CN101070178A - 一种利用氯化钡溶液生产固体氯化钡的新方法 - Google Patents

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Abstract

一种生产氯化钡的新方法，它是利用氯化钡溶液在置换罐中通过添加置换剂得到的。具体地说是将过滤后的氯化钡溶液用泵转移至置换罐中，加入二水、无水氯化钙、高浓度氯化钙溶液、氯化氢气体、盐酸等置换剂后氯化钡晶体不断析出，将从置换罐中出来的置换剂溶液和氯化钡晶体传送至离心机进行固液分离，所得液体即为液体氯化钙，向离心机内加入适量饱和氯化钡溶液洗涤氯化钡结晶，即得二水氯化钡产品。本发明的优点在于能从根本上解决能源浪费问题，操作在常温、常压下进行，所用设备简单，投资小，操作方便，产量大，生产周期短，显著地降低生产成本，避免环境污染，并且有利于安全生产。

Description

一种利用氯化钡溶液生产固体氯化钡的新方法
技术领域
本发明涉及一种氯化钡的制取方法，特别是一种利用置换法用氯化钡溶液制取固体氯化钡的方法。
背景技术
目前制取氯化钡的方法主要有盐酸法、氯化钙法、氯气法、硫酸盐法、氯化镁和氯化铵法等几种。这些方法都是以含钡矿物为原料，将其加上其它辅助材料高温煅烧，或者是直接让含钡原料与酸发生下列反应：BaCO3+2HCI+H2O→BaCI2·2H2O+CO2↑然后得到氯化钡溶液，再将氯化钡溶液通过多次浓缩蒸发，冷却结晶而制得氯化钡产品。通过这种方法生产氯化钡的不足之处在于需要对氯化钡溶液进行多次蒸发结晶，造成电能、水资源的浪费，浓缩设备价格高，投资大，冷却设备占用空间大，操作复杂，生产周期长，成本较高，对环境有一定的污染。由于蒸发结晶需要在高温下进行，所以不利于安全生产。
发明内容
本发明的目的就是提供一种氯化钡生产新方法——置换法，该方法不通过蒸发浓缩，冷却结晶，就能得到氯化钡晶体。该方法能从根本上解决能源浪费问题，操作在常温、常压下进行，所用设备简单，投资小，操作方便，产量大，生产周期短，显著地降低生产成本，避免环境污染，并且有利于安全生产。
本发明是通过下面的技术方案实现的，具体步骤如下：
a、将氯化钡溶液转移至置换罐1中，向置换罐1中不断地加入置换剂，置换剂可以为二水氯化钙、无水氯化钙、高浓度氯化钙溶液、氯化氢气体、盐酸中的任何一种。随着置换剂的加入或溶解，氯化钡晶体不断析出。
b、将置换好的氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物用泵打入离心机2，通过离心机2将氯化钡结晶与置换剂溶液分离，当离心机2进满料时，停止向离心机2内加氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物，让离心机2运行一段时间，然后向离心机2内加氯化钡饱和溶液对氯化钡晶体进行洗涤，目的是除去氯化钡晶体内残留的置换剂。氯化钡饱和溶液加完后再让离心机2运行一段时间，然后停止运转，将离心机2内的氯化钡晶体取出，包装即得二水氯化钡产品。
由于采用了上述方案，本发明具有如下的优点：
1、置换法，工艺简单，流程短，不用蒸发、浓缩、冷却结晶，而直接向氯化钡溶液中加入固体二水、无水氯化钙、高浓度氯化钙溶液、氯化氢气体、盐酸溶液，使氯化钡从溶液中析出，能从根本上解决能源浪费问题。
2、此方法在常温下进行，所用设备简单，投资小，操作方便，生产周期短，产量大。
3、操作中不会产生有毒气体，能有效保护环境。
4、操作避免了因浓缩结晶而产生的安全隐患，有利于安全生产。
以下是本发明生产的氯化钡与国家标准(GB1617-2002)中优等品氯化钡的对比表：
 指标名称 GB1617-2002中一等品 本发明生产的氯化钡
 氯化钡含量 含量≥98.0％ 98.75％
 钙 含量≤0.09％ 0.025％
 钠 0.03％
 硫化物(以S计) 含量≤0.008％ 0.001％
 铁 含量≤0.003％ 0.001％
 水不溶物 含量≤0.1％ 0.02％
 锶 含量≤0.9％ 0.1％
由上表可以看出，以此法生产的氯化钡产品，完全可以达到国标GB1617-2002中一等品的标准。
同时，利用氯化钙置换法生产氯化钡的同时，还生成一种无色透明液体——氯化钙，氯化钙的性能指标如下：
指标名称 Q/SHQL.09.JS.BZ.17-2002  本发明生产的氯化钙
氯化钙 ≥27.0  28.8％
氯化钠+氯化镁+氯化钾(以氯化钠计) ≤3.2 0.56％
水不溶物 ≤0.35  0.12％
PH ≤6～8  6.0～8.0％
由上表可以看出，以此法生产的液体氯化钙产品完全可以达到中国石化齐鲁股份有限公司氯碱厂企业标准要求，标准号：Q/SHQL.09.JS.BZ.17-2002。
利用氯化氢气体或盐酸置换法生产氯化钡的同时，还生成另一种溶液即盐酸氯化钡混合溶液，或盐酸氯化钡氯化钙混合溶液。可以将上述两种溶液作为溶解碳酸钡矿或硫化钡的原料。
利用氯化钡溶液生产固体氯化钡的新方法，其中添加的置换剂还可以选用氯化镁和氯化钾等。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的工艺流程示意图；
图2为25℃和70℃时氯化钡-氯化钙体系的溶解度
图3为0℃和25℃时氯化钡-盐酸体系的溶解度
图1中：1..置换罐；2.离心机
