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![一种以毒重石为原料生产氯化钡的工艺[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/459c741e7275a417866fb84ae45c3b3567ecdd8f.png)
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510226848.0(22)申请日 2015.05.06C01F 11/24(2006.01)(71)申请人四川理工学院地址643000 四川省自贡市汇兴路学苑街180号(72)发明人刘勇 杨虎 潘中才 刘建容王学娟 徐飞 李伟 罗家文(74)专利代理机构北京国智京通知识产权代理有限公司 11501代理人张瑜(54)发明名称一种以毒重石为原料生产氯化钡的工艺(57)摘要本发明属于化工技术领域，具体公开了一种以毒重石为原料生产氯化钡的工艺。
主要由下列步骤实现：将原料毒重石与水混合磨碎并加酸进行酸解、加盐及石灰乳除杂、降膜预浓缩、蒸发结晶得到二水氯化钡晶体；将晶浆进行降温重结晶，进一步回收热溶液中的二水氯化钡晶体；合并二水氯化钡晶体用饱和食盐水洗涤，再次重结晶提纯并干燥得到产品氯化钡。
本发明对毒重石的品种不限制，降低了对原料的要求；无传统生产过程中的除杂步骤，流程简单，易操作；整个流程无废气、废渣及废液排放，符合绿色化工要求且制得的氯化钡晶体收率高、纯度高、成本低，适合大规模工业化生产需要。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图1页(10)申请公布号CN 104891549 A (43)申请公布日2015.09.09C N 104891549A1.一种以毒重石为原料生产氯化钡的工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将原料毒重石与水混合磨碎作为矿浆，向矿浆中加入30％的盐酸并加热到一定温度，在反应釜中反应一定时间，回收二氧化碳气体；步骤2：向步骤1得到的浆料中加入石灰乳及与浆料同温度的氯化钠饱和溶液，调节pH 为碱性，以去除Mg2+、Fe3+、Al3+杂质离子；步骤3：将步骤2得到的浆料离心过滤，过滤后得到的滤渣通过水洗后做水泥，过滤后得到的净化液为BaCl2-NaCl-H2O三元体系溶液；步骤4：将步骤3中得到的BaCl2-NaCl-H2O三元体系溶液送入降膜式升温蒸发器中升温至一定温度后对料液进行预浓缩；步骤5：将步骤4中得到的浓缩液泵入真空式循环蒸发结晶器中结晶一段时间；步骤6：将步骤5中得到的浆料离心分离得到二水氯化钡晶体，用等温度的饱和食盐水洗涤所述二水氯化钡晶体后，干燥得到氯化钡，洗涤滤饼的滤液循环回到真空式循环蒸发结晶器中结晶并保存晶浆；步骤7：将步骤6中离心分离得到的晶浆泵入釜式降温结晶器中重结晶，进一步回收热溶液中的二水氯化钡晶体；步骤8：将步骤7得到的浆料离心分离后，用与离心后浆料等温度的饱和食盐水洗涤，滤液及洗水为钙水溶液，所得二水氯化钡晶体返回循环结晶器中重结晶以提高纯度。
高中工艺流程题的解题思路及方法高中工艺流程题解题思路及方法。
一、解题思路。
1. 浏览题目，明确目的：首先快速浏览工艺流程题，了解题目要求和目的，是制备某种物质、提纯某种物质还是分析某个过程中的化学反应等。
2. 分析流程，理解原理：仔细分析工艺流程的各个步骤，理解每个操作的目的和原理，包括原料的预处理、反应的条件控制、物质的分离和提纯等。
3. 关注信息，提取关键：注意题目中给出的文字信息、图表数据等，提取关键的化学知识和信息，如物质的性质、化学反应方程式、溶解度等。
4. 联系知识，解决问题：运用所学的化学知识，如元素化合物、化学反应原理、化学实验等，解决工艺流程中提出的问题，如判断反应类型、计算物质的产量或纯度等。
二、解题方法。
1. 箭头分析法：顺着工艺流程的箭头方向，逐步分析每个步骤的反应物、生成物和反应条件，理解物质的转化和流向。
2. 元素守恒法：根据化学反应前后元素的种类和质量守恒，计算物质的含量、转化率等。
3. 对比分析法：对比不同工艺路线或操作条件，分析其优缺点，选择最优方案。
4. 数据分析法：利用题目中给出的数据，如溶解度、浓度、产量等，进行计算和推理。
三、例题解析。
例题 1：（人教版）从海水中提取镁的工艺流程如下：海水ce{->[加入石灰乳]}氢氧化镁ce{->[加盐酸]}氯化镁溶液ce{->[蒸发浓缩、冷却结晶]}氯化镁晶体ce{->[在氯化氢气流中加热脱水]}无水氯化镁ce{->[电解]}镁。
步骤中加入石灰乳的作用是______。
步骤中发生反应的化学方程式为______。
步骤④中在氯化氢气流中加热脱水的目的是______。
