用硫化钡黑灰水浸液直接制备高纯产品的方法技术

用硫化钡黑灰水浸液直接制备高纯产品的方法系采用溶剂萃取技术，经过多级逆流萃取，洗涤和分步反萃，进行精制，直接生产高纯度的碳酸钡、硝酸钡、氯化钡或氧化钡等无机盐产品。最终产品能达到９９．９％～９９．９９％的纯度。硫化钡溶液具有强碱性，使用的萃取剂必须耐碱，而且需要在碱性水溶液中控制萃取反应平衡。

【技术实现步骤摘要】

无机化工
技术介绍
由重晶石生产钡盐产品的方法是还原法。还原法的基本工艺是在1000～1250℃的高温下，用气体或固体还原剂与重晶石反应，使其中的硫酸钡还原为硫化钡，由于其呈灰黑色，通常称为“黑灰”。然后再用热水浸溶黑灰，使之溶于水中，成为硫化钡、硫氢化钡及氢氧化钡的溶液，下文统称硫化钡溶液。继而硫化钡溶液再进一步加工为其他钡产品，如碳酸钡等。在矿石中钡、锶互有取代，黑灰浸取获得的硫化钡盐溶液中含有一定的锶，并且常常还含有一定量的钙。由于硫酸钡溶液呈强碱性，又缺乏有效的钡、锶、钙分离方法，电子工业需要高纯度的钡无机盐，目前都是用钡的成品碳酸盐、氯化物为原料，再经过化学沉淀、重结晶等分离方法，加工而成，成本高，回收率低。溶剂萃取过程是一个可逆反应，通常通过多级逆流方式完成。因而，杂质和主成份在分离时，由一级到另一级不断相互交换，既可以达到很高的分离系数，又可以保证很高的回收率，特别适合于性质相近的成份的分离和回收。在冶金工业中已经广泛应用于有色、稀有、稀土和贵金属等的分离提纯，技术成熟，操作成本低廉，适合于大规模生产。
技术实现思路
本专利技术的目的本专利技术的目的是利用溶剂萃取所具有的极其强的分离、提纯能力，从而能够从普通钡的硫化物溶液直接生产高质量的钡化合物产品，达到电子工业等要求的高纯度。本专利技术的目的是这样实现的 (1)溶剂萃取过程是一个可逆反应，通过逆流反应，杂质和主成份在分离时，由一级到另一级不断相互交换，既可以达到很高的分离系数，又可以保证很高的回收率，加上洗涤、控制条件反萃，使溶液中的钡锶互相分离，同时除去杂质。由于硫化钡溶液具有极强的碱性，在这类溶液中的萃取研究几乎没有报道，更无专利，与从氯化钡或硝酸钡等中性溶液中萃取分离的规律和工艺的差别很大。使用的萃取剂必须耐碱，而且需要在碱性水溶液中控萃取反应平衡。所专利技术的工艺既可以使钙等杂质降低到设计水平，又能使钡产品和分离出来的锶制成的产品均达到所期望的纯度。(2)以重晶石高温还原生成的一般硫化钡溶液为原料，采用溶剂萃取方法，经过多级逆流萃取，洗涤和分步反萃，进行精制，生产高纯度的碳酸钡、硝酸钡、氯化钡或氧化钡等无机盐产品。(3)前述(1)和(2)萃取方法所用的萃取剂为7～15碳的脂肪酸、8～18碳的环烷酸、2-乙基己基膦酸-2-乙基己基酯、二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸，三烷基氧化膦和三甲基辛基氯化胺。专利技术效果采用本专利技术溶剂萃取精制工艺，可以由一般纯度硫化钡溶液，经过多级逆流萃取，洗涤和分步反萃，进行精制，直接生产高质量的钡化合物产品。当初始料液含钡浓度约50～100g/L，含2g/L左右的锶、钙等杂质。经萃取精制，锶、钙等杂质浓度均可下降至5～50mg/L。可用于生产碳酸钡、硝酸钡、氯化钡或氧化钡等无机盐产品。钡最终产品达到99.9％～99.99％的纯度。实施例实施例1由普通硫化钡溶液制备高纯钡盐的实施例。原料硫化钡溶液Ba浓度82.7g/L，Sr浓度4.8g/L，Ca浓度2.8g/L，Na浓度6.8g/L。