一种硫酸钡高效提纯的方法技术

本发明专利技术公开一种硫酸钡高效提纯的方法，其是以任意含量的硫酸钡为原料，通过氯化剂与硫化剂对硫酸钡中的杂技离子进行去除，控制滤液硫酸钡溶液中的金属杂质离子M1与氯化物中的氯离子F的摩尔比例为：M1∶F＝1∶1‑3等，提高了硫酸钡的含量，经检测本发明专利技术生产的产品含量达到99％以上，符合锂离子电池的原料使用要求。

A Method for High Efficiency Purification of Barium Sulfate

The invention discloses an efficient purification method of barium sulfate, which takes barium sulfate of arbitrary content as raw material, removes acrobatic ions in barium sulfate by chlorinating agent and sulfurizing agent, and controls the molar ratio of metal impurity ion M1 in barium sulfate solution of filtrate to chloride ion F in chloride as follows: M1:F=1:1_3, etc., improves the content of barium sulfate, and after detection, the content of barium sulfate is increased. The product content is over 99%, which meets the requirement of lithium ion batteries.

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸钡高效提纯的方法
本专利技术涉及一种硫酸盐的提纯方法及其产品，特别是一种硫酸钡高效提纯的方法。
技术介绍
硫酸钡是一种重要的化工产品，其可广泛应用于工农业生产上。在农业上是一种重要的微量元素肥料，是植物合成吐绿素的催化剂，喷洒硫酸钡可使多种经液济作物生长良好，增加产量，还可作饲料添加剂使用。在工业上，高纯硫酸钡主要用于锂离子二次电池钡系正极材料的制备，但是锂离子钡系正极材料对K、Na、Ca、Mg、Fe、F及重金属等指标有较为严格的要求，但允许其中有Li、Co、Ni等离子存在。因此，普通的硫酸钡产品难以作为锂离子的二次电池钡系正极材料的使用，需要对其进行提纯加工。一般地，现有的提纯硫酸钡的方法，生产工艺较复杂，生产成本高，在工业上可行性不足，如中国专利号为921126735《高收率制取高纯硫酸钡溶液》，其是以含有钾的低品位碳酸钡为原料，在互相分离的两个浸出器中分两段完成浸出过程，并除去钾，然后制备硫酸钡，其生产成本高，工艺步骤复杂，其生产的硫酸钡难以达到锂离子电池正极材料中的钡源使用。
技术实现思路
本专利技术提供一种硫酸钡高效提纯的方法，其是以任意含量的硫酸钡为原料，通过氯化剂与硫化剂对硫酸钡中的杂技离子进行去除，以提高硫酸钡的含量，使其达到符合锂离子电池的原料使用要求。本专利技术一种硫酸钡的提纯方法，以硫酸钡为原料，按如下方法步骤进行：(1)氯化物除杂：向硫酸钡溶液加入可溶性氯化物，控制硫酸钡浓度为5wt％-38.6wt％，过滤分离去除反应沉淀物，控制滤液硫酸钡溶液中的金属杂质离子M1与氯化物中的氯离子F的摩尔比例为：M1∶F＝1∶1-3，得滤液为硫酸钡溶液1；(2)硫化物除杂：向步骤(1)所得的硫酸钡溶液1中加入可溶性硫化物进行反应沉淀，控制硫酸钡溶液1中的剩余金属杂质离子M2与硫化物中的硫离子的摩尔比例为：M2∶S＝1∶1-2，过滤除杂，得滤液硫酸钡溶液2；(3)制备硫酸钡：将步骤(3)所得的过滤液，调整pH值为5.0-6.0后进行蒸馏，得结晶硫酸钡产品。本专利技术所述的硫酸钡的提纯方法，控制所述步骤(1)的除杂反应的温度为10-100℃。本专利技术优选控制所述步骤(1)的除杂反应的温度为在30-60℃。本专利技术优选控制所述步骤(1)中硫酸钡浓度为20wt％-30wt％。本专利技术所述步骤(1)中可溶性氯化物为可溶性氯盐，所述可溶性氯盐为氯化钠、氯化锂、氯化钾、氯化铵、氯化氢、氯化钡中的任意一种或几种。本专利技术所述步骤(2)中加入的硫化物为硫化钡、硫化钙、硫化钠、硫化钾、硫化铵、硫化氢中的任意一种或几种。本专利技术所述步骤(4)中蒸馏采用减压蒸馏得到结晶硫酸钡。本专利技术所述的活性炭，经酸洗、水洗后回收再利用。本专利技术优选步骤(1)中所述加入可溶性氯化物为氯化钡，步骤(2)所述加入的硫化物优选硫化钡。本专利技术所述的硫酸钡依据上述方法制备获得，其纯度大于99wt％。纯度可达电池级。本专利技术采用上述方法生产高纯硫酸钡，是以普通的硫酸钡为原料，硫酸钡原料一般通过市售获得，通过氯化剂和硫化剂进行二次除杂处理，以除去硫酸钡中的杂质离子，使硫酸钡达到生产锂离子电池级的使用要求，解决了萃取法提取时所产生的环境问题和化学法提纯达不到的纯度问题，且生产能耗低。