[發明專利]一種重晶石熱還原-水浸鋇渣解毒工藝

有效

• 申請號: 201711266739.7
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108031052B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 王學文;王明玉;葛奇;杜艷蘋
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: A62D3/30
• 分類號: A62D3/30;A62D3/38;A62D101/43
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

一種重晶石熱還原?水浸鋇渣解毒工藝，將重晶石礦經熱還原?水浸后得到的鋇渣與含亞硫酸的溶液接觸，使其中可溶性的鋇轉化成硫酸鋇或/和亞硫酸鋇，與此同時硫離子轉化成單質硫，過濾得解毒后液和解毒鋇渣。解毒鋇渣進一步與空氣接觸，可使其中的亞硫酸鋇完全轉化成硫酸鋇，即所得解毒鋇渣在空氣晾置幾天后，可確保其由危險固廢轉化成一般固廢。往解毒后液中通入SO₂或加入亞硫酸鹽和酸可使之再生，返回解毒工序能循環使用。尤其是用碳酸鋇生產過程副產硫磺所產生的尾氣作為解毒后液的再生劑，不僅有效解決了鋇渣解毒的難題，而且顯著降低了尾氣的凈化成本，以毒攻毒，一取兩得。本發明具有操作簡便，清潔環保，經濟高效等特點，適合于重晶石熱還原?水浸鋇渣解毒的工業生產。

技術領域

本發明屬于化工及冶金領域，具體涉及一種重晶石熱還原-水浸鋇渣解毒工藝。

背景技術

重晶石礦是鋇鹽生產的主要原料。重晶石礦破碎后加碳熱還原，將其中的BaSO₄轉化成BaS，所得熟料加水浸出，BaS溶解進入溶液，過濾得含BaS的浸出液-鋇乳和由脈石及未反應重晶石組成的浸出渣-鋇渣。鋇乳經碳化使BaS轉化成BaCO₃和H₂S，液固分離、干燥得碳酸鋇產品。反應產生的H₂S氣體用堿吸收得硫化鈉或硫氫化鈉，或用克勞斯法生產硫磺(空氣部分氧化法)，硫磺生產剩余的尾氣用石灰水和堿液吸收除去其中殘留的SO₂等有害氣體后排放。

盡管碳酸鋇生產過程產出的鋇渣要經過反復洗滌，但其中仍然還殘留了可溶性鋇(主要是BaS)及一定數量的微溶性的鋇(碳酸鋇等)。因此，碳酸鋇生產過程產出的鋇渣是一種危險固廢。鋇渣堆存在渣場滲出的水pH為8-11，其中Ba²⁺濃度達150-1000mg/L，而國家規定工業廢水的排放標準是，Ba²⁺濃度不得超過1mg/L。目前，鋇渣已成為鋇鹽企業的燙手山芋。

為了將鋇渣由危險固廢轉化成一般固廢，人們已嘗試過多種解毒方法，其中包括用稀硫酸浸泡法、硫酸鹽溶液浸泡法及硫酸鹽溶液加雙氧水浸泡法。然而，鋇渣暴露在空氣中，其中殘留的BaS會逐漸轉化成多硫化鋇、硫代硫酸鋇等復雜化合物。多硫離子及硫代硫酸鹽的存在，對Ba²⁺離子的沉淀析出起阻礙作用。鋇渣用硫酸鹽(硫酸鈉等)溶液浸泡可以將其中可溶性的鋇固化起到解毒的作用，但解毒后液中Ba²⁺離子濃度一般在10mg/L左右，無法達到1mg/L的環保排放標準。此外，解毒后液中除Ba²⁺離子濃度超標外，金屬硫化物及硫酸鹽也大大超標。得到的含硫酸鹽的解毒后液如果要回用，就必須解決金屬硫化物的積累問題；如果要外排，則必須將其中的Ba²⁺及硫化物脫除，并大幅降低硫酸鹽的濃度，否則就會造成二次污染，且其凈化成本也不低。如果將鋇渣加入硫酸溶液浸泡，就會立即產生H₂S氣體，污染環境。用加了雙氧水的硫酸溶液或硫酸鹽溶液去浸泡鋇渣，可以避免H₂S氣體的產生，但解毒消耗大量雙氧水，成本太高，操作起來也不方便，且微溶性的鋇(碳酸鋇等)難以除盡。因此，目前還沒有理想的鋇渣解毒方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種操作簡便，清潔環保，經濟高效的重晶石熱還原-水浸鋇渣的解毒工藝。

本發明一種重晶石熱還原-水浸鋇渣解毒工藝，包括以下步驟:

第一步：是以亞硫酸溶液作為解毒液，將鋇渣與解毒液接觸，使鋇渣中的硫化鋇、碳酸鋇轉化成亞硫酸鋇，與此同時硫離子轉化成單質硫；

第二步：直接向第一步得到的混合液中鼓入空氣或氧氣使亞硫酸鋇轉化成硫酸鋇，過濾得解毒鋇渣和解毒后液；或

將第一步得到的混合液直接過濾得含亞硫酸鋇的鋇渣和解毒后液；

第三步：將第二步得到的含亞硫酸鋇的鋇渣與空氣接觸，使其中的亞硫酸鋇轉化成硫酸鋇，得解毒鋇渣；或