專利名稱：利用硫化鋇和氫氧化鈉一步生產氫氧化鋇和硫化鈉的方法
技術領域：
本發明涉及鋇的氫氧化物生產，特別是一種利用硫化鋇和堿液進行反應，一步生成氫氧化鋇的方法。
背景技術：
氫氧化鋇是重要的化工原料。目前，生成氫氧化鋇的方法主要有硫化鋇法和重毒石法。根據化學工業出版社2008年所出版的第五版《化工產品手冊一一無機化工原料分冊》55頁的記載硫化鋇法將由重晶石焙燒，浸取得到的硫化鋇，溶液濃度控制在14 16° Be，靜置澄清，清液與鹽酸反應，生成的氯化鋇溶液加熱至70 90°C與過量燒堿于100 110°C進行復分解反應；經濃縮，冷卻結晶，離心分離，干燥，即得八水氫氧化鋇成品。該方法需要通過加入鹽酸、加入燒堿兩步處理才能得到終產品，工藝路線長，消耗鹽酸，不利于硫的回收利用。另外，在采用該方法進行生產時，需要花費成本對有害氣體氯化氫進行妥善處理，否則會污染環境。毒重石法是將礦石粉碎后進行鍛燒，經浸取.過濾、凈化；結晶、脫水。干燥得到產品。該法由于受重毒石中鈣、鋁、鐵等雜質影響較大，所獲得的產品純度受影響。且近年來，重毒石資源枯竭，該方法適用范圍受限。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種生產氫氧化鋇的工藝。利用硫化鋇與堿液直接反應，生產出合格的氫氧化鋇產品。所述原料中的硫化鋇，可以是采用還原劑與重晶石反應所得的產物，即可以是工業硫化鋇黑灰。所述堿液是燒堿溶液。具體地，一種利用硫化鋇和氫氧化鈉一步生產氫氧化鋇和硫化鈉的方法，包括以下方法和步驟
1)、溶浸采用7(T10(TC的熱水作為浸取液，對原料硫化鋇進行浸取以獲得硫化鋇浸出液；
2)、預處理將步驟I)中所得的硫化鋇浸出液除去廢渣，加熱保溫至7(Γ100 ，得到硫化鋇溶液；
3)、測定測定經過步驟2)預處理的硫化鋇中鋇離子的物質的量；
4)、加堿反應向經過步驟3)測定后的硫化鋇溶液中加入燒堿，所述燒堿中的氫氧根離子的物質的量為步驟3)中所測定的鋇離子的物質的量的I 3倍；
5)、分離在步驟4)的反應進行完成后，將溶液加入到離心機，待溫度降至70°C后，離心分離以獲得氫氧化鋇。本說明書中所用的“原料硫化鋇”，是采用還原劑與重晶石反應所制得的。如2008年版《化工產品手冊一一無機化工原料分冊》第59 60頁所記載的采用煤與重晶石焙燒后得到的含硫化鋇65%的產物，即工業硫化鋇黑灰。
本發明所提供的“一步法”，即直接采用堿液與硫化鋇反應生產出氫氧化鋇產品，較傳統工藝先用鹽酸與硫化鋇反應、再用燒堿反應的“二步法”更為經濟。既節省了原料鹽酸，又縮短了工藝路線。同時，本方法無有害氣體排放，對環境無污染。由于工業硫化鋇黑灰中雜質較多，且硫化鋇溶解度較小，因此，在所述步驟I)中，對原料硫化鋇進行反復浸取，直到殘渣中硫化鋇的含量低于1%為止。為提高生產效率和節約生產用水，在所述反復浸取過程中，對于濃度低于20° Be的硫化鋇浸出液，循環地加入到原料中對原料進行浸取。加熱使得硫化鋇溶液濃度高于30° Be。以保證步驟4)的反應過程中，硫化鋇溶液有較高的濃度，效率更高。步驟4)中，反應溫度低于115°C，以防止反應液飛濺。
根據本發明的方法，為到達技術效果，所述步驟4)中，加入的堿液為的氫氧化鈉溶液。尤其可以采用含量為15 30%的燒堿溶液。應用該技術方案，可獲得副產品硫化納。為充分利用原料，實現原子經濟。步驟5)中，從分離出氫氧化鋇后，通過對溶液蒸發結晶，獲得硫化鈉。相對于傳統的“硫化鋇法”，不僅節省了鹽酸，更好的是，采用該技術方案所獲得的副產品一一硫化鈉的價值通常高于“硫化鋇法”所獲得的氯化鈉。
