一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法其具體為常溫下用純水分別配制一定濃度的碳酸氫銨溶液和氯化鋇溶液；在帶攪拌的搪瓷反應(yīng)釜中加入一定體積的純水或化合母液，在慢速攪拌下將配制的兩種液體同時以一定的流量加入反應(yīng)釜中，控制化合母液pH在一定范圍內(nèi)，化合得大粒徑高純碳酸鋇?；戏磻?yīng)結(jié)束后，母液與鋇漿分離，鋇漿經(jīng)洗滌，過濾，烘干，得大粒徑高純碳酸鋇成品。部分化合母液打回反應(yīng)釜中用于下一次化合反應(yīng)。化合產(chǎn)物高純碳酸鋇的平均粒徑明顯增大，粒徑分布變窄，從而改善了成品碳酸鋇的粉體流動性。該工藝反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，節(jié)約能源，成本低，反應(yīng)設(shè)備為常溫常壓設(shè)備，設(shè)備簡單，投資少。
【專利說明】一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及碳酸鋇的制備方法，具體涉及一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高純碳酸鋇是一種廣泛用于制造電子陶瓷產(chǎn)品的粉末材料，要求純度高、且粒徑小，還用于液晶基板玻璃的制造，近年來隨著液晶顯示產(chǎn)品需求的不斷增加，液晶基板玻璃的生產(chǎn)對高純碳酸鋇產(chǎn)品質(zhì)量和物化性能的要求不斷提高，其中對高純碳酸鋇的流動性提出了新的要求，滿足液晶基板玻璃的連續(xù)輸送和準(zhǔn)確計量，大顆粒高純碳酸鋇的制備是滿足其要求的途徑之一，目前，我國高純碳酸鋇生產(chǎn)工藝主要有復(fù)分解法和碳化法，即可溶性鋇鹽同碳酸鹽溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制得高純碳酸鋇和氫氧化鋇溶液中通入二氧化碳?xì)怏w碳化得高純碳酸鋇。常規(guī)方法生產(chǎn)的高純碳酸鋇粒徑分布寬，跨度在4.0以上，平均粒徑在1-4 μ m之間，產(chǎn)品流動性差，在基板玻璃生產(chǎn)過程中的配料混料階段，經(jīng)常出現(xiàn)高純碳酸鋇輸料管下料慢甚至堵塞現(xiàn)象，給正常生產(chǎn)帶來很大的困擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法，能夠制備大粒徑、粒徑分布范圍小、分體流動性好的高純碳酸鋇。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法，其具體包括如下步驟:
(O配置溶液:15~25°C下配制碳酸氫銨水溶液和氯化鋇水溶液；
(2)準(zhǔn)備反應(yīng)釜:在反應(yīng)釜中加入純水；
(3)滴加:啟動反應(yīng)釜的攪拌槳，將步驟(1)中制備的兩種溶液同時滴加到反應(yīng)釜中；
(4)攪拌:滴加完畢后勻速攪拌至反應(yīng)完全，得碳酸鋇沉淀；
(5)分離:將步驟(4)所得的反應(yīng)液靜置，然后將上層母液和鋇漿分離；
(6)后處理:鋇漿經(jīng)過洗滌、過濾、烘干，即得。
[0005]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(3)的滴加過程中，控制所述攪拌槳的轉(zhuǎn)速為40-ll0r/min，通過控制氯化鋇溶液和碳酸氫銨溶液的滴加速度使反應(yīng)釜中反應(yīng)液的pH值在5.1-5.7之間。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，步驟(1)中所述的碳酸氫銨水溶液的濃度為7(Tll0g/L，所述氯化鋇水溶液的濃度為200-240g/L。
[0007]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，步驟(3)中，按氯化鋇和碳酸氫銨的摩爾比為1:2.2~1:2.4通入反應(yīng)釜中。
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(3)中，控制氯化鋇溶液的滴加流量，使溶液的滴加時間為0.8^2.0小時,所述碳酸氫銨溶液的滴加流量根據(jù)氯化鋇溶液的滴加流量調(diào)節(jié)，控制反應(yīng)液的pH值在5.1-5.7之間。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，步驟(2)中所述反應(yīng)釜中加入的水量以液面淹沒過攪拌槳底端為宜。