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：本专利技术使用的原料如下：硫酸钡：对于任何的纯度硫酸钡均可使用，只要将其配制成5wt％～38.6wt％的硫酸钡溶液即可，优选配制成20wt％-30wt％的硫酸钡溶液。硫酸钡溶液中，除了钡离子外，还存在大量的杂质金属元素，例如Mg、Ca、Fe、Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As、Cr等，需要估算这些金属离子，可通过ICP分析杂质离子含量。氯化物：氯化物的使用主要是为了沉淀硫酸钡原料中的金属杂质元素，可以使用任何纯度或浓度的氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铵、氯化氢、氯化镍、氯化钴、氯化钡等氯化物，优选氯化锂和氯化氢或氯化钡，能避免引入新的杂质，对氯化锂或氯化氢溶液的要求是，硫酸钡中的杂质金属离子M1与氯化锂或氯化氢中的氯离子的摩尔比为M1∶F＝1∶1-3，优选1∶2.5，即氯化物中的氯离子的摩尔数为硫酸钡溶液中的金属杂质离子M1摩尔数的1倍至3倍。硫化物：硫化物的使用主要是为了沉淀硫酸钡原料中金属杂质元素，可以使用任何纯度或浓度的硫化钡、硫化锶、硫化铵、硫化钠、硫化氢等硫化物，控制硫酸钡中的杂质金属离子M2与硫化物中的硫离子的摩尔比M2∶S＝1∶1-2，即硫化物中的硫离子的摩尔数为硫酸钡溶液中的金属杂质摩尔数的1倍至2倍。活性炭：活性炭的使用，主要是氯化物和硫化物沉淀出来的沉淀物呈胶态，不易过滤分离，经过活性炭吸附后，能够很好的分离出来。活性炭也能够反复再生利用。实施例本专利技术的具体步骤如下：(1)氯化物除杂：在硫酸钡溶液中加入氯化物除杂，优选氯化锂和氯化氢或氯化钡，将硫酸钡中的金属杂质主要是Ca、Mg等，变为氯化物氯化钙与氯化镁沉淀，将反应产物固、液过滤分离，滤液溶液中剩下的硫酸钡再经过硫化物除杂。由于氯化钡的溶度积较氯化钙、氯化镁的溶度积大，钡离子不易形成沉淀，大部分的钡离子可以保留在溶液中。原料硫酸钡一般选5wt％-38.6wt％溶液，浓度低时体系的水比例大，实际上对可溶盐的分离效果高，也就是说生成硫酸钡时的夹带浓度低，但是工业操作时浓度太低设备利用效率低，因此不宜选用太低的浓度；要求其中的金属杂质离子M1与氯化物中的氯离子的摩尔比例为：M1∶S＝1∶1～3，由于硫酸钡的溶解度随温度的升高而降低，因此，除杂温度不能选择太高，除杂温度为10℃-100℃，优选30℃-60℃，得到经氯化物除杂后的硫酸钡溶液1。(2)硫化物除杂：将上步经氯化物除杂后得到的硫酸钡溶液1，向硫酸钡溶液1中加入硫化物加热除杂，优选使用硫化钡，使硫酸钡中的金属杂质，如Fe、Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As等金属杂质离子变为硫化物沉淀，将反应产物固、液过滤分离，固体除去，得到硫酸钡溶液2中剩下较纯的硫酸钡。由于硫化物中硫化钡的溶度积最高，钡离子最不易与硫离子形成沉淀，大部分的钡离子可以保留在溶液中；要求其中的金属杂质离子M2与硫化物中的硫离子的摩尔比例为：M2∶S＝1∶1-2，由于硫酸钡溶液中，能够与硫离子反应的杂质有Fe、Cu、Pb、As、Cr、Cd、Hg，硫酸钡的溶解度随温度的升高而降低，因此，除杂温度不能选择太高，除杂温度为10℃-100℃，优选30℃～60℃；得到硫酸钡溶液2。(3)活性炭吸附沉淀分离：将上述(2)步得到的硫酸钡溶液2用活性炭进行吸附分离，由于氯离子和硫化物沉淀产物为胶态颗粒，容易堵塞或通过滤布、过滤效率很低，影响生产效率，经过活性炭吸附后，能大大提高过滤性能。可在沉淀后的体系中加入活性炭，充分搅拌吸附后，进行过滤沉淀，过滤可选离心过滤或者减压抽滤的方式完成。所加入活性炭中可溶性金属离子要求≤10ppm；得到滤液。(4)硫酸钡产品：将(4)步得到的滤液溶液调整其pH值为5.0-6.0后，进行减压蒸馏获得硫酸钡结晶产品，纯度大于99％质量比。达到电池级产品要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫酸钡的提纯方法，以硫酸钡为原料，按如下方法步骤进行：(1)氯化物除杂：向硫酸钡溶液加入可溶性氯化物，控制硫酸钡浓度为5wt％‑38.6wt％，过滤分离，去除反应沉淀物，控制滤液硫酸钡溶液中的金属杂质离子M1与氯化物中的氯离子F的摩尔比例为：M1∶F＝1∶1‑3，得滤液为硫酸钡溶液1；(2)硫化物除杂：向步骤(1)所得的硫酸钡溶液1中加入可溶性硫化物进行反应沉淀，控制硫酸钡溶液1中的剩余金属杂质离子M2与硫化物中的硫离子的摩尔比例为：M2∶S＝1∶1‑2，过滤除杂，得滤液硫酸钡溶液2；(3)制备硫酸钡：将步骤(3)所得的过滤液，调整pH值为5.0‑6.0后进行蒸馏，得结晶硫酸钡产品。

【技术特征摘要】
1.一种硫酸钡的提纯方法，以硫酸钡为原料，按如下方法步骤进行：(1)氯化物除杂：向硫酸钡溶液加入可溶性氯化物，控制硫酸钡浓度为5wt％-38.6wt％，过滤分离，去除反应沉淀物，控制滤液硫酸钡溶液中的金属杂质离子M1与氯化物中的氯离子F的摩尔比例为：M1∶F＝1∶1-3，得滤液为硫酸钡溶液1；(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗丽斌，
申请(专利权)人：罗丽斌，
类型：发明
国别省市：陕西,61