CN1425613A - 联合生产氢氧化钡和硫酸锰的工艺方法 - Google Patents

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。

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^-、S^2-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^-、S^2-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)

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^-、S^2-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^-、S^2-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^-、S^2-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。