CN109279639A - 一种天然硫酸钡提纯方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种天然硫酸钡提纯方法，包括以下步骤：a、将天然硫酸钡原料加水调浆，然后加入紫罗兰染料，混匀；b、向混匀后的浆料中加入盐酸反应，过滤，漂洗，干燥，解聚，得到成品天然硫酸钡。本申请还提供一种用于上述提纯方法的设备。本申请提供的天然硫酸钡提纯方法，通过紫罗兰染料的增白，以及盐酸反应除去天然硫酸钡中杂质成分，可以有效提高成品天然硫酸钡的白度，尤其适用于白度大于80的天然硫酸钡的提纯增白处理。本申请提供的设备，适合于工业化连续生产。
Description
技术领域
本申请涉及化工工艺及设备技术领域，特别是涉及一种天然硫酸钡提纯 方法及设备。
背景技术
重晶石是以硫酸钡(BaSO4)为主要成分的非金属矿产，纯重晶石显白色、 有光泽，但由于铁、钛等杂质混入的影响也会呈现灰色、浅红色、浅棕色、 浅黄色等。重晶石的莫氏硬度适中，化学性质稳定，在化工、医药、造纸、 塑料工业等多个领域具有广泛用途。
重晶石(即天然硫酸钡)中含有的杂质和伴生矿直接影响其在工业上的 利用价值，需要对其进行提纯处理。而杂质通常具有颜色，影响天然硫酸钡 的白度，因此，白度是天然硫酸钡品级的重要指标之一。
如何对天然硫酸钡进行增白提纯处理，得到纯度高、白度高的产品，是 本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的第一个目的为提供一种天然硫酸钡提纯 方法；本发明的第二个目的为提供一种用于上述提纯方法的设备；本申请提 供的天然硫酸钡提纯方法，通过紫罗兰染料的增白，以及盐酸反应除去天然 硫酸钡中杂质成分，可以有效提高成品天然硫酸钡的白度，尤其适用于白度 大于80的天然硫酸钡的提纯增白处理。本申请提供的设备，适合于工业化连 续生产。
本发明提供的技术方案如下：
一种天然硫酸钡提纯方法，包括以下步骤：
a、将天然硫酸钡原料加水调浆，然后加入紫罗兰染料，混匀；
b、向混匀后的浆料中加入盐酸反应，过滤，漂洗，干燥，解聚，得到成 品天然硫酸钡。
优选地，所述步骤a中，将天然硫酸钡第一粉碎至粒径为200-325目，再 加水调浆。
优选地，所用紫罗兰染料的质量为所述天然硫酸钡原料中杂质质量的 0.4-1.0‰。
优选地，所述步骤b中，所用盐酸的摩尔量为天然硫酸钡中杂质需酸摩 尔量的1.0-1.2倍；和/或，
加入盐酸后，在60-70℃下保温反应2-2.5h。
优选地，在加入盐酸保温反应1.5-2h后，加入络合剂继续保温反应0.5-1h， 所述络合剂具体为草酸、柠檬酸、抗坏血酸、EDTA中的任意一种或多种。
优选地，所述步骤b中，过滤具体为压滤；和/或，
漂洗3-5次，每次漂洗之后进行压滤，再进入下一次漂洗。
优选地，所述步骤b中，将混匀后的浆料第二粉碎至D97为2-2.5μm， 再加入盐酸反应。
一种用于上述任一项所述的提纯方法的设备，包括依次相连的原料仓、 浆料罐、浸出装置、压滤漂洗组合装置、干燥解聚装置，所述浆料罐用于对 天然硫酸钡原料与水、紫罗兰染料的先后混匀，所述浸出装置用于天然硫酸 钡浆料和盐酸反应，所述压滤漂洗组合装置具体包括相连的压滤装置和漂洗 装置，所述压滤漂洗组合装置设有3-5组。
优选地，还包括粉磨装置，所述粉磨装置设置在所述浆料罐和所述浸出 装置之间。
本申请提供一种天然硫酸钡提纯方法，包括以下步骤：a、将天然硫酸钡 原料加水调浆，然后加入紫罗兰染料，混匀；b、向混匀后的浆料中加入盐酸 反应，过滤，漂洗，干燥，解聚，得到成品天然硫酸钡。本申请提供的天然 硫酸钡提纯方法，将加入染料和加酸浸出的方式结合使用，有效增加天然硫 酸钡的白度，并能除去天然硫酸钡原料中的铁、钛、硅、钙、镁等杂质。紫 罗兰染料为靛蓝染料的一种，与天然硫酸钡浆料混匀后，可以分散在矿物表 面，中和铁氧化物等杂质的红色，进一步提高天然硫酸钡的白度。而通过加 盐酸反应的方法，进一步除去铁、钛、硅、钙、镁等杂质，也就除去了天然 硫酸钡原料中的有色物质，能够进一步提高所得成品天然硫酸钡的白度及纯 度，本申请提供的天然硫酸钡提纯方法，适用于白度大于等于80的天然硫酸 钡原料的提纯，提纯得到的成品天然硫酸钡，白度可以提高12-18，达到92-98， 从而提高天然硫酸钡的品质。
