一種表面包覆矽鋁高分散硫酸鋇的合成方法
2023-07-22 08:14:46
一種表面包覆矽鋁高分散硫酸鋇的合成方法
【專利摘要】本發明公開了本發明是一種利用碳酸鋇合成硫酸鋇生產過程中，同時加入硫酸鋁和水玻璃等無機處理劑包覆硫酸鋇粒子的生產新工藝。該工藝過程如下：將碳酸鋇（BaCO3）與硫酸（H2SO4）反應至漿液中游離鋇（Ba+2）含量13-15%。按照需要包覆鋁量（1-5%）加入硫酸鋁溶液，在加入硫酸鈉（Na2SO4）或硫酸（H2SO4）至無游離鋇（Ba+2）。按照需要包覆矽量（1-5%）加入水玻璃。通過加入硫酸或氫氧化鈉調節最終酸鹼度至8—9。然後過濾、洗滌，濾渣為矽、鋁無機包覆的高分散性能硫酸鋇。本發明的方法降低生產成本、減少廢水排放量、降低設備總體投資、能耗少、工藝簡單且產品性能優良穩定等特點。
【專利說明】一種表面包覆矽鋁高分散硫酸鋇的合成方法
[0001]
【技術領域】
[0002] 本發明是一種利用碳酸鋇合成硫酸鋇生產過程中，同時加入硫酸鋁和水玻璃等無 機處理劑包覆硫酸鋇粒子的生產工藝。
[0003]
【背景技術】
[0004] 鈦白粉的主要成分是二氧化鈦（Ti02)，具有鋅白的持久性和鉛白的遮蓋性，是一 種高檔的白色顏料，最大的優點是無毒，因此常用在高級化妝品中作為增白劑，其具有覆 蓋能力強，折射率高的優點，也用來做高級白色油漆的顏料。因為鈦白粉的價格較貴，因 此在具體的實際應用中，為了降低顏料產品的成本，通常在鈦白粉中加入少量的硫酸鋇來 替代鈦白粉顏料的用量，例如用作白色塑料中的墊片，可減少鈦白粉顏料的添加量，並可節 約大概10%左右的成本，同時還具有提供高光澤度、色相佳、耐刮性好、尺寸安定性好等優 點。
[0005] 沉澱硫酸鋇（BaS04)作為一種用途廣泛的化工原料，可用於塑料、塗料、油墨等。目 前沉澱硫酸鋇合成工藝有兩種：1、採用硫化鋇漿液與硫酸鈉反應製得；2、採用將碳酸鋇與 硫酸反應製得。而後續的處理都是要經過過濾一洗滌一乾燥一粉碎(加入有機處理機)。以 上兩種反應後漿料溫度均能達到50度以上。
[0006] 欽白粉分為銳欽型欽白粉和相對商端的金紅石型欽白粉兩種。金紅石型欽白粉顏 料基本都需要經過無機表面處理，現比較常用的無機表面處理工藝是矽、鋁包膜。高活性的 鈦白粉無機表面處理過程，是將鈦白粉基料打漿後升溫至50度，再按照工藝需求加入硫酸 鋁溶液和水玻璃，進行反應包覆後可以製得。
[0007] 硫酸鋇具有代替部分鈦白粉的性能，但目前市場上的沉澱硫酸鋇基本只做表面有 機處理，國內還未發現有將硫酸鋇進行過無機包覆處理的產品。按照鈦白粉表面處理技術 對硫酸鋇進行處理的文獻很多，但用於實際操作存在設備投資大、風險大等難題。為了解決 這一難題，本發明在原有沉澱硫酸鋇生產線上通過對沉澱硫酸鋇合成過程的更改，達到硫 酸鋇合成過程和無機包覆過程同時進行的生產工藝，直接製備矽鋁包覆的高分散硫酸鋇。 該矽鋁包覆硫酸鋇產品具有高分散能替代30%以上的鈦白粉，同時具有高透明度，在透明 材料(透明母粒、農膜、透明塑料、LED )中使用具有很大的成本優勢。
【發明內容】
[0008] 為了克服現有的沉澱硫酸鋇分散難的缺點，達到金紅石鈦白粉的分散性能。本發 明將沉澱硫酸鋇合成工藝與鈦白粉無機表面處理技術結合在一起，不僅採用現有的沉澱硫 酸鋇生產線生產高分散性能的硫酸鋇產品。同時利用現有的硫酸鋇合成工藝，將硫酸鋁作 為後續反應，增加硫酸鋇合成中所需的硫酸根加快硫酸鋇合成的過程，且同時加快鋁的包 覆時間，使鋁包覆反應直接參與到硫酸鋇合成的過程，使得硫酸鋇的鋁包覆更加均勻、快 速、緊密。
[0009] 本發明具有優化生產工藝，降低生產成本、減少廢水排放量、減少總體投資的特 點。
[0010] 為了解決上述缺陷本發明解決技術問題所採用的技術方案是： 第一步，將碳酸鋇（BaC03)與硫酸（H2S04)反應至漿液中游離鋇（Ba+ 2)含量13-15%。 [0011] 註：游離鋇（Ba+2)檢測方法，取反應後漿液過濾。將濾渣105度乾燥至衡重稱重 Ml，濾液中加入過量硫酸後過濾將濾渣至衡重乾燥稱重M2。游離鋇（Ba+2)含量=Μ2ΛΜ1+Μ2) 第二步，按照需要包覆鋁量（1-5%)加入硫酸鋁溶液，在加入硫酸鈉（Na2S04)或硫酸 (H 2S04)至無游離鋇（Ba+2)。
