硫酸钡的生产工艺和成本
硫酸钡重量法测定铁矿石中的硫含量
2020年第24期广东化工第47卷总第434期 · 125 · 硫酸钡重量法测定铁矿石中的硫含量漆寒梅，文静，伍慧玲，何威，曹莉(湖南有色金属职业技术学院资源环境系，湖南株洲412000)[摘要]采用改良的碳酸钠—氧化锌半熔硫酸钡重量法测定铁矿石中的硫含量。
本文考查了在滤纸过滤和真空抽滤操作下的分离对铁矿石样品硫含量测定结果的影响。
实验过程除过滤分离方式不一样外，其他条件全按国标GB/T 6730.16-2016进行。
实验结果显示，硫含量为0.036 %、0.038 %、0.063 %铁矿石标样，在两种分离方式下，真空抽滤分离方式的准确度及精密度更好。
[关键词]硫；硫酸钡重量法；滤纸过滤；真空抽滤[中图分类号]O65 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2020)24-0125-02Determination of Sulfur in Iron ore by Barium Sulfate Gravimetric MethodQi Hanmei, Wen Jing, Wu Huiling, He Wei, Cao Li(Resource and Environment Department Hunan Nonferrous Metals Vocational and Technical College, Zhuzhou 412000, China) Abstract: A modified sodium carbonate-zinc oxide semi-molten decomposition and Barium sulfate gravimetric method was applied to determine sulfur in iron ores. Separation conditions of filter paper filtration and vacuum filtration that affect the determination of sulfur was investigated in this paper. The iron ore standard samples containing 0.036 %, 0.038 % and 0.063 % sulfur were studied. Except for different separation conditions, all other conditions were carried out according to GB/T 6730.16-2016. The results show that the vacuum filter separation condition is better than the filter paper filtration from the accuracy and high precision.Keywords: sulfate；barium sulfate gravimetric method；filter paper filtration；vacuum filtration矿石中的硫主要以黄铁矿、磁黄铁矿、石膏、重晶石等形式存在。
硫酸根去除法
目前，比较成熟的分离去除硫酸根的技术方法主要有6种，即氯化钡法、氯化钙法、冷冻法、碳酸钡法、离子交换法和膜分离法。
2 s* v, w- u7 U# K 1、氯化钡法7 f& a, i k4 Q* |& V氯化钡法是用与盐水中的发生反应生成沉淀，由于化合物溶度积很小,所以采用该法去除效果较好,2000年前国内大部分氯碱企业采用该方法去除硫酸根。
但是，使用该方法时应注意要防止过量，因为过量的会与电槽中的NaOH 反应生成沉淀，堵塞电槽隔膜。
尤其重金属离子钡将会沉积在金属阳极表面，形成不导电的化合物，使阳极涂层活性降低，电压升高。
同样钡离子对离子膜也有严重的影响。
