專利名稱：一種生產(chǎn)硫化鋇的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)硫化鋇的生產(chǎn)方法，涉及化工行業(yè)中用重晶石(BaSO4)和煤(C)為原料生產(chǎn)硫化鋇(BaS)的生產(chǎn)工藝方法。
背景技術(shù)：
文獻《無機鹽工業(yè)手冊》(化學工業(yè)出版社1988年8月出版，天津化工研究院等編)，P.176-179公開的硫化鋇的生產(chǎn)方法為已有技術(shù)。該生產(chǎn)方法是把生產(chǎn)原料重晶石和煤經(jīng)適當粉碎后，將重晶石(BaSO4＞85％)和煤(固定碳＞75％)按100∶25-27(以重量計)的配比混合后，連續(xù)加入到轉(zhuǎn)爐，在1000-1300℃進行還原反應。
重晶石在轉(zhuǎn)爐中被還原為BaS以下列幾種方式進行
(3)其中硫酸鋇主要是按(3)式被一氧化碳還原為硫化鋇。
還原反應進行到一定時間后，爐料體積收縮呈金黃色熔體流出，冷卻后呈淺棕色或黑色，含有雜質(zhì)的粗硫化鋇的商品名稱為黑灰。
中國專利申請?zhí)枮镃N92105498.X的專利文件中，發(fā)明了一種低硫超細碳酸鋇的制造工藝。該方法將重晶石粉和無煙煤按一定比例配合均勻后置于700-1250℃馬弗爐中煅燒生成可溶性硫化鋇，再進行碳酸化反應，反應所需濃度為80-90克/升，溫度50-60℃，時間60-80分鐘。將生成的碳酸鋇經(jīng)脫硫、脫水、烘干、粉碎后即得粒徑在1.2μm以下，總硫在0.1-0.18％之間的低硫超細碳酸鋇成品。
文獻《無機鹽工業(yè)手冊》中的公開的生產(chǎn)硫化鋇的技術(shù)及上述專利方法存在著一些不足問題，這些問題是1.硫酸鋇轉(zhuǎn)化為硫化鋇的轉(zhuǎn)化率低，一般只有60-70％，由于轉(zhuǎn)化率低，黑灰產(chǎn)品中的硫化鋇含量一般只有60％左右，很難達到70％以上，得不到高品質(zhì)的(即硫化鋇含量高的)黑灰產(chǎn)品，更主要是浪費了重晶石資源，同時還增加運輸費用，還會產(chǎn)生大量的廢渣，污染環(huán)境。
2.煤耗高。煤耗有兩方面的煤耗，一是還原需要的煤耗，二是燃燒需要的煤耗。文獻《無機鹽工業(yè)手冊》公開技術(shù)生產(chǎn)一噸粗硫化鋇(以BaS65％計)需標準煤(7000千卡)燃料煤0.200噸，還原煤0.510噸，總計為0.710噸。
以上不足原因是由現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)方法不合理造成的。在硫酸鋇(BaSO4)還原為硫化鋇(BaS)的過程中有BaSO4與C的固-固反應和BaSO4與CO的固-氣反應，硫酸鋇與碳在轉(zhuǎn)爐中不斷轉(zhuǎn)動，固體之間相互之間距離大，很難緊密接觸，很難實現(xiàn)BaSO4與C的固-固反應，只有主要依靠BaSO4與CO的固-氣反應來實現(xiàn)BaSO4轉(zhuǎn)化為BaS，但是氣體中不是只有CO，還含有大量N2、O2、CO2等其它氣體，這些氣體必然會起隔離和屏蔽作用，使CO與BaSO4的反應不完全，還會使生成的BaS被氧化和進一步生成BaCO3等副反應發(fā)生，由于以上原因就是造成BaSO4轉(zhuǎn)化為BaS的轉(zhuǎn)化率低和煤耗高的原因，同時轉(zhuǎn)爐保溫效果差，氣體流量大，熱損失大，也加大了耗煤量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有硫化鋇生產(chǎn)方法中BaSO4轉(zhuǎn)化為BaS的轉(zhuǎn)化率低，黑灰中BaS含量低，煤耗高的缺點，提出了一種生產(chǎn)硫化鋇的新的生產(chǎn)工藝方法。本發(fā)明的生產(chǎn)方法可以使BaSO4轉(zhuǎn)化為BaS的轉(zhuǎn)化率達90％以上，甚至100％。轉(zhuǎn)化率比現(xiàn)有生產(chǎn)方法提高20％-30％，使黑灰中BaS含量從60％提高到80％-90％以上，使重晶石原料資源得到充分和完全利用，同時使生產(chǎn)BaS的噸耗標準煤從0.7噸以上降低0.5噸以下，節(jié)約煤30％以上。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，將原料重晶石和煤分別粉碎到一定的粒度后，再將重晶石和煤按重量比為1∶0.1-0.4進行配料，根據(jù)重晶石BaSO4的含量和煤含碳(C)量的不同而有不同的配比。配料后經(jīng)混勻，再粉碎和粉磨細度至80目以上，加水制成塊狀料塊，在隧道窯、輪窯或倒焰窯等塊狀燒結(jié)窯中，用煤或煤氣在600-1200℃加熱燒結(jié)，燒結(jié)料塊經(jīng)冷卻后，破碎到一定粒度便得到粗硫化鋇(即黑灰)產(chǎn)品。
本發(fā)明具有以下特點
1、本法在BaSO4被C還原為BaS的主要化學反應機理與現(xiàn)有技術(shù)主要化學反應機理不同本法由于是通過重晶石與煤粉磨后通過壓緊制成塊狀坯，使BaSO4與C形成緊密接觸，BaSO4與C主要是通過固-固反應來實現(xiàn)BaSO4轉(zhuǎn)化為BaS，其主要反應式為
