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中国硫酸钡行业|沉淀硫酸钡现状和发展分析

编辑:佛山集美精化科技有限公司  时间:2017-06-08

中国硫酸钡行业|沉淀硫酸钡现状和发展分析:

沉淀硫酸钡外观是白色无定形粉末,化学式 : BaSO4 , 分子量:233.39 , CAS:NO.7727-43-7 , 国家标准:GB/T2889-82 ,相对密度为4.50(15 ℃),熔点为1 580 ℃。莫氏硬度3.0,折射率1.64,溶解度:20℃:0.00024g/100g水、能吸收有害射线,几乎不溶于水、乙醇、有机溶剂、酸和碱,溶于沸腾热浓硫酸中。是唯一无毒的常见钡盐,600℃时用碳可还原成硫化钡和二氧化碳。易与高锰酸钾、碳酸钙或金属硝酸盐制成混晶。

它是一种重要的基础化工原料,主要用途:沉淀硫酸钡因具有化学惰性强,稳定性好、耐酸碱、硬度适中、高白度、高光泽、能吸收有害的x、γ射线等优点,是一种具有环保功能型的材料。因此广泛用于各种透明增强功能母粒、色母粒、涂料(粉末涂料.汽车漆、船舶漆、外墙漆、防腐漆、)PCB油墨、印刷油墨等.改性塑料(PP、ABS、PE、PS、PA、PBT、PET、家电外壳、薄膜、建材塑料等),弹性体、聚酯、造纸、化妆品等的填料。还可用作透视肠胃时的吞服剂(称为钡餐),蓄电池的阴极膨胀棒,制造陶瓷、搪瓷的釉面材料,印像纸及铜板纸的表面涂布剂,纺织工业用的上浆剂,玻璃制品用作澄清剂,能起消泡和增加光泽的作用。可作为防放射线用的防护壁材,用于核设施,原子能工厂,X光实验室等,能起到很好的屏蔽作用。具有X光显影功能,可用于医用显影纤维和儿童玩具。用于排水管、音箱、音响可有效的隔绝噪音。还可用于香料和颜料行业。  

1 沉淀硫酸钡工业生产技术现状  

1.1、芒硝-硫化钡法  芒硝法是传统方法,技术成熟,适用性强。原料为重晶石和芒硝,此法副产品为硫化钠,化学反应如下: BaSO4+4C→BaS+4CO  BaS+Na2SO4→BaSO4+Na2S   具体过程为: 将重晶石和煤粉按一定的比例混合,然后从焙烧炉尾部进入,与高温气流逆流接触,在1100~1 500 ℃下进行高温还原反应,反应需要的热量来源是煤粉或重油的燃烧,制取硫化钡熟料(俗称“黑灰”),经过浸取、沉降澄清,使硫化钡质量浓度为130~160 g/L。同时将一定量的硫酸钡废水(稀硫化钠溶液)放入化硝罐中,用蒸汽机加热到40 ℃以上,开动搅拌机,将芒硝输入罐内,继续加热升温到90 ℃,样品采用硫化钠除去钙镁杂质,硝水质量浓度掌握在1.2~1.22 g/cm3,然后将硝水进行保温沉降备用。  将上述两种溶液澄清后,澄清液按一定比例放入化合罐中进行复分解反应, 反应达到等当点或钡卤微过量为终点。将制得的硫酸钡和硫化钠溶液一并放入过滤器中进行固液分离, 硫化钠清液则进入回收装置,进行蒸发浓缩。而过滤的钡饼经过水洗、酸洗,卸入钡浆池内,用硫酸或磷酸调整pH至2~8,经过充分酸化后用板框压滤机压去多余的水分, 然后钡饼经过输送机输送到烘干筒进行干燥,再经雷蒙机粉碎至包装仓,包装得沉淀硫酸钡成品。  此工艺副产品硫化钠广泛用于制药、造纸、制革的脱毛剂、硫化染料等行业,特别是新型特种工程塑料聚苯硫醚等工业的快速发展,助长了硫化钠工业的发展。在传统染料行业,由于国外生产装置关闭加上中国硫化染料企业的不断扩能,使中国一举成为全球最大的硫化钠生产和消费国,硫化染料也成为硫化钠主要的下游用户。 中国大部分企业采用此种工艺,如深州嘉信、山西南风化工、陕西富化、广西联壮化工等,部分企业用元明粉来代替芒硝与硫化钡反应。  芒硝法这种工艺路线比较长,环境污染比较突出,技术成熟,同时有副产工业硫化钠。生产的沉淀硫酸钡白度高,经过机械粉碎研磨后, 最大的粒径在10μm 左右,而平均粒径却在0.5~1.2 μm 左右,颗粒粒径分布比较广,大小不一,刮板细度较大,分散差,因此对光产生了散射,从而使涂膜暗淡、光泽度不高,限制其在高档油漆、涂料中的使用,只能够满足一般的涂料质量要求,在中低档油墨、陶瓷等领域使用。 另外,由于硫化钡在空气中不稳定,容易生成多硫化钡,因此生成的沉淀硫酸钡中杂质含量偏高,硫酸钡质量分数在97%左右,并且游离钡含量偏高,有时会因硫离子或单质硫含量高而产生硫化氢味道(臭鸡蛋味)。

1.2 硫化钡-硫酸法  硫化钡-硫酸法工艺其实与芒硝-硫酸钠法一样,只不过采用硫酸来代替硫酸钠,它的副产物是硫化氢,化学反应过程是:  BaS+H2SO4→BaSO4+H2S   具体过程是:将重晶石和煤粉按一定的比例混合,在1100~1500 ℃下进行高温反应,制取硫化钡熟料(俗称“黑灰”),经过浸取、沉降澄清,使硫化钡质量浓度在130~160 g/L。然后将30%左右的硫酸缓慢加入到澄清好的钡卤水中,在密封的化合罐中进行反应,反应达到等当点或钡卤微过量为终点。  将反应制得的硫酸钡加热脱硫,然后将硫酸钡卸入钡浆池内,用碱微调整pH 至6~8,经过充分搅拌反应后用板框压滤机压去多余水分, 然后钡饼经过输送机输送到烘干筒进行干燥, 再经雷蒙机粉碎至包装仓,包装后得到沉淀硫酸钡成品。反应生成的硫化氢经过干燥、净化后用于深加工。  中国只有少数生产厂家采用此工艺, 如湖南衡南化工厂等。此工艺方法灵活, 可以随时恢复成芒硝-硫酸钠法,适用性强。生产的沉淀硫酸钡白度更高,白度在97 以上。主要用于粉末涂料和塑料中低档填充料。

1.3 碳酸钡-硫酸法  碳酸钡-硫酸法工艺与前两种不同,此工艺最早由集美企业公司研发并生产。后来佛山集美精化有限公司采用此工艺进行大规模生产,并进行工艺的优化,迅速得到市场的认可。


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