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，步驟(6)中所述鋇漿用20~95°C純水洗滌至洗滌水中氯離子含量小于70ppm。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(6)中烘干溫度為110~240°C。
[0012]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(2)中加入的純水可以被步驟(5)所述得到的母液代替。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法，其具體包括如下步驟:
(O配置溶液:常溫配制濃度為70-110g/L的碳酸氫銨水溶液,配置濃度為200-240g/L的氯化鋇水溶液；
(2)準(zhǔn)備反應(yīng)釜:在反應(yīng)釜中加入純水或者母液，加入的水量占反應(yīng)釜容積的1/12~1/9 ；
(3)加入晶種:在反應(yīng)釜中加入碳酸鋇理論產(chǎn)量的1%~5%的高純碳酸鋇作為晶種；
(4)滴加:啟動反應(yīng)釜的攪拌槳，控制攪拌槳轉(zhuǎn)速為40~ll0r/min，將步驟(1)中制備的兩種溶液按氯化鋇和碳酸氫銨的摩爾比為1:2.2~1:2.4同時通入反應(yīng)釜中，控制氯化鋇溶液的滴加流量，使溶液的滴加時間為0.8~2.0小時,所述碳酸氫銨溶液的滴加流量根據(jù)氯化鋇溶液的滴加流量調(diào)節(jié)，滴加過程中，通過控制氯化鋇溶液和碳酸氫銨溶液的滴加速度使反應(yīng)釜中反應(yīng)液的pH值在5.1~5.7之間。
[0014](5)攪拌:滴加完畢后勻速攪拌20~40min，至反應(yīng)完全，得碳酸鋇沉淀；
(6)分離:將步驟(4)所得的反應(yīng)液靜置，將上層母液抽出，得鋇漿；
(7)后處理:步驟(6)中所得鋇漿用20~95°C純水洗滌至洗滌水中氯離子含量小于70ppm，然后過濾，濾餅在110~240°C的條件下烘干，即得。
[0015]本發(fā)明的積極效果如下:
通過本發(fā)明所提供的方法制備所得的碳酸鋇，平均粒徑明顯增大，平均粒徑在10 μ m以上，可達(dá)到20-30 μ m，粒徑分布跨度在2.0 μ m左右，主含量可達(dá)到99.5%以上。本發(fā)明所述的反應(yīng)過程為常溫下進(jìn)行，節(jié)省能源，降低生產(chǎn)成本。平均粒徑增大，粒徑分布變窄，大大改善了產(chǎn)品的流動性能。在基板玻璃生產(chǎn)過程中的配料混料階段，有效解決了高純碳酸鋇輸料管下料慢甚至堵塞的現(xiàn)象。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，本申請中所述的常溫指15 ~25。C。
[0017]本發(fā)明根據(jù)反應(yīng)釜容積大小配置適量的溶液，在反應(yīng)釜中加入一定體積的純水或者反應(yīng)液的母液，以較慢的速度攪拌，同時滴加兩種氯化鋇溶液和碳酸氫銨溶液，控制滴加時間和反應(yīng)釜中反應(yīng)液的PH值，這樣便可獲得純度較高、粒徑較大的碳酸鋇晶體，所得產(chǎn)品流動性良好，收率和純度較高，并且粒徑分布寬度較小。
[0018]實施例1
常溫下，將200kg精制氯化鋇溶于1000L純水中，過濾后存于氯化鋇儲罐中；將167kg食品級碳酸氫銨溶于1950L純水中，過濾后存于碳酸氫銨儲罐中。[0019]在5000L的搪瓷反應(yīng)釜中加入純水500L，高純碳酸鋇2kg作為晶種。
[0020]啟動攪拌槳，調(diào)整攪拌漿轉(zhuǎn)速為50r/min，常溫開始滴加，使兩種溶液同時加入搪瓷反應(yīng)爸中，氯化鋇溶液初始流量為15.0L/min,碳酸氫銨溶液初始流量為29.2L/min,滴加過程中測反應(yīng)液的PH值，通過調(diào)整兩種溶液流量使pH保持在5.4-5.7之間，調(diào)整過程中，控制氯化鋇溶液的流量為10-20 L/min，使滴加過程用時0.8-2.0小時之間，本實施例中，0.8小時兩種溶液全部滴加完畢。