本申请提供的设备，适合于工业化连续生产。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员 来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中天然硫酸钡提纯设备的整体结构示意图；
图2为本发明实施例中天然硫酸钡提纯设备的部分结构放大示意图(从 原料仓至漂洗装置，且粉磨装置设置在浸出装置之前)；
图3为本发明实施例中天然硫酸钡提纯设备的部分结构放大示意图(干 燥解聚装置)；
附图标记：1-原料仓；2-浆料罐；3-浸出装置；4-压滤装置；5-漂洗装置； 6-干燥解聚装置；7-粉磨装置；6a-干燥机；6b-涡环磨。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合 本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描 述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施 例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前 提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
请如图1至图3所示，本发明实施例提供一种天然硫酸钡提纯方法，包 括以下步骤：
a、将天然硫酸钡原料加水调浆，然后加入紫罗兰染料，混匀；
b、向混匀后的浆料中加入盐酸反应，过滤，漂洗，干燥，解聚，得到成 品天然硫酸钡。
本申请提供一种天然硫酸钡提纯方法，包括以下步骤：a、将天然硫酸钡 原料加水调浆，然后加入紫罗兰染料，混匀；b、向混匀后的浆料中加入盐酸 反应，过滤，漂洗，干燥，解聚，得到成品天然硫酸钡。本申请提供的天然 硫酸钡提纯方法，将加入染料和加酸浸出的方式结合使用，有效增加天然硫 酸钡的白度，并能除去天然硫酸钡原料中的铁、钛、硅、钙、镁等杂质。紫 罗兰染料为靛蓝染料的一种，与天然硫酸钡浆料混匀后，可以分散在矿物表 面，中和铁氧化物等杂质的红色，进一步提高天然硫酸钡的白度，同时使用 紫罗兰染料不会对天然硫酸钡的后续工业化应用产生不良影响。而通过加盐 酸反应的方法，进一步除去铁、钛、硅、钙、镁等杂质，也就除去了天然硫 酸钡原料中的有色物质，能够进一步提高所得成品天然硫酸钡的白度及纯度， 本申请提供的天然硫酸钡提纯方法，适用于白度大于等于80的天然硫酸钡原 料的提纯，提纯得到的成品天然硫酸钡，白度可以提高12-18，达到92-98， 从而提高天然硫酸钡的品质。
优选地，所述步骤a中，将天然硫酸钡第一粉碎至粒径为200-325目，再 加水调浆。
作为优选，天然硫酸钡原料第一粉碎至200-325目，再加水调浆。粉末状 的天然硫酸钡原料更容易调成浆料，同时也利于后续紫罗兰染料的混匀。
优选地，所用紫罗兰染料的质量为所述天然硫酸钡原料中杂质质量的 0.4-1.0‰。
所用紫罗兰染料的的质量为天然硫酸钡原料中杂质质量的0.4-1.0‰。紫 罗兰染料的用量由天然硫酸钡原料的色相决定，天然硫酸钡原料偏红相则紫 罗兰染料的加入量大，偏蓝相则紫罗兰染料的加入量小。
优选地，所述步骤b中，所用盐酸的摩尔量为天然硫酸钡中杂质需酸摩 尔量的1.0-1.2倍；和/或，
加入盐酸后，在60-70℃下保温反应2-2.5h。
