫還原反應,反應需要的熱量來源是煤粉或重油的燃燒,制取硫化鋇熟料(俗稱“黑灰”),經過浸取、沉降澄清,使硫化鋇質量濃度為 130~160 g/L。 同時將一定量的硫酸鋇廢水(稀硫化鈉溶液)放入化硝罐中,用蒸汽機加熱到 40 ℃以上,開動攪拌機,將芒硝輸入罐內,繼續加熱升溫到90 ℃,樣品采用硫化鈉除去鈣鎂雜質 ,硝水質量濃度掌握在 1.2~1.22 g/cm3,然后將硝水進行保溫沉降備用。將上述兩種溶液澄清后,澄清液按一定比例放入化合罐中進行復分解反應,反應達到等當點或鋇鹵微過量為終點。 將制得的硫酸鋇和硫化鈉溶液一并放入過濾器中進行固液分離, 硫化鈉清液則進入回收裝置,進行蒸發濃縮。 而過濾的鋇餅經過水洗、酸洗,卸入鋇漿池內,用硫酸或磷酸調整pH至2~8,經過充分酸化后用板框壓濾機壓去多余的水分,然后鋇餅經過輸送機輸送到干燥機進行干燥,分級、包裝得沉淀硫酸鋇成品。
工藝流程示意圖
工藝流程主要環節:
(1)破碎。重晶石、原料煤經破碎機進行破碎,進入粗鋇工段原料倉中儲存。
(2)磨粉,燃料煤經破碎后輸送到雷蒙機中研磨,合格煤粉被送入粗鋇轉窯的煤粉燃燒系統,連同鼓風機向轉爐噴粉燃燒。
(3)煅燒:粉碎的重晶石與煤粉,在粗鋇回轉窯尾部進入回轉窯中進行還原反應,制得粗硫化鋇熔體。
(4)浸取。粗鋇回轉窯制得的粗硫化鋇用天車倒入浸取槽中,用稀硫化鋇溶液及干燥工段來的過濾母液進行浸取,制得硫化鋇溶液。
(5)化硝。把一定量的硫酸鋇廢水(稀硫化鈉溶液)放入化硝罐內,用蒸汽加溫至40℃以上,開動攪拌機,將芒硝輸入罐內,繼續加溫至90 ℃以上,采用硫化鈉除去鎂鈣后,硝水質量濃度控制在1.199 5- 1.219 8 kg/L,輸入澄清罐備用。
(6)化合。將上述2個溶液澄清后,按一定比例放入化合罐中進行復分解反應。然后將制得的硫酸鋇漿經離心機進行液固分離,分離得到的濾餅進入干燥系統。
(7)干燥。硫酸鋇濾餅經加料器攪拌粉碎后進行干燥,分級,打包。
我國沉淀硫酸鋇的市場及消費
中國沉淀硫酸鋇主要生產廠家有十幾家。 2013年全國的沉淀硫酸鋇 廠家生產能力達到40萬t,總產量約為25萬 t,其中以河北嘉信化工有限公司生產能力最大,年產5萬 t。國內沉淀硫酸鋇主要用于涂料、塑料、造紙、橡膠、 油墨等行業, 消費結構為: 涂料行業占 50%~60%,塑料 行業 占 10%~15% ,紙 張 行業 占 1%~5%,橡膠行業占 15%~20%,油墨顏料行業占 5%~10%。