CN101134596A - 重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺 - Google Patents
重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺，属于化工技术领域。为克服现有工艺成本高，产品档次低、环境污染大且难以解决等不足，本发明采用如下主要技术步骤：用煤煅烧重晶石生成含硫化钡的黑灰；用水浸泡该含硫化钡的黑灰得硫化钡溶液；在该硫化钡溶液中加入硫酸生成沉淀硫酸钡浆；将该硫酸钡浆脱水、烘干、粉碎得精细硫酸钡成品。本发明制得的精细硫酸钡产品可用于高档油漆等，成本低、拓宽了产品应用领域，实现了精细硫酸钡的无害化生产和烟尘的达标排放，具有很大的实用价值和市场竞争力。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种以重晶石为原料制取精细硫酸钡的生产工艺，即重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺。
背景技术
现有以重晶石为原料生产硫酸钡的方法主要有重晶石芒硝法、氯化钡芒硝法等，这些工艺方法的主要不足之处是环境污染重且难以解决，产品档次低，限制了硫酸钡应用领域的拓展；有的生产工艺复杂，成本高。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术不足，提供一种环境污染可以控制并达到无害化生产、产品档次高、粒径可调、工艺简单、成本低的以重晶石为原料制取精细硫酸钡生产工艺，即重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，该重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺包括如下工艺步骤：
a用煤煅烧重晶石生成含硫化钡的黑灰；
b.用水浸泡该含硫化钡的黑灰得硫化钡溶液；
c.在该硫化钡溶液中加入硫酸生成沉淀硫酸钡浆和硫化氢；
d.将该硫酸钡浆脱水、烘干、粉碎得精细硫酸钡成品。
所述煅烧重晶石所用的煤为无烟煤，重晶石与无烟煤之重量比为1∶0.26，将二者粉碎混合煅烧，
所述用煤煅烧重晶石的温度控制在1100-1200℃。
所述用煤煅烧重晶石的煅烧时间为2小时。
所述用水浸泡含硫化钡的黑灰的水为热水，水温控制在75-85℃。
所述用水浸泡含硫化钡的黑灰的水与含硫化钡的黑灰之重量比为1∶0.1。
所述在硫化钡溶液中加入的硫酸为浓硫酸，硫化钡与浓硫酸之重量比为1∶0.55-0.65。硫酸浓度越大，反应越慢，生成硫酸钡的粒径越小；硫酸浓度越小，反应越快，生成硫酸钡的粒径越大。硫酸液体实行封闭循环使用。
所述在硫化钡溶液中加入硫酸是在搅拌条件下。
所述搅拌条件下在硫化钡溶液中加入硫酸的搅拌速度为每分钟300转。
所述工艺的主要化学反应如下：
BaSO4+2C→BaS+2CO2↑
BaSx+H2O→Ba(SH)2+Ba(OH)2
Ba(SH)2+H2SO4→BaSO4↓+H2S↑
Ba(OH)2+H2SO4→BaSO4↓+H2O↑
煅烧产生的烟气中主要成份是CO2、CO、N2和少量SO2及粉尘，采用干法除尘和水沫除尘器清除SO2。
浸取后残渣的主要成份是未转化的重晶石，煤灰、二氧化硅和少量的BaS，其主要污染物BaS，采取在渣场地面铺防渗层防止其渗入地下，在渣场低处建回收池，将渣子渗出的水回收用于浸取BaS，使不造成污染。
反应生成的硫化氢气体经罗茨风机输送到煅烧炉中燃烧，经三级冷凝器、转化器、捕集器生成硫磺，收率在95％以上。此过程产生的废气主要是水蒸汽、硫化氢和二氧化硫，在进烟窗之前用活性碳吸附废气中的硫化氢，使排放达标。
所产生的一遍废水成酸性pH值＝5，加碱调节pH＝7，返回用于浸取硫化钡；二遍废水成碱性，循环使用，几个周期后调节pH＝7，返回补作浸取用水，废水不外排。
所述工艺步骤可在常压下进行。
与现有工艺比较，采用本发明生产的精细硫酸钡，色泽白净，从色度上可替代钛白粉；其产品粒经可达0.1微米，且可调，使应用领域进一步拓宽，可用于高档油漆等；采用本发明工艺的工厂离硫酸厂和重晶石矿山不远，其生产过程的硫酸液体实行封闭循环使用，不外排，无废水污染，废气主要是硫化氢气体，通过干法除尘技术装置还原成硫磺回收，使烟尘达标排放，从而实现了精细硫酸钡的无害化生产；产品成本低于现有工艺，具有很强的市场竞争能力。
具体实施方式
实施例1
将重晶石和无烟煤按1∶0.26的重量比粉碎混合，投入煅烧转炉内煅烧，温度控制在1200℃，煅烧时间为2小时，生成含硫化钡60％左右的粗硫化钡，俗称“黑灰”；
将上述粗硫化钡(黑灰)放入浸取槽内用80℃热水浸泡，水与含硫化钡的黑灰之重量比为1∶0.1，制取含BaS110g/L-135g/L的硫化钡溶液，俗称“磺水”；
按硫化钡与浓硫酸1∶0.65的重量比，在每分钟300转的搅拌条件下，在反应釜中进行连续反应，此过程pH值控制在5左右，生成白色沉淀硫酸钡浆和硫化氢气体；