文獻中現(xiàn)有的技術(shù)主要是通過BaSO4與CO的固-氣反應來實現(xiàn)BaSO4轉(zhuǎn)化為BaS，主要反應式為。
2.本法中一個BaSO4轉(zhuǎn)化成BaS只需要消耗2個碳(C)，而現(xiàn)有技術(shù)生成一個BaS需要消耗4個一氧化碳(CO)，而一氧化碳主要是碳與空氣不完全燃燒得到的，即一個BaSO4轉(zhuǎn)化成BaS需要4個碳(C)，因此本法的還原用煤比現(xiàn)有技術(shù)還原用煤少了接近一倍，同時，本法燒結(jié)需要溫度相對較低，加上本法采用的是隧道窯，保溫效果好，溫度又易于控制，本法所需燃料用煤比現(xiàn)有技術(shù)用煤也少很多?？偟膩碚f，本法比現(xiàn)有技術(shù)耗煤量至少少30％。
3.本法采用制塊燒結(jié)，BaSO4與C接觸緊密，使BaSO4被C還原充分，因此BaSO4轉(zhuǎn)化為BaS的轉(zhuǎn)化率高，形成BaS后，由于是塊狀產(chǎn)品，塊狀內(nèi)的BaS不易與O2和CO2接觸，隧道窯的還原氣氛易于控制，因此，BaS被O2進一步氧化和被CO2進一步碳酸化等副反應不易發(fā)生，使產(chǎn)品中的BaS含量穩(wěn)定。本法可以使BaSO4接近和達到100％的轉(zhuǎn)化為BaS，BaSO4的利用率可接近100％。
4.本法由BaSO4轉(zhuǎn)化為BaS的轉(zhuǎn)化率高，即重晶石資源利用率高，加工中造成的渣量很小，渣中鋇鹽極少，這不僅帶來很好的經(jīng)濟效益，而且?guī)砗芎玫纳鐣б婧铜h(huán)境效益。
具體實施例方式
實施例1實施原料選擇重晶石BaSO4含量為98％，燒失量為0.1％，重晶石原料采集點為貴州省息烽縣。
煤含碳(C)量為62％，灰份為20％，原料煤采集點為貴州省金沙縣。
實施方法先將重晶石破碎至_30mm以下粒度，將重晶石120噸與煤30噸按重量比1∶0.25配料，混勻，用球磨機磨至80目，篩余量小于2％，生粉料加入14％的水，制成60×120×240mm的料塊，將料塊堆放到隧道窯車上，推入隧道窯中煅燒，高溫帶最高溫度950℃，料塊在高溫帶保留時間為2小時。
實施結(jié)果得到的粗硫化鋇(黑灰)產(chǎn)品92.37噸，經(jīng)分析測試BaS含量為90.6％。BaSO4的轉(zhuǎn)化率為98.3％，每噸黑灰總煤耗量(原料煤加窯用燃煤)為420kg。
實施2實施原料重晶石BaSO4含量為90％，燒失量為2.5％，，重晶石原料采集點為貴州省天柱縣。
煤含碳(C)量為62％，灰份為20％，原料煤采集點為貴州省金沙縣。
實施方法先將重晶石破碎至_30mm以下粒度，將150噸重晶石與30噸原料煤按重量比1∶0.20配料，混勻，用球磨機磨至80目，篩余量小于2％，生粉料加入14％水，制成60×120×240mm的料塊，將料塊堆放到隧道窯車上，推入隧道窯中煅燒，隧道窯高溫帶最高溫度950℃，料塊在高溫帶保留時間為2小時。
實施結(jié)果得到的粗硫化鋇(黑灰)產(chǎn)品115噸，經(jīng)分析測試BaS含量為84.2％。BaSO4的轉(zhuǎn)化率為99.1％，每噸黑灰總煤耗量(原料煤加窯用燃煤)為415kg。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)硫化鋇的新方法，該方法是將重晶石和煤進行配料，混勻后，經(jīng)過破碎和粉磨，并經(jīng)加水成型制坯后，放入塊狀燒結(jié)窯爐中進行還原焙燒，而得到粗硫化鋇產(chǎn)品，其特征在于其加水成型制坯后的成型物為塊狀物。
2.權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)硫化鋇的新方法，其特征在于所采用的配料比例是指重晶石和煤按重量比1∶0.1-0.4進行配料。
3.權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)硫化鋇的新方法，其特征在于塊狀燒結(jié)窯爐指的是隧道窯、輪窯或倒焰窯等塊狀燒結(jié)窯爐。
4.權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)硫化鋇的新方法，其特征在于還原焙燒的溫度為600℃-1200℃。
5.權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)硫化鋇的新方法，其特征在于其原料經(jīng)破碎和粉磨后，粒度達80目以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)硫化鋇的生產(chǎn)方法。該方法是將重晶石和煤按一定配比配料混勻后，經(jīng)破碎和粉磨后，加水制成塊狀物，然后采用隧道窯、輪窯、倒焰窯等塊狀燒結(jié)窯進行還原焙燒。它與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法相比，具有BaSO
文檔編號C01B17/44GK1876564SQ20061005093
公開日2006年12月13日 申請日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者馬武權(quán), 胡兆平, 朱云勤, 吳登權(quán), 龔會琴, 郭淑琴, 包光富 申請人:馬武權(quán)