[发明专利]制备低硫碳酸钡的方法及其制得的碳酸钡产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备低硫碳酸钡的方法及其制得的碳酸钡产品。

背景技术

碳酸钡产品广泛用于陶瓷，釉料，电子元器件等工业领域。传统的碳化法制备工艺由于硫化钡熟料浸取过程以及二氧化碳碳化过程中氧的影响，造成硫元素氧化形成多硫化物及硫磺夹带进入碳酸钡产品，造成碳酸钡产品的总硫增加，影响到下游客户的使用。

发明内容

本发明人对碳酸钡总硫制备进行了长期深入的研究，结合多硫化物和硫磺的物理化学情况，通过控制碳化终点，体系pH值控制及配位元素的导入将硫磺等形成可溶性物质，从而解决了总硫含量过高的问题。产品总硫从通常的0.25%～0.40%降低至小于0.03%，满足了下游客户的要求。

具体地，本发明通过在硫化钡碳化之前，引入钠离子或钾离子，并通过控制碳化终点，使得多硫化钡转化成多硫化钠或多硫化钾，然后通过固液分离将该多硫化钠或多硫化钾随溶液去除，从而实现对总硫的控制。

本发明涉及或抑制的主要化学反应为：

BaS+H₂O+CO₂→BaCO₃+H₂S

H₂O+BaS+O₂→BaS_x+1+2OH^-

BaS_x+1+H₂O+CO₂→BaCO₃+S+H₂S

BaS_x+1+2NaOH+CO₂→BaCO₃+Na₂S_x+1+H₂O

本发明涉及一种制备碳酸钡的方法，包括以下几个步骤：

（1）配料：在50～200g/L硫化钡溶液中引入钠离子或钾离子，使钠离子或钾离子浓度在0.01～0.025mol/L范围；

（2）碳化：将步骤（1）所得混合液通入石灰窑气体进行碳化，控制BaS浓度在0.25～0.4g/L时为碳化终点，停止碳化，固液分离；

（3）成品处理：将步骤（2）所得固相热洗，蒸发烘干，获得低硫碳酸钡产品。

优选地，所述硫化钡溶液的浓度为50～150g/L。

优选地，所述步骤（1）控制钠离子浓度为0.015～0.02mol/L。

优选地，所述步骤（1）的混合溶液反应在温度65～80℃范围内进行。

优选地，所述步骤（2）的碳化步骤之后，体系的pH值在7.5～8.0范围。

优选地，所述步骤（3）热洗固相温度为60～70℃。

本发明还涉及上述方法制得的碳酸钡产品，该产品的钠重量含量低于0.01ppm。

优选地，该产品的总硫含量低于0.03%。

本发明通过在BaS体系中加入一定量的钠离子或钾离子，使氧化产生的多硫化合物形成可溶的多硫化钠，防止硫磺的产生，从而降低了碳酸钡产品总硫。

附图说明

图1是本发明的主要工艺流程图。

具体实施方式

以下述的实例详细叙述如下，然而，本领域技术人员应当理解的是，本发明的保护范围不应当局限于此。

结合流程图图1，详细工艺过程描述如下：

（1）配料：在50～200g/L硫化钡溶液中加入钠离子或钾离子，使钠离子或钾离子浓度在0.01～0.025mol/L范围。

所述硫化钡溶液浓度越高，引入的杂质含量高，硫酸钡浓度越低，体系的夹带浓度低，产品纯度会提高，因此优选50～150g/L的浓度。但工业操作时浓度太低设备利用效率低，不宜选用太低的浓度。硫化钡可选任意纯度的工业硫化钡配制。选择钠离子或钾离子的原因是它们可与硫进行配位，配位后可以形成可溶性多硫化物，并且不会生成碳酸盐沉淀。其中钠离子或钾离子的浓度控制在0.01～0.025mol/L范围，配位离子的浓度越高，则配位多硫化钡的程度越高，碳酸钡产品中的总硫含量越低，但浓度太高没有必要，并且会给溶液带来过多的杂质；配位离子浓度越低，则配位多硫化钡的程度越低，碳酸钡产品中的总硫含量越高，因此优选0.015～0.02mol/L。为了提高反应速率，优选控制混合溶液温度在65～80℃范围。

（2）碳化：将步骤（1）所得混合液通入石灰窑气体进行碳化，控制BaS浓度在0.25～0.4g/L时为碳化终点，停止碳化，固液分离；