使用含体积浓度25％二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸萃取剂为有机相，2％HCl为洗涤剂，6.5％HCl为反萃剂。试验装置为小型脉冲填料塔。萃取流比，有机相∶水相＝3∶1；洗涤流比为，有机相∶水相＝5∶1。反萃流比，有机相∶水相＝4.5∶1。操作均在室温下进行。反萃所得氯化钡溶液，Ba浓度120g/L，Sr浓度＜0.02g/L，Ca浓度＜0.02g/L，Na浓度＜0.02g/L，重金属(以Fe计)＜0.002g/L。适合用于制备高纯钡盐。实施例2.由高锶硫化钡溶液制备高纯钡盐的实施例。原料硫化钡溶液Ba浓度82.9g/L，Sr浓度5.8g/L，Ca浓度2.8g/L。使用含体积浓度25％的7～15碳的脂肪酸为萃取剂的有机相，1.5％HCl溶液为洗涤剂，6.5％HCl溶液为反萃剂。试验装置为小型脉冲填料塔。萃取流比为，有机相∶水相＝3∶1。洗涤流比为，有机相∶水相＝3∶1。反萃流比为，有机相∶水相＝4.5∶1。全部操作在室温下进行。反萃所得的氯化钡溶液含BaCl2182g/L，Sr浓度0.04g/L，Ca浓度0.02g/L，符合生产高纯氯化钡的要求。所得氯化锶溶液含SrCl2约32g/L，Ba浓度0.27g/L，Ca浓度0.11g/L，符合生产国家标准一等碳酸锶的要求。权利要求1.一种涉及从普通硫化钡溶液用溶剂萃取直接生产高纯产品的方法，其特征在于硫化钡溶液系重晶石还原产物黑灰经水浸而得，选用的萃取剂可以适应硫化钡溶液的强碱性。2.根据权利要求1所述的用溶剂萃取直接生产高纯产品的方法，其特征在于在碱性溶液中进行萃取，通过逆流萃取控制萃取反应平衡，结合洗涤和反萃，进行精制，生产高纯度的硝酸钡、氯化钡、碳酸钡或氧化钡等无机盐产品，方法的具体措施如下(1)萃取剂的体积浓度及两相流比，依料液成分不同而不同，萃取剂的体积浓度为5％～50％；萃取流比有机相∶水相＝5～1，停留时间1～40min；(2)洗涤所用的洗涤剂为盐酸或硝酸溶液，浓度1％～5％，洗涤流比有机相∶水相＝3～1；(3)反萃所用的反萃剂为盐酸或硝酸溶液，浓度5％～25％，反萃流比有机相∶水相＝10～1。3.根据权利要求1所述的从普通硫化钡溶液用溶剂萃取直接生产高纯产品的方法，其特征在于所用的萃取剂为7～15碳的脂肪酸、8～18碳的环烷酸、2-乙基己基膦酸-2-乙基己基酯、二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸，三烷基氧化膦和三甲基辛基氯化胺。全文摘要系采用溶剂萃取技术，经过多级逆流萃取，洗涤和分步反萃，进行精制，直接生产高纯度的碳酸钡、硝酸钡、氯化钡或氧化钡等无机盐产品。最终产品能达到99.9％～99.99％的纯度。硫化钡溶液具有强碱性，使用的萃取剂必须耐碱，而且需要在碱性水溶液中控制萃取反应平衡。文档编号C22B3/00GK1657639SQ20041000451公开日2005年8月24日 申请日期2004年2月19日 优先权日2004年2月19日专利技术者朱屯 申请人:中国科学院过程工程研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涉及从普通硫化钡溶液用溶剂萃取直接生产高纯产品的方法，其特征在于：硫化钡溶液系重晶石还原产物黑灰经水浸而得，选用的萃取剂可以适应硫化钡溶液的强碱性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱屯，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]