专利名称：利用硫化钡和氢氧化钠一步生产氢氧化钡和硫化钠的方法
技术领域：
本发明涉及钡的氢氧化物生产，特别是一种利用硫化钡和碱液进行反应，一步生成氢氧化钡的方法。
背景技术：
氢氧化钡是重要的化工原料。目前，生成氢氧化钡的方法主要有硫化钡法和重毒石法。根据化学工业出版社2008年所出版的第五版《化工产品手册一一无机化工原料分册》55页的记载硫化钡法将由重晶石焙烧，浸取得到的硫化钡，溶液浓度控制在14 16° Be，静置澄清，清液与盐酸反应，生成的氯化钡溶液加热至70 90°C与过量烧碱于100 110°C进行复分解反应；经浓缩，冷却结晶，离心分离，干燥，即得八水氢氧化钡成品。该方法需要通过加入盐酸、加入烧碱两步处理才能得到终产品，工艺路线长，消耗盐酸，不利于硫的回收利用。另外，在采用该方法进行生产时，需要花费成本对有害气体氯化氢进行妥善处理，否则会污染环境。毒重石法是将矿石粉碎后进行锻烧，经浸取.过滤、净化；结晶、脱水。干燥得到产品。该法由于受重毒石中钙、铝、铁等杂质影响较大，所获得的产品纯度受影响。且近年来，重毒石资源枯竭，该方法适用范围受限。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种生产氢氧化钡的工艺。利用硫化钡与碱液直接反应，生产出合格的氢氧化钡产品。所述原料中的硫化钡，可以是采用还原剂与重晶石反应所得的产物，即可以是工业硫化钡黑灰。所述碱液是烧碱溶液。具体地，一种利用硫化钡和氢氧化钠一步生产氢氧化钡和硫化钠的方法，包括以下方法和步骤
1)、溶浸采用7(T10(TC的热水作为浸取液，对原料硫化钡进行浸取以获得硫化钡浸出液；
2)、预处理将步骤I)中所得的硫化钡浸出液除去废渣，加热保温至7(Γ100 ，得到硫化钡溶液；
3)、测定测定经过步骤2)预处理的硫化钡中钡离子的物质的量；
4)、加碱反应向经过步骤3)测定后的硫化钡溶液中加入烧碱，所述烧碱中的氢氧根离子的物质的量为步骤3)中所测定的钡离子的物质的量的I 3倍；
5)、分离在步骤4)的反应进行完成后，将溶液加入到离心机，待温度降至70°C后，离心分离以获得氢氧化钡。本说明书中所用的“原料硫化钡”，是采用还原剂与重晶石反应所制得的。如2008年版《化工产品手册一一无机化工原料分册》第59 60页所记载的采用煤与重晶石焙烧后得到的含硫化钡65%的产物，即工业硫化钡黑灰。
本发明所提供的“一步法”，即直接采用碱液与硫化钡反应生产出氢氧化钡产品，较传统工艺先用盐酸与硫化钡反应、再用烧碱反应的“二步法”更为经济。既节省了原料盐酸，又缩短了工艺路线。同时，本方法无有害气体排放，对环境无污染。由于工业硫化钡黑灰中杂质较多，且硫化钡溶解度较小，因此，在所述步骤I)中，对原料硫化钡进行反复浸取，直到残渣中硫化钡的含量低于1%为止。为提高生产效率和节约生产用水，在所述反复浸取过程中，对于浓度低于20° Be的硫化钡浸出液，循环地加入到原料中对原料进行浸取。加热使得硫化钡溶液浓度高于30° Be。以保证步骤4)的反应过程中，硫化钡溶液有较高的浓度，效率更高。步骤4)中，反应温度低于115°C，以防止反应液飞溅。
根据本发明的方法，为到达技术效果，所述步骤4)中，加入的碱液为的氢氧化钠溶液。尤其可以采用含量为15 30%的烧碱溶液。应用该技术方案，可获得副产品硫化纳。为充分利用原料，实现原子经济。步骤5)中，从分离出氢氧化钡后，通过对溶液蒸发结晶，获得硫化钠。相对于传统的“硫化钡法”，不仅节省了盐酸，更好的是，采用该技术方案所获得的副产品一一硫化钠的价值通常高于“硫化钡法”所获得的氯化钠。
