一种高纯高白度硫酸钡的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高纯超细高白度天然硫酸钡的制备工艺，包括破碎球磨选矿、煅烧、漂洗、酸洗、水洗、细磨和干燥工序，重晶石原矿经粗破、煅烧、调浆、初磨，再经过漂洗、酸洗及除杂、水洗，最后经深度细磨、干燥收尘后，可生产出纯度大于96%，白度大于94%，粒度D90为5~1.3μm的高纯超细或其它硫酸钡产品。本发明专利技术工艺适应性强，操作简单，生产成本低，回收率高达95%以上，且无有害废气、废渣、废水产生。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯高白度硫酸钡的制备工艺
本专利技术涉及硫酸钡的制备工艺，尤其涉及一种高纯高白度硫酸钡制备工艺。
技术介绍
重晶石是以硫酸钡（BaSO4）为主要成分的非金属矿产品，纯重晶石显白色、有玻璃光泽，摩氏硬度3-3.5，比重4.0g/cm3-4.6g/cm3。重晶石化学性质稳定性好、密度大、硬度适中、高比重、无磁性和无毒性，具有耐酸碱性、防腐蚀性、能吸收有害射线(Χ射线和γ射线)等特点。广泛应用于油漆、油墨、塑料、橡胶、医疗、造纸陶瓷、玻璃和密封材料等领域。目前，硫酸钡的生产方法主要有两类，一类为天然硫酸钡生产，二类为合成硫酸钡生产（也叫沉淀硫酸钡生产）。天然硫酸钡的生产方法是将分级挑选的矿石粉选、湿磨，然后投入沉淀灌中，将粗颗粒沉去、再磨。较细的颗粒以少量的盐酸或硫酸处理除去铁质而漂白，冲洗，过滤，干燥。这些比较粗糙的物理法，使得硫酸钡含量和白度比较低，细度比较粗，不规则，不均匀，分散性很差，易沉淀。合成硫酸钡生产主要有两种，一种为芒硝法：将重晶石与煤一起在高温煅烧形成硫化钡，在与硫酸钠反应成硫酸钡；另一种为将碳酸钡与硫酸反应生产硫酸钡。这种生产方法含量和白度是比较高，但是化学合成容易造成环境污染，操作流程多，销售价格很贵，导致用户用后成本高，细度不够细化，不够均匀，光泽度不够高。专利CN102115617B公开的一种高分散性沉淀硫酸钡及其制备方法，选择含钡量95%以上的重晶石进行精选、清洗、晾干、粉碎、雷磨，使其细度达到400目以上得到A；向A中加入聚丙烯酸钠盐分散剂、绢云母粉和苯氧乙酸烯丙酯，然后用砂磨机进行研磨，混合物的颗粒直径小于等于1.2μm后烘干，粉碎，得到B；向B中加入碳酸钙、二氧化钛和苯氧乙酸烯丙酯经充分混合得到产品。该专利技术的制得的高分散性沉淀硫酸钡细度小，分散性好；成本低廉；在生产过程中对环境的污染小。专利CN101475200B公开了一种近球形硫酸法硫酸钡的制备方法，利用煤煅烧重晶石生成硫化钡，用水溶解成浓度为70~130g/L的硫化钡溶液，过量硫酸同时加入连续反应器中反应生成硫酸钡浆和硫化氢，将硫酸钡浆脱水、洗涤、烘干、粉碎得近球形硫酸钡成品。该专利能得到球型或近拟球型且连续可调的粒径分布的硫酸钡。通过专利文件的检索，没有发现能够破坏本专利技术专利新颖性的现有技术，也不存在能破坏本专利技术创造性的文件。
技术实现思路
针对以上现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种工艺操作简单、成本低的高纯高白度天然硫酸钡制备工艺。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高纯高白度天然硫酸钡的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：A1、破碎球磨选矿工序：重晶石原矿石经破碎球磨后，再经选矿提纯得到品位85%以上的矿石。