一种利用毒重石-钡解石工业废渣制备高纯度钡盐的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用毒重石-钡解石工业废渣制取高纯钡盐的方法，包括破碎磨粉工序、酸解浸取工序、除杂净化工序、蒸发浓缩结晶工序、粗洗工序、精洗工序、烘干化验包装工序。本发明专利技术可制得产品纯度高、杂质含量低的钡盐，以实现对钡的高效回收。同时，本发明专利技术采用的全湿法工艺无需高温操作，反应条件温和，不仅能耗低，且三废排放少，如此，则可进一步实现对毒重石-钡解石工业废渣深加工领域的清洁生产及综合利用问题，具有显著的经济效益和环境效益。

【技术实现步骤摘要】
一种利用毒重石-钡解石工业废渣制备高纯度钡盐的方法
本专利技术涉及无机盐精细化工领域，更具体的说是涉及一种利用毒重石-钡解石工业废渣制备高纯度钡盐的方法。
技术介绍
毒重石-钡解石型钡矿石是世界上稀有的钡资源，它的主要有用成分是毒重石，钡解石，同时还有少量的钡白云石，硅铝钡石，及重晶石。目前，我国对毒重石-钡解石型钡矿的开发利用，主要用来生产钡系列无机化工产品如：八水钡，一水钡，硝酸钡，氯化钡，碳酸钡，硫酸钡等等。其中，在采用煅烧法生产八水坝的过程中，由于工艺及设备的局限性，每生产1吨八水坝就会产出1.5-2吨以上的废渣，且钡的实际转换率通常在50%以下，相应地，废渣中的碳酸钡含量则在50%左右，有些则高达60%。如此，不仅是从对钡的回收利用角度还是对周边环境的保护角度来看，变废为宝的处理都显得极为重要。目前，已有部分现有技术可以钡渣为原料实现对钡盐的制取，如申请号为201110463000.1，专利技术名称为“用毒重石尾矿钡渣制备氯化钡的方法”的中国专利技术专利申请公开了将毒重石尾矿钡渣经磨粉-酸解浸出-过滤-除杂步骤可制得氯化钡的产品，但是它的浸出工序、除杂工序及净化工序均较简易，却使用乙醇溶剂，成本高昂；例如，在除杂工序中，仅使用了草酸，而它并不能对尾矿钡渣中含有的锶、钙、铁等杂质进行有效清除，反而会引入杂质，这样，会使得制取的氯化钡的纯度较低，在工业上没有实用性。因此，该技术并不能实现对钡元素的高效回收处理。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用毒重石-钡解石工业废渣制取高纯钡盐的方法，通过对毒重石-钡解石工业废渣进行浸出、除杂精制及深度净化等工序的处理，可制得产品纯度高、杂质含量低的钡盐，以实现对钡的高效回收。同时，本专利技术采用的全湿法工艺无需高温操作，反应条件温和，不仅能耗低，且三废排放少，如此，则可进一步实现对毒重石-钡解石工业废渣深加工领域的清洁生产及综合利用问题，具有显著的经济效益和环境效益。本专利技术采用以下技术方案：一种利用毒重石-钡解石工业废渣制备高纯度钡盐的方法，包括如下工序：1）破碎磨粉工序：先将以碳酸钡计品位为55~61%的毒重石-钡解石工业废渣烘干至水分≤0.5%，再将所述废渣进行破碎磨粉，过100目筛，取筛下渣粉，备用；2）酸解浸取工序：向盛有水的耐酸反应釜中加入工序1）所得的渣粉，搅拌直至调成浆状；再按液固比1.0~1.5：1的比例加入浓度为15-30%的盐酸，在≤40°C的温度下搅拌5-15分钟；再升温至50°C-70°C，搅拌浸取90-120分钟，控制浸取终点PH在2.5-4.0范围内；再进行固液分离，收集所得滤液，备用；3）除杂净化工序：在工序2）所得的滤液中加入按工序1