本申请中，所用盐酸的摩尔量是根据天然硫酸钡中杂质进行反应，所需 酸摩尔量进行计算的，杂质的量可以通过检测得到。需酸摩尔量根据杂质的 种类不同而不同，例如钙离子为二价，则含钙杂质的需酸量为含钙杂质摩尔 量的两倍。盐酸的使用量略高于天然硫酸钡中杂质需酸摩尔量，通常为1.0-1.2 倍。
加入盐酸后，将混合物加热到60-70℃下保温反应2-2.5h。在60-70℃下 保温反应能够有效加速杂质与盐酸的反应，提高反应效率。
优选地，在加入盐酸保温反应1.5-2h后，加入络合剂继续保温反应0.5-1h， 所述络合剂具体为草酸、柠檬酸、抗坏血酸、EDTA中的任意一种或多种。
更优选的是，在加入盐酸保温反应的最后0.5-1h(优选最后0.5h)，加入 络合剂继续保温反应，将铁离子等杂质转变为络合物，进入水中，经后续过 滤漂洗步骤除去。由于络合剂与杂质元素反应较快，络合剂不宜过早加入。 本申请中使用络合剂具体为草酸、柠檬酸、抗坏血酸、EDTA中的任意一种或 多种。络合剂的加入量为原料重量的0.5-1.5‰。络合剂的加入量由天然硫酸 钡原料的色相决定，天然硫酸钡原料偏红相则络合剂的加入量大，偏蓝相则 络合剂的加入量小。
优选地，所述步骤b中，过滤具体为压滤；和/或，
漂洗3-5次，每次漂洗之后进行压滤，再进入下一次漂洗。
优选采用压滤进行固液分离。通过压滤装置对天然硫酸钡浆料施加一定 压力，加速液体渗出，提高过滤效率，便于工业化生产进行。
优选过滤后的天然硫酸钡漂洗3-5次，将盐酸、杂质等漂洗除去。每次漂 洗之间，采用压滤的方法进行固液分离。
优选地，所述步骤b中，将混匀后的浆料第二粉碎至D97为2-2.5μm， 再加入盐酸反应。
作为优选，将混匀后的浆料进行第二粉碎，粉碎至D97为2-2.5μm，然 后再加入盐酸反应。天然硫酸钡浆料在第二粉碎过程中，温度上升至100℃左 右，紫罗兰染料能够充分分散并附着在矿物质表面。D97为2-2.5μm是指第 二粉碎后的天然硫酸钡粉末，97％能够过2μm至2.5μm的筛。将天然硫酸 钡进行第二粉碎后，利于其在工业上的应用，如作为橡胶添加剂、油漆添加 剂等。第二粉碎后的天然硫酸钡，经与盐酸反应、过滤、漂洗、烘干步骤后，会发生团聚现象，此时经解聚步骤(即通过机械设备将烘干后团聚的天然硫 酸钡粉末重新分散)，可以恢复到D97为2-2.5μm的粒径。解聚后的天然硫 酸钡粉末可以直接包装出售，也可根据客户需要经改性处理后再包装出售。
一种用于上述任一项所述的提纯方法的设备，包括依次相连的原料仓1、 浆料罐2、浸出装置3、压滤漂洗组合装置、干燥解聚装置6，所述浆料罐2 用于对天然硫酸钡原料与水、紫罗兰染料的先后混匀，所述浸出装置3用于 天然硫酸钡浆料和盐酸反应，所述压滤漂洗组合装置具体包括相连的压滤装 置4和漂洗装置5，所述压滤漂洗组合装置设有3-5组。
本申请还提供一种用于上述任一项所述的提纯方法的设备，包括依次相 连的原料仓1、浆料罐2、浸出装置3、压滤漂洗组合装置、干燥解聚装置6， 所述浆料罐2用于对天然硫酸钡原料与水、紫罗兰染料的先后混匀，所述浸 出装置3用于天然硫酸钡浆料和盐酸反应，所述压滤漂洗组合装置具体包括 相连的压滤装置4和漂洗装置5，所述压滤漂洗组合装置设有3-5组。本申请 提供的设备，适合于工业化连续生产。
本申请提供的设备中，各装置依次连通，天然硫酸钡原料由原料仓1进 入浆料罐2加水调浆，再加入紫罗兰染料混匀，混匀后的天然硫酸钡浆料进 入浸出装置3中与盐酸反应，反应结束后进入压滤漂洗组合装置压滤装置4 压滤，再进入漂洗装置5中漂洗，根据压滤漂洗组合装置设置的数量，经一 次或数次压滤-漂洗-压滤-漂洗过程后，进入干燥解聚装置6中烘干并解聚， 得到成品天然硫酸钡粉末。为保证由原料仓1进入浆料罐2的天然硫酸钡原 料的粒度，可以在原料仓1之前增设粉碎装置，将天然硫酸钡原料第一粉碎 至200-325目以后，再送入原料仓1储存。粉碎装置可以是粉碎机或擂磨机
