CN108002420A - 一种用于重晶石粉体增白的生产工艺 - Google Patents

一种用于重晶石粉体增白的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于重晶石粉体增白的生产工艺，包括如下步骤：向重晶石粉体中加入硼砂和氢氧化钠，在焙烧炉中焙烧；焙烧后的物料送入湿式细磨机磨细；将湿式细磨机出来的料桨送入反应釜中，加入浓盐酸，在反应釜中反应；反应后的物料经过滤脱酸、搅拌洗涤、过滤烘干的常规工艺后得到精细重晶石粉体，结束。通过本发明生产精细重晶石粉体，时效高、能耗底、成本低；重晶石粉体中的钙容易脱出并且彻底，得出的产品纯度高；反应时间短，废酸的处理简单，非常环保；硼砂盐酸法具有化学破碎的作用，进一步提高了产品细度；本发明的工艺简单可靠，易于推广。

Description

一种用于重晶石粉体增白的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种重晶石精细粉体生产工艺，尤其涉及一种用于重晶石粉体增白的生产工艺。
背景技术
重晶石湿法制粉的常规的工艺是：粉体在高温炉中进行氧化焙烧，焙烧后的粉体运用硫酸法进行漂白，漂白过程中需要在酸液中投入铝粉或者是锌粉，置换出氢气，还原金属离子，使金属离子由高价变为低价，生成可溶的硫酸盐，以达到粉体增白的目的。
上述使用硫酸法漂白的不足之处在于：
1、成本高，原因是：
1.1、焙烧过程的时间长，存在于矿体中不溶于水的金属盐，需要进行充分的氧化，因此，氧化焙烧的时间较长；
1.2、用硫酸漂白时，需要投入铝（锌）粉来置换出酸液中的氢气，来还原铁离子（三价铁还原成二价铁），其投放为间歇方式且每次投放均不能过量，过量将会增加铝粉的浪费，因此，该工段也需要较长的时间，增加了能耗的同时降低了设备的利用率，工况的控制也比较困难；
1.3、漂白时需要投入铝粉或者是锌粉，二者的价格都比较高。
2、废酸处理困难，原因是：
2.1、废酸若用石灰石处理，则硫酸根不能回收，造成资源上的浪费，同时，要消耗石灰石，以及还要对石灰石的磨粉加工，而且这些也会产生生产费用；
2.2、若用钡回收硫酸根，也是不太可取的，若使用硫化钡，则会产生硫化氢气体，这仅仅是处理对象的一个转化，即处理废液转化为处理废气，而处理硫化氢气体的难度更高，若用与硫酸反应不产生有害气体的钡盐，则处理费用将无法承受；
2.3、由于硫酸铝（锌）的浓度很底，如要回收，势必要产生较高的费用。
3、利用硫酸法除去重晶石粉体中的钙较为困难。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于硼砂盐酸法的用于重晶石粉体增白的生产工艺。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种用于重晶石粉体增白的生产工艺，包括如下步骤：
（1）按重晶石粉体重量计，加入0.5-2%的硼砂和0.5-2%的氢氧化钠，在温度为1000-1100℃的焙烧炉中焙烧30-50min；
（2）焙烧后的物料送入湿式细磨机磨至1250目至5000目；
（3）将湿式细磨机出来的料桨送入反应釜中，料桨的固含量控制在35-45%，按1000L水加入100-150L的比例加入浓盐酸，在反应釜中反应25-40min；
（4）反应后的物料经过滤脱酸、搅拌洗涤、过滤烘干的常规工艺后得到精细重晶石粉体，结束。
作为优选，所述步骤（1）中，重晶石粉体为经雷蒙磨磨细至200目的重晶石粉体，硼砂和氢氧化钠的重量为重晶石粉体重量的1%，焙烧炉中的温度为1050℃，焙烧时间为30min。
所述步骤（3）中，料桨的固含量控制在40%，按1000L水加入120L的比例加入浓盐酸，在反应釜中反应35min。
