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联合生产氢氧化钡和硫酸锰的工艺方法

Abstract

本发明涉及二氧化锰(MnO2)和硫化钡(BaS)为原料制备氢氧化钡(Ba(OH)2)和硫酸锰(MnSO4)的工艺方法。本发明是将硫化钡溶于水得到硫化钡水溶液,浓度为1.1mol/L;通过其水解作用及其与MnO2的氧化还原反应,得到氢氧化钡和硫酸锰。本发明原料易得,工艺简单,产率高,无污染,具有很大的经济效益、环保效益和社会效益。

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CN1425613A

China

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English
Inventor
龚德兴
高铁男
柳凤钢
Current Assignee
TIANJIN COLLEGE OF SCIENCE AND ENGINEERING

Worldwide applications
2003 CN

Application CN 03102418 events
2005-05-18
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Description

联合生产氢氧化钡和硫酸锰的工艺方法
所属技术领域
本发明涉及氢氧化钡和硫酸锰的制备。
背景技术
氢氧化钡和硫酸锰是基本化工原料,社会需求量大。工业上生产硫酸锰需用MnO和H2SO4反应,然而MnO的制备需用碳高温下还原MnO2,产生大量CO,污染严重。生产氢氧化钡传统的生产方式有多种,如:离子交换法、氧化钡法、氯化钡法、硅酸钡法、烧碱法、氧化锌与硫化钡复分解法、二氧化锰氧化硫化钡法等。目前大多数生产方法都因工艺过程复杂、消耗大、成本高而被淘汰。二氧化锰氧化硫化钡法制备氢氧化钡虽然可行,但存在两大缺点:1)硫化钡的水溶液最高浓度不超过69克/升,与二氧化锰反应的硫化钡浓度低,生成氢氧化钡后,需蒸发出大量水才能使产物结晶;2)在较强的碱性溶液中,二氧化锰与硫化钡反应的摩尔比高达2.4~4,需消耗大量二氧化锰而无法收回。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产氢氧化钡和硫酸锰的工艺方法,可以克服现有技术的缺点。本发明采用二氧化锰和硫化钡反应,同时得到氢氧化钡和硫酸锰,原料易得,工艺简单,产率高,无污染,具有很大的经济效益、环保效益和社会效益。
本发明包括下列步骤:
(1)将固体硫化钡在60-85℃温度下溶于水得到硫化钡水溶液,然后冷却,得到氢氧化钡和硫化钡结晶混合物,过滤,得产物氢氧化钡晶体,水洗1-3次洗去硫化钡,洗涤液返回使用;
(2)滤液中加入二氧化锰,使其与溶液中Ba(HS)2和BaS反应生成MnO沉淀;
(3)过滤,得到MnO水洗1-3次,除去Ba2+、HS-、S2-离子后,MnO再溶入硫酸;过滤除去S,得到硫酸锰溶液;
(4)浓缩硫酸锰溶液,冷却、结晶,得到硫酸锰晶体。
(5)将(3)的滤液,浓缩,冷却结晶,得到氢氧化钡晶体。
上述的硫化钡水溶液浓度为1.1mol/L;在12-18℃温度下冷却。最好是在15℃温度下冷却。二氧化锰和HS-、S2-的摩尔比值是1~1.5∶1,最好是1.1∶1。
本发明的特点是:先令硫化钡在一定温度下从溶液中冷却、结晶,由于水解作用,析出的结晶中已获得一部分产物氢氧化钡,由于氢氧化钡的析出,溶液中大量存在Ba(HS)2和BaS,这样,与二氧化锰反应的Ba(HS)2和BaS浓度可高达120克/升;另一方面,由于氢氧化钡的析出,溶液的碱度降低,二氧化锰与Ba(HS)2和BaS反应的摩尔比可降低到1.1,使得二氧化锰利用率大为提高,消耗大为减少。因为含有钡离子的洗涤液在反应体系中可以循环使用,所以溶液中钡离子的利用率能够达到100%。
具体实施方式
本发明的实质性特点和效果可以从下列实施例中得到体现,但并不是对本发明的限制。
实施例1
按步骤(1)、(2),在500ml附有温度控制的容器中放入46.5克硫化钡固体和250ml水,反应2小时后,在18℃下冷却结晶,再洗涤除去硫化钡,得10.86克Ba(OH)2·8H2O晶体。
实施例2
按实施例1,在16℃下冷却结晶,洗涤除去硫化钡,得12.91克Ba(OH)2·8H2O晶体。
实施例3
按实施例1,在12℃下冷却结晶,洗涤除去硫化钡,得12.28克Ba(OH)2·8H2O晶体。
实施例4
按实施例1,在15℃下冷却结晶,洗涤除去硫化钡,得14.45克Ba(OH)2·8H2O晶体。
实施例5
在实施例4的条件下,按步骤(3)在步骤(1)分离出结晶后的溶液中加入15.66克二氧化锰,使反应后的固相产物溶入6mol/L的硫酸,得到产物硫酸锰并使之结晶,得到28.85克MnSO4·H2O晶体。收率:94.84%。
实施例6
在实施例4的条件下,溶液中加入16.44克二氧化锰,使反应后的固相产物溶入6mol/L的硫酸,得到产物硫酸锰并使之结晶,得到30.54克MnSO4·H2O晶体。收率:95.61%。
实施例7
在实施例4的条件下,溶液中加入17.22克二氧化锰,使反应后的固相产物溶入硫酸,得到产物硫酸锰并使之结晶,得到32.83克MnSO4·H2O晶体。收率:98.12%。
实施例8
在实施例4的条件下,溶液中加入18.79克二氧化锰,使反应后的固相产物溶入硫酸,得到产物硫酸锰并使之结晶,得到35.21克MnSO4·H2O晶体。收率:96.46%。实施例9
在实施例4的条件下,溶液中加入18.01克二氧化锰,使反应后的固相产物溶入硫酸,得到产物硫酸锰并使之结晶,得到33.34克MnSO4·H2O晶体。收率:95.31%。
实施例10
在实施例7的条件下,在得到产物硫酸锰并使之结晶、过滤后,将滤液连同按步骤(1)、(3)回收的含有钡离子的洗涤液一起浓缩,冷却结晶,得到氢氧化钡晶体72.00克,连同实施例4得到的氢氧化钡晶体总计为86.45克。收率:99.79%。

