专利名称：一种生产硫化钡的又一新方法
技术领域：
本发明涉及硫化钡的又一生产方法，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《一种生产硫化钡的新方法》发明专利(申请号200610050931.8)公开的技术，是将原料重晶石和煤分别粉碎到一定的粒度后，再将重晶石和煤按质量比为1∶0.1～0.4进行配料，配料后经混匀，再粉碎和粉磨至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。文献技术对以前的传统技术进行了重大创新，将传统技术用回转窑进行还原煅烧改为用隧道窑进行还原煅烧，将传统的粉粒状形态进行还原煅烧改为制块形态进行还原煅烧，将传统技术中主要以CO与BaSO4进行的气-固化学还原反应改为在隧道窑中主要以C与BaSO4的固-固化学还原反应，从而获得了BaSO4转化为BaS的高转化率，使BaS的生产用煤降低30％以上。但是该文献技术也存在一些问题，这些问题是BaS的生产过程中必需严格控制窑的进气量和窑的抽气量，以及严格控制原料煤和燃料煤的用量，充分保证窑炉中的CO还原气氛，否则生成的BaS会部分被空气中的O2又氧化为BaSO4，或者被窑气中的CO2部分转化为BaCO3等。
由于以上原因使得在工业生产中隧道窑的进气量和抽风量以及用煤量，烧结出的料块的冷却速度和时间长短等等因素都会影响BaSO4转化为BaS的转化率，因此出现了生产中黑灰中BaS的含量有波动，质量不稳定，质量常会下降。
本发明的目的是为了克服文献《一种生产硫化钡的新方法》发明专利(申请号200610050931.8)中前述的由于控制条件不当常会出现BaSO4的转化率有所下降的缺点，提出了一种生产BaS的又一种新方法。本发明的新方法可以使BaSO4转化为BaS的转化率稳定的达到97％以上，在工业生产中转化率或者说产品中BaS含量不会因控制隧道窑的进气量和抽风量以及用煤量有一定变化而变化，更不会因为烧结料的冷却速度和时间变化而变化，可实现稳定的获得高质量产品。
发明内容
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，再将重晶石中的硫酸钡和煤中碳按摩尔比为1∶2.0～2.5进行配料，配料后经混匀，再粉碎和粉磨细度至80-150目，加水制成球状物或者小块状物，装入匣钵(匣钵大小及形状可根据隧道窑大小及窑车大小而适当配制，一般为圆筒状)中，加盖，将匣钵堆放在窑车上。匣钵可上下重叠堆放，匣钵的前后左右要保持一定间隔距离，作为烟道和火道，然后将装上匣钵的窑车推入隧道窑或轮窑或例焰窑或其它块状物烧结窑炉中，用煤、煤气、天然气或其他加热方式将窑内高温带加热至700～1250℃，并在该温度下保持0.5-3.0小时。通过高温加热后，装在匣钵中的料球或料块中的C与BaSO4发生了氧化还原反应BaSO4+2C→BaS+2CO2将窑车从隧道窑推出，经冷却后，将匣钵的熟料球或块倒出便得到粗硫化钡(即黑灰)产品。
本发明有以下特征和有益效果1、本发明的技术与文献《一种生产硫化钡的新方法》发明专利(申请号200610050931.8)公开的技术在原料的配方，破碎，粉磨，还原煅烧使用的窑型，煅烧温度和时间都基本相同，所不同的是文献方法是将磨好的生料粉加水后制成生料块堆放在隧道窑的窑车上，而本发明是将磨好的生料粉加水后制成生料小球或小块，放入匣钵中，将匣钵堆放在隧道窑的窑车上，装在匣钵中的料球或料块通过高温加热后，BaSO4被C还原为BaS，一旦生成了BaS后，由于产出的BaS在匣钵中是相对密闭的，BaS就不会被窑炉中存在的气体影响，即BaS不会被窑中的O2氧化生成BaSO3，也不会与窑炉中的CO2发生反应而生成BaCO3，由此本发明可得到黑灰产品的BaS含量高而且非常稳定，对原料资源利用率高。
