17194-00-2 / 關(guān)于氫氧化鋇的制備

背景及概述^【1】

氫氧化鋇是一種強(qiáng)堿，化學(xué)式Ba(OH)₂，白色無(wú)定形粉末狀固體，有毒! 極易吸收空氣中的二氧化碳生成碳酸鋇，相對(duì)密度為4.50，350℃時(shí)熔化，600℃以上時(shí)分解。溶于水，難溶于乙醇、乙醚和丙酮。在水溶液中析出的結(jié)晶為Ba(OH)₂·8H₂O，它是無(wú)色單斜晶體，相對(duì)密度為2.18 (16℃)，熔點(diǎn)為78℃，在780℃時(shí)失去全部結(jié)晶水。

工業(yè)品氫氧化鋇〔Ba(OH）₂·8H₂O〕含量：一級(jí)≥98%，二級(jí)≥96%。氫氧化鋇應(yīng)密封貯存于干燥庫(kù)房中，不可與酸類物品共貯混運(yùn)。八水氫氧化鋇是液體鋇鋅穩(wěn)定劑的重要原料之一，在合成過(guò)程中八水氫氧化鋇與有機(jī)酸進(jìn)行反應(yīng)，生成鋇皂。八水氫氧化鋇的主含量和碳酸鋇含量是檢驗(yàn)八水氫氧化鋇原料的重要指標(biāo)。。如其中碳酸鹽含量過(guò)高，對(duì)于反應(yīng)的進(jìn)行有較大影響。其中八水鋇主含量的測(cè)定采用酸堿中和法進(jìn)行，具體為試樣加適量無(wú)二氧化碳的水溶解，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，以酚酞為指示劑，通過(guò)鹽酸的消耗量計(jì)算出氫氧化鋇的含量。碳酸鋇含量的測(cè)定方法經(jīng)查詢有兩種:一種是向測(cè)定完主含量后的溶液中加入澳酚藍(lán)指示劑，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，通過(guò)鹽酸的消耗量計(jì)算碳酸鋇含量;另外一種是向測(cè)定完主含量后的溶液中加入鹽酸，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定，通過(guò)氫氧化鈉的消耗量計(jì)算碳酸鋇的含量。

應(yīng)用^【2】

氫氧化鋇產(chǎn)品主要用于石油工業(yè)中作多效能添加劑;也用于鋇基潤(rùn)滑脂和油類精制、甜菜制糖、醫(yī)藥。也是塑料和人造絲的原料，可用作樹脂穩(wěn)定劑。還用于有機(jī)合成和其他鋇鹽的制造，水的軟化以及玻璃和搪瓷工業(yè)。

用于制造鋇鹽、有機(jī)鋇化合物、鋇基潤(rùn)滑脂用于精制動(dòng)植物油類、蔗糖、甜菜，用作塑料穩(wěn)定劑、造紙?zhí)砑觿?、密封料組分、橡膠硫化催化劑、防銹紙組分、涂料分散劑、聚氨醋泡沫滅火劑、絲綢和人造絲處理劑、鍋爐硬水軟化劑及中和劑。

制備^{【3】【4】}

1.硫化鋇法:由重晶石還原制得的硫化鋇熔體經(jīng)浸取制得硫化鋇溶液，相對(duì)密度控制在1.107 4-1.124 7 ,靜置澄清，清液送入一次反應(yīng)器中，加入鹽酸，當(dāng)pH=4時(shí)終止反應(yīng)，硫化氫引進(jìn)氣柜(副產(chǎn)硫化氫);氯化鋇溶液送入二次反應(yīng)器中，加熱至70-90 ℃加入過(guò)量燒堿,控制二次反應(yīng)器溫度為100-110攝氏度，同時(shí)于二次反應(yīng)器中濃縮，使溶液相對(duì)密度達(dá)到1.160 9-1.199 5 ,靜置澄清，除去雜質(zhì)，冷卻結(jié)晶20-24 h，最后經(jīng)離心分離，再經(jīng)干燥，制得成品。

2.離子交換法:離子交換法生產(chǎn)氫氧化鋇，主要采用苯乙烯一二乙烯苯交聯(lián)作母體、磺酸基為官能團(tuán)的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂(K,Na型)，將由重晶石焙燒浸取制得的硫化鋇溶液質(zhì)量濃度控制在150 b/L，經(jīng)蒸汽加熱器預(yù)熱至(75士5 )℃，然后進(jìn)入離子交換柱，離子交換柱樹脂由鈉型變?yōu)殇^型、柱底流出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaS溶液可以回收、交換柱以熱水正洗除去BaS及NaS，再反洗除去機(jī)械雜質(zhì)及浮游物，水洗溫度為(75士5)℃，再將預(yù)熱至(75士5)℃、質(zhì)量濃度為140 b/L的氫氧化鈉溶液加入交換柱，離子交換樹脂即由鋇型又交換為鈉型，柱底流出氫氧化鋇溶液，質(zhì)量濃度為130-150g/L，經(jīng)冷卻結(jié)晶、分離干燥，得到成品,分離母液含堿質(zhì)量濃度為90-100 g/L，濃縮后返回堿槽備用。