[0012] 註：取反應漿液過濾後在濾液中加入硫酸無沉澱，表明無游離鋇（Ba+2)。
[0013] 第三步，按照需要包覆矽量（1-5%)加入水玻璃。
[0014] 第四步，通過加入硫酸或氫氧化鈉調節最終酸鹼度至8- 9。
[0015] 第五步，上述第三步溶液反應完全，過濾後洗滌乾燥粉碎得高分散矽鋁包覆的沉 澱硫fe鎖廣品。
[0016] 同時加入硫酸鋁和水玻璃等無機處理劑包覆硫酸鋇粒子的生產工藝。製備的矽、 鋁包覆的沉澱硫酸鋇檢測粒度D(50)為0· 33um、D(100)為7. 33um，乾粉白度達98. 2, BaS04 含量達96. 5%、氧化鋁2. 2%、二氧化矽0. 98%。
[0017] 註：游離鋇（Ba+2)檢測方法，。將濾渣105度乾燥至衡重稱重M1，濾液中加入過量 硫酸後過濾將濾渣至衡重乾燥稱重M2。游離鋇（Ba+2)含量=Μ2ΛΜ1+Μ2) 本發明製備的沉澱硫酸鋇粒度區間窄、粒度細、白度高、分散性能高。
[0018]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1、是本發明合成高分散矽鋁包覆硫酸鋇的粒度分布圖。
[0020]
【具體實施方式】
[0021] 通過以下實施例可以進一步闡述本發明，但本發明不僅局限於以下實施例。
[0022] 實施例1 步驟1，逐漸將碳酸鋇（BaC03)加入到硫酸（H2S04)中進行反應完全後進行過濾，同時 不斷地對過濾後漿液提取並檢測，至過濾後漿液中的游離鋇（Ba+2)含量13-15%; 步驟2,稱取重量為驟1得到的濾液重量的（1-5%)的硫酸鋁溶液，逐漸加入所述的步驟 1溶液重量，再加入硫酸鈉（Na2S04)或硫酸（H2S04)，至到反應過濾後漿液中加入硫酸無沉 澱，確定溶液中無游離鋇（Ba+2)為至； 第三步，按照包覆矽量（1-5%)加入水玻璃； 第四步，通過加入硫酸或氫氧化鈉調節最終酸鹼度至PH8 - PH9 ; 第五步，上述第三步溶液反應完全，過濾後的沉澱利用清水進行洗滌、乾燥並粉碎得高 分散矽鋁包覆的沉澱硫酸鋇產品。
[0023] 經過測試可以得到本發明合成高分散矽鋁包覆硫酸鋇的粒度分布圖如圖1所示。
[0024] 實施例2 將200g碳酸鋇溶於400ml水中，加入90g的98%硫酸，製備溶液A。稱取15g硫酸鋁 與200ml水，攪拌混合溶解後，緩慢的加入溶液A中。加入硫酸取樣過濾，濾液中滴加硫酸 無沉澱。再稱取4g二氧化矽含量30%的水玻璃，緩慢加入溶液A。檢測pH值，加入氫氧化 鈉調節酸度至8-9。攪拌30分鐘將反應物過濾，多次洗滌。濾渣乾燥、粉碎後為成品矽、鋁 包覆的沉澱硫酸鋇。
[0025] 以上製備的矽、鋁包覆的沉澱硫酸鋇檢測粒度D(50)為0. 33um、D(100)為7. 33um， 乾粉白度達98. 2, BaS04含量達96. 5%、氧化鋁2. 2%、二氧化矽0. 98%。
【權利要求】
1. 一種表面包覆矽鋁高分散硫酸鋇的合成方法，其工藝步驟如下： 步驟1，逐漸將碳酸鋇（BaC03)加入到硫酸（H2S04)中進行反應完全後進行過濾，同時 不斷地對過濾後漿液提取並檢測，至過濾後漿液中的游離鋇（Ba+2)含量13-15%; 步驟2,稱取重量為驟1得到的濾液重量的（1-5%)的硫酸鋁溶液，逐漸加入所述的步驟 1溶液重量，再加入硫酸鈉（Na2S04)或硫酸（H2S04)，至到反應過濾後漿液中加入硫酸無沉 澱，確定溶液中無游離鋇（Ba+2)為至； 步驟3,按照包覆矽量（1-5%)加入水玻璃； 步驟4,通過加入硫酸或氫氧化鈉調節最終酸鹼度至PH8 - PH9 ; 步驟5,上述第三步溶液反應完全，過濾後的沉澱利用清水進行洗滌、乾燥並粉碎得高 分散矽鋁包覆的沉澱硫酸鋇產品。
【文檔編號】C01F11/46GK104192888SQ201410457100
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月10日 優先權日:2014年9月10日
【發明者】趙同甫, 胡遠飛 申請人:趙同甫