[发明专利]制备硫酸钡和硫化锌的方法

说明书

技术领域：

本发明属于制备硫酸钡和硫化锌的化工技术领域，特别是涉及一种制备硫酸钡和硫化锌的方法。

背景技术：

目前，现有的采用硫化钡溶液与芒硝溶液反应制备沉淀硫酸钡的过程中副产的含硫化碱Na₂S废液，其处理方法是加热使水全部蒸出，加工成固体硫化碱产品出售，但是一方面要消耗大量煤热能，同时在生产过程中由液相转化为固相中会损失一部分产品，而且硫化碱产品售价又低，因此经济上是不合算的；另一方面，硫化钠的生产工艺简单，钠盐和含硫化合物较普遍，故成本很低，上述制备得到的产品纯度不高，含有一些杂质，因此效益不好，而且利用率低。现有的硫化锌是天然闪锌矿石，比较稀有，价格昂贵，不能普及。

发明内容：

为克服现有的制备方法中存在的不足，本发明提供一种制备硫酸钡和硫化锌的方法，以重晶石和含锌矿石为主要原料，采用闭路循环过程，无废水、废气和废渣排放，而且收率高，操作简便，节约能源。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

所述的制备硫酸钡和硫化锌的方法，其以重晶石和含锌矿石为主要原料，工艺过程为：

1)、将重晶石和煤混合煅烧制得的含硫化钡50％以上的黑灰原料在浸取槽中，用热水槽中的热水浸取制得澄清的硫化钡溶液；

2)、在沉淀硫酸钡制备槽中，硫化钡BaS溶液与芒硝Na₂SO₄溶液反应，反应产物经压滤分离、干燥、磨碎得硫酸钡BaSO₄产品，分离出硫酸钡后的含硫化碱Na₂S母液送入硫化锌制备槽中；

3)、在硫酸锌制备槽中，含锌矿石煅烧制得的氧化锌ZnO与硫酸H₂SO₄反应，反应液经净化即除去铁等杂质，制得硫酸锌ZnSO₄溶液；

4)、在硫化锌制备槽中，纯净硫酸锌ZnSO₄溶液与硫化碱Na₂S反应，反应产物经压滤分离出硫化锌；

5)、分离出硫化锌ZnS后的含硫酸钠Na₂SO₄母液送入锅炉中浓缩，产生的蒸汽送入热水槽中，用来加热浸取硫化钡用水，而浓缩后的含硫酸钠Na₂SO₄溶液送入沉淀硫酸钡制备槽与硫化钡BaS反应再次制取沉淀硫酸钡BaSO₄，形成闭路循环。

化学方程式：

Na₂SO₄+BaS→BaSO₄+Na₂S

ZnO+H₂SO₄→ZnSO₄+H₂O

ZnSO₄+Na₂S→ZnS+Na₂SO₄

总反应式

BaS+H₂SO₄+ZnO→BaSO₄+ZnS+H₂O

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

该制备硫酸钡和硫化锌的方法，在生产硫酸钡的过程中又有效利用含硫化碱Na₂S废液，用来制备硫化锌，使利润超过生产成本的一倍；工艺过程形成闭路的循环过程，无废水和废气排放，浸取硫化钡后的废渣经酸化中和后可作耐火材料，无废渣排放，生产过程中元素的利用率很高即经济效益很好，符合当今社会提倡的绿色化学，对环境保护非常有利；而且重晶石和含锌矿石在我国储量丰富，可大量生产，在很大程度上降低成本，因此原料便利易得；技术先进，收率高，操作简便，节约能源，而且对设备和规模的要求限制不高，特别适于在乡镇企业中推广应用。

附图说明：

图1是制备硫酸钡和硫化锌的工艺流程图。

具体实施方式：

如图1中所示，该制备硫酸钡和硫化锌的方法，其以重晶石和含锌矿石为主要原料，工艺过程为：

1)、将重晶石和煤以3∶1的比例，温度控制在1100℃～1200℃煅烧2个小时，制得的硫化钡在浸取槽中，用热水槽中的热水浸取得澄清的硫化钡溶液，浸取硫化钡后的废渣经酸化中和后用作耐火材料；