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。图I为本发明的工艺路线 图2为硫化钡溶解度曲线 图3为八水合氢氧化钡溶解度曲线图。
具体实施例方式下面提供本发明的三个具体实施例对本发明作进一步的详细描述，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，作出各种替换和变更，均应包括在本发明范围内。实施例I :
将2kg硫化钡含量为65%的工业硫化钡黑灰装入用于溶浸的容器中，向该容器加入3. 5L热水，所述热水的温度在95°C以上。溶浸过程中，可以对容器进行加热，以保证水温。上述步骤中，一方面，对原料的浸出反复进行，直到原料残渣中硫化钡的含量低于I %。另一方面，对于浓度需低于20° Be的浸出液，循环地加入到所述容器中作为浸取液对原料进行溶浸。溶浸完成后，将浸出液除渣，加入到槽中，静置，保温到95°C，浓缩到30° Be以上。将静置保温后的浸出液加入到反应槽中，测定其中钡离子的物质的量、加入含氢氧根离子为所测定的钡离子25倍的碱液。本实施例中，缓慢加入2. 05kg浓度为30%的氢氧化钠溶液，进行充分反应。在反应过程中，反应器温度控制在105°C。待上述步骤中的反应充分进行后，对产物进行结晶分离。降温至60摄氏度，通过离心和干燥后，获得含量为99. I %的八水合氢氧化钡2. 31kg。所述八水合氢氧化钡符合HG/T2566-2006的检验及其质量标准。
将分离出的硫化钠溶液进行浓缩，得到含量为60 %的硫化钠O. 92kg。所述硫化钠符合GB10500-2009的检验及其质量标准。实施例2
将2kg硫化钡含量为55% 的工业硫化钡黑灰装入用于溶浸的容器中，向该容器加入3. 5L热水，所述热水的温度在70°C以上。溶浸过程中，可以对容器进行加热，以保证水温。上述步骤中，一方面，对原料的浸出反复进行，直到原料残渣中硫化钡的含量低于I %。另一方面，对于浓度需低于20° Be的浸出液，循环地加入到所述容器中作为浸取液对原料进行溶浸。溶浸完成后，将浸出液除渣，加入到槽中，静置，保温到80°C，浓缩到30° Be以上。将静置保温后的浸出液加入到反应槽中，测定其中钡离子的物质的量、加入含氢氧根离子为所测定的钡离子I 3倍的碱液。本实施例中，缓慢加入I. 75kg浓度为30%的氢氧化钠溶液，进行充分反应。在反应过程中，反应器温度控制在115°C。待上述步骤中的反应充分进行后，对产物进行结晶分离。降温至70摄氏度，通过离心和干燥后，获得含量为99%的八水合氢氧化钡I. 9kg。所述八水合氢氧化钡符合HG/T2566-2006的检验及其质量标准。将分离出的硫化钠溶液进行浓缩，得到含量为60%的硫化钠O. 77kg。所述硫化钠符合GB10500-2009的检验及其质量标准。实施例3
将2kg硫化钡含量为60%的工业硫化钡黑灰装入用于溶浸的容器中，向该容器加入