A2、煅烧工序：将A1工序后的矿石进行高温煅烧，直至矿石重量不再减少停止煅烧，再将煅烧后的矿石进行破碎细磨。A3、漂洗工序：将A2工序产生的矿石倒入水中漂洗，经压滤后产生漂洗液和漂洗产品，漂洗液排入沉淀池，漂洗产品进入下道酸洗工序。A4、酸洗工序：将A3工序产生的漂洗产品进行两段酸洗除杂。一段酸洗：将漂洗产品与硫酸溶液进行混合酸洗，产生的一段酸洗产品进入二段酸洗，一段酸洗液排入中和沉淀池中处理。二段酸洗：一段酸洗产品与硫酸溶液进行混合酸洗，酸洗后产生的二段酸洗产品进入下道水洗工序，二段酸洗液返回一段酸洗。A5、水洗工序：将A4工序产生的二段酸洗产品进行水洗，水洗后产生的水洗产品进入下道深度细磨工序，水洗液返酸洗工序。A6、深度细磨：将A5工序产生的水洗产品进行深度细磨，得到深度细磨产品。A7、干燥工序：将A6工序产生的深度细磨产品进行干燥，得到目标产品。进一步的，在所述的煅烧工序A2中，煅烧温度为850-1100℃，煅烧时间为1~4h。进一步的，在所述的水漂洗工序A3中，水与矿石的液固比按质量比计为15:1~5:1，漂洗时间为30-60min。进一步的，在所述的酸洗工序A4一段酸洗中，硫酸溶液与漂洗产品的液固比按质量比计为5:1~2:1，酸洗时间为30~120min；二段酸洗中，硫酸溶液与一段酸洗产品的液固比按质量比计为5:1~2:1，酸洗时间为30~120min。进一步的，在所述的酸洗工序A4中，二段酸洗中加入添加剂A，所述添加剂A的加入量为每吨滤渣加入3~10kg。其中，所述添加剂A为锌粉或铝粉。进一步的，在所述的水洗工序A5中，水洗中涉及的水与滤渣的液固比按质量比计为6:1~4:1，水洗时间为30-45min。进一步的，在所述的深度细磨工序A6中，将A5工序产生的水洗产品进行深度细磨至粒度D90为5~1.3μm，得到深度细磨产品；作为本专利技术的另一优选，将煅烧工序A2中产生的CO2冲入漂洗工序A3的沉淀池中，沉淀Ca，清水可循环使用。作为本专利技术的另一优选，在酸洗工序A4的中和沉淀池中加入碱、中和酸以及沉淀Mg，得到清水循环使用。本专利技术通过水漂洗将煅烧后重晶石矿中杂质钙进行去除，根据原矿重晶石品位的高低，也可以采用二段漂洗工序；通过两段酸洗将煅烧后重晶石矿中杂质钙进一步去除，同时去除杂质镁；二次酸洗过程中通过还原剂的加入去除杂质铁；通过水洗中和残余酸。最后按照客户需求进行深度细磨，从而达到高纯高白度天然硫酸钡产品。与现有技术相比，本专利技术提供的高纯超细高白度天然硫酸钡的制备方法的有益效果是：1、本工艺适应性强，工艺操作简单，生产成本低，回收率高（达95%以上），传统的沉淀法一般只有70~80%。2、本专利技术通过高温煅烧将重晶石矿中杂质碳酸盐煅烧分解，而硫酸钡不分解，并在生产过程中没有破坏原料中硫酸钡的晶体结构，仍然保持天然形态，属于天然硫酸钡范畴。3、本工艺与传统沉淀法相比，在环保上具有明显优势，整套工艺在运行的过程中没有废气、废水产生，生产过程中所有的液体，漂洗液和一段水洗液排入沉淀池处理，清水可进行漂洗循环，二段酸洗液返回一段酸洗，水洗液返回酸洗工序；本工艺过程中产生的少量酸雾尾气经尾气吸收处理，没有废气产生。具有很好的经济效益和环保效益。4、本专利技术通过在酸洗过程中加入还原剂将产品中杂质铁含量降低至0.005%以下。5、本专利技术制备出纯度大于96%，白度大于94%，粒度细小可控（5~1.3μm）的硫酸钡产品。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1A1、破碎球磨选矿工序：重晶石原矿石经破碎球磨、再经选矿提纯得到品位88%的矿石。A2、煅烧工序：将A1工序中破碎球磨选矿后的矿石在850℃下进行高温煅烧2h；将煅烧后的矿石进行破碎研磨，粒度达到d90为25μm。