一种天然硫酸钡超高白度的纳米颗粒制备方法技术

本发明专利技术公开了一种天然硫酸钡超高白度的纳米颗粒制备方法，包括如下步骤：(1)混合浆料制备工序，将碳酸钡和氢氧化钡按照每立方米溶液含有200±10kg的碳酸钡、6.5±0.5kg的Ba(OH)2·8H2O的浓度制成混合钡盐浆料；之后按照每立方米浆料3.6±0.2kg氯气的比例通入氯气，密封搅拌，得到反应浆料；(2)反应工序，开启步骤(1)装有反应浆料的密封反应器，加入硫酸进行反应，反应终点至pH2.5～3.0，之后控制反应温度在60℃以上继续反应，之后进行固液分离，得到的固体；以及(3)成品工序，将步骤(2)得到的固体制浆，中和至pH8.0～8.5，之后进行洗涤，固液分离，得到固体烘干，得到高白度硫酸钡产品。所述硫酸钡含量大于99.40％，白度大于100.0％。其中D50为0.200微米-0.300微米之间，COD低于35ppm，优选低于31ppm。

Preparation method of natural barium sulfate ultra high whiteness nanoparticles

The invention discloses a super natural barium sulfate nanoparticles preparation method of high whiteness, which comprises the following steps: (1) the mixed slurry preparation process, the barium carbonate and barium hydroxide in solution containing 200 + 10kg per cubic meter of barium carbonate, 6.5 + 0.5kg Ba (OH) 2 - 8H2O the concentration of mixed barium salt slurry; in 3.6 + 0.2kg per cubic meter of slurry ratio of chlorine chlorine gas, sealing and mixing, reaction slurry; (2) the reaction process, opening step (1) sealed reactor with a slurry reactor, adding sulfuric acid by the reaction of reaction end point to pH2.5 ~ 3, after controlling the reaction the temperature continues to reaction at 60 DEG C, after solid-liquid separation, the solid; and (3) the product process, step (2) solid pulp obtained, and to pH8.0 ~ 8.5, after washing, solid-liquid separation, drying to obtain solid, The product of high brightness barium sulfate was obtained. The content of barium sulfate is more than 99.40%, and the whiteness is more than 100%. Among them, D50 is 0.200 microns -0.300 microns, COD is lower than 35ppm, preferably below 31ppm.

