二水氯化钡的制备

概述^[1][2]

二水氯化钡是重要的无机化工原料，是制备钡盐和其他材料的重要中间原料，随着电子和信息行业的快速发展以及欧洲经济的复苏，对二水氯化钡的需求在质及量上日益渐增。目前全国年产二水氯化钡约为10万吨，一级二水氯化钡销售价约为2500元/吨。且二水氯化钡的用途很广泛，其可用作分析试剂、脱水剂、杀虫剂、净化剂、印染的媒染剂、人造丝的消光剂，还可以用作机械工业中高温热处理及金属加工的加热介质等。当前二水氯化钡的生产虽然已有成熟定型的生产工艺，但随着多种经济形式的快速发展，要求不断对传统的工艺过程进行优化，进而能以尽可能低的投入成本生产出高质量的产品。传统生产加工氯化钡的方法，成本高，产率低，纯度低。随着钡盐下游产品不断升级，研究氯化钡的新生产工艺显得尤为重要。

二水氯化钡

应用^[3]

制造其它钡盐原料。如氢氧化钡、硝酸钡、碳酸钡等，广泛用于造纸、染料、橡胶、塑料、陶瓷、练油、石油化工。也用于金属热处理及氯碱工业除盐水中硫酸根。

制备^[2]

目前生产二水氯化钡的方法很多，主要是以重晶石为原料，如用重晶石与煤粉还原熔烧后，再与盐酸反应制成二水氯化钡，还有是以重晶石为原料，与煤粉和钙水进行还原熔烧、经浸取，脱硫等处理后制成二水氯化钡。上述生产二水氯化钡的方法，不但能耗大、劳动强度大，而且三废的处理很不容易，给环境造成污染。

另一种方法是以毒重石为原料生产二水氯化钡。毒重石的主要成分是碳酸钡，将毒重石与盐酸反应生成二水氯化钡，需经反复4次以上自然结晶制成二水氯化钡。该方法的缺点是：

1、杂质难以完全除尽。由于其生产过程是完全开放的，杂质容易进入和夹带，反复重结晶也难以完全除尽。

2、耗能高。由于其生产过程是需要4次结晶，其4次结晶冷却过程是在自然状态下进行，造成能源损失。

3、不能连续生产，不适应规模化工业需要。

4、污染浪费严重。该方法生产过程中水汽、二氧化碳完全排放无法回收，造成污染和资源的浪费。

具体步骤：

步骤1：将含质量百分比为65％碳酸钡的毒重石与水混合，在矿石粉碎机中磨碎得到矿浆，其中毒重石与水的比例(质量比)为1:1，矿粉细度为80～100目。将所得的矿浆均匀的泵入反应釜中，加入30％的盐酸，盐酸用量为理论酸解量1.1倍(矿浆的pH值约为1.2～2)。将反应釜内的溶液加热到65～70℃，反应0.3～1.5h，回收二氧化碳气体，待反应无二氧化碳释放后，释放出的二氧化碳经纯化后用于生产碳酸钡。

步骤2：向步骤1中得到的原料液里加入石灰乳(石灰与水的质量比为1:1)及温度为50～80℃的饱和的氯化钠溶液，石灰乳的用量为调节原料液的pH值至8～9，饱和氯化钠的用量为毒重石质量的0.05～0.1倍，反应时间为0.5～1h，以去除Mg2+、Fe3+、Al3+杂质离子。

步骤3：离心分离步骤2中得到的浆料，除滤渣，滤渣做水泥添加剂，滤液为水合氯化钡原料液。

步骤4：将步骤3得到的水合氯化钡原料液引入降膜预浓缩器中，浓缩器采用0.2～0.4MPa的水蒸汽为热源，可以预浓缩掉5～10％的水分，经过预浓缩器的温度为100～120℃。

步骤5：将经过步骤4预浓缩的浓缩液泵入真空式循环蒸发结晶器中结晶，结晶时间0.5～1h，热源为0.4～0.6MPa的水蒸汽。

步骤6：将经过步骤5得到的蒸发结晶溶液离心过滤，滤饼采用50～80℃饱和的氯化钠溶液洗涤，晶浆保存，洗涤滤饼的滤液循环回到真空式循环蒸发结晶器中结晶，滤饼采用沸腾炉干燥器干燥，热源及动力为热空气，其干燥温度105～115℃，时间10～20min，干燥后的晶体即为产品氯化钙。

步骤7：将经步骤6得到的晶浆在降温结晶器中重结晶，结晶温度为45～55℃，时间为0.5～1.5h。

步骤8：将步骤7得到的浆料引入离心机进行离心分离，滤饼用同温度的饱和氯化钠溶液洗涤，洗水的体积为滤液体积的0.1～0.15倍，洗涤液与滤液混合即为钙水溶液，该钙水溶液可以用来制备高附加值的无机晶须材料石膏晶须。洗涤后的滤饼再引入真空式循环蒸发结晶器蒸发结晶以提高纯度。通过重结晶可以使二水氯化钡晶体总收率达90％以上，纯度可达99.95％。

主要参考资料

[1] 刘勇, 杨虎, 潘中才, 刘建容, 王学娟, & 徐飞, et al. . 一种以毒重石为原料生产氯化钡的工艺.

[2] 蒋中俊. 带机械搅拌的沸腾干燥器在氯化钡生产中的应用. 中国井矿盐(3), 29-31.

[3] 刘树信, 王海滨, 霍冀川, & 吕淑珍. . 均相沉淀法制备碳酸钡的形貌控制研究. 矿冶工程(6), 71-73+76.