专利名称：一种生产硫化钡的新方法
技术领域：
本发明涉及一种生产硫化钡的生产方法，涉及化工行业中用重晶石(BaSO4)和煤(C)为原料生产硫化钡(BaS)的生产工艺方法。
背景技术：
文献《无机盐工业手册》(化学工业出版社1988年8月出版，天津化工研究院等编)，P.176-179公开的硫化钡的生产方法为已有技术。该生产方法是把生产原料重晶石和煤经适当粉碎后，将重晶石(BaSO4＞85％)和煤(固定碳＞75％)按100∶25-27(以重量计)的配比混合后，连续加入到转炉，在1000-1300℃进行还原反应。
重晶石在转炉中被还原为BaS以下列几种方式进行
(3)其中硫酸钡主要是按(3)式被一氧化碳还原为硫化钡。
还原反应进行到一定时间后，炉料体积收缩呈金黄色熔体流出，冷却后呈浅棕色或黑色，含有杂质的粗硫化钡的商品名称为黑灰。
中国专利申请号为CN92105498.X的专利文件中，发明了一种低硫超细碳酸钡的制造工艺。该方法将重晶石粉和无烟煤按一定比例配合均匀后置于700-1250℃马弗炉中煅烧生成可溶性硫化钡，再进行碳酸化反应，反应所需浓度为80-90克/升，温度50-60℃，时间60-80分钟。将生成的碳酸钡经脱硫、脱水、烘干、粉碎后即得粒径在1.2μm以下，总硫在0.1-0.18％之间的低硫超细碳酸钡成品。
文献《无机盐工业手册》中的公开的生产硫化钡的技术及上述专利方法存在着一些不足问题，这些问题是1.硫酸钡转化为硫化钡的转化率低，一般只有60-70％，由于转化率低，黑灰产品中的硫化钡含量一般只有60％左右，很难达到70％以上，得不到高品质的(即硫化钡含量高的)黑灰产品，更主要是浪费了重晶石资源，同时还增加运输费用，还会产生大量的废渣，污染环境。
2.煤耗高。煤耗有两方面的煤耗，一是还原需要的煤耗，二是燃烧需要的煤耗。文献《无机盐工业手册》公开技术生产一吨粗硫化钡(以BaS65％计)需标准煤(7000千卡)燃料煤0.200吨，还原煤0.510吨，总计为0.710吨。
以上不足原因是由现有技术的生产方法不合理造成的。在硫酸钡(BaSO4)还原为硫化钡(BaS)的过程中有BaSO4与C的固-固反应和BaSO4与CO的固-气反应，硫酸钡与碳在转炉中不断转动，固体之间相互之间距离大，很难紧密接触，很难实现BaSO4与C的固-固反应，只有主要依靠BaSO4与CO的固-气反应来实现BaSO4转化为BaS，但是气体中不是只有CO，还含有大量N2、O2、CO2等其它气体，这些气体必然会起隔离和屏蔽作用，使CO与BaSO4的反应不完全，还会使生成的BaS被氧化和进一步生成BaCO3等副反应发生，由于以上原因就是造成BaSO4转化为BaS的转化率低和煤耗高的原因，同时转炉保温效果差，气体流量大，热损失大，也加大了耗煤量。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有硫化钡生产方法中BaSO4转化为BaS的转化率低，黑灰中BaS含量低，煤耗高的缺点，提出了一种生产硫化钡的新的生产工艺方法。本发明的生产方法可以使BaSO4转化为BaS的转化率达90％以上，甚至100％。转化率比现有生产方法提高20％-30％，使黑灰中BaS含量从60％提高到80％-90％以上，使重晶石原料资源得到充分和完全利用，同时使生产BaS的吨耗标准煤从0.7吨以上降低0.5吨以下，节约煤30％以上。
本发明是这样实现的，将原料重晶石和煤分别粉碎到一定的粒度后，再将重晶石和煤按重量比为1∶0.1-0.4进行配料，根据重晶石BaSO4的含量和煤含碳(C)量的不同而有不同的配比。配料后经混匀，再粉碎和粉磨细度至80目以上，加水制成块状料块，在隧道窑、轮窑或倒焰窑等块状烧结窑中，用煤或煤气在600-1200℃加热烧结，烧结料块经冷却后，破碎到一定粒度便得到粗硫化钡(即黑灰)产品。
本发明具有以下特点
1、本法在BaSO4被C还原为BaS的主要化学反应机理与现有技术主要化学反应机理不同本法由于是通过重晶石与煤粉磨后通过压紧制成块状坯，使BaSO4与C形成紧密接触，BaSO4与C主要是通过固-固反应来实现BaSO4转化为BaS，其主要反应式为
