10326-27-9 / 二水氯化鋇的制備

概述^[1][2]

二水氯化鋇是重要的無(wú)機(jī)化工原料，是制備鋇鹽和其他材料的重要中間原料，隨著電子和信息行業(yè)的快速發(fā)展以及歐洲經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，對(duì)二水氯化鋇的需求在質(zhì)及量上日益漸增。目前全國(guó)年產(chǎn)二水氯化鋇約為10萬(wàn)噸，一級(jí)二水氯化鋇銷(xiāo)售價(jià)約為2500元/噸。且二水氯化鋇的用途很廣泛，其可用作分析試劑、脫水劑、殺蟲(chóng)劑、凈化劑、印染的媒染劑、人造絲的消光劑，還可以用作機(jī)械工業(yè)中高溫?zé)崽幚砑敖饘偌庸さ募訜峤橘|(zhì)等。當(dāng)前二水氯化鋇的生產(chǎn)雖然已有成熟定型的生產(chǎn)工藝，但隨著多種經(jīng)濟(jì)形式的快速發(fā)展，要求不斷對(duì)傳統(tǒng)的工藝過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而能以盡可能低的投入成本生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。傳統(tǒng)生產(chǎn)加工氯化鋇的方法，成本高，產(chǎn)率低，純度低。隨著鋇鹽下游產(chǎn)品不斷升級(jí)，研究氯化鋇的新生產(chǎn)工藝顯得尤為重要。

二水氯化鋇

應(yīng)用^[3]

制造其它鋇鹽原料。如氫氧化鋇、硝酸鋇、碳酸鋇等，廣泛用于造紙、染料、橡膠、塑料、陶瓷、練油、石油化工。也用于金屬熱處理及氯堿工業(yè)除鹽水中硫酸根。

制備^[2]

目前生產(chǎn)二水氯化鋇的方法很多，主要是以重晶石為原料，如用重晶石與煤粉還原熔燒后，再與鹽酸反應(yīng)制成二水氯化鋇，還有是以重晶石為原料，與煤粉和鈣水進(jìn)行還原熔燒、經(jīng)浸取，脫硫等處理后制成二水氯化鋇。上述生產(chǎn)二水氯化鋇的方法，不但能耗大、勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且三廢的處理很不容易，給環(huán)境造成污染。

另一種方法是以毒重石為原料生產(chǎn)二水氯化鋇。毒重石的主要成分是碳酸鋇，將毒重石與鹽酸反應(yīng)生成二水氯化鋇，需經(jīng)反復(fù)4次以上自然結(jié)晶制成二水氯化鋇。該方法的缺點(diǎn)是：

1、雜質(zhì)難以完全除盡。由于其生產(chǎn)過(guò)程是完全開(kāi)放的，雜質(zhì)容易進(jìn)入和夾帶，反復(fù)重結(jié)晶也難以完全除盡。

2、耗能高。由于其生產(chǎn)過(guò)程是需要4次結(jié)晶，其4次結(jié)晶冷卻過(guò)程是在自然狀態(tài)下進(jìn)行，造成能源損失。

3、不能連續(xù)生產(chǎn)，不適應(yīng)規(guī)模化工業(yè)需要。

4、污染浪費(fèi)嚴(yán)重。該方法生產(chǎn)過(guò)程中水汽、二氧化碳完全排放無(wú)法回收，造成污染和資源的浪費(fèi)。

具體步驟：

步驟1：將含質(zhì)量百分比為65％碳酸鋇的毒重石與水混合，在礦石粉碎機(jī)中磨碎得到礦漿，其中毒重石與水的比例(質(zhì)量比)為1:1，礦粉細(xì)度為80～100目。將所得的礦漿均勻的泵入反應(yīng)釜中，加入30％的鹽酸，鹽酸用量為理論酸解量1.1倍(礦漿的pH值約為1.2～2)。將反應(yīng)釜內(nèi)的溶液加熱到65～70℃，反應(yīng)0.3～1.5h，回收二氧化碳?xì)怏w，待反應(yīng)無(wú)二氧化碳釋放后，釋放出的二氧化碳經(jīng)純化后用于生產(chǎn)碳酸鋇。

步驟2：向步驟1中得到的原料液里加入石灰乳(石灰與水的質(zhì)量比為1:1)及溫度為50～80℃的飽和的氯化鈉溶液，石灰乳的用量為調(diào)節(jié)原料液的pH值至8～9，飽和氯化鈉的用量為毒重石質(zhì)量的0.05～0.1倍，反應(yīng)時(shí)間為0.5～1h，以去除Mg2+、Fe3+、Al3+雜質(zhì)離子。

步驟3：離心分離步驟2中得到的漿料，除濾渣，濾渣做水泥添加劑，濾液為水合氯化鋇原料液。

步驟4：將步驟3得到的水合氯化鋇原料液引入降膜預(yù)濃縮器中，濃縮器采用0.2～0.4MPa的水蒸汽為熱源，可以預(yù)濃縮掉5～10％的水分，經(jīng)過(guò)預(yù)濃縮器的溫度為100～120℃。

步驟5：將經(jīng)過(guò)步驟4預(yù)濃縮的濃縮液泵入真空式循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器中結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間0.5～1h，熱源為0.4～0.6MPa的水蒸汽。

步驟6：將經(jīng)過(guò)步驟5得到的蒸發(fā)結(jié)晶溶液離心過(guò)濾，濾餅采用50～80℃飽和的氯化鈉溶液洗滌，晶漿保存，洗滌濾餅的濾液循環(huán)回到真空式循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器中結(jié)晶，濾餅采用沸騰爐干燥器干燥，熱源及動(dòng)力為熱空氣，其干燥溫度105～115℃，時(shí)間10～20min，干燥后的晶體即為產(chǎn)品氯化鈣。

步驟7：將經(jīng)步驟6得到的晶漿在降溫結(jié)晶器中重結(jié)晶，結(jié)晶溫度為45～55℃，時(shí)間為0.5～1.5h。

步驟8：將步驟7得到的漿料引入離心機(jī)進(jìn)行離心分離，濾餅用同溫度的飽和氯化鈉溶液洗滌，洗水的體積為濾液體積的0.1～0.15倍，洗滌液與濾液混合即為鈣水溶液，該鈣水溶液可以用來(lái)制備高附加值的無(wú)機(jī)晶須材料石膏晶須。洗滌后的濾餅再引入真空式循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器蒸發(fā)結(jié)晶以提高純度。通過(guò)重結(jié)晶可以使二水氯化鋇晶體總收率達(dá)90％以上，純度可達(dá)99.95％。

主要參考資料

[1] 劉勇, 楊虎, 潘中才, 劉建容, 王學(xué)娟, & 徐飛, et al. . 一種以毒重石為原料生產(chǎn)氯化鋇的工藝.

[2] 蔣中俊. 帶機(jī)械攪拌的沸騰干燥器在氯化鋇生產(chǎn)中的應(yīng)用. 中國(guó)井礦鹽(3), 29-31.

[3] 劉樹(shù)信, 王海濱, 霍冀川, & 呂淑珍. . 均相沉淀法制備碳酸鋇的形貌控制研究. 礦冶工程(6), 71-73+76.