法去除虽然效果好，反应率高，但是本身有较强的毒性，贮存条件要求高，操作不当还会引起Ba超标现象，对离子膜造成伤害；其最大的缺点是使用成本高，以100kt/a离子膜烧碱装置为例，每年处理的成本达1100多万元。
该法可副产硫酸钡。
4 [% w" k" |: z9 F; a5 N8 y氯化钡用量相应增加，运行成本高，且该物质属于剧毒物质，副产物及氯化钡的包装袋回收较困难，给生产和现场管理带来较大难度。
0 I% K* c+ }3 `) U$ q) X2、氯化钙法 1 z5 b( @6 @" D+ N5 u, `! R# m该法是用与反应生成沉淀，由于溶度积较大,尤其在盐水中的溶解度要增大三四倍，故该法去除不如法彻底，但是如果卤水使用量不大，经该法处理后的盐水中的质量浓度也可达7 g/L以下的要求,一般情况下达不到5 g/L以下。
该法去除工艺与法相似氯化钙法去除硫酸根投资省，又因氯化钙价格相对便宜，因此有一定的竞争力，其缺点是由于硫酸钙的溶度积较大，由于生成的是微溶沉淀,由于盐效应,在饱和盐水中溶解度高于水溶液中2～3倍.去除硫酸根的效率不高，又增加了盐水中的钙离子，盐泥量增加并且很难处理,不符合国家的减排政策，效果较氯化钡法差。
化工现代氯碱生产技术资料碳酸钡法除盐水中的硫酸根离子
中国氛碱
Ｃ ｉａ Ｃ ｌｒ Ａｌａｉ ｈｎ ｈｏ － ｋｌ
Ｎｏ５ ．
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碳酸钡法除盐水中硫酸根
张 坚， 张素环 （ 沈阳化工股份有限公司， 沈阳 １０２ ） 辽宁 １６ ０ 摘 要： 叙述了用碳酸钡除去盐水中硫酸根的方法、 实验研究及工业化装置。 关键词： 碳酸钡； 硫酸根离子； 钙离子； 盐水
样品
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５９ ．２
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样品
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这些物质在水中的电离平衡如下。
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中国氛碱
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道， 硫酸根的除去率随碳酸钡的增加而提高， 但对于 反应环境不同，ａＯ 的反应率也不同。 ＢＣ ３ 借鉴资料中 给出的ＢＣ ３ ａ０ 加入范围并通过实际摸索， 做了几组 实验数据， 结果见表４ 。 表 ａ ，加 ， 应 影 反 的 晌 ，０） ・） ４Ｂ ｏ 入 对 ｃ的 （犷（。 ５１ ， ９
二甲基亚砜的生产工艺
回收方法
二甲基亚砜（简称DMSO）作为溶剂时必须考虑回收，降低生产成本。可以利用DMSO易溶于 水、苯、甲苯产生缔合物的特点，一般采用萃取和反萃取的方法与其他杂质分离，然后减 压精馏得纯品。 DMSO回收的基本途径是减压精馏,但是要满足两个条件,首先是温度必须在120度以下,否则 会有安全问题,并且降低回收率.另外一个问题是体系的PH值,比较合适的值是PH=8,这里有 设备的安全问题及DMSO本身的分解条件都适合于以上PH值.
生产方法
二甲基亚砜一般采用二甲硫醚氧化法制得，由于所用的氧化剂和氧化方式不同，因而 有不同的生产工艺。
甲醇二硫化碳法
甲醇
γ-Al2O3
二氧化氮（或硝酸）
二甲基硫醚 二硫化碳
二甲基亚砜
双氧水法
二甲基二氧化氮法
甲醇
γ-Al2O3
氧气 二甲基硫醚
硫化氢
60-80℃ 二甲基亚砜（粗）
硫酸 二氧化氮 亚硝酸钠 减 压 蒸 馏
二甲基亚砜（精）
硫酸二甲酯法
硫酸二甲酯 二甲基硫醚 硫化钠 二甲基亚砜（粗） 硫酸 二氧化氮 亚硝酸钠 中 和 减 压 蒸 馏
二甲基亚砜（精）