2、本发明技术在工业生产控制上较文献技术易于控制。文献技术为了防止生成的BaS受窑炉气中的O2和CO2的影响，必须严格控制窑炉中的进气量和抽风量以及用煤量，通过这些控制来保证窑炉中的还原气氛，否则就会影响黑灰产品中BaS的含量，通过生产运行得知文献技术生产的黑灰质量不稳定，给生成控制管理造成许多难题。而本发明技术在生产控制条件上没有文献技术那么严格，只要保证煅烧温度和煅烧时间达到要求，其它条件如进气量和抽风量以及用煤量和烧结料的冷却时间长短即使有一些波动变化，都不会影响产品质量。
3、本发明技术在生产燃料用煤上较文献技术少。由于文献技术必须保证窑炉处于还原气氛，窑炉必然有大量的CO，而CO是煤与空气不完全燃烧得来的，大量的CO从烟气带走，必然损失掉大量的热量，因此要多用燃料煤。本发明技术是将原料球装在匣钵中，不需要窑炉处于还原气氛，因此可将燃料煤充分燃烧，将热能全部释放出来，因此节省燃料煤。
4、本发明技术在对环境影响上较文献技术小。文献技术由于窑炉必须保持还原气氛，排放大量有毒的CO气体，对环境影响大，本发明技术由于窑炉内煤是充分燃烧，排放CO极少。
具体实施例方式实施例1实施原料
重晶石BaSO4含量为97.5％，重晶石原料采集点为贵州省施秉县。
煤含碳(C)量为63％，灰份为18％，煤采集点为贵州省黔东南凯里。
实施地点贵州省镇远县金贝化工有限公司实施方法先将重晶石和煤破碎至φ5mm以下粒度，将重晶石中硫酸钡和煤中碳按质量比1∶2.1配料(用电子秤配料)，混匀(用双轴搅拌机混料)，用球磨机磨至100目，筛余量小于2％，生粉料加入13％的水，用成球盘制成料球，将料球装入匣钵(匣钵大小为φ30cm，高35cm)中，然后将匣钵堆放到隧道窑车(窑车大小为2.5m×2.5m)上，每个窑车堆放500个匣钵。然后将窑车推入隧道窑(平顶隧道窑，长120m，窑内煅烧有效空间为宽2.5m，高1.8m)中煅烧，煅烧温度高温带为950℃，高温带保留时间为2小时。
实施结果本实施例，连续生产三天，共计生产粗硫化钡(黑灰)产品500吨，每100吨随机抽一次样，经分析测试BaS含量为92.5％、92.2％、92.4％、92.1％、92.3％，平均为92.3％。BaSO4的转化率平均为99.8％，平均每吨黑灰总煤耗量为410kg。
实施例2实施原料重晶石BaSO4含量为96.0％，重晶石原料采集点为贵州省天柱县。
煤含碳(C)量为63％，灰份为18％，煤采集点为贵州省黔东南凯里。
实施地点贵州省镇远县金贝化工有限公司实施方法
先将重晶石和煤破碎至φ5mm以下粒度，将重晶石中硫酸钡和煤中碳按摩尔比1∶2.2配料(用电子秤配料)，混匀(用双轴搅拌机混料)，用球磨机磨至100目，筛余量小于2％，生粉料加入13％的水，用成球盘制成料球，将料球装入匣钵(匣钵大小为φ30cm，高35cm)中，然后将匣钵堆放到隧道窑车(窑车大小为2.5m×2.5m)上，每个窑车堆放500个匣钵。然后将窑车推入隧道窑(平顶隧道窑，长120m，窑内煅烧有效空间为宽2.5m，高1.8m)中煅烧，煅烧温度高温带为1000℃，高温带保留时间为1.5小时。
实施结果本实施例，连续生产5天，共计生产粗硫化钡(黑灰)产品765吨，每100吨随机抽一次样，经分析测试BaS含量为90.5％、90.6％、90.5％、90.4％、90.2％、90.1％、90.4％、90.3％，平均为90.4％。BaSO4的转化率平均为99.8％，平均每吨黑灰总煤耗量为420kg。
实施例3实施原料同实施例1.
实施地点同实施例1.
