专利名称：一种碳酸钡的制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及加工毒重石制碳酸钡的技术领域。
目前工业上用毒重石矿制取工业碳酸钡采用的方法主要有酸溶法和焙烧法。酸溶法存在耗费大量无机酸、碳酸盐和酸浸取腐蚀设备的缺点；焙烧法由于焙烧温度高达1200℃，能耗很大，而且生成的氧化钡不稳定，吸收二氧化碳生成不溶性的碳酸钡，因此又出现了第三种方法转化法。中国专利《碳酸钡的制法》(专利号88108924.9)，该方法是将毒重石矿粉与铵盐混合进行转化反应，生成可溶性钡盐，除去未反应的矿渣后，滤液与碳酸铵反应生成碳酸钡。实践证明，该转化法在实际应用上也存在着严重问题。例如，若要达到百分之八十以上的转化率时，对矿的品位要求就非常苛刻.由于寄生于原矿中的碳酸钙、碳酸镁和碳酸锶等杂质的存在，矿粉中的主含量一般很难达这样的要求。而且，品位越低，其它碳酸盐的含量也越高，转化生成的碳酸钡中的杂质含量也越高，因此产品的合格率得不到保证。
本发明旨在克服上述方法存在的缺点，提出一种适用高低品位毒重石矿制碳酸钡的转化法工艺路线。
本发明是通过以下方式实现的首先，将矿粉粉碎到150目以上的细度，以矿粉中碳酸钡与硝酸铵之摩尔比为1∶1.4-2的比例配成浆液，在加热至110-150℃条件下反应3-5小时。碳酸铵以汽相形式脱离反应体系，可用水吸收后作为碳化生成碳酸钡的沉淀剂使用。反应生成的硝酸钡以结晶形式析出，与母液和渣分离得到硝酸钡结晶，分离出的母液可返回到转化工序，分离的矿渣弃掉；硝酸钡结晶经分离后用水或由后碳化分离工序返回的部分母液溶解，所得溶液经过滤去渣后与碳酸铵进行碳化反应。碳化反应生成的碳酸钡沉淀经分离、干燥后即可得到高品质的碳酸钡成品。
上述的碳化反应沉淀剂碳酸铵为以汽相形式脱离矿粉与硝酸铵反应体系并用水吸收的碳酸铵副产品。
上述反应中分离硝酸钡结晶所得滤液和分离碳酸钡所得滤液循环使用。分离硝酸钡结晶所得滤液返回转化工序。碳化后分离碳酸钡所得滤液分成两部分返回一部分返回溶解工序，用于溶解硝酸钡；另一部分经蒸发浓缩后再返回转化工序。
上述反应的碳酸钡与硝酸铵反应摩尔比为1∶1.4-2。
上述反应的矿粉与硝酸铵反应液固比为2-3∶1。
上述反应的矿粉与硝酸铵反应温度为120-130℃。
上述反应的矿粉与硝酸铵反应时间为3-5小时。
图1为本发明工艺流程图。
图1的工艺流程示意为将毒重石矿粉和硝酸铵溶液在转化器中反应，副产碳酸铵用水回收后进入碳化器；转化反应生成的硝酸钡结晶经分离后，滤液返回转化器，矿渣弃掉；硝酸钡用碳化后分离的滤液溶解，过滤去渣；溶液与转化逸出的碳酸铵碳化反应沉淀出碳酸钡；分离碳酸钡，滤液分两部分返回，一部分返回溶解硝酸钡，另一部分经浓缩后返回转化器；分离的碳酸钡经干燥后得到本发明产品。
本发明的优点和积极效果在于1.反应后生成的硝酸钡以结晶形式与矿渣及母液分离，经洗涤后得到的硝酸钡结晶纯度较高，从而大大地降低了生产工艺对矿石的品位要求。例如使用我国四川产的碳酸钡含量大于50％，碳酸钙含量在10-20％的毒重石，采用本发明得到的产品一级品率可达到100％；而专利介绍的转化法不仅要求矿粉中碳酸钡的含量高，而且还要求钙镁含量低，象这种碳酸钙含量在10-20％的矿粉，根本无法得到合格产品。
2.与结晶分离后的母液可返回循环使用。由于母液中存在的大量硝酸钙抑制了矿中碳酸钙与硝酸铵的反应，硝酸钡因溶解度较低而不断地以结晶形式析出，使得矿粉中的碳酸钡与硝酸铵能够反应完全，从而降低了硝酸铵消耗量。
