[发明专利]一种硫酸钡与硫化锌循环生产系统及工艺

说明书

本发明公开了一种硫酸钡与硫化锌循环生产系统及工艺，所述工艺将纯化的硫化钡与硫酸钠化合后，经固液分离获得硫酸钡沉淀与副产硫化钠溶液；硫化钠溶液经除去钡离子及杂质后，与纯化后的硫酸锌化合，经固液分离获得硫化锌与硫酸钠溶液；硫酸钠溶液经除锌后浓缩后重新循环使用；硫酸钡及硫化锌经后处理获得成品。本发明提供的生产工艺实现硫酸钡与硫化锌的持续稳定循环生产，同时避免生成共沉淀锌钡白；此外，系统运行稳定，生产效率高，成本低。

技术领域

本发明涉及硫酸钡和硫化锌的制备技术领域，特别涉及一种硫酸钡与硫化锌循环生产工艺。

背景技术

硫化锌由于具有荧光、磷光和红外透明等特性而广泛应用于发光、传感、红外窗口材料、光催化等诸多领域。硫酸钡具有较高的折射率(1.63～1.65)，表现出颜色较白并有一定的遮盖力。主要用作油漆、涂料、油墨、塑料、橡胶及蓄电池的原料或填充剂。

目前，现有的采用硫化钡溶液与硫酸钠溶液反应制备沉淀硫酸钡的过程中副产的Na₂S，处理方法是浓缩蒸发，需要消耗大量热能，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，而且硫化碱经济性低；另一方面，现有硫化钠的生产工艺简单，成本低，产品纯度不高，因此效益不好，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。

中国专利公开文献CN101205077A中报道了循环制备硫酸钡和硫化锌的方法，在制备硫酸钡的过程中利用含硫化碱Na₂S废液，但是没有考虑到两种工艺在交互时中间产物可能带有的杂质及过量的原料，很可能生成共沉淀锌钡白影响产品纯度；此外上述工艺在实际生产过程需要考虑生产效率及自动化程度，否则生产成本的过高也无法弥补循环工艺带来的收益，然而目前还没有这类工艺的连续化生产工艺设计。

因此，有必要提出一种硫酸钡与硫化锌循环生产系统及工艺，至少解决现有技术多种处理方式的缺陷之一。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种硫酸钡与硫化锌循环生产系统；本发明的第二个目的在于提供一种硫酸钡与硫化锌循环生产工艺。上述目的在于至少解决现有技术存在的诸多问题之一。

鉴于此，本发明的方案为：

一种硫酸钡与硫化锌循环生产系统，包括硫酸钡反应器、硫酸钡分离装置、硫化锌反应器、硫化锌分离装置；其中：

硫酸钡反应器及硫化锌反应器中设有微纳米气泡发生器；硫酸钡分离装置及硫化锌分离装置内设膜分离结构，用于拦截沉淀滤过溶液；硫酸钡反应器的输出端与硫酸钡分离装置的输入端连通，硫酸钡分离装置透过性输出端与硫化锌反应器连通；硫化锌反应器的输出端与硫化锌分离装置的输入端连通；硫化锌分离装置的透过性输出端与硫酸钡反应器连通；硫酸钡分离装置及硫化锌分离装置的非透过性输出端分别获得硫酸钡、硫化锌，经后处理获得成品。

根据本发明的实施例，所述系统还包括第一除杂罐及第二除杂罐；其中：硫酸钡分离装置透过性输出端与第一除杂罐连通，副产硫化钠经第一除杂罐除去钡离子后进入硫化锌反应器；硫化锌分离装置的透过性输出端与第二除杂罐连通，副产硫酸钠经第二除杂罐除去锌离子后重回硫酸钡反应器。

根据本发明的实施例，所述系统还包括用于固液分离的第一分离罐及第二分离罐；硫酸钡分离装置的非透过性输出端连通第一分离罐，经分离后的液体重回硫酸钡反应器；硫化锌分离装置的非透过性输出端连通第二分离罐，经分离后的液体重回硫化锌反应器；第一分离罐及第二分离罐的固体输出端分别获得硫酸钡、硫化锌。

根据本发明的实施例，所述第一除杂罐内设竖向隔板，硫化钠溶液在隔板一侧除杂后流入另一侧并输出；所述第二除杂罐内设竖向隔板，硫酸钠溶液在隔板一侧除杂后流入另一侧并输出。