专利名称：碳酸钡的制法的制作方法
技术领域：
本发明属于加工毒重石矿制碳酸钡的工艺方法。
用毒重石矿制取工业用碳酸钡，目前工业上的方法主要有两种一是将毒重石矿粉碎后用无机酸浸取，使钡转变为可溶于水的相应酸的钡盐，与杂质分离后，再与碳酸钠或碳酸铵反应，沉淀出碳酸钡。另一种方法是将毒重石矿粉在1100℃～1200℃下焙烧脱除二氧化碳，成为氧化钡，水浸后与杂质分离，经碳化沉淀出碳酸钡。上述方法共同的缺点是生产成本高，操作条件困难。前者需耗费大量无机酸和碳酸盐，同时由于酸浸取又带来腐蚀设备的问题。后者由于焙烧温度高，耗能很大，而且生成的氧化钡不稳定，很易吸收二氧化碳生成不溶性的碳酸钡，使收率很低。长期以来这些问题都没有很好解决，因此，改进毒重石矿的加工工艺十分迫切和需要。
本发明旨在克服上术方法存在的缺点，提出一条改进的工艺方法。
本发明是将毒重石矿粉与转化剂混合进行转化反应，生成可溶性钡盐，同时将生成的碳酸铵回收，与杂质分离后，再用碳酸铵沉淀出碳酸钡，同时将转化剂复原回收。上述本发明工艺可以简单地称为转化法工艺。
本发明所使用的毒重石矿应粉碎至120目以上，与可使矿中的钡转化为可溶性钡盐的铵盐混合在90～700℃进行转化反应，反应生成的碳酸铵经冷凝回收在沉淀工序使用。生成的可溶性钡盐经过滤与渣分离后，加入碳酸铵进行沉淀反应，生成精制碳酸钡沉淀和相应酸的铵盐，过滤后，滤饼经干燥，粉碎得到产品，滤液回收循环使用。
本发明的最大贡献是毒重石的转化。本发明选择了一类可以使钡转化为可溶性钡盐的铵盐，这类铵盐将毒重石矿中的水不溶钡盐转化为可溶性钡盐，然后再转化为不溶性的碳酸钡，整个过程都是依靠这类铵盐的变化而完成，它们在变化过程中参与了反应，而最终又恢复了原状，这类铵盐可称其为转化剂。可以作为本发明转化剂的这类铵盐很多，有无机的，如氯化铵、硝酸铵、硫化铵，也可以是有机的，如甲酸铵、醋酸铵、在转化反应中它们的用量至少要达到理论用量，而控制其摩尔比在1∶2～5范围内为最宜。这类铵盐的通性是在较高温度下不稳定，极易离解成离子态，有很高的化学活性，极易与矿中的钡发生反应，达到转化的目的。转化反应的主要付产品是碳酸铵，在本发明的转化反应温度下很易以气相挥发出反应器，用冷凝的方法可很方便地将其回收，在沉淀工序作为沉淀剂使用。当机械损失大或回收率低时需补加碳酸铵。转化反应温度一般控制在90℃～700℃，液固比0～1∶1，反应时间2分钟～3小时。
转化反应得到了可溶性钡盐经过滤与渣(滤饼)分离，加入理论量的碳酸铵，进行沉淀反应。反应得精制碳酸钡沉淀，同时得到相应酸的铵盐。过滤后滤饼经干燥、粉碎即得到产品，滤液经蒸发结晶或浓缩回收后循环使用。
充分实施本发明，可以克服目前工业上加工毒重石矿的工艺方法的缺点，显著降低原料消耗，收率可达到90%以上。整个工艺过程除排出矿渣外，没有其它三废排放。本发明适合加工品位在60%以上的毒重石矿，特别是任选矿除去钙镁的矿，使产品纯度达到99%以上。
实例1100克品位80%的毒重石矿粉(120目)，与60克氯化铵混匀，迅速放入650℃的马弗炉中，反应3分钟，冷却后水浸过滤除渣，得氯化钡溶液，加36克碳酸铵，沉淀出碳酸钡，过滤后，滤饼干燥、粉碎，得到产品。转化率91%，滤液蒸发，结晶回收氯化铵循环使用。
实例2实例1的矿粉100克，置于带搅拌的反应器中，加硝酸铵116.7克，加水100克，在沸腾温度下反应1.5小时，生成的碳酸铵挥发逸出反应器，经冷凝后回收使用。反应液过滤除渣，滤液加40克碳酸铵，沉淀出碳酸钡，过滤后，滤饼经干燥、粉碎，得到产品，滤液经蒸发浓缩后循环使用。转化率97%。
实例3实例1的矿粉100克，操作同实例2，加108克醋酸铵，反应2小时，最后的醋酸铵滤液浓缩后循环使用，转化率97%以上。
实例4实例1的矿粉100克，加入实例2浓缩后53%的硝酸铵溶液216克，操作同实例2，转化率97%以上。
实例5实例1的矿粉100克，操作同实例2，挥发出的碳酸铵经冷凝回收，回收率97%，将其中38克加入硝酸钡溶液以下操作同实例2。转化率97%以上。
权利要求
1.一种加工毒重石矿制碳酸钡的方法，首先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，过滤后滤饼干燥、粉碎，其特征是，毒重石矿粉至少与理论量的能使其矿中的钡转化为可溶性钡盐的铵盐混合，在90℃以上反应，反应生成的碳酸铵挥发逸出反应器经冷凝回收，过滤除渣后，将回收的碳酸铵和补加碳酸铵加入滤液，再过滤后，滤液经蒸发结晶或浓缩回收。
2.一种按照权力要求1所述的方法，其特征是能使毒重石矿中的钡转化为可溶性钡盐的铵盐是氯化铵、硝酸铵、醋酸铵、甲酸铵、硫化铵。
3.一种按照权利要求1所述的方法，其特征是转化反应的摩尔比最好控制在1∶2～5范围内。
4.一种按照权利要求1所述的方法，其特征是转化反应的液固比，按制在0～1∶1的范围内。
5.一种按照权利要求1所述的方法，其特征是转化反应的温度为90～700℃。
6.一种按照权利要求1～5所述的方法，其特征是转化反应的时间控制在2分钟～3小时。
7.一种按照权利要求1所述的方法，其特征是沉淀反应加入的碳酸铵最好是理论用量。
全文摘要
本发明是毒重石矿粉与铵盐反应，生成可溶性钡盐，同时将碳酸铵回收使用。可溶性钡盐加入碳酸铵沉淀出精制碳酸钡，经干燥得到产品，同时又得到相应的铵盐溶液，经回收循环使用。
文档编号C01F11/18GK1043483SQ8810892
公开日1990年7月4日 申请日期1988年12月22日 优先权日1988年12月22日
发明者熊尚彬 申请人:化工部天津化工研究院