Claims (7)
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1、一种生产氢氧化钡和硫酸锰的工艺方法,以二氧化锰和硫化钡固体为原料,其特征在于它包括下列步骤:
(1)将固体硫化钡在60-85℃温度下溶于水得到硫化钡水溶液,然后冷却,得到氢氧化钡和硫化钡结晶混合物,过滤,得产物氢氧化钡晶体,水洗1-3次洗去硫化钡,洗涤液返回使用;
(2)滤液中加入二氧化锰,使其与溶液中Ba(HS)2和BaS反应生成MnO沉淀;
(3)过滤,得到MnO水洗1-3次,除去Ba2+、HS-、S2-离子后,MnO再溶入硫酸;过滤除去S,得到硫酸锰溶液;
(4)浓缩硫酸锰溶液,冷却、结晶,得到硫酸锰。
(5)将(3)的滤液,浓缩,冷却结晶,得到氢氧化钡晶体。
2、按照权利要求1所述的生产氢氧化钡和硫酸锰的工艺方法,其特征在于所述的硫化钡水溶液浓度为1.1mol/L;
3、按照权利要求1所述的生产氢氧化钡和硫酸锰的工艺方法,其特征在于所述的硫化钡水溶液是12-18℃温度下冷却。
4.按照权利要求3所述的生产氢氧化钡和硫酸锰的工艺方法,其特征在于所述的硫化钡水溶液是在15℃温度下冷却。
5、按照权利要求1所述的生产氢氧化钡和硫酸锰的工艺方法,其特征在于所述的二氧化锰和HS-、S2-的摩尔比值是1~1.5∶1。
6、按照权利要求1所述的生产氢氧化钡和硫酸锰的工艺方法,其特征在于所述的二氧化锰和HS-、S2-的摩尔比值是1.1∶1。
7、按照权利要求1所述的生产氢氧化钡和硫酸锰的工艺方法,其特征在于所述的硫酸是6mol/L。