氫氧化鋇與碳酸鋇聯合製造方法
2023-12-02 15:42:51
專利名稱：氫氧化鋇與碳酸鋇聯合製造方法
技術領域：
本發明涉及一種加工毒重石礦聯合製取氫氧化鋇與碳酸鋇的方法。
目前用毒重石礦製取鋇化學品的方法均是以單一品種為目標，主要有三類一是以製取氫氧化鋇為目標的毒重石熱解法。該法由於以單一製取氫氧化鋇為目標，必須追求高熱分解率，不得不採用較高的熱解溫度和較長的熱解時間，並加入各種添加劑，但由於超過1300℃時毒重石將發生熔融，限制了溫度的提高;加入添加劑雖有一定效果，但熱解率並無很大的提高，而且某些添加劑還會產生副作用，因此該法難於達到可工業化生產的經濟收率。而且造成資源的浪費。
二是以鹽酸分解毒重石製取氯化鋇，或進一步用水溶性碳酸鹽將氯化鋇沉澱為碳酸鋇，但在現行的原料、產品市場價格條件下，這類方法是不可行的。
三是以氯化鋇為目標的銨轉化法(《毒重石生產氯化鋇新工藝的研究》無機鹽工業89年第2期P21～24)和以碳酸鋇為目標的銨轉化法(《碳酸鋇的製法》CN 104383A)，這類方法克服了熱分解法產品收率不高及鹽酸浸取法對設備要求較高等缺點，但對礦石品位要求較高而且要求選礦除鈣、鎂、經濟效益不夠理想。
為充分利用毒重石資源，克服上述三類方法的缺陷，本發明提出一種改進的綜合性工藝方法。
本發明是以聯合法加工毒重石礦，同時生產氫氧化鋇和碳酸鋇。其要點是比較經濟地控制工藝條件，使礦石中的碳酸鋇按適當的比例分解為氧化鋇，不追求難度很大的高熱分解率，以水浸取熱解爐料，使氧化鋇水合為溶於水的氫氧化鋇，此過程主要化學反應為
水浸渣以略低於理論量(按渣中鹼土金屬總量計算)的氯化銨水溶液復浸，使未分解的碳酸鋇、未反應的氧化鋇及未洗淨的氫氧化鋇轉化為氯化鋇。
反應過程中逸出的氨與二氧化碳經冷凝吸收得到碳酸銨。
氯化鋇溶液經脫除鈣、鎂淨化後，與理論量的回收碳酸銨反應，生成碳酸鋇沉澱和氯化銨溶液，後者可循環使用。
工藝流程簡圖見附圖
。各步工藝條件詳述如下1、制氫氧化鋇將毒重石粉碎至200目以上，然後在1100～1300℃溫度下熱解0.5～3小時，按3～9∶1的液固比用水浸取熱解物料0.5～3小時，進行固液分離後濾渣再用水洗滌三次，洗液和濾液經濃縮、冷卻、結晶即得到氫氧化鋇成品，此過程鋇的收率為40～62%，水浸渣進入下步工序，結晶母液用於再一次浸取。
2、制碳酸鋇水浸渣用理論量(按渣中鹼土金屬總量計)90～100%的氯化銨溶液(濃度為5～20%)復浸。反應溫度為90℃～沸騰，反應時間為0.5～4小時，使水浸渣中的碳酸鋇及殘留的氧化鋇和氫氧化鋇轉化為氯化鋇，反應過程中逸出的氨和二氧化碳經冷凝吸收，得到碳酸銨回收，氯化鋇溶液經濃縮結晶除去鈣。鎂後與理論量的碳酸銨反應生成碳酸鋇沉澱與氯化銨，回收碳酸銨數量不足的部分可通過向上述氨吸收液中補加碳酸氫銨補足，然後進行固液分離，沉澱經洗滌、乾燥、粉碎可得碳酸鋇成品，含氯化銨的母液返回復浸工序循環使用。
用略低於理論量的氯化銨溶液進行復浸的目的在於使反應液中剩餘的氯化銨量極微，以利於氯化鋇溶液的淨化，為調整氫氧化鋇和碳酸鋇兩種成品的比例，以用毒重石礦部分地代替水浸渣。
