什么是重晶石化学加工?

[拼音]：zhongjingshi huaxue jiagong

[外文]：chemical processing of barite

重晶石(见彩图)是最主要的含钡矿物，除大量用作石油、天然气钻井泥浆加重剂(见油田化学品)外，也是无机盐工业的重要原料，用化学方法可将重晶石加工成一系列钡化合物（见图）。较高品位的重晶石直接提纯可制造硫酸钡。

1889年利用焙烧重晶石和焦炭粉混合物的方法首先制得可溶性硫化钡，奠定了现代工业制造各种钡化合物的基础。世界重晶石的总储量在两亿吨以上，美国约占1/3，居世界首位，其次是苏联、中国、联邦德国。重晶石的世界年开采量1981年为7.9Mt，美国开采量最大，中国居第二。

重晶石的化学加工方法有碳还原焙烧法、氯化钙焙烧法及原矿精制处理法，通过这些方法可分别制取碳酸钡、氯化钡和硫酸钡，进一步加工，可再衍生其他钡化合物产品。

是重晶石化学加工的主要方法，要求重晶石矿中硫酸钡的含量应大于85％、二氧化硅含量低于5％。为提高硫酸钡的转化率，焙烧时要保证充分的还原气氛及选择“自爆性”(重晶石在焙烧时的爆裂性)好的重晶石原料。基本工艺过程是：将重晶石矿粉碎到20目左右，与过量的煤粉（以碳计过量50％～55％）混合后送入转窑，于1050～1150°C的高温下焙烧，使硫酸钡还原成硫化钡熔体，反应式为：

BaSO4+4C─→BaS+4CO

生成的熔体为黑色，俗称“黑灰”，在浸取器中用水浸取，将可溶性硫化钡与不溶物分离，经沉淀分离得到硫化钡溶液。目前，正在研究用焦炭、石油焦或天然气代替煤粉作还原剂，用沸腾炉代替转窑。

从硫化钡加工成各种钡盐有酸法和复分解法两种：

（1）酸法 有硫酸法、碳酸化法、盐酸法及硝酸法等，其中最主要的有硫酸法和碳酸化法。硫酸法是将精制后的硫化钡溶液与硫酸进行复分解反应，得到沉淀硫酸钡（并副产硫化氢气体），经过滤、洗涤、干燥得产品。盐酸法、硝酸法过程与硫酸法大致相同，所得产品为氯化钡、硝酸钡。碳酸化法是将精制后的硫化钡溶液（含BaS160～170g/1）于碳化塔中碳化制得碳酸钡。在实际 *** 作中碳化过程常分为主碳化和副碳化两步，分别在主碳化塔和副碳化塔中进行。在主碳化塔中二氧化碳与来自副碳化塔的硫氢化钡反应，反应式为：

Ba(HS)2+CO2+H2O─→BaCO3+2H2S

剩余的二氧化碳气体和生成的硫化氢气体送入副碳化塔中，与硫化钡的水解物氢氧化钡反应，反应式为：

Ba(OH)2+2H2S─→Ba(HS)2+2H2O

Ba(OH)2+CO2─→BaCO3+H2O

过剩的硫化氢气体从塔顶逸出，可回收利用。硫氢化钡和碳酸钡浆液一起进入主碳化塔进行碳化，总反应式为：

BaS+CO2+H2O─→BaCO3+H2S

碳化后的碳酸钡浆液经过滤、洗涤、干燥、造粒即得碳酸钡成品。

（2）复分解法 将精制后的硫化钡溶液分别与碳酸钠、硫酸钠、硫酸锌进行复分解反应，制取碳酸钡，沉淀硫酸钡及锌钡白（硫酸钡和硫化锌的混合物，俗称立德粉）。

基本过程与碳还原法相似，区别在于在还原焙烧物料中加氯化钙，所得产物是氯化钡，反应式为：

BaSO4+CaCl2+4C─→BaCl2+CaS+4CO

焙烧产物经浸取、过滤、精制、蒸发、结晶即得二水氯化钡产品。该法简单，一步焙烧就可得到氯化钡熔体。

将含硫酸钡在95％以上的重晶石粉碎，经精制、活化处理等工序即可得到硫酸钡产品，产品性能近似沉淀硫酸钡。此法收率高，能耗及成本低。

钡化合物产品主要用于玻璃、医药、塑料、火炸药等工业。其中硫酸钡、碳酸钡产量大、用途广。

（1）硫酸钡用于制作高级纸张、橡胶和塑料的填充剂，耐火、耐酸油灰及颜料，也用作X射线造影剂或用于制药，纺织工业中还用来制备上浆剂。

（2）硝酸钡用于制造绿色信号d、起爆药、雷管。

（3）氯化钡是纺织品的媒染剂，金属热处理剂。

（4）氧化钡、过氧化钡、氢氧化钡产量较小，氧化钡除用于制造其他钡化合物外，还可用作高级润滑油的添加剂、脱水剂。过氧化钡可用于制造铝热焊接的点火器。氢氧化钡用于动植物油及蔗糖的精制，用作钡润滑剂的添加剂。

（5）高氯酸钡用作脱水剂。

（6）锰酸钡可用作油墨等的催干剂，锌钡白是一种白色颜料（见无机颜料）。

（7）亚硝酸钡用作还原剂。

（8）碘酸钡可作医药。

（9）锡酸钡用来制造特殊瓷器绝缘体。