）所得的渣粉重量的1-3%的双氧水，其中双氧水的质量分数为27.5-30%，搅拌3-10分钟；再加入PH调节剂，直至PH值调至8.0，加热升温至70-80°C，加入按工序1）所得渣粉重量计0.2-0.5%的活性炭，煮至微沸并保持4-7分钟；再过滤，将所得滤液的PH值调整为3.0-5.0，得到净化液，备用；4）蒸发浓缩结晶工序：将工序3）所得的净化液转入蒸发釜中，通过蒸发作用将所述净化液进行浓缩，直至该液体在30°C时的比重为1.25~1.35，即在30°C温度下与水的密度比为1.25~1.35：1；再将该液体转入结晶器中，用0-10℃的水进行冷却，析出氯化钡晶体，待结晶完毕，将氯化钡晶体离心脱水；5）粗洗工序：将经过工序4）所得的氯化钡晶体转入粗洗釜中，按液固比1.0~1.5:1加入粗洗液，并在室温下，按300-500转/分的转速搅拌30-60分钟；再静置8-15分钟，分去粗洗液，离心脱水甩干；重复上述粗洗操作，直至粗洗后的氯化钡晶体中钙离子含量在50ppm以下；6）精洗工序：将工序5）粗洗后得到的氯化钡晶体转入到精洗釜中，按液固比1~1.5:1加入精洗液，并在室温下，按300-500转/分的转速搅拌30-60分钟；再静置8-15分钟，分去精洗液，离心脱水甩干；重复上述精洗操作，直至精洗后的氯化钡晶体中钙离子含量在10ppm以下；最后一次离心脱水时，用0-5°C的去离子水淋洗氯化钡晶体1-3次，再进行甩干；7）烘干工序：将工序6）得到的氯化钡晶体转入干燥机中进行干燥，干燥温度为60-80°C，直至氯化钡晶体中游离水的质量分数≤0.1%。本专利技术所采用的原料是毒重石-钡解石型钡矿石制取八水钡残留的废渣，该废渣中，以碳酸钡计品位一般在50-61%范围内；同时废渣中含有15-25%的碳酸钙，约15%的硅石粉，约5%的煤炭炭粉，其它还含有少量的碳酸镁，碳酸锶，三氧化二铁及硫化物等等。其中，工序1）中的废渣块在烘干前可将其进行预碎处理，使得废渣块的块径在100-300mm范围内，这样，可提高烘干质量及效率。为实现对废渣块的均匀烘干处理，可采用回转烘干机或者转筒烘干机。对废渣的破碎磨粉处理可分两步进行，即先在颚式破碎机中进行粗破处理，再在雷蒙磨机中进行磨粉处理，过100目筛，则可得到-100目渣粉。工序2）中，可在耐酸反应釜中的水可为少量的自来水。液固比也即L/S，其中液体L的单位是立方米，固体S的单位是吨，具体地为，加入的盐酸的体积与渣粉的质量间的比例值。由于盐酸与渣粉的反应为放热型，因而应将温度控制在40°C以下，如此有利于投料，防止冲锅。由于工序2)的酸解过程中会释放出二氧化碳，因此，可开启引风机将二氧化碳吸出，再用废烧碱溶液吸收掉二氧化碳。固液分离可在真空过滤机或者压滤机中进行，固液分离后所得滤渣可用70-80°C的热水洗涤两次，此洗涤液可用于酸解工序调浆。经洗涤后，残渣率也即残渣的重量与废渣原料重量的百分比值为19~25%。其中，工序3）中PH调节剂是指可以中和稍过量酸的化学物质，主要包括：一水氢氧化钡，八水氢氧化钡，碳酸钡，氢氧化钠，氨水等等。该工序中过滤所得滤渣可用70-90°C的纯水进行洗涤。此工序可对铁、锰、铝及硫等杂质进行良好的净化作用。工序5）中，在沉降池中静置8~15分钟后，再开启沉降池的阀门放出粗洗液则可分去粗洗液；离心脱水可选择化工三足离心机，转速控制在900~1200转/分，常温下离心脱水5~10分钟即可。