專利名稱：氯化鋇、碳酸鎂聯(lián)合生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氯化鋇、碳酸鎂的聯(lián)合生產(chǎn)方法。
傳統(tǒng)生產(chǎn)碳酸鎂可以使用礦物，也可以用鹵水為原料。以礦物為原料的方法有白云石碳化法、菱鎂礦碳化法、石棉尾礦(蛇紋石)碳化法；以鹵水為原料的有鹵水純堿法、鹵水碳化法、鹵水碳銨法。另外還用飽和碳酸氫銨與硫酸鎂溶液為原料的復(fù)分解法。
生產(chǎn)氯化鋇一般采用重晶石、毒重石、鋇解石為原料。以重晶石為原料制取氯化鋇的各種方法中，以鹽酸法及氯化鈣法在工業(yè)上應(yīng)用最廣。但都離不了高溫煅燒的過程。以毒重石、鋇解石為原料的主要采用鹽酸分解法。
上述方法的化學(xué)反應(yīng)式一般為即
近十年來，川陜地區(qū)的毒重石、鋇解石礦得到開發(fā)利用，每年開采近六萬噸礦石，銷往全國各地作為生產(chǎn)鋇鹽的主要原料。但由于生產(chǎn)工藝大都采用鹽酸分解，致使生產(chǎn)成本高。特別是近幾年來燒堿市場不景氣，鹽酸價格上揚(yáng)，愈加導(dǎo)致鋇鹽生產(chǎn)成本的增高。生產(chǎn)廠家都力求購進(jìn)高品位礦石(要求選用礦石含量在70％以上)以此緩和成本增高的矛盾。如此以來，導(dǎo)致礦山亂開亂采，碳酸鋇含量低于65％的礦石被棄掉，大量資源被浪費(fèi)破壞。
本發(fā)明的目的在于，循環(huán)使用氨氣，提出一種無廢氣、廢水排放，且對環(huán)境無污染的氯化鋇、碳酸鎂聯(lián)合生產(chǎn)方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下，其原理是利用氨在氯化鎂、毒重石或鋇解石(主要成份BaCO3)間循環(huán)傳遞非金屬離子，以制得氯化鋇、碳酸鎂。
即，用氯化鎂與二氧化碳、氨氣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成碳酸鎂和氯化銨。氯化銨與毒重石或鋇解石(二者主要成份為鋇的碳酸鹽)反應(yīng)生成氯化鋇、氨氣、二氧化碳和水。將氨氣和二氧化碳直接通入氯化鎂溶液，反應(yīng)制得碳酸鎂，得氯化銨溶液返回使用。在整個反應(yīng)過程中，“氨”僅為一種助劑不斷循環(huán)于氯化鎂和毒重石或鋇解石礦之間，分別傳遞氯離子和二氧化碳離子，依據(jù)此工藝方法，僅耗兩種原料(氯化鎂和碳酸鋇或礦物)就得到兩種產(chǎn)品--氯化鋇和碳酸鎂。
其化學(xué)反應(yīng)式為即碳酸鋇與氯化銨反應(yīng)，生成氯化鋇、二氧化碳、氨水和水。
本發(fā)明是用氯化鎂、毒重石或鋇解石(也適用于工業(yè)碳酸鋇)為原料，以氨氣為助劑，在兩種原料間循環(huán)傳遞氯離子與二氧化碳離子，生產(chǎn)碳酸鎂和氯化鋇。其積極效果為1、本發(fā)明生產(chǎn)的氯化鋇為低鐵、無硫產(chǎn)品(見表1)。以質(zhì)量檢測可看出，產(chǎn)品中鐵(Fe)百分含量為0．001、無硫。填補(bǔ)了在高科技中，特別是電子工業(yè)領(lǐng)域中所需求的空白。解決了鋇鹽生產(chǎn)工藝中長期沒有得到根本解決的“硫”含量過高的難題。
2、本發(fā)明用氨氣作助劑循環(huán)使用。實(shí)際上消耗的原料僅為氯化鎂與礦粉。也就是說只耗兩種原料就制出兩種產(chǎn)品--氯化鋇、碳酸鎂，其大大降低了生產(chǎn)成本(見表3、表4)，提高了經(jīng)濟(jì)效益(見表5)。從勉縣無機(jī)化工廠試產(chǎn)期成本及效益核算可知，氯化鋇生產(chǎn)成本為1066元／T。碳酸鎂生產(chǎn)成本為1027．40元／T。若以年產(chǎn)1500T氯化鋇、1000T碳酸鎂為例。企業(yè)銷售利潤可得235萬元。
3、本工藝實(shí)行全封閉生產(chǎn)，氨氣循環(huán)使用。沒有廢氣，廢水排放，對環(huán)境無污染。
4、本發(fā)明利用被棄掉的低品位毒重石或鋇解石作原料。解決了在傳統(tǒng)工藝中用鹽酸分解毒重石或鋇解石制氯化鋇成本高且鹽酸的運(yùn)輸與儲藏不便的問題。為開發(fā)利用我國低品位毒重石或鋇解石制造鋇鹽開辟一條新的道路，保護(hù)了國家的礦產(chǎn)資源。
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