【技术实现步骤摘要】
一种天然硫酸钡超高白度的纳米颗粒制备方法
本专利技术涉及精细无机化工制备
，特别是涉及一种天然硫酸钡超高白度的纳米颗粒制备方法。
技术介绍
由于硫酸钡具有优良的导热性能及一定的阻燃作用，亚微米近球形硫酸钡在电线、电缆及包括树脂在内的有机体系中获得广泛应用。传统的碳酸钡制备硫酸钡采用氯化物或盐酸作为转溶添加剂，产品可以获得较好的粒度分布特性，但对原料碳酸钡中硫化物和多硫化物有严格的要求，并且制备的硫酸钡产品中还原性物质尚较高，已经达不到下游行业更新换代的要求。因此，开发一种原料依赖性低、超高白度的硫酸钡产品成为本领域的亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种采用强氧化性转溶剂在硫酸钡生产中对原料所含的还原性物质进行了氧化处理，解决了传统方法还原性物质影响产品老化性能的技术问题，得到了一种高白度低硫化物亚微米硫酸钡产品。具体来说，本专利技术通过如下技术方案解决上述技术问题的：一种天然硫酸钡超高白度的纳米颗粒制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)混合浆料制备工序将碳酸钡和氢氧化钡按照每立方米溶液含有200±10kg的碳酸钡、6.5±0.5kg的Ba(OH)2·8H2O的浓度制成混合钡盐浆料；之后按照每立方米浆料3.6±0.2kg氯气的比例通入氯气，密封搅拌，得到反应浆料；(2)反应工序开启步骤(1)装有反应浆料的密封反应器，加入硫酸进行反应，反应终点至pH2.5～3.0，之后控制反应温度在60℃以上继续反应，之后进行固液分离，得到的固体；(3)成品工序将步骤(2)得到的固体制浆，中和至pH8.0～8.5，之后进行洗涤，固液分离，得到固体烘干，得到高白度硫酸钡产品。其中步骤(1)所述碳酸钡中全硫含量在0.2％-0.5％。其中步骤(2)所述在60℃以上继续反应时间为0.5-2小时；优选1小时。其中步骤(2)所述硫酸为工业硫酸，优选纯度在98％以上。其中步骤(2)所述加入硫酸后进行反应的反应时间为120～150分钟。其中步骤(1)所述密封搅拌时间为30～60分钟。其中步骤(2)所述固液分离得到液体用石灰中和后处理排放。其中步骤(3)所述制浆是将所述固体用1:(5-7)料水质量比进行打浆，优选1：6。其中步骤(3)所述洗涤是在80～85℃下搅拌洗涤2小时。其中步骤(3)所述固液分离得到滤液用于回收钡。其中步骤(3)所述烘干是在140℃-160℃烘干5-7h，优选在150℃烘干6h，之后进行粉碎得到产品。一种通过上述制备方法制备得到的硫酸钡产品，其中硫酸钡含量大于99.40％，白度大于100.0％。其中D50为0.200微米-0.300微米之间，COD低于35ppm，优选低于31ppm。本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术在保持原有硫酸钡制备工艺优点的同时，减少对原料的依赖，并进一步降低还原性物质的含量，提高产品抗老化性能具有重要意义。(2)本专利技术采用强氧化性转溶剂在硫酸钡生产中对原料所含的还原性物质进行了氧化处理，解决了传统方法还原性物质影响产品老化性能的技术问题。(3)本专利技术制备的硫酸钡产品，硫酸钡含量大于99.40％，白度大于100.0％，D50为0.200微米-0.300微米之间，COD低于35ppm，优选低于31ppm。附图说明图1：本专利技术反应过程流程图。具体实施方式本专利技术高白度硫酸钡的制备的方法，是通过下述化学反应实现的：2Ba(OH)2+2Cl2→BaCl2+Ba(ClO)2+2H2OBaCl2+Ba(ClO)2+2H2SO4→2BaSO4+2HCl+2HClOS2-+4HClO→SO42-+4HCl2BaCO3+2HCl+2HClO→BaCl2+Ba(ClO)2+2CO2+2H2O本专利技术高白度硫酸钡的制备方法，包括如下步骤：(1)混合浆料制备工序将碳酸钡和氢氧化钡按照每立方米溶液含有200±10kg的碳酸钡、6.5±0.5kg的Ba(OH)2·8H2O的浓度制成混合钡盐浆料；之后按照每立方米浆料3.6±0.2kg氯气的比例通入氯气(以增重量计算)，密封搅拌，得到反应浆料；所述碳酸钡中全硫质量含量在0.2％-0.5％；优选地，所述密封搅拌时间为30～60分钟。该步骤是对原料硫酸钡，氢氧化钡进行制浆的过程，该步骤加入氢氧化钡的量是考虑到工业级碳酸钡中多硫化物的含量以及需要的转溶剂的量进行添加的。通入氯气的量是以反应容器的增重量进行计算的。本专利技术通过将氯气与氢氧化钡进行反应不仅得到作为转溶剂的氯化钡，而且得到用于除去多硫化物的次氯酸。