本發(fā)明屬于精細(xì)化工制備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用低品位毒重石生產(chǎn)高純氯化鋇的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的高純氯化鋇主要用于制備高純碳酸鋇，高純鈦酸鋇材料。傳統(tǒng)高純氯化鋇的生產(chǎn)方法有兩種：一種采用重結(jié)晶工藝制備，即重晶石還原法。重晶石還原法是用硫酸鋇，即重晶石為原料，加入還原劑等經(jīng)過高溫熔化爐，生成硫化鋇，硫化鋇再與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇，該工藝的產(chǎn)品純度高，但是設(shè)備投資大，并有硫化氫氣體排出，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重；另外一種是高品位毒重石粉鹽酸法。采用碳酸鋇含量達(dá)95%以上的高品位毒重石粉或添加少量碳酸鋇，含量在68%左右的低品位毒重石粉，用鹽酸浸取得方法生產(chǎn)氯化鋇溶液，但是高品位的毒重石粉生產(chǎn)成本較高，且未能充分有效利用低品位的毒重石礦產(chǎn)資源。
利用低品位的毒重石生產(chǎn)高純度的氯化鋇，如果采用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，在酸解、堿化除雜后的蒸發(fā)結(jié)晶過程中，會(huì)有鈣鹽、鍶鹽析出，制備的氯化鋇產(chǎn)品中存在大于200PPm的鈣，20PPm的鍶不能通過洗滌的方法除去。
姜志光等人申請(qǐng)的專利《低鍶高純氯化鋇的生產(chǎn)方法及低鍶高純氯化鋇》（CN102583488A）采用在高酸度[H]2.0～6.0mol/l條件下，將結(jié)晶的氯化鋇再溶解除雜，制備低鍶高純氯化鋇，該方法工藝復(fù)雜，消耗高，產(chǎn)品收率低；劉英等在《高純氯化鋇的生產(chǎn)試驗(yàn)與技術(shù)開發(fā)》（中國(guó)氯堿2012NO1），表述了在以BaS生產(chǎn)氯化鋇的過程中，將氯化鋇晶體在鹽箱中用鹵液噴淋洗滌降低氯化鋇結(jié)晶中雜質(zhì)含量，制備低鍶低鈉高純氯化鋇的方法，該方法會(huì)造成大量的氯化鋇產(chǎn)品流失。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)低品位毒重石礦鹽酸酸解法不能直接生產(chǎn)高純氯化鋇的技術(shù)問題，提供一種低品位毒重石生產(chǎn)高純氯化鋇的方法。該方法采用堿性條件下熟化處理料漿，分離鋇液再調(diào)酸處理，所制備的氯化鋇結(jié)晶中不可洗滌鈣小于2PPm，Sr＜1PPm。Fe,K,Na,Mg等其它雜質(zhì)更低。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：
一種用低品位毒重石生產(chǎn)高純氯化鋇的方法，包括以下步驟：
（1）在攪拌的條件下將低品位的毒重石礦粉和鹽酸加入到耐酸腐蝕的反應(yīng)器中進(jìn)行酸解反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制為30～60℃，反應(yīng)結(jié)束后控制pH值為2～3；
（2）調(diào)整步驟（1）所得料漿的溫度為40～80℃，加入氫氧化鈉或石灰乳，調(diào)整堿度[OH]-的濃度為0.3～0.6g/l,攪拌2～6小時(shí)，將堿化處理后的料漿進(jìn)行固液分離，得到氯化鋇澄清液。
（3）在步驟（2）所得的氯化鋇澄清液中加入鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為7～8；
（4）將步驟（3）所得的氯化鋇液進(jìn)行蒸發(fā)，至有晶體析出為止，將殘液冷卻至20～55℃，繼續(xù)析出晶體；
