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液体氯化钡生产? 你是甘肃白银集团的吧!我们生产氯化钡 山东的 结晶法生产液体低锶氯化钡 采用固体氯化钡(bacl2·2h2o)去除粗盐水中的硫酸根,是中国氯碱企业普遍应用的技术。工业氯化钡的生产通常需经过高温焙烧、蒸发、结晶、离心分离、干燥等工序,成本较高。而氯碱企业在精制盐水时还需将固体氯化钡溶解,制成一定浓度的溶液方可使用。如果能够为氯碱企业直接提供纯度较高的氯化钡溶液,不仅可降低氯化钡的生产成本,而且氯碱企业在使用过程中还能省去溶解的工序,节省大量的运行费用。另外,氯碱企业对氯化钡中的锶含量提出了更高的要求。因为,氯化钡的锶含量高,易造成电解隔膜堵塞,降低电流效率,影响生产的正常进行。现行氯化钡国家标准gb1617-2002中规定,工业氯化钡优等品的锶质量分数小于0.45%,而氯碱企业为了得到高纯的盐水,要求质量浓度为200g/l的液体氯化钡溶液中锶质量浓度在0.2g/l以下,即氯化钡中锶质量分数小于0.1%,这个指标远高于国家标准。因此,降低氯化钡中锶的含量,是生产上述液体氯化钡的关键。 1 生产方法比较 现有生产氯化钡的方法很多,常用的生产工艺可分为以下几种。1)重晶石-盐酸法:首先将粉碎好的重晶石用煤在900-1000℃下还原为硫化钡,硫化钡浸取后再用盐酸处理生成氯化钡溶液,经蒸发、热结晶得最终产品bacl2·2h2o。2)重晶石-氯化物法:用氯化钙、氯化镁或氯化铵代替盐酸,其余工艺同重晶石-盐酸法。3)毒重石-盐酸法:盐酸与毒重石矿粉反应,经净化除杂,溶液经蒸发、结晶、分离、二次净化、干燥后得合格产品。4)毒重石-氯化物法:用氯化铵、氯化钙、氯化镁或氯化铁代替盐酸,在90-100℃下与毒重石矿粉反应3-4h,后续工艺同毒重石-盐酸法。5)钡方解石-氯化物法:钡方解石在500-1500℃下与氯化钙或氯化镁氯化焙烧,生成氯化钡与碳酸钙或碳酸镁熔体,经过浸渣形成氯化钡溶液和固相的主含碳酸钙或碳酸镁的渣子,再经固液分离,将氯化钡溶液通过浓缩、结晶、离心、干燥而制成氯化钡产品。 方法1),2)和5)均有高温焙烧、蒸发、热结晶等工序,工艺流程长,能耗高,建设投资大;方法3)和4)虽然反应条件较温和,但仍然离不开蒸发、热结晶等工序,生产成本高,产品为结晶二水氯化钡,锶含量较高。若要得到低锶氯化钡,必须用去离子水洗涤或有机溶剂处理,这样做会显著增加成本。笔者深入地研究了氯化钡、氯化钙和氯化锶的各种溶解性质,开发了以毒重石和盐酸为原料,采用氯化钠结晶法直接生产液体低锶氯化钡的新工艺,该方法省去了高温焙烧、蒸发、热结晶等工序。2 原料及产品规格 2.1 原料 1)毒重石,其化学成分为(质量分数):baco3,70%;caco3,10.8%;srco3,0.70%;fe2o3,0.5%;酸不溶物,18.0%。2)盐酸,质量分数31%。3)工业精制盐。 2.2 产品规格 依据gb1617-2002及氯碱企业对其中锶含量的要求,确定液体氯化钡的指标为(质量浓度):bacl2,200-220g/l;ca,0.07g/l;sr,0.2g/l。 3 实验方法及工艺流程 第一步,将一定量的毒重石矿粉粉碎至粒径 75μm,然后将其与工业精制盐用底水或经处理过的母液打浆,在一定温度下逐步加入盐酸进行酸化处理,其化学反应方程式为: baco3+2hcl=bacl2+co2↑+h2o 第二步,将酸化后的浆液进行过滤并用饱和食盐水洗涤数次,洗去ca,sr等杂质。滤饼为氯化钡结晶和酸不溶物,母液及洗涤水加碱处理后可作底水打浆用,以减少钡离子的损失。 第三步,将含有氯化钡结晶的滤饼用一定量的去离子水或自来水溶解并过滤,滤饼无毒可弃去,滤液即为液体低锶氯化钡。 4 实验结果与讨论 4.1 酸化反应 毒重石矿粉和盐酸反应过程虽然比较简单,但若不采取适当的加料方式、不控制加酸速度和反应温度,矿粉中的氧化铁、氧化铝等杂质就会进入氯化钡溶液,影响产品质量。由于毒重石成分复杂,不仅含有易酸解的碳酸盐,也有需在一定温度下才能酸解的氧化物,因此为避免氧化物杂质进入溶液中,应通过控制加酸速度使反应体系温度控制在20-40℃,在实际工艺中必须用流量计加以严格控制。加料方式为盐酸向矿粉浆液逐步加入,这样可以保证反应不产生大量的二氧化碳,避免暴沸跑料,反应体系的ph维持在3-4,使碳酸钡顺利分解转为氯化钡,而氧化物杂质留在固相中。 4.2 ba与sr,ca的分离 由于ba与sr的化学性质相似,一般的化学方法很难将它们分开。利用同离子效应原理,在酸化反应过程中,加入适量同离子剂工业精制盐(nacl)就能显著地降低bacl2,cacl2,srcl2等物质的溶解度,可以使bacl2最大限度结晶出来,而srcl2,cacl2由于未达到饱和而不会结晶析出,留在母液中,通过过滤实现ba与sr,ca的分离。因为液体低锶bacl2主要用于盐水精制,加入的同离子剂nacl不会影响产品应用效果。