3.5L热水，所述热水的温度在90°C以上。溶浸过程中，可以对容器进行加热，以保证水温。上述步骤中，一方面，对原料的浸出反复进行，直到原料残渣中硫化钡的含量低于I %。另一方面，对于浓度需低于20° Be的浸出液，循环地加入到所述容器中作为浸取液对原料进行溶浸。溶浸完成后，将浸出液除渣，加入到槽中，静置，保温到90°C，浓缩到30° Be以上。将静置保温后的浸出液加入到反应槽中，测定其中钡离子的物质的量、加入含氢氧根离子为所测定的钡离子2 3倍的碱液。本实施例中，缓慢加入I. 9kg浓度为30%的氢氧化钠溶液，进行充分反应。在反应过程中，反应器温度控制在110°C。待上述步骤中的反应充分进行后，对产物进行结晶分离。降温至室温，通过离心和干燥后，获得含量为99%的八水合氢氧化钡2. 12kg。所述八水合氢氧化钡符合HG/T2566-2006的检验及其质量标准。将分离出的硫化钠溶液进行浓缩，得到含量为60 %的硫化钠O. 84kg。所述硫化钠符合GB10500-2009的检验及其质量标准。
权利要求
1.一种利用硫化钡和氢氧化钠一步生产氢氧化钡和硫化钠的方法，其特征在于，包括以下方法和步骤 .1)、溶浸采用7(T10(TC的热水作为浸取液，对原料硫化钡进行浸取以获得硫化钡浸出液； .2)、预处理将步骤I)中所得的硫化钡浸出液除去废渣，加热保温至7(Γ100 ，得到硫化钡溶液； .3)、测定测定经过步骤2)预处理的硫化钡溶液中钡离子的物质的量； .4)、加碱反应向经过步骤3)测定后的硫化钡中加入烧碱，所述烧碱中的氢氧根离子的物质的量为步骤3)中所测定的钡离子的物质的量的I 3倍； .5)、分离在步骤4)的反应进行完成后，将溶液加入到离心机，待温度降至70°C后，离心分离以获得氢氧化钡。
2.根据权利要求I所述的一种利用硫化钡和氢氧化钠一步生产氢氧化钡和硫化钠的方法，其特征在于步骤5)中，从分离出氢氧化钡后，通过对溶液蒸发结晶，获得硫化钠。
3.根据权利要求I所述的一种利用硫化钡和氢氧化钠一步生产氢氧化钡和硫化钠的方法，其特征在于在所述步骤I)中，对原料硫化钡进行反复浸取，直到残渣中硫化钡的含量低于1%为止。
4.根据权利要求2所述的一种利用硫化钡和氢氧化钠一步生产氢氧化钡和硫化钠的方法，其特征在于在所述反复浸取过程中，对于浓度低于20° Be的硫化钡浸出液，循环加入到原料中对原料进行浸取。
5.根据权利要求I所述的一种利用硫化钡和氢氧化钠一步生产氢氧化钡和硫化钠的方法，其特征在于在所述步骤2)中，加热使得硫化钡溶液浓度高于30° Be。
6.根据权利要求I所述的一种利用硫化钡和氢氧化钠一步生产氢氧化钡和硫化钠的方法，其特征在于步骤4)中，反应温度低于115°C。
7.根据权利要求I所述的一种利用硫化钡和氢氧化钠一步生产氢氧化钡和硫化钠的方法，其特征在于所述步骤4)中，加入的碱液为浓度为30%的氢氧化钠溶液。
全文摘要
本发明提供利用硫化钡和氢氧化钠一步生产氢氧化钡和硫化钠的工艺。即利用工业硫化钡与烧碱液直接反应，生产出氢氧化钡产品及付产品硫化钠。该工艺包括以下方法步骤将硫化钡原料溶浸、浸出液除渣后加热保温、测定钡离子的物质的量、加入烧碱物质的量为钡离子1～3倍的碱液、将所得的产物进行分离获得氢氧化钡及硫化钠。采用本发明所提供的工艺，只需一步反应即能得到终产品，较传统的工艺路线更为经济，节省了设备成本和生产时间花费。节省了传统工艺中对硫化钡用盐酸处理的步骤，无有害气体硫化氢排放，更为环保。对原料利用更为充分，实现原子经济。
文档编号C01B17/22GK102718245SQ20111024830
公开日2012年10月10日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者朱清明, 李易东, 陈燕忠 申请人:朱清明, 李易东, 陈燕忠