工序6）中，在沉降池中静置8~15分钟，再开启沉降池的阀门放出精洗液则可分去精洗液；离心脱水可选择化工三足离心机，转速控制在900~1200转/分，常温下离心脱水5~10分钟即可。为制得工序5）中的粗洗液和工序6）中的精洗液，需先制备高纯氯化钡晶种，其制备方法为：在30-40°C的温度下，按液固比20:100-25:100的比例混合半导体级的高纯水（电阻值≥15MΩ）和粗品氯化钡，由于粗品氯化钡中主要杂质为钙，镁，锶及极微量的铵离子，而高纯水可对其进行良好的纯化处理；再按300-500转/分的转速搅拌30-90分钟；离心脱水，所得结晶用适量0-5°C的高纯冷水洗涤1-3次；脱水甩干可得高纯氯化钡晶种，再将其溶入半导体级高纯水（电阻值≥15MΩ）形成常温下的过饱和溶液，如此，则制得工序6）中的精洗液；将粗品氯化钡溶入经前述脱水的洗液形成常温下的过饱和溶液，如此，则制得工序5）中的粗洗液。凡是经净化液蒸发浓缩结晶而得的氯化钡晶体均可作为粗品氯化钡使用。工序7）中对氯化钡结晶的干燥可使用气流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用毒重石‑钡解石工业废渣制备高纯度钡盐的方法，其特征在于：包括如下工序：1）破碎磨粉工序：先将以碳酸钡计品位为55~61%的毒重石‑钡解石工业废渣烘干至水分≤0.5%，再将所述废渣进行破碎磨粉，过100目筛，取筛下渣粉，备用；2）酸解浸取工序：向盛有水的耐酸反应釜中加入工序1）所得的渣粉，搅拌直至调成浆状；再按液固比1.0~1.5：1的比例加入浓度为15‑30%的盐酸，在≤40°C的温度下搅拌5‑15分钟；再升温至50°C‑70°C，搅拌浸取90‑120分钟，控制浸取终点PH在2.5‑4.0范围内；再进行固液分离，收集所得滤液，备用；3）除杂净化工序：在工序2）所得的滤液中加入按工序1）所得的渣粉重量的1‑3%的双氧水，其中双氧水的质量分数为27.5‑30%，搅拌3‑10分钟；再加入PH调节剂，直至PH值调至8.0，加热升温至70‑80°C，加入按工序1）所得渣粉重量计0.2‑0.5%的活性炭，煮至微沸并保持4‑7分钟；再过滤，将所得滤液的PH值调整为3.0‑5.0，得到净化液，备用；4）蒸发浓缩结晶工序：将工序3）所得的净化液转入蒸发釜中，通过蒸发作用将所述净化液进行浓缩，直至该液体在30°C时的比重为1.25~1.35，即在30°C温度下与水的密度比为1.25~1.35：1；再将该液体转入结晶器中，用0‑10℃的水进行冷却，析出氯化钡晶体，待结晶完毕，将氯化钡晶体离心脱水； 5）粗洗工序：将经过工序4）所得的氯化钡晶体转入粗洗釜中，按液固比1.0~1.5:1加入粗洗液，并在室温下，按300‑500转/分的转速搅拌30‑60分钟；再静置8‑15分钟，分去粗洗液，离心脱水甩干；重复上述粗洗操作，直至粗洗后的氯化钡晶体中钙离子含量在50ppm以下；6）精洗工序：将工序5）粗洗后得到的氯化钡晶体转入到精洗釜中，按液固比1~1.5:1加入精洗液，并在室温下，按300‑500转/分的转速搅拌30‑60分钟；再静置8‑15分钟，分去精洗液，离心脱水甩干；重复上述精洗操作，直至精洗后的氯化钡晶体中钙离子含量在10ppm以下；最后一次离心脱水时，用0‑5°C的去离子水淋洗氯化钡晶体1‑3次，再进行甩干；7）烘干工序：将工序6）得到的氯化钡晶体转入干燥机中进行干燥，干燥温度为60‑80°C，直至氯化钡晶体中游离水的质量分数≤0.1%。...