解析：石灰乳中的氢氧化钙能与海水中的镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，从而将镁离子从海水中分离出来。
步骤中发生的反应是氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水，化学方程式为：ce{Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O}。
氯化镁在加热脱水过程中会发生水解生成氢氧化镁和氯化氢，如果在氯化氢气流中加热，可以抑制氯化镁的水解，得到无水氯化镁。
2024成都中考化学复习第二部分 重难题型分类练 题型四 流程图题 类型1 制备与生产流程考向1 金属及金属氧化物的制备流程1.(中华优秀传统文化) (2023岳阳)《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜的方法：“挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜；熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。
此文记录了两种冶铜工艺，主要流程如图所示。
资料：“熬成胆矾”是将硫酸铜溶液蒸发制得硫酸铜晶体，该化学反应为：CuSO 4＋5H 2O =====加热CuSO 4·5H 2O 。
(1)写出“铁釜”中发生反应的化学方程式________________________________。
(2)上述生产过程中，没有涉及到的化学反应类型是________(填字母)。
A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.复分解反应(3)实验室从硫酸铜溶液中分离出硫酸铜晶体的操作过程为：①加热蒸发到饱和；②降温析出晶体；③______(填操作名称)。
(4)生产生活中铁釜(铁锅)易锈蚀，请写出一种金属防锈的方法_____________。
2.(2022江西改编)某化工厂以生产钛白粉的主要副产物(含硫酸亚铁)为原料，制取含高纯度氧化铁的氧化铁红，其工业流程如下：(1)操作1能得到硫酸亚铁晶体，说明硫酸亚铁的溶解度随温度的升高而________。
(2)实验室中完成操作2时，玻璃棒的作用是________。
(3)操作3中，硫酸亚铁在空气中煅烧得到氧化铁和三氧化硫的化学方程式为___________。
(4)操作4吸收三氧化硫时水由顶端喷洒的目的是_____。
3.(2023昆明)铬是一种用途广泛的金属。
工业上以铬铁矿[主要成分Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬，流程如下：回答下列问题：(1)操作a的名称是________。
(2)反应Ⅱ的化学方程式为8Na2CrO4＋3X＋20H2O=== 8Y↓＋3Na2SO4＋16NaOH，X、Y表示两种物质，Y的化学式为________________________________________________。
重晶石一、矿产名称重晶石(Barite)二、矿床类型我国重晶石矿床可分为四种类型,即沉积型矿床、火山沉积型矿床、热液型矿床和残坡积型矿床。
矿产的分布情况：全世界重晶石资源比较丰富，主要分布在美国、苏联、中国、秘鲁、印度等国，世界重晶石储量为20亿吨。
我国重晶石资源丰富，全国26个省，市自治区均有分布，主要集中在南方，贵州省占全国总储量三分之一，湖南、广西分别居全国第二、第三位，我国重晶石不但储量大，而且品位高，BaSO4>92.8%。
富矿储量占全国富矿总量的99.4%，大中型矿储量占全国总量88.4%，截止95年底，我国已探明重晶石储量4.6亿吨。
三、矿床主要工业指标边界品位：硫酸钡（BaSO4）10%工业品位：硫酸钡（BaSO4）30%可采厚度：原生矿床0.25米，风化粘土质矿床1米。
表1 重晶石的矿石类型和特点矿石类型矿石特点主要矿物及伴生矿物沉积型块状或条纹和豆粒状构造重晶石、石英、粘土矿物、黄铁矿等热液型致密、灰至白色重晶石、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、赤铁矿、萤石、毒重石等火山沉积型重晶石、菱铁矿、镜铁矿等残坡积型易选、品位较高重晶石、萤石、方解石、石英等重晶石矿物的矿物特征重晶石是最普通的富含钡矿物，其要性质列于表2表2 重晶石矿物的主要性质矿物名称化学式化学组成%密度g/cm莫氏硬度晶系形状颜色重晶石BaSO4BaO,65.7SO3,34.34.52.5~3.5斜方板状柱状灰白此外，重晶石难容于水和酸、无毒、无磁性，能吸收X-射线及伽玛射线等特性。