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
A、过滤后的的氯化钡溶液转移至置换罐1中，向置换罐1中不断地加入二水氯化钙，随着置换剂的溶解，氯化钡晶体不断析出。
B、将置换好的氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物用泵打入离心机2，通过离心机2将氯化钡结晶与置换剂溶液分离，当离心机2进满料时，停止向离心机2内加氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物，让离心机2运行一段时间，然后向离心机2内加氯化钡饱和溶液对氯化钡进行洗涤。氯化钡的加入量为离心机2内氯化钡结晶重量的2倍。氯化钡饱和溶液加完后再让离心机2运行一段时间，然后停止运转，将离心机2内的氯化钡晶体取出，包装即得二水氯化钡产品。
实施例2：
A、过滤后的的氯化钡溶液转移至置换罐1中，向置换罐1中不断地加入无水氯化钙，随着置换剂的溶解，氯化钡晶体不断析出。
B、将置换好的氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物用泵打入离心机2，通过离心机2将氯化钡结晶与置换剂溶液分离，当离心机2进满料时，停止向离心机2加氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物，让离心机1运行一段时间，然后向离心机2内加氯化钡饱和溶液对氯化钡进行洗涤。氯化钡的加入量为离心机2内氯化钡结晶重量的5倍。氯化钡饱和溶液加完后再让离心机2运行一段时间，然后停止运转，将离心机2内的氯化钡晶体取出，包装即得二水氯化钡产品。
实施例3：
A、过滤后的的氯化钡溶液转移至置换罐1中，向置换罐1中不断地加入高浓度氯化钙溶液，随着置换剂的加入，氯化钡晶体不断析出。
B、将置换好的氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物用泵打入离心机2，通过离心机2将氯化钡结晶与置换剂溶液分离，当离心机2进满料时，停止向离心机2内加氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物，让离心机2运行一段时间，然后向离心机2内加氯化钡饱和溶液对氯化钡进行洗涤。氯化钡的加入量为离心机2内氯化钡结晶重量的10倍。氯化钡饱和溶液加完后再让离心机2运行一段时间，然后停止运转，将离心机2内的氯化钡晶体取出，包装即得二水氯化钡产品。
实施例4：
A、过滤后的的氯化钡溶液转移至置换罐1中，向置换罐1中不断地加入氯化氢气体，随着置换剂的加入，氯化钡晶体不断析出。
B、将置换好的氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物用泵打入离心机2，通过离心机2将氯化钡结晶与置换剂溶液分离，当离心机2进满料时，停止向离心机2内加氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物，让离心机2运行一段时间，然后向离心机2内加氯化钡饱和溶液对氯化钡进行洗涤。氯化钡的加入量为离心机2内氯化钡结晶重量的20倍。氯化钡饱和溶液加完后再让离心机2运行一段时间，然后停止运转，将离心机2内的氯化钡晶体取出，包装即得二水氯化钡产品。
实施例5：
A、过滤后的的氯化钡溶液转移至置换罐1中，向置换罐1中不断地加入浓度为31％盐酸，随着盐酸的加入，氯化钡晶体不断析出。
B、将置换好的氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物用泵打入离心机2，通过离心机4将氯化钡结晶与置换剂溶液分离，当离心机2进满料时，停止向离心机2内加氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物，让离心机2运行一段时间，然后向离心机2内加氯化钡饱和溶液对氯化钡进行洗涤。氯化钡的加入量为离心机2内氯化钡结晶重量的22倍。氯化钡饱和溶液加完后再让离心机2运行一段时间，然后停止运转，将离心机2内的氯化钡晶体取出，包装即得二水氯化钡产品。
本发明的核心部分是置换剂的加入量、氯化钡产品的收率、氯化钡产品的质量。当置换剂为氯化钙时，氯化钙的加入量及氯化钡产品的收率，通过附图3 BaCI2-CaCI2体系的溶解度可以看出：1、溶液中氯化钡的溶解度随着氯化钙浓度的提高而明显降低，当氯化钙浓度达到28.8％时，溶液中的氯化钡为零，此时溶液的密度为1.270×103kg/m3，为保证溶液中氯化钡完全结晶析出，本发明控制置换后的溶液密度为1.275×103kg/m3，此时氯化钡的产品的收率为100％。若以1.0m3氯化钡溶液(含氯化钡25％，含氯化钙2.0％)计，则可以提取出二水氯化钡308.75kg，需要加入固体无水氯化钙341.06kg，另外可获得28.8％的氯化钙溶液1270kg。当置换剂为盐酸或氯化氢气体时，盐酸或氯化氢气体的加入量及氯化钡的收率，通过附图3可以看出：1、溶液中氯化钡的溶解度随着盐酸浓度的提高而明显降低，当盐酸浓度达到21％以上时，溶液中的氯化钡为1％以下，此时氯化钡的产品的收率为95％以上。另外可获得氯化钡盐酸混合溶液或氯化钡氯化钙盐酸混合溶液，上述两种溶液可作为溶解碳酸钡矿或硫化钡的原料。