3.用分离碳酸钡后得到的部分滤液溶解硝酸钡结晶，减少了流程中水的加入量，从而减少了水的蒸发量，降低了能耗。
4.反应在中性条件下进行，杂质铁以沉淀形式留在渣中，使得产品中的铁含量极低，通常小于5ppm。
5.产品中的硫含量极低，一般仅为用重晶石矿生产的碳酸钡产品中硫含量的1％。
实施例1矿粉100g(碳酸钡含量65％)加入到硝酸铵含量40％的200g硝酸铵溶液中，搅拌下加热至沸，并保温反应3小时，反应得到的碳酸铵加冷凝管用水吸收，反应得到的硝酸钡结晶与泥渣和母液分离，结晶硝酸钡溶解过滤，与22g的碳酸铵进行碳化反应沉淀出碳酸钡，过滤、干燥得到碳酸钡产品，钡转化率90％。
实施例2实施例1中硝酸钡结晶分离母液(即转化母液)和与碳酸钡分离的母液(即碳化母液)的混合母液650g中，补加硝酸铵20g，蒸发浓缩至200g，加入矿粉100g(碳酸钡含量65％)，搅拌下加热至115℃，保温反应4小时，反应得到的硝酸钡结晶与泥渣和母液分离，结晶硝酸钡溶解过滤，与实施例1回收的碳酸铵反应沉淀出碳酸钡，过滤、干燥得到碳酸钡产品，收率90％。
实施例3实施例2的转化母液与400ml碳化母液混合，补加硝酸铵15g，边搅拌边加热蒸发浓缩至200g，加入矿粉100g(碳酸钡含量65％)，升温至130℃，保温反应3小时，反应得到的硝酸钡结晶与泥渣和母液分离，结晶硝酸钡用例2剩余的碳化母液并补加水至硝酸钡全部溶解，过滤后，滤液与实施例2回收的碳酸铵反应，沉淀出碳酸钡，经过滤、干燥得到碳酸钡产品，收率90％。
权利要求
1.一种加工毒重石矿制碳酸钡的方法，将毒重石矿中的钡转化为可溶性钡盐，经过滤与渣分离，滤液加入碳酸铵沉淀出碳酸钡，其特征是，在110-150℃条件下，毒重石矿粉和硝酸铵在液相中反应，制成硝酸钡结晶，分离后，将硝酸钡结晶溶解过滤，与碳酸铵反应，得到碳酸钡沉淀，过滤分离制得碳酸钡产品。
2.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的碳酸铵为反应时挥发逸出并经冷凝回收的碳酸铵。
3.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于分离硝酸钡结晶所得滤液和分离碳酸钡所得滤液循环使用；分离硝酸钡结晶所得滤液返回转化工序；碳化后分离碳酸钡所得滤液可分成两部分返回一部分返回溶解工序，用于溶解硝酸钡；另一部分经蒸发浓缩后再返回转化工序。
4.一种如权利要求1-3所述的方法，其特征在于碳酸钡与硝酸铵反应的摩尔比为1∶1.4-2。
5.一种如权利要求1-3所述的方法，其特征在于矿粉与硝酸铵的反应液固比为2-3∶1。
6.一种如权利要求1-3所述的方法，其特征在于矿粉与硝酸铵的反应温度为120-130℃。
7.一种如权利要求1-3所述的方法，其特征在于矿粉与硝酸铵的反应时间为3-5小时。
全文摘要
本发明涉及加工毒重石制碳酸钡的技术领域。该方法是将毒重石矿和硝酸铵在110—150℃条件下的液相中反应,制成硝酸钡结晶,分离后,将硝酸钡结晶溶解过滤,与碳酸铵反应,得到碳酸钡沉淀,过滤分离制得碳酸钡产品。其优点是能加工高低品位的毒重石矿。
文档编号C01F11/00GK1244497SQ9911930
公开日2000年2月16日 申请日期1999年9月8日 优先权日1999年9月8日
发明者李绍文, 李玉娟, 方万磊 申请人:化学工业部天津化工研究设计院