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中國重晶石資源分布與碳酸鋇生產工藝探析

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發表日期:2024-10-21 閱讀次數:

 重晶石,主要成分是硫酸鋇(BaSO4),在中國的分布非常廣泛,尤其以貴州省、湖南省、廣西壯族自治區、甘肅省和陜西省為主要產地。其中,貴州省的儲量較為豐富,占全國總儲量的大約三分之一,尤其是貴州天柱縣擁有極其豐富的重晶石資源。湖南省的新晃縣也是該省內的重晶石資源大縣。此外,甘肅省文縣下壩地區的重晶石礦也頗具規模。


在工業應用方面,重晶石用途多樣。它可以作為制造各種鋇化合物如氧化鋇、碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇以及沉淀硫酸鋇等的基礎原料。在油漆行業中,添加重晶石粉可以增強漆膜的厚度、強度及耐久性;而在造紙、橡膠與塑料工業中,則常用作填料來提高產品的硬度、耐磨性和抗老化性能。

圖1.jpg

針對貴州天柱縣的重晶石進行加工處理時,采用了準3.2米×60米規格的回轉窯,在1100至1200攝氏度的高溫條件下進行還原焙燒。通過調整不同參數如拋煤量、窯內溫度分布(高溫區1050~1200℃, 窯尾500~600℃, 窯頭750~850℃)、回轉窯轉速(0.20~0.40 r/min)及進料速率(15~20 t/h),并確保每噸礦耗煤量為191.64公斤,最終能夠獲得含硫化鋇質量分數達70.5%且浸出率高達91.3%的產品。這表明采用此種方法處理中國龐大的重晶石資源是可行的。

從重晶石到碳酸鋇的轉化過程涉及多個化學反應步驟,主要包括以下四個關鍵環節:

還原焙燒:將重晶石粉末與適量的煤粉混合后置于特定裝置中,在1173K至1473K的溫度范圍內進行加熱處理。此步驟旨在通過化學反應BaSO4+4C→BaS+4CO↑將不易溶解的硫酸鋇轉變為更易溶于水的形式——硫化鋇(BaS)。

水浸?。弘S后,利用水對上述產物進行浸提,使生成的硫化鋇進一步水解形成兩種可溶性物質——氫硫化鋇[Ba(HS)2]和氫氧化鋇[Ba(OH)2]。相關化學方程式如下:2BaS+2H2O→Ba(HS)2+Ba(OH)2。

圖2.jpg

酸化:向含有上述可溶性鋇化合物的溶液通入二氧化碳氣體,促使發生酸化反應從而生成目標產物——碳酸鋇沉淀,并伴隨產生硫化氫氣體。具體變化可表示為:Ba(HS)2+CO2+H2O→BaCO?↓+2H2S。

制備碳酸鋇及其他產品:最后階段,通過分離得到純凈的碳酸鋇晶體,它不僅可以直接使用于某些領域,也可以繼續參與其他化學反應來生產更多類型的鋇鹽。例如,與鹽酸反應生成氯化鋇的同時釋放二氧化碳氣體的過程:BaCO?+2HCl→BaCl2+CO2↑+H2O另外,通過加熱分解的方式還可以由碳酸鋇制得氧化鋇或過氧化鋇。整個生產工藝流程需要嚴格控制各項條件,包括原料的質量、反應的溫度與時間等因素,以保證最終產品。

圖3.jpg

河南鄭礦機器有限公司是生產回轉窯的廠家,并且具有強大的工藝設計能力,可以為客戶提供整套生產線的解決方案,從項目可研、工藝流程設計、設備場地布置圖、設備制造、設備安裝調試、售后培訓等各方面為客戶提供一站式服務。

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