将煅烧工序A2中产生的CO2冲入沉淀池中，沉淀Ca，清水可循环使用。A3、漂洗工序：将A2工序产生的矿石进入水漂洗工序，水与矿石的液固比按质量计为15:1，漂洗时间为30min，经压滤后产生漂洗液和漂洗产品，漂洗液排入沉淀池，漂洗产品进入下道酸洗工序。视重晶石矿中钙含量高低可进行两段漂洗。A4、酸洗工序：将A3工序产生的漂洗产品进行两段酸洗。一段酸洗：将漂洗产品与硫酸溶液进行混合酸洗，其中硫酸溶液与漂洗产品的质量比为5:1，常温酸洗1h，产生的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯高白度天然硫酸钡的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：A1、破碎球磨选矿工序：重晶石原矿石经破碎球磨后，再经选矿提纯得到品位85%以上的矿石；A2、煅烧工序：将A1工序后的矿石进行高温煅烧，直至矿石重量不再减少停止煅烧，再将煅烧后的矿石进行破碎细磨；A3、漂洗工序：将A2工序产生的矿石倒入水中漂洗，经压滤后产生漂洗液和漂洗产品，漂洗液排入沉淀池，漂洗产品进入下道酸洗工序；A4、酸洗工序：将A3工序产生的漂洗产品进行两段酸洗除杂：一段酸洗：将漂洗产品与硫酸溶液进行混合酸洗，产生的一段酸洗产品进入二段酸洗，一段酸洗液排入中和沉淀池中处理；二段酸洗：一段酸洗产品与硫酸溶液进行混合酸洗，酸洗后产生的二段酸洗产品进入下道水洗工序，二段酸洗液返回一段酸洗；A5、水洗工序：将A4工序产生的二段酸洗产品进行水洗，水洗后产生的水洗产品进入下道深度细磨工序，水洗液返酸洗工序；A6、深度细磨：将A5工序产生的水洗产品进行深度细磨，得到深度细磨产品；A7、干燥工序：将A6工序产生的深度细磨产品进行干燥，得到目标产品。

【技术特征摘要】
1.一种高纯高白度天然硫酸钡的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：A1、破碎球磨选矿工序：重晶石原矿石经破碎球磨后，再经选矿提纯得到品位85%以上的矿石；A2、煅烧工序：将A1工序后的矿石进行高温煅烧，直至矿石重量不再减少停止煅烧，再将煅烧后的矿石进行破碎细磨；A3、漂洗工序：将A2工序产生的矿石倒入水中漂洗，经压滤后产生漂洗液和漂洗产品，漂洗液排入沉淀池，漂洗产品进入下道酸洗工序；A4、酸洗工序：将A3工序产生的漂洗产品进行两段酸洗除杂：一段酸洗：将漂洗产品与硫酸溶液进行混合酸洗，产生的一段酸洗产品进入二段酸洗，一段酸洗液排入中和沉淀池中处理；二段酸洗：一段酸洗产品与硫酸溶液进行混合酸洗，酸洗后产生的二段酸洗产品进入下道水洗工序，二段酸洗液返回一段酸洗；A5、水洗工序：将A4工序产生的二段酸洗产品进行水洗，水洗后产生的水洗产品进入下道深度细磨工序，水洗液返酸洗工序；A6、深度细磨：将A5工序产生的水洗产品进行深度细磨，得到深度细磨产品；A7、干燥工序：将A6工序产生的深度细磨产品进行干燥，得到目标产品。2.根据权利要求1所述的高纯高白度天然硫酸钡的制备工艺，其特征在于，在所述的煅烧工序A2中，煅烧温度为850-1100℃，煅烧时间为1~4h。3.根据权利要求1所述的高纯高白度天然硫酸钡的制备工艺，其特征在于，在所述的水漂洗工序A3中，水与矿石的液固比按质量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳承辉，戴慧敏，陈雪云，夏海燕，张天芳，盛飞霞，
申请(专利权)人：株洲冶炼集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43