Claims (5)

1、一种利用氯化钡溶液生产固体氯化钡的新方法，其特征在于该方法是以氯化钡溶液为原料按照下列步骤依次进行：
a、将氯化钡溶液转移至置换罐(1)中，向置换罐(1)中不断地加入置换剂，随着置换剂的溶解或加入，氯化钡晶体不断析出。
b、将置换好的氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物用泵打入离心机(2)，通过离心机(2)将氯化钡结晶与置换剂溶液分离，当离心机(2)进满料时，停止向离心机(2)内加氯化钡结晶及置换剂溶液的混合物，让离心机(2)运行一段时间，然后向离心机(2)内加氯化钡饱和溶液对氯化钡进行洗涤。氯化钡饱和溶液加完后再让离心机(2)运行一段时间，然后停止运转，将离心机(2)内的氯化钡晶体取出，包装即得二水氯化钡产品。
2、如权利要求1所述的生产氯化钡的新方法，向置换罐(1)中加入的固体置换剂为二水氯化钙、无水氯化钙、高浓度氯化钙溶液。
3、如权利要求1所述的生产氯化钡的新方法，氯化钡饱和溶液的加入量为离心机(2)内氯化钡结晶重量2倍以上。
4、如权利要求1所述的生产氯化钡的新方法，向置换罐(1)中加入的置换剂为氯化氢气体或盐酸。
5、如权利要求4所述的生产氯化钡的新方法，氯化钡饱和溶液的加入量以将离心机(2)内氯化钡固体洗涤至中性为止。
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