本發(fā)明是用氯化鎂、毒重石或鋇解石(也適用于工業(yè)碳酸鋇)為原料，以氨氣為助劑，在兩種原料間循環(huán)傳遞氯離子與二氧化碳離子，生產(chǎn)碳酸鎂和氯化鋇。其具體生產(chǎn)步驟如下1、低品位毒重石或鋇解石在650-800℃的低溫培燒后經(jīng)磨粉碾磨成200-250目粉末，最好是250目。
2、將除雜處理后的碳酸銨飽和溶液與精制的氯化鎂溶液按計(jì)量加入到帶攪拌的反應(yīng)器中，邊加邊攪拌。碳酸銨與氯化鎂發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。
3、碳酸鎂沉淀經(jīng)陳化后過濾洗滌與氯化銨溶液分離，得到含濕量為50-85％的碳酸鎂。
4、洗滌后的碳酸鎂經(jīng)烘干后即得到制成品。
5、將步驟3過濾得到的氯化銨溶液經(jīng)測試后按需量加入步驟1中的礦粉，并使其在加熱反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)。氯化銨用量應(yīng)按礦粉完全反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)理論值的1．2倍計(jì)。反應(yīng)釜內(nèi)的溫度控制在98-100℃，最佳溫度為100℃。反應(yīng)時間一般為3個小時。
6、步驟5反應(yīng)生成的氨氣、二氧化碳?xì)怏w由排氣管進(jìn)入氯化鎂溶液池繼續(xù)參加反應(yīng)。即返回步驟2中循環(huán)。
7、步驟5得到的氯化鋇溶液經(jīng)沉清過濾并除去固體雜質(zhì)，得氯化鋇清液。
8、過濾后得到的氯化鋇清液送入結(jié)晶槽中，加入氯化鈣助劑，并自然結(jié)晶。
9、將結(jié)晶后的母液送入蒸發(fā)器濃縮，步驟8)中助劑可循環(huán)使用。
10、結(jié)晶析出的氯化鋇晶體在離心機(jī)里脫水、洗滌、干燥，最后得氯化鋇成品。
根據(jù)本發(fā)明所研究的工藝，我們于1998年2月至1998年5月在陜西勉縣無機(jī)化工廠對其進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)過程的產(chǎn)品質(zhì)量見表1、表2，經(jīng)濟(jì)效益見表3、表4、表5，上述指標(biāo)均達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
表1 氯化鋇產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)名稱 規(guī)定指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果GB1617-89(一等品)氯化鋇(BaCl2·2H2O)含量 ％＞= 98．0 98．6鈣(Ca)含量％＜= 0．090 0．08鈉(Na)含量％＜= --硫化物(以S計(jì))含量 ％＜= 0．008-鐵(Fe)含量％＜= 0．003 0．001水不溶物含量 ％＜= 0．10 0．09
表2 碳酸鎂產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果項(xiàng)目名稱規(guī)定指標(biāo) 檢驗(yàn)結(jié)果GB1612-88鹽酸不溶物含量 ％＜= 0．2 0．18氧化鈣含量 ％＜= 1．0 0．35氧化鎂含量 ％＞= 38．0 38．8灼燒失量 ％ 大于5253氯化物(CL)含量％＜= 0．3 0．28鐵(Fe)含量％＜= 0．08 0．03錳(Mn)含量％＜= - -硫酸鹽含量 ％＜= 0．3-表3 碳酸鎂成本核算表(年產(chǎn)1000T)項(xiàng)目 單位單耗 單價 單位成本 年總成本(元) (元)(萬元)1．氯化鎂 T 2．5 240600 602．助劑 T 0．1545067．56．753．煤 T 0．5 230115 11．54．包裝 條40 1．4 56 5．65．水 T 20．5 10．16．電 度20 1 20 27．生產(chǎn)工資 120 128．制造費(fèi)用 47．94．79(其中折舊)(23．5) (2．35)9．制造成本 1027．4 102．7410．管理費(fèi)用 120 1211．財(cái)務(wù)費(fèi)用 30 312．銷售費(fèi)用 72 7．213．銷售成本 1249．4 124．94