将硫酸钡浆压滤脱水后的滤饼按用户要求加碱调节pH值(一般为10-11)、烘干、粉碎即得精细硫酸钡成品；
煅烧产生的烟气中主要成份是CO2、CO、N2和少量SO2及粉尘，采用干法除尘和水沫除尘器清除SO2。其中水沫除尘器用NaOH溶液中和SO2。反应式：SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O
浸取后的残渣的主要成份是未转化的重晶石，煤灰、二氧化硅和少量BaS(0.5％以下)，其主要污染物是BaS，采取在渣场地面铺防渗层防止其渗入地下，在渣场低处建回收池，将渣子渗出的水回收用于浸取BaS。
反应生成的硫化氢气体经罗茨风机输送到煅烧炉中燃烧，经三级冷凝器、转化器、捕集器生成硫磺，收率在95％以上。此过程产生的废气主要是水蒸汽、硫化氢和二氧化硫，在进烟窗之前用活性碳吸附废气中的硫化氢，使排放达标。
所产生的一遍和二遍废水，其中一遍废水成酸性(PH＝5)，进入废水搅拌罐内加碱调整到中性(PH＝7)，返回作浸取硫化钡用；二遍废水呈碱性，循环使用，几个周期后进入废水搅拌罐内调整PH＝7，返还到废水罐内补充浸取用水，使废水不外排。
实施例2
将重晶石和无烟煤按1∶0.26的重量比粉碎混合，投入煅烧转炉内煅烧，温度控制在1100℃，煅烧时间为2小时，生成含硫化钡60％左右的粗硫化钡，俗称“黑灰”；
将上述粗硫化钡(黑灰)放入浸取槽内用85℃热水浸泡，水与含硫化钡的黑灰之重量比为1∶0.1，制取含BaS110g/L-135g/L的硫化钡溶液，俗称“磺水”；
按硫化钡与浓硫酸1∶0.60的重量比，在每分钟300转的搅拌条件下，在反应釜中进行连续反应，此过程pH值控制在5左右，生成白色沉淀硫酸钡浆和硫化氢气体；
将硫酸钡浆压滤脱水后的滤饼按用户要求加碱调节pH值、烘干、粉碎即得精细硫酸钡成品；
所产生的废气、残渣及废水的处理与实施例1相同。
实施例3
将重晶石和无烟煤按1∶0.26的重量比粉碎混合，投入煅烧转炉内煅烧，温度控制在1150℃，煅烧时间为2小时，生成含硫化钡60％左右的粗硫化钡，俗称“黑灰”；
将上述粗硫化钡(黑灰)放入浸取槽内用75℃热水浸泡，水与含硫化钡的黑灰之重量比为1∶0.1，制取含BaS110g/L-135g/L的硫化钡溶液，俗称“磺水”；
按硫化钡与浓硫酸1∶0.55的重量比，在每分钟300转的搅拌条件下，在反应釜中进行连续反应，此过程pH值控制在5左右，生成白色沉淀硫酸钡浆和硫化氢气体；
将硫酸钡浆压滤脱水后的滤饼按用户要求加碱调节pH值、烘干、粉碎即得精细硫酸钡成品；
所产生的废气、残渣及废水的处理与实施例1相同。
Claims (9)
1.一种重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺，其特征在于：它包括如下步骤：
a.用煤煅烧重晶石生成含硫化钡的黑灰；
b.用水浸泡该含硫化钡的黑灰得硫化钡溶液；
c.在该硫化钡溶液中加入硫酸生成沉淀硫酸钡浆和硫化氢；
d.将该硫酸钡浆脱水、烘干、粉碎得精细硫酸钡成品。
2.根据权利要求1所述的重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺，其特征在于：所述用煤煅烧重晶石的煤为无烟煤。
3.根据权利要求1所述的重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺，其特征在于：所述用煤煅烧重晶石的温度控制在1100-1200℃。
4.根据权利要求1所述的重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺，其特征在于：所述用煤煅烧重晶石的煅烧时间为2小时。
5.根据权利要求1所述的重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺，其特征在于：所述用水浸泡所用的水为热水，水温控制在75-85℃。
6.根据权利要求1所述的重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺，其特征在于：所述用水浸泡的水与含硫化钡的黑灰之重量比为1比0.1。
7.根据权利要求1所述的重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺，其特征在于：所述在硫化钡溶液中加入的硫酸为浓硫酸，硫化钡与浓硫酸之重量比为1∶0.55-0.65。
8.根据权利要求1所述的重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺，其特征在于：所述在硫化钡溶液中加入硫酸是在搅拌条件下。
9.根据权利要求8所述的重晶石硫酸法生产精细硫酸钡工艺，其特征在于：所述搅拌条件下在硫化钡溶液中加入硫酸的搅拌速度为每分钟300转。
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