[发明专利]钡渣碳氢协同还原热熔盐法无渣生产工艺

说明书

本发明涉及钡渣碳氢协同还原热熔盐法无渣生产工艺，包括如下步骤：将钡渣在回转窑中利用玻璃窑炉尾气加热焙烧，通入氢气还原，控制物料温度600‑1250℃，氢气作为回转窑钡渣的还原气，钡渣还原成为热物料；(2）熔盐反应罐上部加入氯化铵水溶液，将步骤（1）所得热物料通过反应罐上部进入氯化铵水溶液中反应，控制氯化铵水溶液的温度为60‑115℃，反应得到氯酸盐固液混合物并产生氨汽、硫化铵汽体，反应生成物从反应罐底部排出进入固液分离设备实现固液分离。采用本发明工艺方法，可以实现钡渣元素有效利用，达到低成本、高效能地将钡渣全元素资源化得以利用，真正实现生产全过程固体零排放、液体零排放，气体非常低的少量二氧化碳排放甚至二氧化碳零排放。

技术领域

本发明涉及钡渣的综合利用工艺，尤其是钡渣碳氢协同还原热熔盐法无渣生产工艺。

背景技术

钡矿的加工主要是钡盐生产，用途涉及十多个门类各种行业，提高钡的浸出利用率，低成本，没有污染是人们所追求的。钡渣是钡矿生产钡盐生产过程中产生的残余固体废渣，属于具有危险性的工业废渣，其化学成分主要有二氧化硅9-20%、残余碳粉15-18%，硫化铁1-3%、氧化铝2-6%、硫化钙3-5%、硫酸钡、碳酸钡、硅酸钡、硫代硫酸钡60-72%等钡化合物。每生产一吨钡盐将产生0.8—1吨钡渣，消耗730-800公斤煤炭。既浪费资源又污染了环境。钡矿重晶石碳热还原热水逆流溶出工艺，是钡盐生产的主流工艺。矿物钡利用率低，只有40-50%。人们采用球磨浸出提高了可溶钡的浸出率，钡渣粒度大都在200目左右。钡利用率低其主要原因是工艺方法不完善不合理造成的，煤碳是还原剂，同时提供热源。焙烧温度过高煤碳中杂质与钡矿中二氧化硅、氧化钙、氧化铝等与钡生成钡的玻璃体成为酸不溶物，同时产生大量硅酸钡，碳酸钡，成为水不溶性的钡渣。焙烧温度过低则还原不彻底生成硫代硫酸钡水不溶解，同时还会造成硫酸钡未被还原的情况存在。大量钡盐渣的产生从而降低钡有效利用。钡渣堆放污染环境，损害人体健康，侵占土地，特别是钡渣中的水溶性钡，容易渗入地下，使地下水钡超标，影响人们的身体健康,影响动物牲畜植物的生长。

利用钡渣制砖，这种利用方式对资源的利用价值太低，并且可溶性钡的问题并没有得到根本的解决，生产的建筑用砖比重太大，难以推广利用。

中国专利公开号：CN 105948499 A：公开了利用钡渣制取钡基玻璃熔块的方法，研磨钡渣制备钡渣矿浆；将钡渣矿浆进行管道化硫酸浸出；产生的硫化氢气体用钠碱吸收得到硫化钠，然后固液分离；液体经聚合得到硫酸铁铝净水剂。固体经水洗、烘干；烘干后进入玻璃熔块炉，氧化气氛中熔融，熔融的钡熔块水萃从而得到钡基玻璃熔块（物体自身热焓无法利用）。该方法将钡盐渣去除铁铝等有色金属氧化物元素后，制成钡基玻璃熔块。该方法涉及研磨设备、硫酸管道化浸出工艺，热能利用率低，虽然钡盐渣充分彻底得以利用但是设备投资，热能利用率，产品销售市场仍不尽人意。

发明内容

钡渣碳氢协同还原热熔盐法无渣生产工艺，钡渣在回转窑中利用玻璃窑炉的尾气高温、含氧量低的特点，为钡渣焙烧提供热源，通入氢气将钡渣还原为热物料，热物料与氯化铵溶液反应，有效地彻底解决了钡浸出问题。本工艺流程采用氢气作为还原剂 ：1.氢气还原没有副反应产生，可以实现低温快速还原，还原效率高于碳；2.氢气还原热值高，生产成本低，低温氢还原钡渣没有产生钡玻璃熔体的条件，也就没有新的酸不溶物的生成。3.氢还原后产生的唯一杂质是水，没有任何有害物质生成，碳氢协同还原硫酸钡还原反应彻底。同时利用玻璃窑的高温尾气，裂解氨生成反应需要的氢气和氮气，有效的利用余热获得廉价副产得到氢气从而实现氢还原。氯化铵水溶液氯酸根浓度高，综合成本价格很低，氯化铵用量越大经济效益愈高，氯化铵是硅酸钡，碳酸钡良好溶剂，同时置换出氨。本发明更适合于原矿重晶石配石油焦碳氢协同还原热熔盐法无渣生产工艺。钡矿中的杂质含量低，钡、硅、钙、铝、钾、钠、镁氧化物都是钡玻璃的有益元素、有害元素铁、有色金属都已进入溶液。石油焦含碳高、热值高、不含有害杂质与氢形成钡矿碳氢协同还原，还原效率高、没有副反应生成物产生。

钡渣碳氢协同还原热熔盐法无渣生产工艺：包括如下步骤：