硼砂是一种良好的清洁剂，用于重晶石粉的焙烧中，也具有神奇的功效，其作用机理是：硼砂具有包括“氧化钠基团”和“氧化硼基团”的“双极性基团”，具体可以表示成Na2O·2B2O4，在高温状态下，“氧化钠基团”能够俘获以硅为代表的非金属氧化物，而“氧化硼基团”则能够俘获以铁为代表的金属氧化物，形成一种复盐。经焙烧后的产生的这种复盐能够溶于盐酸溶液中，金属氧化物（铁）和非金属氧化物（硅）在盐酸的作用下随溶液被排除。
由于重晶石中含有的非金属氧化物矿体，较纯重晶石而言，它的可磨性要差很多，因此，在重晶石粉体中，形成较粗的颗粒，如果该非金属氧化物不纯，那么它是带色的，就会影响最终产品的白度。这时，加入氢氧化钠作为非金属氧化物的溶蚀剂，便于“氧化硼基团”俘获杂质中的金属氧化物，使重晶石粉体中的增白效果更佳。
本发明的有益效果在于：
1、时效高和能耗底：在焙烧炉和反应釜中的反应时间很短，时效较硫酸法高很多，并且，与盐酸的反应不需要加温反应，节约能源；
2、重晶石粉体中的钙容易脱出并且彻底，得出的产品纯度高；
3、反应时间短，无需加氢还原，即可直接溶出粉体中的金属氧化物；
4、废酸的处理简单，废酸用石灰石处理后，可得副产品氯化钙和回收硼砂，降低了物耗，节约了制造成本，并且非常环保；其主要化学反应式为：
CaCO3+HCl→CaCl2+H2O
Na2B4O7+CaCl2→CaB4O7↓+NaCl；
5、在高温焙烧过程中，硼砂俘获了重晶石粉体中金属氧化物和非金属氧化物，在不同程度上打断了重晶石粉体中硫酸钡的分子链，与盐酸反应后，物料的颗粒会变细，因此硼砂盐酸法具有化学破碎的作用。
6、本发明的工艺简单可靠，易于推广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
一种用于重晶石粉体增白的生产工艺，包括如下步骤：
（1）按经雷蒙磨磨细至200目的重晶石粉体的重量计，加入1%的硼砂和1%的氢氧化钠，在温度为1050℃的焙烧炉中焙烧30min；主要化学反应式为：
CaCO3→CaO+CO2↑
CaO+Na2B4O7+SiO2→CaB4O7·Na2SiO3
FeO+Na2B4O7+SiO2→FeB4O7·Na2SiO3
Fe2O3+Na2B4O7+SiO2→Fe2O3·2B2O3·Na2SiO3；
（2）焙烧后的物料送入湿式细磨机磨至1250目至5000目，具体目数根据需求而定；
（3）将湿式细磨机出来的料桨送入反应釜中，料桨的固含量控制在40%，按1000L水加入120L的比例加入浓盐酸，这里的浓盐酸的浓度为30-40%，优选为35%，在反应釜中反应35min；主要化学反应式为：
Fe+3+HCl→FeCl3+H+
Fe+2+HCl→FeCl2+H+
CaB4O7+HCl→H2B4O7+CaCl2
NaOH+HCl→NaCl+H2O
Na2SiO3+HCl→H2SiO3+NaCl
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+HCl→CaCl2+H2O；
（4）反应后的物料经过滤脱酸、搅拌洗涤、过滤烘干、打散包装的常规工艺后得到超白、超细、高纯的精细重晶石粉体，结束。
实施例2：
一种用于重晶石粉体增白的生产工艺，包括如下步骤：
（1）按经雷蒙磨磨细至200目的重晶石粉体的重量计，加入0.5%的硼砂和0.5%的氢氧化钠，在温度为1000℃的焙烧炉中焙烧40min；主要化学反应式为：
CaCO3→CaO+CO2↑
CaO+Na2B4O7+SiO2→CaB4O7·Na2SiO3
FeO+Na2B4O7+SiO2→FeB4O7·Na2SiO3
Fe2O3+Na2B4O7+SiO2→Fe2O3·2B2O3·Na2SiO3；
（2）焙烧后的物料送入湿式细磨机磨至1250目至5000目，具体目数根据需求而定；
