Способ получения сульфата бария из природного барита
Владельцы патента RU 2337880:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)
Изобретение может быть использовано в лакокрасочной, резинотехнической и бумажной промышленности для получения сульфата бария из природного барита. Способ получения сульфата бария включает обработку барита расплавом солей с последующим охлаждением расплава, растворение в воде, фильтрацию, отмывку продукта на фильтре водой и сушку. В качестве расплава солей используют расплав смеси хлоридов натрия и калия при их мольном отношении 1:1. В расплав вводят барит массой, составляющей не более 25% от массы расплава солей. Через смешанный расплав при температуре 700-800°С пропускают поток сухого хлористого водорода. Изобретение позволяет обеспечить устойчивую воспроизводимость высокой степени чистоты и белизны получаемого продукта.
Изобретение относится к области получения сульфата бария из природного барита. Сульфат бария высокой степени чистоты и белизны, получаемый по предлагаемому способу, может быть использован в лакокрасочной, резино-технической и бумажной промышленности.
Известен способ извлечения сульфата бария из природного барита обработкой измельченного природного барита минеральной кислотой в две стадии при Т:Ж=1:10 с промежуточной фильтрацией, гидролизом насыщенного барием раствора, отделением и промывкой продукта (Хабиров В.В., Петров М.П., Агалаков И.П. Авт.свид. СССР №1763371. 23.09.92. Бюлл. №35). Способ связан с большим расходом концентрированной серной кислоты, низкой растворимостью гидросульфата бария в 96%-ной серной кислоте (103 г/л или 50 г/кг с учетом плотности 96%-ной серной кислоты, равной 1,83 г/см3) и неустойчивостью воспроизведения высокой степени белизны получаемого продукта.
Наиболее близким является известный способ получения сульфата бария из природного барита, заключается в том, что природный барит перемешивается с расплавленными солями - NaCl или CaCl2, при обработке застывшей массы водой выделяется чистый BaSO4 (Позин М.Е. Технология минеральных солей. - Л. - М.: Госхимиздат, 1949, с.320). Недостатком этого способа является гетерогенность системы в процессе обработки барита расплавленными солями, вследствие чего существенно затруднена воспроизводимость высокой степени очистки природного барита, составляющего твердую фазу, от примесей соединений железа, кремния, кальция и магния. Сульфат бария малорастворим как в расплаве хлорида натрия, так и в расплаве хлорида кальция.
Задачей изобретения является обеспечение устойчивой воспроизводимости высокой степени чистоты и белизны получаемого продукта за счет получения гомогенного раствора сульфата бария в расплаве солей при обработке природного барита расплавом солей и полного удаления железа в газовую фазу.
В заявляемом способе получения сульфата бария из природного барита обработкой барита расплавами солей с последующими охлаждением расплава, растворением в воде, фильтрацией, отмывкой продукта на фильтре водой и сушкой применяют в качестве расплава солей расплав смеси хлоридов натрия и калия в мольном отношении 1:1, в расплав вводят барит массой, составляющей 25% или меньше от массы расплава солей, и через смешанный расплав при температуре 700-800°С пропускают поток сухого хлористого водорода.
Примеси оксида железа в хлоридном расплаве превращаются в летучий хлорид железа(III) (Ткип=320°С) и удаляются потоком хлористого водорода. По данным авторов растворимость сульфата бария в указанном смешанном расплаве хлоридов натрия и калия при 700°С составляет около 25% от массы хлоридного расплава. Поэтому сульфат бария, содержащийся в природном барите, в условиях плавки полностью растворяется в хлоридном расплаве с образованием гомогенного раствора. Нерастворимые в расплаве солей примеси, содержащие силикаты кальция, магния и кремнезем, в основном отделяются при последующей декантации. Растворимые в воде примеси удаляются при последующей водной промывке сульфата бария. Сульфат бария, получаемый по заявляемому способу, выделяется в виде игольчатых кристаллов с длиной кристаллов в интервале 1-10 мкм. Белизна продукта, определяемая по сравнению с увиолевым стандартом, соответствует интервалу 98% - 99%.
Заявляемый способ получения сульфата бария из природного барита поясняется конкретными примерами его осуществления.
Пример 1.
25 г (25% от массы хлоридов) дробленого баритового концентрата, имеющего желтую окраску, состава (мас.%):
| BaSO4 | 90,6 |
| SiO2 | 2,5 |
| Fe2О3 | 1,5 |
| CaO+MgO | 1,5 |
плавились в расплаве солей (88 г NaCl + 112 KCl) с последующей часовой выдержкой при температуре 700°С. После выдержки декантировался гомогенный раствор. Закристаллизовавшаяся масса обрабатывалась водой до полного растворения солей. Нерастворимый осадок сульфата бария отфильтровывался, промывался водой и высушивался при 60°С. Получено 21,3 г продукта, содержащего по массе 98,3% BaSO4, с белизной 98,0%.
Пример 2.
25 г (25% от массы хлоридов) дробленого баритового концентрата, имеющего желтую окраску, состава (мас.%):
| BaSO4 | 90,6 |
| SiO2 | 2,5 |
| Fe2O3 | 1,5 |
| CaO+MgO | 1,5 |
плавились в расплаве солей (88 г NaCl + 112 KCl) с последующей часовой выдержкой при температуре 750°С и при барботировании хлористого водорода, подаваемого со скоростью 25 л/ч. После выдержки декантировался гомогенный раствор. Закристаллизовавшаяся масса обрабатывалась водой до полного растворения солей. Нерастворимый осадок сульфата бария отфильтровывался, промывался водой и высушивался при 60°С. Получено 21,5 г продукта, содержащего по массе 98,9% BaSO4, с белизной 98,4%.
Пример 3.
15 г (15% от массы хлоридов) дробленого баритового концентрата, имеющего желтую окраску, состава (мас.%):
| BaSO4 | 87,4 |
| SiO2 | 3,5 |
| Fe2О3 | 2,5 |
| CaO+MgO | 5,0 |
плавились в расплаве солей (88 г NaCl + 112 KCl) с последующей часовой выдержкой при температуре 800°С и при барботировании хлористого водорода, подаваемого со скоростью 25 л/ч. После выдержки декантировался гомогенный раствор. Закристаллизовавшаяся масса обрабатывалась водой до полного растворения солей. Нерастворимый осадок сульфата бария отфильтровывался, промывался водой и высушивался при 60°С. Получено 12,7 г продукта, содержащего по массе 98,6% BaSO4, с белизной 99,2%.
Способ получения сульфата бария из природного барита обработкой барита расплавами солей с последующим охлаждением расплава, растворением в воде, фильтрацией, отмывкой продукта на фильтре водой и сушкой, отличающийся тем, что применяют в качестве расплава солей расплав смеси хлоридов натрия и калия в мольном отношении 1:1, в расплав вводят барит массой, составляющей не более 25% от массы расплава солей, и через смешанный расплав при температуре 700-800°С пропускают поток сухого хлористого водорода.