【技术特征摘要】
1.一种利用毒重石-钡解石工业废渣制备高纯度钡盐的方法，其特征在于：包括如下工序：1)破碎磨粉工序：先将以碳酸钡计品位为55～61％的毒重石-钡解石工业废渣烘干至水分≤0.5％，再将所述废渣进行破碎磨粉，过100目筛，取筛下渣粉，备用；2)酸解浸取工序：向盛有水的耐酸反应釜中加入工序1)所得的渣粉，搅拌直至调成浆状；再按液固比1.0～1.5：1的比例加入浓度为15-30％的盐酸，在≤40℃的温度下搅拌5-15分钟；再升温至50℃-70℃，搅拌浸取90-120分钟，控制浸取终点pH在2.5-4.0范围内；再进行固液分离，收集所得滤液，备用；3)除杂净化工序：在工序2)所得的滤液中加入按工序1)所得的渣粉重量的1-3％的双氧水，其中双氧水的质量分数为27.5-30％，搅拌3-10分钟；再加入pH调节剂，直至pH值调至8.0，加热升温至70-80℃，加入按工序1)所得渣粉重量计0.2-0.5％的活性炭，煮至微沸并保持4-7分钟；再过滤，将所得滤液的pH值调整为3.0-5.0，得到净化液，备用；4)蒸发浓缩结晶工序：将工序3)所得的净化液转入蒸发釜中，通过蒸发作用将所述净化液进行浓缩，直至该液体在30℃时的比重为1.25～1.35，即在30℃温度下与水的密度比为1.25～1.35：1；再将该液体转入结晶器中，用0-10℃的水进行冷却，析出氯化钡晶体，待结晶完毕，将氯化钡晶体离心脱水；5)制备粗洗液和精洗液工序：在30-40℃的温度下，按液固比20:100-25:100的比例混合电阻率≥15MΩ·CM的半导体级高纯水和经工序4)而得的粗品氯化钡，再按300-500转/分的转速搅拌30-90分钟；离心脱水，所得结晶用适量0-5℃的高纯冷水洗涤1-3次，脱水甩干可得高纯氯化钡晶种，将高纯氯化钡晶种溶入电阻率≥15MΩ·CM的半导体级高纯水中，形成常温下的过饱和溶液，制得精洗液，备用，将粗品氯化钡溶入经前述脱水的洗液形成常温下的过饱和溶液，制得粗洗液，备用；6)粗洗工序：将经过工序4)所得的氯化钡晶体转入粗洗釜中，按液固比1.0～1.5:1加入经工序5)所得的粗洗液，并在室温下，按300-500转/分的转速搅拌30-60分钟；再静置8-15分钟，分去粗洗液，离心脱水甩干；重复上述粗洗操作，直至粗洗后的氯化钡晶体中钙离子含量在50ppm以下；7)精洗工序：将工序6)粗洗后得到的氯化钡晶体转入到精洗釜中，按液固比1～1.5:1加入经工序5)所得的精洗液，并在室温下，按300-500转/分的转速搅拌30-60分钟；再静置8-15分钟，分去精洗液，离心脱水甩干；重复上述精洗操作，直至精洗后的氯化钡晶体中钙离子含量在10ppm以下；最后一次离心脱水时，用0-5℃的去离子水淋洗氯化钡晶体1-3次，再进行甩干；8)烘干工序：将工序7)得到的氯化钡晶体转入干燥机中进行干燥，干燥温度为60-80℃，直至氯化钡晶体中游离水的质量分数≤0.1％。2.根据权利要求1所述的一种利用毒重石-钡解石工业废渣制备高纯度钡盐的方法，其特征在于：所述的工序4)采用真空连续蒸发结晶，即：温度控制在65-100℃进行第一次蒸发浓缩结晶，收集所得的一次氯化钡晶体进入所述工序6)，而经第一次蒸发浓缩结晶所得的一次母液则与经所述工序3)所得的所述净化液混合进行第二次蒸发浓缩结晶，收集所得的二次氯化钡晶体以进入所述工序6)，经第二次蒸发浓缩结晶所得的二次母液则循环使用，直至该液体中的钙离子达到90％的饱和度。3.一种利用毒重石-钡解石工业废渣制备高纯度钡盐的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍先俊，漆勇，
申请(专利权)人：重庆市川渝矿业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85