採用本發明所述的方法可同時製得兩種成品。充分利用了毒重石原料。全過程鋇的總收率可達90%以上，工藝條件溫和易於達到，而且整個過程中除復浸渣解毒排放外，副產物均可循環使用，因它是一種經濟效益很高的方法，用本方法製得的產品質量高，氫氧化鋇合外貿出口要求的「津Q/H1-904-84」標準氫氧化鋇含量＞98%碳酸鋇含量＜1.5%氯化物含量＜0.3%碳酸鋇質量符合國標GB761779一級品指標碳酸鋇含量＞99.2%還原物＜0.05%鹽酸不溶物＜0.2%實例1將400克含碳酸鋇為74.69%的毒重石礦粉碎至200目以上，然後在1200℃的溫度下熱解2小時，熱解物料以1500克水熱浸取2小時，並以800克水再洗滌三次，浸液及洗液經濃縮、結晶可得氫氧化鋇成品，鋇的收率為61.64%，水浸渣在帶有攪拌及冷凝吸收裝置的反應器中，與含氯化銨95.29克，濃度為15.13%的氯化銨水溶液在沸騰溫度下反應4小時，90.24%的鋇轉化為氯化鋇，回收碳酸銨31.64克，氫氧化銨32.3克，氨回收率為95.3%，向回收的碳酸銨-氫氧化銨溶液中補加19.68克碳酸氫銨後與淨化後的氯化鋇反應得碳酸鋇沉澱，整個過程鋇的收率為98.8%，固液分離後經洗滌、乾燥、粉碎得碳酸鋇成品。含氯化銨母液用於下一次復浸。
實例2、將264克含碳酸鋇74.69%的毒重石礦粉碎至180目以上，放入帶攪拌及冷凝吸收裝置的反應器中，與含氯化銨121.77克，濃度為15.13%的氯化銨溶液於沸騰溫度下反應4小時，94.16%的鋇轉化為氯化鋇，回收碳酸銨74.5克，氫氧化銨15.63克，氨回收率96.72%，向回收液中補加5.79克碳酸氫銨後與淨化後的氯化鋇反應，得碳酸鋇沉澱，固液分離後，沉澱經洗滌、乾燥、粉碎得碳酸鋇成品。
權利要求
1.一種加工毒重石礦聯合製造氫氧化鋇和碳酸鋇的方法，其特徵為將毒重石礦粉高溫熱解，使礦粉中部分碳酸鋇分解為氧化鋇，用水浸取熱解物料，使氧化鋇水合為氫氧化鋇，固液分離後，濾液經濃縮，結晶得氫氧化鋇，水浸渣用氯化銨水溶液復浸使剩餘鋇化合物轉化為氯化鋇，氯化鋇與回收的碳酸銨反應生成碳酸鋇沉澱及可供循環使用的氯化銨，經固液分離後，將沉澱洗滌、乾燥、粉碎得碳酸鋇成品。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵為熱解毒重石的熱解溫度為1100～1300℃，熱解時間為0.5～3小時。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵為水浸熱解物料的液固重量比為3～9∶1，浸取時間為0.5～3小時。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵為用氯化銨對水浸渣進行復浸的用量為理論量的90～100%，氯化銨溶液濃度為5～20%，反應溫度為90℃～沸騰，反應時間為0.5～4小時。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵為將氯化鋇轉化為碳酸鋇時加入碳酸銨的用量為理論量，並且是使用氯化鋇轉化反應中回收的碳酸銨-氫氧化銨溶液，不足的部分向回收液中添加碳酸氫銨補充。
全文摘要
本發明以毒重石礦為原料，將其高溫熱解，水浸，使其中適當比例的碳酸鋇轉化為氫氧化鋇。水浸渣用氯化銨復浸，得到氯化鋇，氯化鋇淨化後與回收的副產碳酸銨反應，可得到碳酸鋇。這種工藝方法能充分利用原料，副產品均能循環使用，工藝條件易於控制，是一種經濟效益很高的方法。
文檔編號C01F11/02GK1062886SQ9011000
公開日1992年7月22日 申請日期1990年12月27日 優先權日1990年12月27日
發明者叢禮堂, 張藩, 劉有源, 周志強, 王瑞祥, 王淑香 申請人:天津市無機化學工業研究所