五、工艺特性及主要用途重晶石是一种重要的含钡矿物，具有比重大（4.3—4.7）、硬度低（3—3.5）化学性质稳定、不溶于水和酸，重晶石粉主要用于石油、化工、油漆、填料等工业部门，其中80%—90%用作石油钻井中的泥浆加重剂。
表3列出了它的主要用途。
表3 重晶石的主要用途应用领域主要用途备注石油钻探油气井旋转钻探中的环流泥浆加重剂冷却钻头，带走切削下来的碎屑物，润滑钻杆，封闭孔壁，控制油气压力，防止油井自喷化工生产碳酸钡、氯化钡、硫酸钡、锌钡白、氢氧化钡、氧化钡等各种钡化合物这些钡化合物广泛应用于试剂、催化剂、糖的精制、纺织、防火、各种焰火、合成橡胶的凝结剂、塑料、杀虫剂、钢的表面淬火、荧光粉、荧光灯、焊药、油脂添加剂等玻璃去氧剂、澄清剂、助熔剂增加玻璃的光学稳定性、光泽和强度橡胶、塑料油漆填料、增光剂、加重剂建筑混凝土骨料、铺路材料重压沼泽地区埋藏的管道，代替铅板用于核设施，原子能工厂、X光实验室等的屏蔽，延长路面的寿命六、产品质量标准重晶石产品根据其用途，有不同的规格及质量要求。
高考化学复习专题复习---无机化工流程试题（一）专题复习---无机化工流程试题（一）例题1.稀土元素是周期表中IIIB族钪、钇和镧系元素的总称，它们都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3。
我国蕴藏着丰富的钇矿石（Y2FeBe2Si2O10），以此矿石为原料生产氧化钇（Y2O3）的主要流程如下：已知：①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pHFe3+ 2.7 3.7Y3+ 6.0 8.2②在周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。
（1）钇矿石（Y2FeBe2Si2O10）的组成用氧化物的形式可表示为。
（2）欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。
则①最好选用盐酸、（填字母）两种试剂，再通过必要的操作即可实现。
a．NaOH溶液 b．氨水 c．CO2气 d．HNO3②写出Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式：。
（3）沉淀A为（填化学式）；为使Fe3+沉淀完全，须用氨水调节pH =a，则a应控制在的范围内；检验Fe3+是否沉淀完全的操作方法是。
例题2.工业上制取CuCl2的生产流程如下：（1）写出下列主要离子方程式：A→B；B→C+D 。
（2）溶液A中加入NaClO的目的是。
（3）在溶液B中加入CuO的作用是。
（4）操作①应控制的pH 范围是：；操作②的目的是。
（5）由Cu(OH)2加入盐酸使Cu(OH)2转变为CuCl 2。
采用“稍多量盐酸”和“低温蒸干”的目的是。
例题3.二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。
工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为MnO 2，还含有Si （16.72%）、Fe （5.86%）、Al （3.42%）、Zn （2.68%）和Cu （0.86%）等元素的化合物。
部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH（124式为（2）滤渣A 的主要成分是。
利用回转窑煅烧重晶石生产碳酸钡的工艺过程碳酸钡是较为重要的无机盐产品之一，广发应用于无线电、光学玻璃、油漆、建筑等行业。
其生产方法大都是重晶石经煅烧生成硫化钡，再经碳化、烘干制得。
硫化钡（俗称粗钡）工序是生产中的一个重要的操作单元，目前国内钡盐生产厂家重晶石还原大都是在回转窑中进行的。
回转窑是整个碳酸钡生产的龙头设备，其开车率直接影响整条生产线的产量。
重晶石回转窑的生产工艺过程原料煤和重晶石按一定的比例通过提升机、下料管进入到回转窑中，由罗茨风机吧燃料煤吹入回转窑中燃烧，提供反应能量。
随后经过沉降室除掉部分灰尘，在经预热锅炉降温，水膜除尘彻底处理，最后经引风机进入烟囱排放。
回转窑的前部和后部都是由耐火水泥浇筑而成，中间由耐火砖砌成。
外部由托辊作为支撑，不同长度的回转窑支撑托辊的数量也不同，一般是3~4道。
回转窑是通过拖动电机经减速机齿圈产生转动的。
燃烧器河南宏科重工专业提供回转窑专用燃烧器的设计、制作、安装、调试和维护！四通道粉煤燃烧器结构及原理：多通道粉煤燃烧器的结构如图下图所示，它是有管路、阀门、补偿器、测量仪器、喷嘴和耐火浇注保护层等构成。
管路由外到内分别为外轴流风管、煤风管、旋流风管、中心风管和燃油管组装而成。
喷嘴采用新研制的特殊材料加工。
原理如下图所示，粉煤由气流携带，从煤风通道按设定的扩散角由外喷出，由内邻的旋流风传给相当高的动量和动量矩，以高速度螺旋前进，并继续径向扩散，与高速射出的轴流风束相遇。
