沉淀硫酸钡生产工艺的技术改造实践.pdf

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1、2003年中国化工学会无机盐学术年会沉淀硫酸钡生产工艺的技术改造实践文建童(山西南风化工集团有限公司技术中心044000)摘要：本文通过对传统沉淀硫酸钡生产工艺存在问题的分析，实施了全过程的技术改造。使产品品质得以提高，运行成本明显降低。实现了工艺系统按照功能化产品结构的优化配置。芒硝一黑灰法制备沉淀硫酸钡的传统工艺，随着激烈的市场竞争及下游产品的应用走向功能化，对产品的经济成本及品质都提出了更高的要求，为此对传统生产工艺实施技术改造就成为提高市场占有率，增强企业活力的有效途径。1技术改造的方向及目标(1)降低生产运行成本；(2)提高产品品质

2、；(3)产品结构系列化，产品应用功能化；(4)实现生产工艺装备的经济科学合理配置。2传统工艺存在的问题(1)重晶石利用率低，仅达70％；(2)系统热利用率低，不足60％；(3)产品品质低：指标不稳定，批次差异大，杂质含量高，泛黄，黑、黄点多，分散性差；(4)工艺装备老化，跑、冒、滴、漏严重，运行成本高；(5)系统工艺配置不合理，产品难以达到系列化、功能化产品的生产；(6)产品结构不能适应市场发展要求，品种单一。难以应对市场的变化；(7)副产碱液回收利用率低，仅达60％，产品档次低，难以表现低碳酸盐、低硫代硫酸盐、低铁的原料优势；(8)物料消耗

3、高，成本高，利润点小。3生产工艺装备的技术改造内容3．1提高重晶石利用率的技改措施(1)重晶石由于矿体结构的不同所表现出的晶体及组成差异很大，必须科学地调整配料及原料的粒径范围，有针对性地修正焙烧炉的操作控制条件。经过对比试验，控制参数如表1。表12422003年中国化工学会无机盐学术年会(2)原料净化剔除有害杂质重晶石在开采运输的过程中易带人泥沙，以及矿体本身含有SiOz、AIzO。、FezOa、CaSOa、SrSO。、MgSO．等杂质。在还原焙烧时会发生一系列的副反应生成酸溶性的钡盐：BaSO。+SiO。一BaSi03+S03BaSO‘+

4、BaSD3一B82Si0‘+s()32BaSOt+Ba2SiOl—Ba3Si05+2S03同样矿石中的AI：O。、Fe。O。也会发生类似的反应，生成[BaO，AI。Os]和[BaO，FezO。]，氧化铁与硫化钡作用还可生成硫代铁酸钡，这些不溶于水的钡盐的生成会吃掉硫酸钡和硫化钡而使重晶石的利用率降低。不同重晶石组成的烧成物成分分析见表2。表2(％)当重晶石中SiO：含量增加l％时，重晶石的还原率下降3～10％左右。当含铁量增加1％时，还原率下降4～11％。作为还原剂的原料煤的杂质含量同样会影响重晶石的转化率。煤炭中灰份的成分分析如表3。表3％

5、灰分中的SiO。AI：O。Fe。O。同样与硫酸钡发生反应生成酸溶性钡而“吃掉”钡。煤中的硫在焙烧炉中会形成sO：与生成的BaS反应生成水不溶性的硫酸钡和碳酸钡。BaS十2SOz—BaSO‘+S2BaS+S02+H。O—BaS03+H2SBaS03+002一BaC03+S02BaS+4C02一BaC03+S02+3CO2432003年中国化工学会无机盐学术年会．BaS03+l／2s2一BaS：O。以上多种酸溶性钡在浸取BaS之后将随渣被抛弃掉。所以在配料之前，须对重晶石进行水洗，分拣，除去泥沙及混人的石英石等，优选低杂质含量的重晶石。煤炭选用低

6、硫煤，分拣出煤矸石。当重晶石及煤中SiO。含量高时，可在炉料中加入石灰石，使之生成不溶性的CaSiOa。减少酸溶性硅酸盐的生成。(3)营造良好的还原气氛重晶石焙烧应保持还原气氛，当以喷煤提供热源时，由于高压风的引入可能破坏还原气氛，所以对炉头必须进行良好的密封，防止冷空气的进入。否则：2BaS+30z一2BaO十2S02BaO+COz—BaC03同时应随时调节炉尾引风风门，使炉体处于微负压状态下运行，一般控制喷煤嘴压头(100mmH：O柱，含尘量)60％。为了使炉料在出炉后避免直接与空气接触氧化而形成BaCO，，在炉头卸料端设置1·5m3的出

7、料仓，黑灰出炉后，“闷”料1．oh继续完成成熟段反应，同时隔绝空气进行降温，避免后续副反应发生。不同出料条件下黑灰成分分析如表4。表4％(4)合理回收烟道灰焙烧炉尾重力捕集室捕集到的烟道灰成分分析如表5。表5％捕集室BaSO。C灰分粒径(混合min)I4216423～53010560851～20．5～1．0Ⅳ32950．3～1·02003年中国化工学会无机盐学术年会1、Ⅱ、Ⅲ级重力捕集室捕集到的烟道灰平均含有25～30％的BaSO。和lo％的c为可利用成分。在加入钡泥(后部工序洗涤粉碎及跑冒滴漏收集到的残钡)及粘合剂后经混合、造粒、烘干(利用

8、烟道气)后投入炉内重烧。常规情况下每吨产品可回收80～100kg可利用的烟道灰。经过改造运行重晶石的利用率由改造前的63％提高到88％以上。3．2提高产品品质的技改