[0021]滴加完畢后,勻速攪拌30min,反應(yīng)完畢后,靜置30min。
[0022]將反應(yīng)液中的上層母液抽去，碳酸鋇沉淀用去離子水洗滌至洗水氯離子含量為70ppm，離心過濾，然后將濾餅在200°C下干燥8小時，最終得到顆粒中平均粒徑為
19.97 μ m，粒徑分布跨度為1.965 μ m,純度為99.8%的碳酸鋇產(chǎn)品，假比重1.30，流動性良好。
[0023]實施例2
常溫下，將220kg精制氯化鋇溶于1000L純水中，過濾后存于氯化鋇儲罐中；將188kg食品級碳酸氫銨溶于2000L純水中，過濾后存于碳酸氫銨儲罐中。
[0024]在5000L的搪瓷反應(yīng)釜中加入實施例1中抽出的母液500L，加入高純碳酸鋇2kg作為晶種。
[0025]啟動攪拌槳，調(diào)整攪拌漿轉(zhuǎn)速為65r/min，常溫開始滴加，使兩種溶液同時加入搪瓷反應(yīng)爸中，氯化鋇溶液初始流量為13.0L/min,碳酸氫銨溶液初始流量為26.0OL/min,滴加過程中測反應(yīng)液的PH值，通過調(diào)整兩種溶液流量使pH保持在5.4-5.7之間，調(diào)整過程中，控制氯化鋇溶液的流量為10-20 L/min，使滴加過程用時0.8-2.0小時之間，本實施例中，2.0小時兩種溶液全部滴加完畢。
[0026]滴加完畢后,勻速攪拌30min,反應(yīng)完畢后,靜置30min。
[0027]將反應(yīng)液中上層母液抽去，碳酸鋇沉淀用去離子水洗滌至洗水氯離子含量為60ppm，離心過濾，然后將濾餅在200°C下干燥8小時，最終得到顆粒中平均粒徑為
16.58 μ m,粒徑分布跨度為1.908 μ m,純度為99.8%的碳酸鋇產(chǎn)品，假比重1.30，流動性良好。
[0028]實施例3
常溫下，將200kg精制氯化鋇溶于1000L純水中，過濾后存于氯化鋇儲罐中；將182kg食品級碳酸氫銨溶于1900L純水中，過濾后存于碳酸氫銨儲罐中。
[0029]在5000L的搪瓷反應(yīng)釜中加入實施例2中抽出的母液500L，加入高純碳酸鋇2kg作為晶種。
[0030]啟動攪拌槳，調(diào)整攪拌漿轉(zhuǎn)速為50r/min，常溫開始滴加，使兩種溶液同時加入搪瓷反應(yīng)爸中，氯化鋇溶液初始流量為15.0L/min,碳酸氫銨溶液初始流量為28.5L/min,滴加過程中測反應(yīng)液的PH值，通過調(diào)整兩種溶液流量使pH保持在5.4-5.7之間，調(diào)整過程中，控制氯化鋇溶液的流量為10-20 L/min，使滴加過程用時0.8-2.0小時之間，本實施例中，1.5小時兩種溶液全部滴加完畢。
[0031]滴加完畢后,勻速攪拌30min,反應(yīng)完畢后,靜置30min。
[0032]將反應(yīng)母液抽去，碳酸鋇沉淀用去離子水洗滌至洗水氯離子含量為70ppm，離心過濾，然后將濾餅在200°C下干燥8小時，最終得到顆粒中粒徑為13.24 μ m，跨度為2.053，純度為99.8%的碳酸鋇產(chǎn)品，假比重1.30，流動性良好。
[0033]實施例4
常溫下，將240kg精制氯化鋇溶于1000L純水中，過濾后存于氯化鋇儲罐中；將210kg食品級碳酸氫銨溶于1900L純水中，過濾后存于碳酸氫銨儲罐中。
[0034]在5000L的搪瓷反應(yīng)釜中加入實施例3中抽出的母液500L，高純碳酸鋇2kg作為晶種。
[0035]啟動攪拌槳，調(diào)整攪拌漿轉(zhuǎn)速為90r/min，常溫開始滴加，使兩種溶液同時加入搪瓷反應(yīng)爸中，氯化鋇溶液初始流量為20.0L/min,碳酸氫銨溶液初始流量為38.0L/min,滴加過程中測反應(yīng)液的PH值，通過調(diào)整兩種溶液流量使pH保持在5.4~5.7之間，調(diào)整過程中，控制氯化鋇溶液的流量為15-25 L/min，使滴加過程用時0.8-2.0小時之間，兩種溶液全部滴加完畢。
[0036]滴加完畢后,勻 速攪拌30min,反應(yīng)完畢后,靜置30min。
[0037]將反應(yīng)液的上層母液抽去，碳酸鋇沉淀用去離子水洗滌至洗水氯離子含量為70ppm,離心過濾，然后將濾餅在200°C下干燥8小時，最終得到顆粒中粒徑為11.22 μ m，跨度為2.015，純度為99.8%的碳酸鋇產(chǎn)品，假比重1.30，流動性良好。