（5）離心分離，逆流洗滌（離心分離后所得的殘液作洗水）步驟（4）中析出的晶體，洗水當(dāng)量為0.1～0.4，分離母液用于制普通工業(yè)級(jí)氯化鋇；濕氯化鋇用飽和氯化鋇溶液調(diào)漿攪拌洗滌，固液比為0.3～1.0wt，攪拌時(shí)間為10～30min。
（6）將步驟（5）所得的料漿進(jìn)行二次離心分離，逆流洗滌，洗水當(dāng)量為0.1～0.4；
（7）將步驟（6）所得的濕氯化鋇烘干得高純氯化鋇產(chǎn)品。
作為本發(fā)明生產(chǎn)高純氯化鋇方法的優(yōu)選，所述的毒重石礦粉中BaCO3 所占的質(zhì)量百分含量為55～65%，CaCO3所占的質(zhì)量百分含量為10～20% 。
作為本發(fā)明生產(chǎn)高純氯化鋇方法的優(yōu)選，步驟（2）中控制料漿的溫度為50～60℃。
作為本發(fā)明生產(chǎn)高純氯化鋇方法的優(yōu)選，步驟（2）中調(diào)整堿度[OH]-的濃度為0.4～0.5g/l。
作為本發(fā)明生產(chǎn)高純氯化鋇方法的優(yōu)選，步驟（2）中攪拌時(shí)間維持3.5～4.5小時(shí)。
作為本發(fā)明生產(chǎn)高純氯化鋇方法的優(yōu)選，步驟（5）和（6）中兩次洗水當(dāng)量為0.15～0.25。
本發(fā)明的積極效果體現(xiàn)在：
（一）解決以往低品味毒重石礦鹽酸酸解法不能直接生產(chǎn)高純氯化鋇的問題。
（二）本發(fā)明采用堿性熟化除雜工藝解決氯化鋇結(jié)晶中不可洗滌鈣，鍶及降低鐵，鎂等雜質(zhì)指標(biāo)問題。
（三）本發(fā)明采用兩級(jí)逆流離心分離加調(diào)漿洗滌的高效方法，解決氯化鋇結(jié)晶洗滌損耗問題。
（四）本發(fā)明以低品位毒重石礦為原料，采用堿性條件熟化處理精制工藝技術(shù)，結(jié)合高效低損洗滌方式，生產(chǎn)高純氯化鋇，具有工藝流程短、設(shè)備投資省、精制費(fèi)用低，產(chǎn)品純度高，裝備易大型化等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實(shí)施例。
實(shí)施例1：
將1.8Kg的低品位毒重石礦粉（其中BaCO3含量為60wt %，CaCO3含量為15wt%）入到反應(yīng)容器中，在攪拌的條件下加入15wt%的鹽酸進(jìn)行酸解反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為45℃，控制反應(yīng)結(jié)束pH值為2～3，至無CO2氣泡逸出為止，加入石灰乳調(diào)整堿度為[OHˉ]為0.4g/L，維持堿度、溫度攪拌5小時(shí)，精密過濾，在濾液中加入15wt%鹽酸調(diào)整pH值為7，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)器中加熱蒸發(fā)，液面產(chǎn)生結(jié)晶時(shí)，停止加熱，自然冷卻至25℃，用離心機(jī)分離，取60mL離心分離殘液噴淋洗滌固形物。將濕氯化鋇用飽和氯化鋇水溶液700mL，攪拌洗滌15分鐘，再離心機(jī)分離，取60mL離心分離殘液噴淋洗滌固形物，再烘干得產(chǎn)品389g。經(jīng)分析，產(chǎn)品含氯化鋇99.5%，Ca含量8.2 PPm，Sr含量4.3 PPm、Na含量1.3 PPm、K含量0.8PPm、Fe含量1.2PPm、Mg含量2.1PPm、S檢不出，達(dá)到高純氯化鋇產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。
實(shí)施例2：