文献中现有的技术主要是通过BaSO4与CO的固-气反应来实现BaSO4转化为BaS，主要反应式为。
2.本法中一个BaSO4转化成BaS只需要消耗2个碳(C)，而现有技术生成一个BaS需要消耗4个一氧化碳(CO)，而一氧化碳主要是碳与空气不完全燃烧得到的，即一个BaSO4转化成BaS需要4个碳(C)，因此本法的还原用煤比现有技术还原用煤少了接近一倍，同时，本法烧结需要温度相对较低，加上本法采用的是隧道窑，保温效果好，温度又易于控制，本法所需燃料用煤比现有技术用煤也少很多。总的来说，本法比现有技术耗煤量至少少30％。
3.本法采用制块烧结，BaSO4与C接触紧密，使BaSO4被C还原充分，因此BaSO4转化为BaS的转化率高，形成BaS后，由于是块状产品，块状内的BaS不易与O2和CO2接触，隧道窑的还原气氛易于控制，因此，BaS被O2进一步氧化和被CO2进一步碳酸化等副反应不易发生，使产品中的BaS含量稳定。本法可以使BaSO4接近和达到100％的转化为BaS，BaSO4的利用率可接近100％。
4.本法由BaSO4转化为BaS的转化率高，即重晶石资源利用率高，加工中造成的渣量很小，渣中钡盐极少，这不仅带来很好的经济效益，而且带来很好的社会效益和环境效益。
具体实施例方式
实施例1实施原料选择重晶石BaSO4含量为98％，烧失量为0.1％，重晶石原料采集点为贵州省息烽县。
煤含碳(C)量为62％，灰份为20％，原料煤采集点为贵州省金沙县。
实施方法先将重晶石破碎至_30mm以下粒度，将重晶石120吨与煤30吨按重量比1∶0.25配料，混匀，用球磨机磨至80目，筛余量小于2％，生粉料加入14％的水，制成60×120×240mm的料块，将料块堆放到隧道窑车上，推入隧道窑中煅烧，高温带最高温度950℃，料块在高温带保留时间为2小时。
实施结果得到的粗硫化钡(黑灰)产品92.37吨，经分析测试BaS含量为90.6％。BaSO4的转化率为98.3％，每吨黑灰总煤耗量(原料煤加窑用燃煤)为420kg。
实施2实施原料重晶石BaSO4含量为90％，烧失量为2.5％，，重晶石原料采集点为贵州省天柱县。
煤含碳(C)量为62％，灰份为20％，原料煤采集点为贵州省金沙县。
实施方法先将重晶石破碎至_30mm以下粒度，将150吨重晶石与30吨原料煤按重量比1∶0.20配料，混匀，用球磨机磨至80目，筛余量小于2％，生粉料加入14％水，制成60×120×240mm的料块，将料块堆放到隧道窑车上，推入隧道窑中煅烧，隧道窑高温带最高温度950℃，料块在高温带保留时间为2小时。
实施结果得到的粗硫化钡(黑灰)产品115吨，经分析测试BaS含量为84.2％。BaSO4的转化率为99.1％，每吨黑灰总煤耗量(原料煤加窑用燃煤)为415kg。
权利要求
1.一种生产硫化钡的新方法，该方法是将重晶石和煤进行配料，混匀后，经过破碎和粉磨，并经加水成型制坯后，放入块状烧结窑炉中进行还原焙烧，而得到粗硫化钡产品，其特征在于其加水成型制坯后的成型物为块状物。
2.权利要求1所述的一种生产硫化钡的新方法，其特征在于所采用的配料比例是指重晶石和煤按重量比1∶0.1-0.4进行配料。
3.权利要求1所述的一种生产硫化钡的新方法，其特征在于块状烧结窑炉指的是隧道窑、轮窑或倒焰窑等块状烧结窑炉。
4.权利要求1所述的一种生产硫化钡的新方法，其特征在于还原焙烧的温度为600℃-1200℃。
5.权利要求1所述的一种生产硫化钡的新方法，其特征在于其原料经破碎和粉磨后，粒度达80目以上。
全文摘要
本发明涉及一种生产硫化钡的生产方法。该方法是将重晶石和煤按一定配比配料混匀后，经破碎和粉磨后，加水制成块状物，然后采用隧道窑、轮窑、倒焰窑等块状烧结窑进行还原焙烧。它与传统的生产方法相比，具有BaSO
文档编号C01B17/44GK1876564SQ20061005093
公开日2006年12月13日 申请日期2006年1月26日 优先权日2006年1月26日
发明者马武权, 胡兆平, 朱云勤, 吴登权, 龚会琴, 郭淑琴, 包光富 申请人:马武权