一、工業(yè)制法

1、設(shè)備與原料

1.1設(shè)備 0.2t鍋爐1臺(tái);燕餾水器1臺(tái);2000-5000L耐堿反應(yīng)釜1臺(tái);高速離心機(jī)(1000r/ min以上))1臺(tái);自制不銹鋼結(jié)晶桶若干個(gè);帶蓋水泥結(jié)晶池1個(gè)。

1. 2原料工業(yè)級(jí)固體氫氧化鋇;工業(yè)級(jí)固體碳酸鈉;工業(yè)級(jí)鹽酸。

二、工藝流程

原料-溶解-過(guò)德-結(jié)晶-陳化-分離-洗滌-干燥-成品-包裝-人庫(kù)

三、工藝技術(shù)

3.1溶解與過(guò)濾

將工業(yè)級(jí)氫氧化鋇倒入反應(yīng)釜中，加蒸餾水配制成濃度為5%一30%的溶液。通蒸汽加熱，邊加熱邊攪拌。氫轉(zhuǎn)化鋇隨著反應(yīng)釜中液體溫度的升高而迅速溶解其中的雜質(zhì)諸如碳酸鋇等和水中不溶物在熱水中的溶解度極小或幾乎不溶.當(dāng)反應(yīng)釜中溶液的溫度上升至65℃時(shí).保溫?cái)嚢?0-40min，之后保溫靜置30min.。整個(gè)溶解過(guò)程需2一2.5h。

在水泥結(jié)晶池中注人冷水.通燕汽使水溫升至65℃以上。用300目耐堿雙層過(guò)濾布，將反應(yīng)釜中溶液過(guò)濾到已在結(jié)晶池中預(yù)熱好的結(jié)晶桶中。殘?jiān)鼦壷?/p>

3.2結(jié)晶與陳化

把盛有熱溶液的結(jié)晶桶，隨即置于水溫達(dá)60℃以上的水泥結(jié)晶池中，蓋好池蓋。讓結(jié)晶池中水溫自然下降。緩慢降溫條件下結(jié)晶，能獲得大Ba(OH）₂·8H₂O。晶體，減少了機(jī)械包藏在晶體中的雜質(zhì)。2-3h后，放掉結(jié)晶池中的溫水，重新注人冷水戶冷卻結(jié)晶。

溶液結(jié)晶時(shí)，由于局部溶液之間在濃度上存在著差異，就不可避免地會(huì)形成大小不一的晶體。晶體總表面積較大，表面吸附的雜質(zhì)較多，陳化目的在于利用大、小晶體分別與液相濃度之間的差異，小晶泳逐步溶解，大晶體越長(zhǎng)越大，小晶表面吸附的較多雜質(zhì)就被“反饋”到溶液中。晶體陳化的時(shí)間為24-30h。

3. 3分離與洗滌

將已陳化好的晶體認(rèn)真仔細(xì)地轉(zhuǎn)移到離心機(jī)中，開動(dòng)離心機(jī)；晶體與母液分離.用離心機(jī)中晶體重量的10%-15%的蒸餾水，分三次均勻的淋洗晶體。

3.4干燥

晶體中水分的組成有兩種形式:一是晶體分子中帶有8個(gè)結(jié)晶水;二是在晶體粗糙的表面吸附有水分。干燥就是除去晶體吸附的水分.保留分子中的結(jié)品水。

3. 5包裝

成品用5kg、lOkg,25kg塑膜袋分裝、蜜封好。再裝入相應(yīng)的塑料桶中。

主要參考文獻(xiàn)

[1]宋艷茹,倪曉棟.八水氫氧化鋇中碳酸鹽測(cè)定方法的研究[J].塑料助劑,2015(02):50-52.

[2]任迎蕾,紀(jì)珺,章學(xué)來(lái),華維三.八水合氫氧化鋇復(fù)合相變材料的制備及熱力學(xué)性能研究[J].材料導(dǎo)報(bào),2016,30(S2):194-197.

[3]龔彩蓮.高純度氫氧化鋇的開發(fā)[J].中小企業(yè)科技信息,1996(06):14-15.

[4].氫氧化鋇[Ba(OH)_2·8H_2O][J].無(wú)機(jī)鹽工業(yè),2018,50(09):27.