而且该过程将原料中的多硫化物转化为硫酸根离子，用于生产硫酸钡；特别地，该步骤对硫酸钡中含硫量较高的的碳酸钡处理也取得了很好的效果，如全硫质量含量0.2％-0.5％的碳酸钡处理取得较好的效果。这样使本专利技术的方法不再依赖于原料的纯度，市售的碳酸钡均可以用于本专利技术生产硫酸钡，在通过本专利技术的原料比例既可以除去原料中的杂质，又可以得到转溶剂用于生产高白度亚微米硫酸钡。(2)反应工序开启步骤(1)装有反应浆料的密封反应器，加入硫酸进行反应，反应终点至pH2.5～3.0，之后控制反应温度在60℃以上继续反应，之后进行固液分离，得到的固体；优选地，所述硫酸为工业硫酸，纯度在98％以上；更优选地，所述加入硫酸后进行反应的反应时间为120～150分钟；所述在60℃以上继续反应时间为0.5-2小时；优选1小时；所述固液分离得到液体用石灰中和后处理排放。该步骤是硫酸进行反应制备硫酸钡，特别地，在加入硫酸后保持较低的pH值有利于碳酸钡向氯化钡的转化，以及氯化钡向硫酸钡的转化。在加入硫酸后保持反应温度为60℃以上，进一步将碳酸钡通过氯化钡转化为硫酸钡。(3)成品工序将步骤(2)得到的固体制浆，中和至pH8.0～8.5，之后进行洗涤，固液分离，得到固体烘干，得到高白度硫酸钡产品。优选地，所述制浆是将所述固体用1:6料水质量比进行打浆；所述洗涤是在80～85℃下搅拌洗涤1.5-3小时，优选2小时；所述固液分离得到滤液用于回收钡；所述烘干是在150℃烘干6h，之后进行粉碎得到产品。该步骤是对反应后的硫酸钡进行纯化的步骤，其是通过在碱性条件下用水将硫酸钡中掺杂的杂质除去，得到超高白度的硫酸钡产品。在一种优选的具体实施方式中，本专利技术高白度硫酸钡的制备方法，包括如下步骤：(1)混合钡盐溶液制备在耐酸反应锅内按每立方米200kg碳酸钡，6.5±0.2kgBa(OH)2·8H2O，加入碳酸钡和氢氧化钡，用去离子水定容，密闭并搅拌下通入工业氯气，通入量控制在每立方米浆料3.6±0.1kg范围，密闭搅拌30～60分钟。(2)反应开启反应锅排气孔，搅拌下加入98％工业硫酸进行反应，反应时间控制在120～150分钟，反应终点至PH2.5—3.0，控制温度，必要时加热至大于60℃，维持搅拌1小时压滤分离，滤液用石灰中和后处理排放，滤饼进入下步操作。(3)成品工序将上述滤饼用1:6料水比打浆，用Ba(OH)2溶液中和至pH8.0～8.5，80～85℃搅拌洗涤2小时，压滤分离，滤液回收钡，滤饼在150℃×6h烘干，粉碎后获得高白度产品。实施例首先，对下面实施例中硫酸钡制备过程及产品进行分析时所用的测定装置和测定方法进行说明如下：工业级硫酸：H2SO4含量≥98％工业级氢氧化钡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然硫酸钡超高白度的纳米颗粒制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)混合浆料制备工序将碳酸钡和氢氧化钡按照每立方米溶液含有200±10kg的碳酸钡、6.5±0.5kg的Ba(OH)2·8H2O的浓度制成混合钡盐浆料；之后按照每立方米浆料3.6±0.2kg氯气的比例通入氯气，密封搅拌，得到反应浆料；(2)反应工序开启步骤(1)装有反应浆料的密封反应器，加入硫酸进行反应，反应终点至pH2.5～3.0，之后控制反应温度在60℃以上继续反应，之后进行固液分离，得到的固体；(3)成品工序将步骤(2)得到的固体制浆，中和至pH8.0～8.5，之后进行洗涤，固液分离，得到固体烘干，得到高白度硫酸钡产品。

【技术特征摘要】
1.一种天然硫酸钡超高白度的纳米颗粒制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)混合浆料制备工序将碳酸钡和氢氧化钡按照每立方米溶液含有200±10kg的碳酸钡、6.5±0.5kg的Ba(OH)2·8H2O的浓度制成混合钡盐浆料；之后按照每立方米浆料3.6±0.2kg氯气的比例通入氯气，密封搅拌，得到反应浆料；(2)反应工序开启步骤(1)装有反应浆料的密封反应器，加入硫酸进行反应，反应终点至pH2.5～3.0，之后控制反应温度在60℃以上继续反应，之后进行固液分离，得到的固体；(3)成品工序将步骤(2)得到的固体制浆，中和至pH8.0～8.5，之后进行洗涤，固液分离，得到固体烘干，得到高白度硫酸钡产品。2.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世双，胡昉，张坤，
申请(专利权)人：山阳奥科粉体有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61