專利名稱：碳酸鍶-精亞硫酸鈉聯產工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于還原法生產碳酸鍶(SrCO3)以及三廢治理的聯產工藝。是采用天青石粉還原焙燒生產碳酸鍶，同時將排放的尾氣H2S和NH3燃燒生成SO2和N2，用純堿液吸收制取精亞硫酸鈉(Na2SO3)。
天青石的主要成份為硫酸鍶(SrSO4)，國內用天青石生產碳酸鍶通常用碳還原法，這種方法的產品質量好，缺點在于生產碳酸鍶的同時有硫氫化銨生成，硫氫化銨極易分解成硫化氫與氨氣。硫化氫極毒，吸入后會引起頭痛、眩暈，吸入大量時引起嚴重中毒甚至死亡，嚴重損害人體健康，污染環境，至今尚無完善的解決辦法。也有如申請號為88107920.0的專利申請，是將碳還原法生產碳酸鍶放出的H2S與CaCN進行合成反應，其H2S難以反應完全，無法全部消除H2S的污染，產品氯根高，嚴重妨礙使用。
而生產亞硫酸鈉通常是燃燒硫黃以制備SO2，再用堿液吸收制得NaSO3，既消耗資源，生產成本又高。
本發明的目的在于解決用碳還原法生產碳酸鍶的硫化氫和氨氣的污染問題，同時低成本地生產重要化工原料精亞硫酸鈉，提高綜合效益。
鑒于用天青石生產碳酸鍶放出的氣體H2S和NH3都是可燃性氣體，本發明采用燃燒、吸收的方法，將碳酸鍶的生產與三廢治理有機地結合起來，形成碳酸鍶-精亞硫酸鈉聯產工藝。此工藝也適用于其它以SO2為原料的化工產品的生產。
下面結合附圖
闡述生產工藝及反應原理。
附圖碳酸鍶-精亞硫酸鈉聯產工藝流程圖。
如附圖所示先分別把天青石與白煤(或焦炭粉)分別粉碎，磨細到50～100目，再按礦粉∶煤粉＝1∶0.3～0.5的重量比配料并混合均勻，混合料粉加入焙燒爐中還原焙燒，硫酸鍶被炭粉還原為硫化鍶
溫度控制在1000～1200℃，焙燒終點以物料開始發粘為宜。焙燒可用平爐，間歇式轉爐或連續式轉爐，焙燒時間平爐與間歇式轉爐約為1-2小時，連續式轉爐則控制焙燒粉的質量，連續進料、出料。
焙燒粉趁熱用熱水連續浸漬(或間歇浸漬、浸渣水洗后棄去，洗水用于下次浸漬。)硫化鍶溶于水，水解生成氫氧化鍶與硫氫化鍶，以混合溶液的形成存在
浸漬濃度以3～5Be′為宜，加熱到90℃保溫沉降，澄清液再過濾得純凈鍶液，濾渣為鍶泥，洗滌后棄去，于濾液中加入碳酸氫銨碳化，碳酸鍶沉淀析出
碳化罐為密封式，附有攪拌裝置與可供加熱、冷卻的盤管，先按鍶液分析數據定量地加入碳酸氫銨，再在攪拌下加入50～60℃的定量鍶液，加完繼續攪拌10～15分鐘，促使碳化反應完成。然后盤管通入間接加熱蒸氣使反應完成后的鍶漿加熱，以分解鍶漿內的硫氫化銨
控制加熱速度，保持罐內呈正壓，壓力約為0.01～0.05MPa，開罐頂氣體出口閥門，使分解生成的硫化氫、氨氣及部分水蒸氣沿導管經過冷液器、水封裝置，最后在氣體燃燒爐與空氣混合燃燒，燃燒后生成二氧化硫、氮氣與水蒸汽，并發出大量熱能
燃燒生成的氣體再經過冷卻器、水洗器后進入串聯的堿液吸收器，吸收二氧化硫后排空。
碳化罐為多臺(至少三臺)交替碳化，輪流輸出硫化氫與氨氣，以確保燃燒爐正常連續燃燒。每次碳化罐加熱到沸騰以趕盡鍶漿內的硫化氫與氨氣。
碳化罐放出的鍶漿經沉降、排水、漂洗、脫水、烘干、磨粉、檢驗、包裝即為成品碳酸鍶。