本發明可以通過附圖給出的非限定性實施例進一步說明。圖I為本發明的工藝路線 圖2為硫化鋇溶解度曲線 圖3為八水合氫氧化鋇溶解度曲線圖。
具體實施例方式下面提供本發明的三個具體實施例對本發明作進一步的詳細描述，但不應該理解為本發明上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本發明上述技術思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段，作出各種替換和變更，均應包括在本發明范圍內。實施例I :
將2kg硫化鋇含量為65%的工業硫化鋇黑灰裝入用于溶浸的容器中，向該容器加入3. 5L熱水，所述熱水的溫度在95°C以上。溶浸過程中，可以對容器進行加熱，以保證水溫。上述步驟中，一方面，對原料的浸出反復進行，直到原料殘渣中硫化鋇的含量低于I %。另一方面，對于濃度需低于20° Be的浸出液，循環地加入到所述容器中作為浸取液對原料進行溶浸。溶浸完成后，將浸出液除渣，加入到槽中，靜置，保溫到95°C，濃縮到30° Be以上。將靜置保溫后的浸出液加入到反應槽中，測定其中鋇離子的物質的量、加入含氫氧根離子為所測定的鋇離子25倍的堿液。本實施例中，緩慢加入2. 05kg濃度為30%的氫氧化鈉溶液，進行充分反應。在反應過程中，反應器溫度控制在105°C。待上述步驟中的反應充分進行后，對產物進行結晶分離。降溫至60攝氏度，通過離心和干燥后，獲得含量為99. I %的八水合氫氧化鋇2. 31kg。所述八水合氫氧化鋇符合HG/T2566-2006的檢驗及其質量標準。
將分離出的硫化鈉溶液進行濃縮，得到含量為60 %的硫化鈉O. 92kg。所述硫化鈉符合GB10500-2009的檢驗及其質量標準。實施例2
將2kg硫化鋇含量為55% 的工業硫化鋇黑灰裝入用于溶浸的容器中，向該容器加入3. 5L熱水，所述熱水的溫度在70°C以上。溶浸過程中，可以對容器進行加熱，以保證水溫。上述步驟中，一方面，對原料的浸出反復進行，直到原料殘渣中硫化鋇的含量低于I %。另一方面，對于濃度需低于20° Be的浸出液，循環地加入到所述容器中作為浸取液對原料進行溶浸。溶浸完成后，將浸出液除渣，加入到槽中，靜置，保溫到80°C，濃縮到30° Be以上。將靜置保溫后的浸出液加入到反應槽中，測定其中鋇離子的物質的量、加入含氫氧根離子為所測定的鋇離子I 3倍的堿液。本實施例中，緩慢加入I. 75kg濃度為30%的氫氧化鈉溶液，進行充分反應。在反應過程中，反應器溫度控制在115°C。待上述步驟中的反應充分進行后，對產物進行結晶分離。降溫至70攝氏度，通過離心和干燥后，獲得含量為99%的八水合氫氧化鋇I. 9kg。所述八水合氫氧化鋇符合HG/T2566-2006的檢驗及其質量標準。將分離出的硫化鈉溶液進行濃縮，得到含量為60%的硫化鈉O. 77kg。所述硫化鈉符合GB10500-2009的檢驗及其質量標準。實施例3
將2kg硫化鋇含量為60%的工業硫化鋇黑灰裝入用于溶浸的容器中，向該容器加入