轴流风束的插入进一步增强了煤、风的混合，改善了原形环形风周围屏蔽的不良作用，产生较强的热回流，使入窑的二次风及窑内的高温气体快速卷吸到燃烧器的出口，强化粉煤燃烧，缩短粉煤燃烧时间。
并可通过阀门调节风量和调节丝杆（出口截面积），来调节火焰的发散程度，可按需要调节火焰的长短、粗细，达到良好的火焰形状。
中心风的作用是促使中心部位少量煤粉及Co燃烧，使煤粉燃烧更为充分，并起稳流作用。
由这样的燃烧机理所产生的速度差、压力差、方向差，燃烧非常安全。
专题36元素的循环和物质的转化【思维导图】【知识点回顾】一、自然界中的碳循环、氧循环考点1知道自然界中碳循环的主要途径大气中的二氧化碳通过植物的________转变为________，固定的碳以有机物的形式供给动、植物利用，同时又通过呼吸作用、微生物的分解、燃料燃烧等方式释放二氧化碳返回大气，周而复始地进行着循环。
考点2知道自然界中氧循环的主要途径大自然中氧气的含量会随着生物的________和物质的________等而减少，但又随着植物的________而增加，周而复始地进行着循环。
产生氧气的主要途径：________。
消耗氧气的主要途径：①动、植物的呼吸作用；①燃料燃烧；①微生物分解动、植物遗体；①其他氧化反应(如：生锈、食物腐败)。
二、物质间的相互转化考点3说明金属、金属氧化物、碱之间的转化关系；说明非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系1．金属→________→碱，如：Ca→CaO→Ca(OH)2。
2．非金属→________→酸，如：C→CO2→H2CO3。
3．物质间的相互转化注意：(1)极少数非金属氧化物不与碱起反应，如CO等。
(2)根据物质之间的相互转化关系图可查找各类物质的主要化学性质。
(3)根据物质之间的相互转化关系图可查找各类物质的可能制法。
【例题精析】例1．（2021•杭州）二氧化碳的资源化利用是实现碳减排的重要途径。
如图是一种实现二氧化碳转化为重要原料二甲醚（化学式为C2H6O）的途径：（1）转化①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，这种单质的化学式为。
（2）转化②是甲醇发生分解反应生成二甲醚和水，反应中生成二甲醚和水的分子数之比为。
例2．（2020•宁波）铁的化合物有广泛用途，如碳酸亚铁（FeCO3）可作补血剂。
某硫酸厂产生的炉渣中除了有Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2．兴趣小组利用炉渣尝试制备FeCO3，其流程如图：【已知：Fe+Fe2（SO4）3═3FeSO4；SiO2不溶于水，也不与稀硫酸反应】（1）操作①的名称是。
年产十万吨碳酸钡碳化法工艺设计碳酸钡（BaCO3）是一种重要的化学原料，被广泛应用于电子、光电、陶瓷、橡胶、塑料和玻璃制造等工业领域。
随着市场需求的不断增长，对碳酸钡的年产量也有着更高的要求。
本文将介绍一种年产十万吨碳酸钡的碳化法工艺设计。
碳化法工艺是一种常用的生产碳酸钡的方法。
它的主要步骤包括：制备碳酸钡母液、净化、过滤、碳化、高压过滤、干燥和精制等。
下面将逐步介绍每个步骤的详细设计。
首先是制备碳酸钡母液。
碳酸钡母液的主要原料是重铁矿和石灰石，在反应器中加入适量的重铁矿和石灰石，加入足够的水，并进行搅拌，使其充分反应。
反应产物通过过滤分离得到碳酸钡母液。
接下来是净化步骤。
为了确保生产的碳酸钡的纯度，需要进行净化处理。
将碳酸钡母液中不纯物质去除，可采用沉淀法、溶剂法或离子交换法等方式进行净化。
然后是过滤步骤。
净化后的碳酸钡母液需要进行过滤，去除其中的固体杂质。
过滤器的选择应考虑流量大、过滤效果好、操作简便等因素。
然后是碳化步骤。
将过滤后的碳酸钡母液加入碳化反应器中，控制温度、压力和时间等参数，使得碳酸钡和二氧化碳充分反应生成碳酸钡颗粒。
反应完成后，通过过滤分离得到碳酸钡颗粒。
接着是高压过滤步骤。
将碳酸钡颗粒进行高压过滤，去除过滤液中的水分和其他杂质。
选择高压过滤器应考虑设备的稳定性和过滤效果等因素。
然后是干燥步骤。
将过滤后的碳酸钡颗粒进行干燥，去除水分，得到干燥的碳酸钡产品。
干燥的方法可以采用气流干燥、真空干燥或喷雾干燥等方式。
最后是精制步骤。
对干燥的碳酸钡产品进行精制处理，提高其纯度和质量。
精制方法可以采用洗涤、萃取、结晶等工艺。
综上所述，年产十万吨碳酸钡碳化法工艺设计包括碳酸钡母液制备、净化、过滤、碳化、高压过滤、干燥和精制等步骤。
通过合理的设计和控制参数，能够实现高效、稳定地生产出高质量的碳酸钡产品，满足市场需求。
为了实现年产十万吨碳酸钡碳化法工艺的设计，需要对每个步骤进行进一步详细设计和优化。