原料仓1中的天然硫酸钡进入浆料罐2中加水调浆、再加入紫罗兰染料 混匀。浆料罐中设置搅拌部件可有效提高调浆和混匀效率。加入紫罗兰染料 的浆料进入浸出装置3中，与一定量的盐酸反应。可以在浸出装置3设置定 量添加机构，并连接至盐酸的储罐，实现盐酸内的自动定量添加；浸出装置3 还应设有加热机构，以使得天然硫酸钡与盐酸的反应在设定的温度下进行。 干燥解聚装置6可以是集干燥解聚于一体的装置，例如蜂巢磨，在热风干燥 天然硫酸钡的同时，通过叶片或刀片将天然硫酸钡打散解聚，重新回到D97 为2-2.5μm的粒度。干燥解聚装置6也可以是分开的干燥装置和解聚装置， 例如，使用干燥机(图1、图3中所示干燥机6a)将天然硫酸钡干燥后，再 送入解聚装置(例如图1、图3中所示涡环磨6b)进行打散解聚处理。
优选地，还包括粉磨装置7，所述粉磨装置7设置在所述浆料罐2和所述 浸出装置3之间。
优选还包括粉磨装置7，粉磨装置7设置在浆料罐2和所述浸出装置3之 间，在盐酸反应之前先将天然硫酸钡浆料研磨至D97为2-2.5微米。天然硫酸 钡浆料在粉磨装置7的研磨过程中，温度上升至100℃左右，紫罗兰染料能够 充分分散并附着在矿物质表面。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种天然硫酸钡提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将天然硫酸钡原料加水调浆，然后加入紫罗兰染料，混匀；
b、向混匀后的浆料中加入盐酸反应，过滤，漂洗，干燥，解聚，得到成品天然硫酸钡。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中，将天然硫酸钡第一粉碎至粒径为200-325目，再加水调浆。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所用紫罗兰染料的质量为所述天然硫酸钡原料中杂质质量的0.4-1.0‰。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，所用盐酸的摩尔量为天然硫酸钡中杂质需酸摩尔量的1.0-1.2倍；和/或，
加入盐酸后，在60-70℃下保温反应2-2.5h。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在加入盐酸保温反应1.5-2h后，加入络合剂继续保温反应0.5-1h，所述络合剂具体为草酸、柠檬酸、抗坏血酸、EDTA中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，过滤具体为压滤；和/或，
漂洗3-5次，每次漂洗之后进行压滤，再进入下一次漂洗。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，将混匀后的浆料第二粉碎至D97为2-2.5μm，再加入盐酸反应。
8.一种用于权利要求1-7中任一项所述的提纯方法的设备，其特征在于，包括依次相连的原料仓(1)、浆料罐(2)、浸出装置(3)、压滤漂洗组合装置、干燥解聚装置(6)，所述浆料罐(2)用于对天然硫酸钡原料与水、紫罗兰染料的先后混匀，所述浸出装置(3)用于天然硫酸钡浆料和盐酸反应，所述压滤漂洗组合装置具体包括相连的压滤装置(4)和漂洗装置(5)，所述压滤漂洗组合装置设有3-5组。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，还包括粉磨装置(7)，所述粉磨装置(7)设置在所述浆料罐(2)和所述浸出装置(3)之间。
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