3.5L熱水，所述熱水的溫度在90°C以上。溶浸過程中，可以對容器進行加熱，以保證水溫。上述步驟中，一方面，對原料的浸出反復進行，直到原料殘渣中硫化鋇的含量低于I %。另一方面，對于濃度需低于20° Be的浸出液，循環地加入到所述容器中作為浸取液對原料進行溶浸。溶浸完成后，將浸出液除渣，加入到槽中，靜置，保溫到90°C，濃縮到30° Be以上。將靜置保溫后的浸出液加入到反應槽中，測定其中鋇離子的物質的量、加入含氫氧根離子為所測定的鋇離子2 3倍的堿液。本實施例中，緩慢加入I. 9kg濃度為30%的氫氧化鈉溶液，進行充分反應。在反應過程中，反應器溫度控制在110°C。待上述步驟中的反應充分進行后，對產物進行結晶分離。降溫至室溫，通過離心和干燥后，獲得含量為99%的八水合氫氧化鋇2. 12kg。所述八水合氫氧化鋇符合HG/T2566-2006的檢驗及其質量標準。將分離出的硫化鈉溶液進行濃縮，得到含量為60 %的硫化鈉O. 84kg。所述硫化鈉符合GB10500-2009的檢驗及其質量標準。
權利要求
1.一種利用硫化鋇和氫氧化鈉一步生產氫氧化鋇和硫化鈉的方法，其特征在于，包括以下方法和步驟 .1)、溶浸采用7(T10(TC的熱水作為浸取液，對原料硫化鋇進行浸取以獲得硫化鋇浸出液； .2)、預處理將步驟I)中所得的硫化鋇浸出液除去廢渣，加熱保溫至7(Γ100 ，得到硫化鋇溶液； .3)、測定測定經過步驟2)預處理的硫化鋇溶液中鋇離子的物質的量； .4)、加堿反應向經過步驟3)測定后的硫化鋇中加入燒堿，所述燒堿中的氫氧根離子的物質的量為步驟3)中所測定的鋇離子的物質的量的I 3倍； .5)、分離在步驟4)的反應進行完成后，將溶液加入到離心機，待溫度降至70°C后，離心分離以獲得氫氧化鋇。
2.根據權利要求I所述的一種利用硫化鋇和氫氧化鈉一步生產氫氧化鋇和硫化鈉的方法，其特征在于步驟5)中，從分離出氫氧化鋇后，通過對溶液蒸發結晶，獲得硫化鈉。
3.根據權利要求I所述的一種利用硫化鋇和氫氧化鈉一步生產氫氧化鋇和硫化鈉的方法，其特征在于在所述步驟I)中，對原料硫化鋇進行反復浸取，直到殘渣中硫化鋇的含量低于1%為止。
4.根據權利要求2所述的一種利用硫化鋇和氫氧化鈉一步生產氫氧化鋇和硫化鈉的方法，其特征在于在所述反復浸取過程中，對于濃度低于20° Be的硫化鋇浸出液，循環加入到原料中對原料進行浸取。
5.根據權利要求I所述的一種利用硫化鋇和氫氧化鈉一步生產氫氧化鋇和硫化鈉的方法，其特征在于在所述步驟2)中，加熱使得硫化鋇溶液濃度高于30° Be。
6.根據權利要求I所述的一種利用硫化鋇和氫氧化鈉一步生產氫氧化鋇和硫化鈉的方法，其特征在于步驟4)中，反應溫度低于115°C。
7.根據權利要求I所述的一種利用硫化鋇和氫氧化鈉一步生產氫氧化鋇和硫化鈉的方法，其特征在于所述步驟4)中，加入的堿液為濃度為30%的氫氧化鈉溶液。
全文摘要
本發明提供利用硫化鋇和氫氧化鈉一步生產氫氧化鋇和硫化鈉的工藝。即利用工業硫化鋇與燒堿液直接反應，生產出氫氧化鋇產品及付產品硫化鈉。該工藝包括以下方法步驟將硫化鋇原料溶浸、浸出液除渣后加熱保溫、測定鋇離子的物質的量、加入燒堿物質的量為鋇離子1～3倍的堿液、將所得的產物進行分離獲得氫氧化鋇及硫化鈉。采用本發明所提供的工藝，只需一步反應即能得到終產品，較傳統的工藝路線更為經濟，節省了設備成本和生產時間花費。節省了傳統工藝中對硫化鋇用鹽酸處理的步驟，無有害氣體硫化氫排放，更為環保。對原料利用更為充分，實現原子經濟。
文檔編號C01B17/22GK102718245SQ20111024830
公開日2012年10月10日 申請日期2011年8月26日 優先權日2011年8月26日
發明者朱清明, 李易東, 陳燕忠 申請人:朱清明, 李易東, 陳燕忠