[发明专利]一种从化学镀镍废液中制备球形硫酸钡的方法

说明书

本发明公开了一种从化学镀镍废液中制备球形硫酸钡的方法，本发明涉及工业废液高值资源化利用技术领域。本发明通过对除镍后化学镀镍废液中的成分进行分析得出硫酸根离子和柠檬酸根离子的含量，将除镍后的化学镀镍废液在搅拌状态下与可溶性钡盐和柠檬酸并流匀速加入反应釜内，控制滴加速率、反应釜内pH、反应温度、搅拌速率、反应时间等条件，生成硫酸钡沉淀，将得到的硫酸钡沉淀经过滤、洗涤、干燥、破碎和过筛得到球形硫酸钡，所得硫酸钡粒径均一，分布范围窄，球形度高，密度大，附加值高。本发明实现了化学镀镍废液复杂环境中硫元素的高值资源化利用，也符合绿色循环经济发展理念。

技术领域

本发明涉及工业废液资源化高值利用技术领域，具体涉及一种从化学镀镍废液中制备球形硫酸钡的方法。

背景技术

硫酸钡是一种重要的无机填充材料，在铅酸电池、塑料、涂料、油漆、陶瓷与造纸等许多行业有广泛的应用。球形硫酸钡的物理特性与普通硫酸钡的不同，具有量子效应、尺寸效应、表面效应等重要的结构特性，是铅酸电池中必不可少的添加剂。硫酸钡的添加量一般在0.5～1.0％，放电时，可作为硫酸铅晶核，有利于形成疏松多空的硫酸铅晶体，减轻浓差极化；充电时则促进硫酸铅溶解，从而提高负极板电化学反应的可逆性。

现有技术中特定形貌硫酸钡的制备均以化学试剂为原料与络合剂，例如，专利CN111362293A公开了一种纺锥形硫酸钡的制备方法，将0.8～1.5mol/L氯化钡溶液与0.1～0.3mol/L硫酸钠溶液分别按10～20L/min、4～10L/min的流速加入夹角为25～35°的混合反应管中，并加入葡萄糖、聚丙烯酸或柠檬酸作为晶型控制剂，反应生成的沉淀经过滤、洗涤和干燥后得到纺锥形硫酸钡。论文EDTA络合-球磨法制备超细棒状BaSO₄(祁琪,孙青,张俭等,高校化学工程学报,2019,33(3):732-737.)采用碳酸钡、硫酸钠为原料，EDTA为络合剂，在pH＝8的条件下，通过球磨反应4h，得到平均粒径为130nm的棒状团簇状硫酸钡。论文EDTA络合法合成硫酸钡微粒(张明,李新海,胡启阳等，中国有色金属学报,2009,19(8):1511-1516.)以氯化钡和硫酸钠为原料，EDTA二钠盐为络合剂，在pH为9-10的条件下得到了粒径为1um的球形硫酸钡。现有技术中均以化学试剂作为原料，尽管能制备出特定形貌的硫酸钡，但生产成本较高。专利(CN110592561A)公开了一种化学镀镍废液的处理方法，其中涉及到废液中硫元素资源化为硫酸钡，具体过程是：对化学镀镍废液进行全分析，测定废液中镍、磷、钠、硫、碳和其它元素的含量；然后，往废液中按化学计量比加入0.1～5mol/L的可溶性钡盐，在25～100℃搅拌反应1～10h后，过滤得到硫酸钡，该专利是采用直接沉淀法将可溶性钡盐直接加入未做任何处理的化学镀镍废液中，得到的是附加值低的无规则形貌硫酸钡。

目前化学镀镍废液中硫元素的资源化利用主要是将其中含有的硫酸根离子生成普通硫酸钡沉淀，普通硫酸钡附加值较低，且不能合理利用废液中含有的柠檬酸根离子；但是，化学镀镍废液中成分复杂，各种离子对于形成球形硫酸钡影响很大，亟需探索出如何将化学镀镍废液中的硫酸根离子转化为高价值的球形硫酸钡的方法，实现废液中硫元素的高值资源化利用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种从化学镀镍废液中制备球形硫酸钡的方法，通过对除镍化学镀镍废液的成分进行分析定量，利用废液中含有的柠檬酸根离子，并排除废液环境对于形成球形硫酸钡的干扰，实现在废液中形成高价值的球形硫酸钡。

为实现上述目的，本发明提供了一种从化学镀镍废液中制备球形硫酸钡的方法，包括以下步骤：

S1、对除镍化学镀镍废液A进行全分析，检测废液中硫酸根离子和柠檬酸根离子的含量；

S2、按照硫酸根离子和钡离子摩尔比为1:1配制可溶性钡盐溶液B，按照柠檬酸根离子和钡离子摩尔比为1:1～5配置需补充的柠檬酸溶液C；添加柠檬酸溶液是为补充除镍化学废液A中柠檬酸根离子含量可能不足，若废液A中柠檬酸根离子含量符合所述柠檬酸根离子和钡离子的摩尔比，则无需添加柠檬酸；