纯化与除水方法 二甲基亚砜能与水混合，可用分子筛长期放 置加以干燥。然后减压蒸馏，收集 76℃/1600Pa(12mmHg)馏分。蒸馏时，温度不可高于90℃，否则会发 生歧化反应生成二甲 砜和二甲硫醚。也可用氧化钙、氢化钙、氧化钡或无水硫酸钡来干燥，然后减压蒸 馏。也 可用部分结晶的方法纯化。
甲醇二硫化碳al2o3二甲基硫醚二氧化氮或硝酸二甲基亚砜二甲基硫醚丙酮作缓冲剂双氧水二甲基亚砜双氧水法甲醇硫化氢al2o3二甲基硫醚硫酸亚硝酸钠二氧化氮6080二甲基亚砜粗氧气二甲基亚砜精二氧化氮法硫酸二甲酯硫化钠二甲基硫醚硫酸亚硝酸钠二氧化氮二甲基亚砜粗硫酸二甲酯法纯化与除水方法二甲基亚砜能与水混合可用分子筛长期放置加以干燥
硫酸在石油化工生产中的应用研究
硫酸在石油化工生产中的应用研究发布时间：2022-02-16T03:32:59.502Z 来源：《防护工程》2021年28期作者：张可义[导读] 一直到目前主流的接触法制备硫酸，这其中的发展历史正是我们需要去了解的。
濮阳市盛源石油化工（集团）有限公司河南濮阳 457500摘要：硫酸是最重要的含氧质子酸，也是一种最活泼的二元无机强酸，具有较强的脱水性、吸水性、氧化性。
硫酸是一种生产容易、价格便宜的液体强酸。
硫酸在有机合成中广泛用作催化剂和反应物。
硫酸是一种重要的工业原料，能和绝大多数金属、金属氧化物或金属氢氧化物、金属盐、低碳有机醇等发生反应，可以进行中和反应、置换反应、复分解反应等，能生产多种硫酸盐，可用于制造药物、颜料、洗涤剂等，广泛应用于无机化工、石油化工、医药、金属冶炼以及染等工业中。
基于此，本篇文章对硫酸在石油化工生产中的应用进行研究，以供参考。
关键词：硫酸；石油化工生产；应用分析引言硫酸是一种具有强烈氧化性与腐蚀性的无机强酸，同时也是当今工业生产中的重要原料与产品。
硫酸被人们誉为“化学工业之母”，在国民生产中占有举足轻重的地位。
通常，一个国家的硫酸生产能力代表了一个国家化学工业水平的高低。
硫酸从公元二世纪开始被人们制得，十八世纪开始真正意义上的工业化生产，到十九世纪，其生产工艺趋于完善。
从最原始的土室法发展到后来的硝化法、铅室法、塔式法，一直到目前主流的接触法制备硫酸，这其中的发展历史正是我们需要去了解的。
1硫酸制备技术变迁1.1硝化法在制取原理上，土室法通过蒸馏胆矾制取硫酸，而硝化法则是通过燃烧硫磺和硝石的混合物制取硫酸。
硝化法最早是由荷兰化学家、发明家德莱贝尔创造的。
瓦德的硫酸制取工艺可表述为：在40～50加仑的球形广口玻璃瓶中加入少量水，并在瓶中放置一个小粗陶器罐，罐上放置一铁盘，内放硫磺和硝石的混合物，用赤热的小铁铲点燃混合物后用木塞将瓶口塞紧，经过一段时间后，重复操作，直至达到所需浓度的硫酸。
硫酸盐的去除原理及方法
硫酸盐的去除原理及方法硫酸盐的去除原理及方法1、硫酸盐在污水处理中的危害：厌氧过程中的硫酸盐还原菌竞争产甲烷菌所需要的二氧化碳，影响甲烷的产生，同时硫酸盐还原菌不仅具有转化有机酸和乙酸的功能，同时，将硫酸盐还原为硫化物，对产甲烷菌造成危害。
工业有机废水中由于硫酸盐的存在而产生的主要问题包括：含硫酸盐的工业废水，如果不经处理就直接被排入水体中，会产生具有腐蚀性和恶臭味的硫化氢气体，不仅如此，硫化氢还具较强的毒性，会直接危害人体健康和影响生态平衡。
含高浓度硫酸盐的工业有机废水，在应用厌氧处理工艺时，高浓度的硫酸盐对产甲烷菌（MPB）产生强烈的抑制，将会致使消化过程难以进行。
硫酸盐的还原是在SRB硫酸盐还原菌）的作用下完成。
SRB是属专性厌氧菌，属于在厌氧消化过程起主要作用的4种微生物种群中的产氢产乙酸菌。
在不存在硫酸盐的厌氧环境中，SRB则呈现产氢产乙酸菌的功能；当厌氧消化中存在硫酸盐时，则SRB不仅具有了产氢产乙酸菌转化有机酸和乙酸的功能，而且具有还原硫酸盐为H2S的特性。
存在硫酸盐的厌氧消化过程中，本可能被MPB产甲烷菌）利用还原二氧化碳生成甲烷的一切分子氢均被SRB所竞争利用，从而使还原二氧化碳生成甲烷的反应受阻。
硫酸盐在SRB的作用下还原成硫化物，是污泥驯化的过程，硫化物浓度超过100mg/L时，对甲烷菌细胞的功能产生直接抑制作用。