[0038]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法，其特征在于:其具體包括如下步驟: (O配置溶液:15~25°C下配制碳酸氫銨水溶液和氯化鋇水溶液； (2)準(zhǔn)備反應(yīng)釜:在反應(yīng)釜中加入純水； (3)滴加:啟動反應(yīng)釜的攪拌槳，將步驟(1)中制備的兩種溶液同時滴加到反應(yīng)釜中； (4)攪拌:滴加完畢后勻速攪拌至反應(yīng)完全，得碳酸鋇沉淀； (5)分離:將步驟(4)所得的反應(yīng)液靜置，然后將上層母液和鋇漿分離； (6)后處理:鋇漿經(jīng)過洗滌、過濾、烘干，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)的滴加過程中，控制所述攪拌槳的轉(zhuǎn)速為4(T110 r/min，通過控制氯化鋇溶液和碳酸氫銨溶液的滴加速度使反應(yīng)釜中反應(yīng)液的PH值在5.4-5.7之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法，其特征在于:步驟(O中所述的碳酸氫銨水溶液的濃度為7(Tll0g/L，所述氯化鋇水溶液的濃度為20(T240g/L0
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，按氯化鋇和碳酸氫銨的摩爾比為1:2.2^1:2.4通入反應(yīng)釜中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中，控制氯化鋇溶液的滴加流量，使溶液的滴加時間為0.8^2.0小時，所述碳酸氫銨溶液的滴加流量根據(jù)氯化鋇溶液的滴加流量調(diào)節(jié)，控制反應(yīng)液的PH值在5.4-5.7之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述反應(yīng)釜中加入的水量以液面淹沒過攪拌槳底端為宜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法，其特征在于:步驟(6)中所述鋇漿用2(T95°C純水洗滌至洗滌水中氯離子含量小于70ppm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法，其特征在于:所述步驟(6)中烘干溫度為11(T240°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中加入的純水可以被步驟(5)所述得到的母液代替。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5、6、7、8或9任一項所述的一種大粒徑高純碳酸鋇的制備方法，其特征在于:其具體包括如下步驟: (1)配置溶液:常溫配制濃度為7(Tll0g/L的碳酸氫銨水溶液,配置濃度為200-240g/L的氯化鋇水溶液； (2)準(zhǔn)備反應(yīng)釜:在反應(yīng)釜中加入純水或者母液，加入的水量占反應(yīng)釜容積的1/12~1/9 ； (3)加入晶種:在反應(yīng)釜中加入碳酸鋇理論產(chǎn)量的1%~5%的高純碳酸鋇作為晶種； (4)滴加:啟動反應(yīng)釜的攪拌槳，控制攪拌槳轉(zhuǎn)速為4(Tll0r/min，將步驟(1)中制備的兩種溶液按氯化鋇和碳酸氫銨的摩爾比為1:2.2~1:2.4同時通入反應(yīng)釜中，控制氯化鋇溶液的滴加流量，使溶液的滴加時間為0.8^2.0小時,所述碳酸氫銨溶液的滴加流量根據(jù)氯化鋇溶液的滴加流量調(diào)節(jié)，滴加過程中，通過控制氯化鋇溶液和碳酸氫銨溶液的滴加速度使反應(yīng)釜中反應(yīng)液的pH值在5.4-5.7之間； (5)攪拌:滴加完畢后勻速攪拌2(T40min，至反應(yīng)完全，得碳酸鋇沉淀；(6)分離:將步驟(4)所得的反應(yīng)液靜置，將上層母液抽出，得鋇漿； (7)后處理:步驟(6)中所得鋇漿用2(T95°C純水洗滌至洗滌水中氯離子含量小于70ppm，然后過濾， 濾餅在11(T240°C的條件下烘干，即得。
【文檔編號】C01F11/18GK103896320SQ201410164161
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】段亞宏, 閆振宗, 張卓標(biāo), 尹書成, 孫士坤, 謝騫, 錢斌 申請人:河北辛集化工集團(tuán)有限責(zé)任公司