（3）将湿式细磨机出来的料桨送入反应釜中，料桨的固含量控制在35%，按1000L水加入100L的比例加入浓盐酸，这里的浓盐酸的浓度为30-40%，优选为35%，在反应釜中反应25min；主要化学反应式为：
Fe+3+HCl→FeCl3+H+
Fe+2+HCl→FeCl2+H+
CaB4O7+HCl→H2B4O7+CaCl2
NaOH+HCl→NaCl+H2O
Na2SiO3+HCl→H2SiO3+NaCl
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+HCl→CaCl2+H2O；
（4）反应后的物料经过滤脱酸、搅拌洗涤、过滤烘干、打散包装的常规工艺后得到超白、超细、高纯的精细重晶石粉体，结束。
实施例3：
一种用于重晶石粉体增白的生产工艺，包括如下步骤：
（1）按经雷蒙磨磨细至200目的重晶石粉体的重量计，加入2%的硼砂和2%的氢氧化钠，在温度为1100℃的焙烧炉中焙烧50min；主要化学反应式为：
CaCO3→CaO+CO2↑
CaO+Na2B4O7+SiO2→CaB4O7·Na2SiO3
FeO+Na2B4O7+SiO2→FeB4O7·Na2SiO3
Fe2O3+Na2B4O7+SiO2→Fe2O3·2B2O3·Na2SiO3；
（2）焙烧后的物料送入湿式细磨机磨至1250目至5000目，具体目数根据需求而定；
（3）将湿式细磨机出来的料桨送入反应釜中，料桨的固含量控制在45%，按1000L水加入150L的比例加入浓盐酸，这里的浓盐酸的浓度为30-40%，优选为35%，在反应釜中反应40min；主要化学反应式为：
Fe+3+HCl→FeCl3+H+
Fe+2+HCl→FeCl2+H+
CaB4O7+HCl→H2B4O7+CaCl2
NaOH+HCl→NaCl+H2O
Na2SiO3+HCl→H2SiO3+NaCl
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+HCl→CaCl2+H2O；
（4）反应后的物料经过滤脱酸、搅拌洗涤、过滤烘干、打散包装的常规工艺后得到超白、超细、高纯的精细重晶石粉体，结束。
上述几个实施例，在具体控制参数上略有差异，总体来说所得精细重晶石粉体的白度、细度和纯度相比传统工艺都有显著提高；相比较而言，实施例1所得精细重晶石粉体的白度、细度和纯度最高。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于重晶石粉体增白的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)按重晶石粉体重量计，加入0.5-2％的硼砂和0.5-2％的氢氧化钠，在温度为1000-1100℃的焙烧炉中焙烧30-50min；
(2)焙烧后的物料送入湿式细磨机磨至1250目至5000目；
(3)将湿式细磨机出来的料桨送入反应釜中，料桨的固含量控制在35-45％，按1000L水加入100-150L的比例加入浓盐酸，在反应釜中反应25-40min；
(4)反应后的物料经过滤脱酸、搅拌洗涤、过滤烘干的常规工艺后得到精细重晶石粉体，结束。
2.根据权利要求1所述的用于重晶石粉体增白的生产工艺，其特征在于：所述步骤(1)中，重晶石粉体为经雷蒙磨磨细至200目的重晶石粉体，硼砂和氢氧化钠的重量为重晶石粉体重量的1％，焙烧炉中的温度为1050℃，焙烧时间为30min。
3.根据权利要求1所述的用于重晶石粉体增白的生产工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，料桨的固含量控制在40％，按1000L水加入120L的比例加入浓盐酸，在反应釜中反应35min。
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