純堿用水溶解配成15～20%的純堿液，連續或間歇地進入串聯的堿液吸收器，以吸收燃燒氣中的二氧化硫。吸收后的尾氣經水環泵排空，吸收反應控制在溶液略呈酸性。
吸收二氧化硫的酸液再用燒堿中和至堿性，以除去鐵離子等雜質，同時過量的亞硫酸氫鈉又轉變成中性鈉鹽。
中和液再經脫色、過濾便得含亞硫酸鈉的精制溶液，送入蒸發器內濃縮結晶，晶體趁熱分離脫水，烘干后即為無水精亞硫酸鈉成品。
實施例用含量80%的天青石粉10kg與無煙煤粉3.5kg配成混合料粉，在反射平爐中用還原焰于1100～1200℃下焙燒2小時，焙燒粉趁熱用水浸漬、煮沸、過濾，得鍶液80升，濃度4Be′，濾渣棄去。在100升的帶夾套有攪拌的搪瓷反應釜內，加入碳酸氫銨2.5kg，密封后加入80升鍶液，攪拌15分鐘，加熱升溫，控制升溫速度，使逸出的H2S氣體穩定地通過水封槽在燃燒器內燃燒成SO2，在真空泵的抽引下，燃燒氣體順次通過水洗器與兩個串聯的堿液鼓泡吸收器，用15%的純堿液吸收，脫SO2后的尾氣排空，到釜內溫度達100℃停止加熱，改通冷卻水冷卻鍶漿，鍶漿過濾、洗滌、烘干得碳酸鍶3.72kg。
吸收SO2后得吸收液6升(第二級吸收液未計量)，用15%NaOH溶液0.2升中和到PH＝13，加粉狀脫色活性炭12克攪拌，沉降后過濾，得清液6.1升，在電爐上攪拌蒸發濃縮，亞硫酸鈉呈晶體析出，趁熱過濾，干燥后得含量達96%的精亞硫酸鈉晶體930克，母液0.62升。
反復試驗證明，H2S氣體燃燒可以控制，SO2吸收完全，生產過程中無有害氣體排出，從根本上解決了用炭還原法生產碳酸鍶的環境污染問題。同時較低成本地生產了常用化工原料精亞硫酸鈉，產品指標達到GB10660-89.3優級品標準，另外還可合理利用燃燒時釋放的大量熱能，充分利用資源。
每生產一噸碳酸鍶，可產生231kg硫化氫，可生產付產品精亞硫酸鈉800kg，精亞硫酸鈉屬于三廢治理產品，國家規定免稅三至五年，以年產3000噸碳酸鍶計算，可增產精亞硫酸鈉2400噸，每噸利潤500元以上，年利潤可達120萬元以上。
綜上所述，本發明的碳酸鍶-精亞硫酸鈉聯產工藝，既生產了兩種重要的化工原料，又避免了環境污染，節約了資源，提高了效益，為綜合利用天青石礦開辟了一條新的途徑。
權利要求
1.一種碳酸鍶生產及利用其尾氣H2S的聯產工藝，采用碳還原法生產碳酸鍶，其特征是將碳酸鍶生產過程中排出的有害氣體H2S和NH3燃燒，并吸收燃燒生成的SO2。
2.根據權利要求1所述的工藝，其特征是燃燒有害尾氣H2S和NH3后，用堿液吸收SO2生產亞硫酸鈉。
全文摘要
本發明涉及碳還原法生產碳酸鍶及對其副產物硫化氫進行處理生產精亞硫酸鈉的聯產工藝。它是將天青石粉用碳還原后得到的硫化鍶溶解于水，再加碳酸氫銨進行定量、密封的碳化反應，得到碳酸鍶；排出的尾氣硫化氫和氨氣在控制燃燒的條件下成為二氧化硫和氮氣，再用堿液吸收二氧化硫，可制得精亞硫酸鈉。本發明既解決了用天青石生產碳酸鍶造成的硫化氫、氨氣的污染問題，又得到了重要的化工原料精亞硫酸鈉，開辟了一條天青石礦綜合利用的新途徑。
文檔編號C01F11/18GK1059319SQ9110725
公開日1992年3月11日 申請日期1991年7月15日 優先權日1991年7月15日
發明者王馨棟 申請人:重慶五興復合材料化工研究所