將180Kg的低品位毒重石礦粉（其中BaCO3含量為55wt %，CaCO3含量為17wt%）入到反應(yīng)容器中，在攪拌的條件下加入3wt%的鹽酸進(jìn)行酸解反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為50℃，控制反應(yīng)結(jié)束pH值為2～3，至無CO2氣泡逸出為止，加入石灰乳調(diào)整堿度為[OHˉ]為0.5g/L，維持堿度、溫度攪拌5小時(shí)，精密過濾，在濾液中加入15wt%鹽酸調(diào)整pH值為8，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)器中加熱蒸發(fā)，液面產(chǎn)生結(jié)晶時(shí)，停止加熱，自然冷卻至30℃，用離心機(jī)分離，取5L離心分離殘液噴淋洗滌固形物。將濕氯化鋇用飽和氯化鋇水溶液50L，攪拌洗滌20分鐘，再離心機(jī)分離，取5L離心分離殘液噴淋洗滌固形物，再烘干得產(chǎn)品37Kg。經(jīng)分析，產(chǎn)品含氯化鋇99.6%，Ca含量7.8 PPm，Sr含量3.5 PPm、Na含量1.5 PPm、K含量0.5PPm、Fe含量1.5PPm、Mg含量2.5PPm、S檢不出，達(dá)到高純氯化鋇產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。
對(duì)比例1：
將180Kg的低品位毒重石礦粉（其中BaCO3含量為55wt %，CaCO3含量為17wt%）入到反應(yīng)容器中，在攪拌的條件下加入30wt%的鹽酸進(jìn)行酸解反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為50℃，控制反應(yīng)結(jié)束pH值為2～3，至無CO2氣泡逸出為止，加入石灰乳調(diào)整堿度為[OHˉ]為0.2g/L，維持堿度、溫度攪拌5小時(shí)，精密過濾，在濾液中加入15wt%鹽酸調(diào)整pH值為8，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)器中加熱蒸發(fā)，液面產(chǎn)生結(jié)晶時(shí)，停止加熱，自然冷卻至30℃，用離心機(jī)分離，取5L離心分離殘液噴淋洗滌固形物。將濕氯化鋇用飽和氯化鋇水溶液50L，攪拌洗滌20分鐘，再離心機(jī)分離，取5L離心分離殘液噴淋洗滌固形物，再烘干得產(chǎn)品37Kg。經(jīng)分析，產(chǎn)品含氯化鋇94.5%，Ca含量1.5%，Sr含量0.23%、Na含量0.5 PPm、K含量0.75PPm、Fe含量23.5PPm、Mg含量3.5PPm、S檢不出，該對(duì)比實(shí)施例中調(diào)整堿度不夠，導(dǎo)致產(chǎn)品中Ca、Sr、Fe、Mg含偏高，未達(dá)到高純氯化鋇產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)比例2：
將180Kg的低品位毒重石礦粉（其中BaCO3含量為55wt %，CaCO3含量為17wt%）入到反應(yīng)容器中，在攪拌的條件下加入3wt%的鹽酸進(jìn)行酸解反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為50℃，控制反應(yīng)結(jié)束pH值為2～3，至無CO2氣泡逸出為止，加入石灰乳調(diào)整堿度為[OHˉ]為0.5g/L，維持堿度、溫度攪拌5小時(shí)，精密過濾，在濾液中加入15wt%鹽酸調(diào)整pH值為8，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)器中加熱蒸發(fā)，液面產(chǎn)生結(jié)晶時(shí)，停止加熱，自然冷卻至30℃，用離心機(jī)分離，將所得固形物烘干，得產(chǎn)品37.2Kg。經(jīng)分析，產(chǎn)品含氯化鋇94.5%，Ca含量0.98%，Sr含量0.18%、Na含量0.66 PPm、K含量0.65PPm、Fe含量19.5PPm、Mg含量2.3PPm、S檢不出，該對(duì)比實(shí)施例中沒有進(jìn)行逆流洗滌和調(diào)漿洗滌，導(dǎo)致產(chǎn)品中Ca、Sr、Fe、Mg含偏高，未達(dá)到高純氯化鋇產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。