相关的实验研究和工程实践表明，当原水SO42含量》400mg/L 时就有可能转化为较高浓度的硫化物，并且是不可避免的。
2、硫酸盐的去除和转化：利用水解酸化池的厌氧环境，硫酸盐还原菌工艺的流程如下图所示：微电解反应器管道混合器曝气池沉淀池水解池该工艺是将水解池和微电解组合，微电解反应器通过微电解反应将产生大量的Fe2+,水解池中的硫酸盐还原菌（SRB）将硫酸盐还原成硫化物，含有大量硫化物的水解池出水回流，和微电解反应器的出水在管道混合器内混合，硫化物与Fe2+结合成FeS不溶于水的沉淀物，再通过后续的沉淀池将FeS 沉淀，从而完成废水废水中硫酸盐的去除；曝气池的作用则是将剩余的Fe2+,通过曝气氧化成Fe3+,然后和碱生成Fe(0H)3,新生态的Fe3+经碱中和后，生成的Fe(0H)3是胶体凝聚剂，它的吸附能力高于一般药剂水解法得到的Fe(0H)3的吸附能力，这样污水中原有的悬浮物以及通过微电解产生的不溶物和部分构成色度的有机物可被吸附凝聚，从而得以去除。
硫酸钡在涂料中的作用
硫酸钡在涂料中的作用
硫酸钡是一种广泛用于涂料中的无机颜料，它在涂料中具有以下几个重要的作用。
1.增加涂料的密度：硫酸钡具有较高的比重，能够增加涂料的密度，使得涂料涂覆在被涂物表面时更加均匀，提高涂层的平滑性和涂覆性。
2.增加涂料的遮盖力：硫酸钡微粒具有良好的白度和遮盖力，可以有效遮盖底层材料的颜色和瑕疵，提高涂料对底层的遮盖性和遮盖能力。
3.提高涂料的耐候性：硫酸钡微粒具有较高的化学稳定性和耐候性，能够抵抗光照、氧气和湿气等外界环境的侵蚀，延长涂料的使用寿命。
4.增加涂料的硬度和耐磨性：硫酸钡微粒能够填充涂层中的空隙，增加涂层的硬度和耐磨性，提高涂料的耐久性和抗刮擦性。
5.调节涂料的流动性：硫酸钡微粒具有较大的表面积和较强的吸附能力，可以吸附涂料中过多的流变剂，调节涂料的流动性和粘度，使得涂料施工更加方便和稳定。
6.降低涂料成本：硫酸钡是一种相对便宜的颜料，与其它颜料相比成本较低，可以降低涂料的配方成本，提高涂料的经济性和竞争力。
需要注意的是，硫酸钡在涂料中使用时需要注意以下几个问题：
1.选用合适的粒径：硫酸钡的粒径对涂料的性能有较大影响，过大的粒径会影响涂料的流动性，而过细的粒径则会降低涂料的遮盖力和硬度。
因此，需要根据具体的涂料配方和需求选择合适的粒径。
2.控制添加量：硫酸钡的添加量需要根据涂料的种类和用途来确定，
一般在涂料中的添加量为5-30%，具体的添加量需要根据实际需求和使用
效果进行调整。
总而言之，硫酸钡在涂料中起到增加密度、提高遮盖力、增加耐候性、提高硬度和耐磨性、调节流动性和降低成本等作用。
然而，在使用硫酸钡
时需要合理选择粒径和控制添加量，以确保涂料达到最佳的性能和效果。
盐水精制中除硫酸根的几种常用方法之比较
盐水精制中除硫酸根的几种常用方法之比较硫酸根在氯碱生产中的危害当精盐水中硫酸根含量较高时，对氯碱生产系统主要有如下三点危害：（1）影响食盐的溶解度，造成精盐水浓度降低。
（2）会在电解槽阳极上发生氢氧根电解而产生氧气，造成氯内含氧高，降低了电流效率，缩短了电解槽的使用寿命，影响氯气的纯度。
（3）在电解液的蒸发过程中，硫酸根会以芒硝（Na2SO4·10H2O)的形式大量析出，更易堵塞管道，降低传热效率，影响蒸发器的生产能力。
因此需要一定的脱硝装置来除去部分的硫酸根离子，使其浓度达到正常的操作范围。
目前，比较成熟的分离去除硫酸根的技术方法主要有六种，即氯化钡法、氯化钙法、冷冻法、碳酸钡法、离子交换法和膜分离法。
一、氯化钡法氯化钡法是用Ba2+与盐水中的SO42-发生反应生成BaSO4 沉淀，由于化合物BaSO4溶度积很小,所以采用该法去除SO42- 效果较好,2000年前国内大部分氯碱企业采用该方法去除硫酸根。
但是，使用该方法时应注意要防止BaCl2过量，因为过量的BaCl2会与电解槽中的NaOH反应生成Ba（OH）2沉淀，堵塞电解槽隔膜。
尤其重金属离子钡将会沉积在金属阳极表面，形成不导电的化合物，使阳极涂层活性降低，电压升高。