实施方法先将重晶石和煤破碎至φ5mm以下粒度，将重晶石中硫酸钡和煤中碳按质量比1∶2.5配料(用电子秤配料)，混匀(用双轴搅拌机混料)，用球磨机磨至100目，筛余量小于2％，生粉料加入13％的水，用成球盘制成料球，将料球装入匣钵(匣钵大小为φ30cm，高35cm)中，然后将匣钵堆放到隧道窑车(窑车大小为2.5m×2.5m)上，每个窑车堆放500个匣钵。然后将窑车推入隧道窑(平顶隧道窑，长120m，窑内煅烧有效空间为宽2.5m，高1.8m)中煅烧，煅烧温度高温带为1250℃，高温带保留时间为1小时。
实施结果本实施例，连续生产三天，共计生产黑灰硫化钡产品500吨，每100吨随机抽一次样，经分析测试BaS含量为91.9％、92.1％、92.5％、92.3％、93.9％平均92.2％，BaSO4转化率99.8％，平均每吨黑灰总煤耗量450Kg。
实施例4实施原料同实施例1实施地点同实施例1实施方法先将重晶石和煤破碎至φ5mm以下粒度，将重晶石中硫酸钡和煤中碳按质量比1∶2.2配料(用电子秤配料)，混匀(用双轴搅拌机混料)，用球磨机磨至100目，筛余量小于2％，生粉料加入13％的水，用成球盘制成料球，将料球装入匣钵(匣钵大小为φ30cm，高35cm)中，然后将匣钵堆放到隧道窑车(窑车大小为2.5m×2.5m)上，每个窑车堆放500个匣钵。然后将窑车推入隧道窑(平顶隧道窑，长120m，窑内煅烧有效空间为宽2.5m，高1.8m)中煅烧，煅烧温度高温带为700℃，高温带保留时间为2小时。
实施结果，本实施例连续生产三天，共计生产500吨黑灰，每100吨随机抽一次样，经分析测试BaS含量为81.9％、82.1％、82.5％、82.3％、83.1％、平均82.2％，BaSO4转化率89.9％。
实施例5实施原料同实施例1实施地点同实施例1实施方法先将重晶石和煤破碎至φ5mm以下粒度，将重晶石中硫酸钡和煤中碳按质量比1∶2.1配料(用电子秤配料)，混匀(用双轴搅拌机混料)，用球磨机磨至100目，筛余量小于2％，生粉料加入13％的水，用成球盘制成料球，将料球装入匣钵(匣钵大小为φ30cm，高35cm)中，然后将匣钵堆放到隧道窑车(窑车大小为2.5m×2.5m)上，每个窑车堆放500个匣钵。然后将窑车推入隧道窑(平顶隧道窑，长120m，窑内煅烧有效空间为宽2.5m，高1.8m)中煅烧，煅烧温度高温带为1250℃，高温带保留时间为0.5小时。
实施结果连续生产3天，共计生产黑灰450吨，每100吨随机取样一次，经分析BaS含量为85.5％、83.6％、84.2％、83.9％、83.8％、平均84.2％，BaSO4转化率92.0％。
从上述实施例可知，重晶石中BaSO4和煤中C的摩尔比应略高于理论量1∶2.0，但若煤量过高，虽能达到同样效果，但煤浪费较大，重晶石中BaSO4和煤中碳按摩尔比为1∶2.1～2.2为最好。在最好配比条件下，焙烧温度越高，焙烧时间就短，焙烧温度越低，焙烧时间就长，但焙烧温度低于700℃，即使焙烧时间再长，效果也不好，还原焙烧温度950℃焙烧时间2小时或焙烧温度1000℃焙烧时间1.5小时最好理想。对于固一固反应，粉碎粒度越细，越有利于反应进行，本发明粉碎粒度在80～150目，实验证明，在正常反应温度和反应时间情况下，粒度在100目或120目即可，以120目为佳。
权利要求
1.一种生产硫化钡的新方法，其特征是将破碎后的重晶石按重晶石中硫酸钡和煤中碳的摩尔比1.0∶2.0～2.5配比进行配料，混匀后，经过破碎和粉磨至80-150目，并经加水制成球状或小块状物后装入匣钵中，加盖，然后将装有料球或料块的匣钵放入隧道窑或轮窑或倒焰窑或其它块状烧结窑炉中，在700℃-1250℃烧结温度下进行还原焙烧0.5-3.0小时，而得到高含量的硫化钡黑灰产品。
2.根据权利要求1所述的一种生产硫化钡的新方法，其特征是原料配比是重晶石中硫酸钡和煤中碳按摩尔比1.0∶2.1～2.2进行配料。
3.根据权利要求1所述的一种生产硫化钡的新方法，其特征是烧结窑炉是隧道窑最佳。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种生产硫化钡的新方法，其特征是还原焙烧温度是950℃，焙烧时间2小时或烧结温度1000℃，烧结时间为1.5小时。
5.根据权利要求4所述的一种生产硫化钡的新方法，其特征是原料粉碎粒度120目。
全文摘要
本发明涉及一种生产硫化钡的生产方法。该方法是将破碎后的重晶石中硫酸钡和煤按重晶石中BaSO和煤中碳的摩尔比1∶2.0－2.5的原料配丝进行配料，经粉磨至80－150目，加水制成球状物和小块状物，然后装入匣钵中，将装有料球或料块的匣钵放入隧道窑、轮窑、倒焰窑等窑炉进行还原焙烧。它与传统的生产方法相比，具有重晶石的利用率高，产品硫化钡黑灰中BaS的含量高，煤耗低，生产稳定易于控制等优点。
文档编号C01B17/44GK101077771SQ20071007776
公开日2007年11月28日 申请日期2007年5月23日 优先权日2007年5月23日
发明者马武权, 胡兆平, 朱云勤师, 张西兴 申请人:马武权