关于氢氧化钡的制备

背景及概述^【1】

氢氧化钡是一种强碱，化学式Ba(OH)₂，白色无定形粉末状固体，有毒! 极易吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钡，相对密度为4.50，350℃时熔化，600℃以上时分解。溶于水，难溶于乙醇、乙醚和丙酮。在水溶液中析出的结晶为Ba(OH)₂·8H₂O，它是无色单斜晶体，相对密度为2.18 (16℃)，熔点为78℃，在780℃时失去全部结晶水。

工业品氢氧化钡〔Ba(OH）₂·8H₂O〕含量：一级≥98%，二级≥96%。氢氧化钡应密封贮存于干燥库房中，不可与酸类物品共贮混运。八水氢氧化钡是液体钡锌稳定剂的重要原料之一，在合成过程中八水氢氧化钡与有机酸进行反应，生成钡皂。八水氢氧化钡的主含量和碳酸钡含量是检验八水氢氧化钡原料的重要指标。。如其中碳酸盐含量过高，对于反应的进行有较大影响。其中八水钡主含量的测定采用酸碱中和法进行，具体为试样加适量无二氧化碳的水溶解，用盐酸标准滴定溶液滴定，以酚酞为指示剂，通过盐酸的消耗量计算出氢氧化钡的含量。碳酸钡含量的测定方法经查询有两种:一种是向测定完主含量后的溶液中加入澳酚蓝指示剂，用盐酸标准滴定溶液滴定，通过盐酸的消耗量计算碳酸钡含量;另外一种是向测定完主含量后的溶液中加入盐酸，用氢氧化钠标准滴定，通过氢氧化钠的消耗量计算碳酸钡的含量。

应用^【2】

氢氧化钡产品主要用于石油工业中作多效能添加剂;也用于钡基润滑脂和油类精制、甜菜制糖、医药。也是塑料和人造丝的原料，可用作树脂稳定剂。还用于有机合成和其他钡盐的制造，水的软化以及玻璃和搪瓷工业。

用于制造钡盐、有机钡化合物、钡基润滑脂用于精制动植物油类、蔗糖、甜菜，用作塑料稳定剂、造纸添加剂、密封料组分、橡胶硫化催化剂、防锈纸组分、涂料分散剂、聚氨醋泡沫灭火剂、丝绸和人造丝处理剂、锅炉硬水软化剂及中和剂。

制备^{【3】【4】}

1.硫化钡法:由重晶石还原制得的硫化钡熔体经浸取制得硫化钡溶液，相对密度控制在1.107 4-1.124 7 ,静置澄清，清液送入一次反应器中，加入盐酸，当pH=4时终止反应，硫化氢引进气柜(副产硫化氢);氯化钡溶液送入二次反应器中，加热至70-90 ℃加入过量烧碱,控制二次反应器温度为100-110摄氏度，同时于二次反应器中浓缩，使溶液相对密度达到1.160 9-1.199 5 ,静置澄清，除去杂质，冷却结晶20-24 h，最后经离心分离，再经干燥，制得成品。

2.离子交换法:离子交换法生产氢氧化钡，主要采用苯乙烯一二乙烯苯交联作母体、磺酸基为官能团的强酸性阳离子交换树脂(K,Na型)，将由重晶石焙烧浸取制得的硫化钡溶液质量浓度控制在150 b/L，经蒸汽加热器预热至(75士5 )℃，然后进入离子交换柱，离子交换柱树脂由钠型变为钡型、柱底流出质量分数为5%的NaS溶液可以回收、交换柱以热水正洗除去BaS及NaS，再反洗除去机械杂质及浮游物，水洗温度为(75士5)℃，再将预热至(75士5)℃、质量浓度为140 b/L的氢氧化钠溶液加入交换柱，离子交换树脂即由钡型又交换为钠型，柱底流出氢氧化钡溶液，质量浓度为130-150g/L，经冷却结晶、分离干燥，得到成品,分离母液含碱质量浓度为90-100 g/L，浓缩后返回碱槽备用。

一、工业制法

1、设备与原料

1.1设备   0.2t锅炉1台;燕馏水器1台;2000-5000L耐碱反应釜1台;高速离心机(1000r/ min以上))1台;自制不锈钢结晶桶若干个;带盖水泥结晶池1个。

1. 2原料工业级固体氢氧化钡;工业级固体碳酸钠;工业级盐酸。

二、工艺流程

原料-溶解-过德-结晶-陈化-分离-洗涤-干燥-成品-包装-人库

三、工艺技术

 3.1溶解与过滤

将工业级氢氧化钡倒入反应釜中，加蒸馏水配制成浓度为5%一30%的溶液。通蒸汽加热，边加热边搅拌。氢转化钡随着反应釜中液体温度的升高而迅速溶解其中的杂质诸如碳酸钡等和水中不溶物在热水中的溶解度极小或几乎不溶.当反应釜中溶液的温度上升至65℃时.保温搅拌30-40min，之后保温静置30min.。整个溶解过程需2一2.5h。

在水泥结晶池中注人冷水.通燕汽使水温升至65℃以上。用300目耐碱双层过滤布，将反应釜中溶液过滤到已在结晶池中预热好的结晶桶中。残渣弃之。

3.2结晶与陈化

把盛有热溶液的结晶桶，随即置于水温达60℃以上的水泥结晶池中，盖好池盖。让结晶池中水温自然下降。缓慢降温条件下结晶，能获得大Ba(OH）₂·8H₂O。晶体，减少了机械包藏在晶体中的杂质。2-3h后，放掉结晶池中的温水，重新注人冷水户冷却结晶。

溶液结晶时，由于局部溶液之间在浓度上存在着差异，就不可避免地会形成大小不一的晶体。晶体总表面积较大，表面吸附的杂质较多，陈化目的在于利用大、小晶体分别与液相浓度之间的差异，小晶泳逐步溶解，大晶体越长越大，小晶表面吸附的较多杂质就被“反馈”到溶液中。晶体陈化的时间为24-30h。

3. 3分离与洗涤

将已陈化好的晶体认真仔细地转移到离心机中，开动离心机；晶体与母液分离.用离心机中晶体重量的10%-15%的蒸馏水，分三次均匀的淋洗晶体。

3.4干燥

晶体中水分的组成有两种形式:一是晶体分子中带有8个结晶水;二是在晶体粗糙的表面吸附有水分。干燥就是除去晶体吸附的水分.保留分子中的结品水。

3. 5包装

成品用5kg、lOkg,25kg塑膜袋分装、蜜封好。再装入相应的塑料桶中。

主要参考文献

[1]宋艳茹,倪晓栋.八水氢氧化钡中碳酸盐测定方法的研究[J].塑料助剂,2015(02):50-52.

[2]任迎蕾,纪珺,章学来,华维三.八水合氢氧化钡复合相变材料的制备及热力学性能研究[J].材料导报,2016,30(S2):194-197.

[3]龚彩莲.高纯度氢氧化钡的开发[J].中小企业科技信息,1996(06):14-15.

[4].氢氧化钡[Ba(OH)_2·8H_2O][J].无机盐工业,2018,50(09):27.