同样钡离子对离子膜也有严重的影响。
氯化钡法去除SO42-虽然效果好，反应效率高，但其本身有较强的毒性，且贮存条件要求较高，操作不当还会引起Ba2+超标现象，对离子膜造成伤害；其最大的缺点是使用成本高，该法虽可副产硫酸钡，但副产物及氯化钡的包装袋回收较困难，给生产和现场管理带来较大难度。
二、氯化钙法该法是用Ca2+与SO42-反应生成CaSO4沉淀，由于CaSO4溶度积较大,尤其在盐水中的溶解度要增大二三倍，故该法去除SO42-不如氯化钡法彻底，但是如果卤水使用量不大，经该法处理后的盐水中的SO42-质量浓度也可达7g/L以下的要求,一般情况下达不到5g/L 以下。
该法去除SO42-工艺与氯化钡法相似，但是氯化钙法去除硫酸根投资较少，又因氯化钙价格相对便宜，因此有一定的竞争力，其缺点是由于硫酸钙的溶度积较大，生成的CaSO4是微溶沉淀,由于盐效应,在饱和盐水中溶解度高于水溶液中2～3倍，去除硫酸根的效率不高，又增加了盐水中的钙离子，盐泥量增加并且很难处理,不符合国家的减排政策，效果较氯化钡法差。
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硫酸钡的生产工艺和成本
一、天然硫酸钡生产工艺
矿山开采 选矿 洗矿 晒干 粉粹 包装 成品
成本：矿石 400，粉粹1250目加工费700，运输费300，税收200，一般售价在1800
元左右（白度在90以下），白度大于93的一般在2500左右（高白度天然硫酸钡要人工挑
拣）。
缺点：白度低、杂质多，粒径无规则，易黄变，批次间不稳定；优点是成本低、无味
道、无游离钡；主要用于水性涂料、粉末涂料和低档塑料填充。
二、钡泥法生产工艺
钡泥为石化氯碱厂下脚料，含60%左右的氯化钡，不少私营小厂直接当硫酸钡卖给涂料
厂和粉末涂料厂，钡泥成本在每吨700元左右；山东淄博不少民营厂拿钡泥和芒硝反应，制
备钡泥法硫酸钡，价格在2000左右。
BaCL2 + Na2SO4 BaSO4 + 2NaCL
成本：钡泥600，芒硝（硫酸钠）,400，加工费300，运费300，税收100.
缺点：游离钡超标，白度低（一般在90以下）、杂质多，粒径不可控，易黄变，批次
间不稳定；优点: 成本低。主要用于粉末涂料。
三、芒硝法生产工艺
天然硫酸钡加煤炭共烧转化为硫化钡，硫化钡和芒硝反应生成沉淀硫酸钡。
BaSO4 + 4C BaS + 4CO
BaS + Na2SO4 BaSO4 + Na2S
成本: 天然矿石：400，煤炭 700，生产成本1300，一般市场售价1500元（原因在于
一般生产硫化钡的都有自有矿山），靠量取胜。芒硝400元左右，所生产的沉淀硫酸钡成本
在2500左右，出厂价3000-3200元，市场价终端价在3600-4000元。价格区别在于粒径分
布的控制、白度高低、分散性优劣、品牌效应等。
缺点：游离钡偏高、硫离子偏高而易产生硫化氢味道（臭鸡蛋味）、白度一般在95左
右；优点：价格适中，粒径细，批次间稳定性较好，白度较高，市场上90%的沉淀硫酸钡都
是此品种，主要用于粉末涂料和塑料中低档填充。
四、硫酸法生产工艺
BaS + CO2 + H2O BaCO3 + H2S
BaCO3 + H2SO4 BaSO4 + CO2 + H2O
成本：碳酸钡一般外购，市场价2200元，硫磺硫酸760（工业硫酸因杂质多，不可以
用于此工艺），大致成本3500左右，出厂价一般3800以上。目前可这种工艺生产的厂家：
清远莱科、佛山安亿、青岛红星、湖南合创、上海豫邑（OEM）、苏州克莱明六家。清远莱
科出厂报价3900，佛山安亿出厂报价3800，青岛红星出厂报价：4500元，湖南合创出厂价
3800，上海豫邑3800，苏州克莱明3700（推广价）。
优势：白度高，一般在98以上，杂质少，游离钡低，硫离子含量低、无气味，黑点少，
结晶完善、100%为球形，易分散，粒径分布窄，具有较小比表面积和基料用量，可获得高
光泽。缺点：价位较高，可选择厂家少。
苏州克莱明新材料有限公司技术部
刘先生：