nacl与毒重石矿粉的质量比和固液质量比对bacl2收率及sr,ca去除率有较大影响,其实验结果见表1和表2。 表1 nacl加入量对bacl2收率及sr,ca杂质去除率的影响 m(nacl):m(毒重石) bacl2收率/% sr去除率/% ca去除率/% 1:24 68.1 95.3 95.6 1:22 80.5 93.0 94.8 1:20 92.0 90.5 93.5 1:16 92.5 86.2 90.6 注:固液质量比为1.6:1。 表2 固液质量比对bacl2收率及sr,ca杂质去除率的影响 固液质量比 bacl2收率/% sr去除率/% ca去除率/% 1.2:1 65.8 94.6 96.9 1.4:1 82.7 92.8 95.3 1.6:1 92.0 90.5 93.5 1.8:1 92.7 87.3 89.1 注:m(nacl):m(毒重石)为1:20。 表1的实验结果表明,随着nacl与毒重石质量比的增加,bacl2的收率增加,sr,ca的去除率下降。表2的结果表明,随着固液质量比增加,即水量减少,bacl2的收率增加,同样sr,ca的去除率也下降。综合考虑,选nacl与毒重石质量比为1:20,固液质量比为1.6:1时,可达到较为满意的bacl2收率和较为理想sr,ca去除率,分别为92.0%,90.5%及93.5%。 4.3 洗涤 bacl2形成结晶过程中,必然吸附、包藏cacl2和srcl2杂质,浆液过滤后必须通过洗涤滤饼的方法进一步去除sr,ca离子。同时,洗涤也会损失部分氯化钡,进一步降低bacl2的收率。为了达到较好的效果,选择不同的洗涤液洗涤,其比较结果见表3。 表3 不同洗涤液的洗涤效果 洗涤液 bacl2收率 sr,ca去除率 成本 去离子水 低 高 低 饱和bacl2溶液 高 低 高 乙醇 高 高 高 饱和nacl溶液 高 高 低 从表3可以看出,用饱和nacl溶液洗涤滤饼最经济,bacl2收率及sr,ca去除率均较高。 同样的饱和nacl溶液总用量,采用不同的洗涤次数得到的结果是不一样的,其结果见表4。 表4 不同的洗涤方式洗涤结果 洗涤次数/次 bacl2收率/% sr去除率/% ca去除率/% 1 80.5 94.2 99.0 2 84.0 97.2 99.4 3 86.1 98.7 99.8 4 86.5 99.0 99.8 饱和nacl溶液分3次洗涤,sr,ca去除率可达到产品质量要求。 4.4 母液及洗水的处理 含有一定浓度的bacl2,cacl2,srcl2的母液及洗水是有毒液体,不能直接排放。回收母液及洗水中的bacl2,不仅可以进一步提高bacl2收率,还能减轻后续无害化处理量。拟采用加naoh,将各种离子转化为氢氧化物的方法对母液进行处理。 ba(oh)2,sr(oh)2,ca(oh)2在不同温度下溶解度见表5。由表5可知,ba(oh)2的溶解度随着溶液温度升高而显著增加,sr(oh)2的溶解度增加幅度明显小于ba(oh)2,而ca(oh)2的溶解度却随着溶液温度升高而明显下降。根据这一性质,通过加入naoh并升温至80℃,过滤,可将母液及洗水中的ba与sr,ca粗分离。滤饼加入稀硫酸溶液,ph调至中性,形成硫酸盐沉淀,过滤后渣弃去,母液排放;滤液返回酸化工序作底水,可使bacl2的收率提高到92.5%。 表5 ba(oh)2,sr(oh)2和ca(oh}2在100g水中溶解度 g 温度/℃ ba(oh)2 sr(oh)2 ca(oh)2 0 1.67 0.412 0.185 20 3.89 0.936 0.165 40 8.22 1.747 0.141 60 20.94 3.085 0.116 80 101.40 8.504 0.094 100 - 24.200 0.077 4.5 产品质量 采用新工艺生产的液体低锶氯化钡,其产品质量完全符合氯碱企业的要求。企业要求产品的质量浓度为bacl2,200-220g/l;ca, 0.07g/l;sr, 0.2g/l。采用新工艺生产的产品质量浓度为bacl2,220g/l;ca,0.023g/l;sr,0.036g/l。 5 结论 1)以毒重石、盐酸和工业精制盐为原料,采用结晶法可直接生产液体低锶氯化钡,省去了高温焙烧、蒸发、热结晶等工序。2)母液及洗水经处理后返回作底水,bacl2的收率可提高到92.5%,锶质量浓度为0.036g/l,即0.016%(质量分数)。3)新工艺简单易行,与其他工艺相比成本低,投资少。查看更多
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简介
职业:福建永荣科技有限公司 - 机修/电工
学校:华中师范大学 - 历史文化学院
地区:青海省
个人简介:我又这样的无聊了,毫无征兆的,但我十分开心,真心的无聊总是难得。·☆查看更多
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