表4 氯化鋇成本核算表(年產(chǎn)1500T)項(xiàng)目單位單耗單價單位成本 年總成本(元) (元)(萬元)1．礦粉T 1．8360 648 97．22．煤 T 1 230 230 34．53．包裝條 20 1．4 28 4．24．水 T 5 0．5 2．5 0．3755．電 度 30 1 30 4．56．生產(chǎn)工資 8080 127．制造費(fèi)用 47．97．185(折舊) (23．5) (3．525)8．制造成本 1066．4 159．969．管理費(fèi)用 60 910．銷售費(fèi)用40 611．財(cái)務(wù)費(fèi)用30 4．512．銷售成本1196．4 179．46表5 銷售利潤及有關(guān)指標(biāo)比較表單位萬元項(xiàng) 目 氯化鋇1500T／H 碳酸鎂1000T／H 合計(jì)1．銷售收入270 360 6302．總成本 179．46 124．94 304．43．稅金22．95 44．82 70．77()為抵扣稅金 (23．87)(14．6) (38．47)4．銷售利潤67．59 187．24 254．835．所得稅 22．31 61．79 84．16．凈利潤 45．28 125．4 170．737．凈利潤率16．77％34．85％ 27．1％
權(quán)利要求
1.一種氯化鋇、碳酸鎂聯(lián)合生產(chǎn)方法，它是用氯化鎂、毒重石或鋇解石為原料，以氨氣為助劑，在兩種原料間循環(huán)傳遞氯離子與二氧化碳離子，生產(chǎn)碳酸鎂和氯化鋇，其特征在于，生產(chǎn)步驟如下1)．將低品位毒重石或鋇解石在650-800℃的低溫培燒后經(jīng)磨粉碾磨成200-250目粉末，2)．將除雜處理后的碳酸銨飽和溶液與精制的氯化鎂溶液按計(jì)量加入到帶攪拌的反應(yīng)器中，邊加邊攪拌，碳酸銨與氯化鎂發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，3)．碳酸鎂沉淀經(jīng)陳化后過濾洗滌與氯化銨溶液分離，得到含濕量為50-85％的碳酸鎂，4)．洗滌后的碳酸鎂經(jīng)烘干后即得到制成品，5)．將步驟3過濾得到的氯化銨溶液經(jīng)測試后按需量加入步驟1中的礦粉，并使其在加熱反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)，氯化銨用量應(yīng)接礦粉完全反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)理論值的1-1．4倍計(jì)，反應(yīng)釜內(nèi)的溫度控制在98-100℃，反應(yīng)時間為2-4個小時，6)．步驟5反應(yīng)生成的氨氣、二氧化碳?xì)怏w由排氣管進(jìn)入氯化鎂溶液池繼續(xù)參加反應(yīng)，即返回步驟2中循環(huán)，7)．步驟5得到的氯化鋇溶液經(jīng)沉清過濾并除去固體雜質(zhì)，得氯化鋇清液，8)．過濾后得到的氯化鋇清液送入結(jié)晶槽中，加入氯化鈣助劑，并自然結(jié)晶，9)．將結(jié)晶后的母液送入蒸發(fā)器濃縮，10)．結(jié)晶析出的氯化鋇晶體在離心機(jī)里脫水、洗滌、干燥，最后得氯化鋇成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氯化鋇、碳酸鎂的聯(lián)合生產(chǎn)方法。它是用氯化鎂與二氧化碳、氨氣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),生成碳酸鎂和氯化銨,再用氯化銨與毒重石或鋇解石反應(yīng)生成氯化鋇、氨氣、二氧化碳和水,而后將氨氣和二氧化碳直接通入氯化鎂溶液,反應(yīng)制得碳酸鎂,在整個反應(yīng)過程中,“氨”僅為一種助劑不斷循環(huán)于氯化鎂和毒重石或鋇解石礦之間,分別傳遞氯離子和二氧化碳離子,因此在本發(fā)明中無廢氣、廢水排放,且制造成本低廉。
文檔編號C01F11/00GK1205307SQ9811291
公開日1999年1月20日 申請日期1998年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月13日
發(fā)明者徐邦舜, 高應(yīng)華 申請人:徐邦舜