利用反渗透浓排水代替深井水制取液体氯化钡的实验研究

王春红，王会昌

（河北盛华化工有限公司，河北 张家口 075000）

利用反渗透浓排水代替深井水制取液体氯化钡的实验研究

王春红，王会昌

（河北盛华化工有限公司，河北 张家口 075000）

介绍了用反渗透浓排水代替深井水制备氯化钡的实验情况。实验结果表明，用反渗透浓排水制备氯化钡是可行的。

低品位毒重石；多级除杂；氯化钡；反渗透浓排水；食盐水物料

1 项目的意义

目前，中国离子膜烧碱能力逐年递增，在离子膜烧碱生产中，需将盐水中的硫酸根离子的质量浓度降至5 g/L以下才能保证生产正常进行。大部分企业采用在盐水中加入氯化钡形成硫酸钡沉淀的方法来除去硫酸根离子。生产氯化钡的原料为毒重石矿粉、盐酸和水，生产1 t氯化钡需消耗5 t水。中国是人均水资源匮乏的国家，节约水资源已成为生存和发展的主题。采用反渗透浓排水代替深井水生产氯化钡，一方面可以节约水资源；另一方面可减少浓排水外排造成的土地盐碱化，同时还可将浓排水中的氯化钠带入食盐水中加以资源化利用。

2 实验方案及原理

毒重石矿粉的主要成分为碳酸钡，含量为70%左右，杂质主要为钙、镁、锶等金属的碳酸盐以及铁、铝等金属的氧化物。采用普通工艺很难将钙、镁、锶杂质去除，河北盛华化工有限公司开发出多级加碱除杂工艺，加入了氢氧化钠生成钙、镁、锶的氢氧化物沉淀，调整反应液pH值，控制反应深度，然后过滤、洗涤、压滤，将不溶物杂质留在滤渣中，清夜即为BaCl2溶液。

化学反应方程式如下：

水处理车间有一部分反渗透浓排水直接外排，将这些反渗透浓排水代替深井水开展对比实验。采用浓排水的关键问题是其中的杂质是否影响生产及产品质量，经理论分析，浓排水中主要杂质为氯根、钙离子、镁离子、钠离子，氯根和钠离子可形成氯化钠进入盐水可重复利用，而镁离子、钙离子可通过后续加碱工艺除掉，不会影响产品质量。

3 实验原料和仪器

低品位毒重石矿粉400 g，分成4份，每份100 g，购于四川北部地区；碳酸钡质量分数为70%，CaCO3质量分数为10.8%；SrCO3质量分数为0.7%；Fe2O3质量分数为0.5%；酸不溶物含量为18%，外观为灰色粉末；

副产31%盐酸 5 000 ml；32%烧碱1 000 mL；深井水1 000 mL；浓排水1 000 mL；分析天平1台；玻璃器皿若干。

4 制备氯化钡的对比

4.1 用深井水制备实验

用深井水制备氯化钡工艺流程图见图1。

在烧杯中加入一定量的毒重石矿粉，再将稀释至所需浓度的盐酸，在搅拌下缓慢滴入。毒重石矿粉和盐酸的反应过程虽然比较简单，但由于毒重石成分复杂，不仅含有易酸解的碳酸盐，也含有在一定温度下可以酸解的氧化物，为避免氧化物杂质进入溶液中，应控制加酸速度使反应体系温度控制为40℃以下，用流量计严格控制盐酸流量。采用盐酸在搅拌下向矿粉浆液滴加，可以保证不产生大量的二氧化碳，避免暴沸跑料，同时维持较低的反应温度。为了保证反应速度，需要维持反应体系的pH值为3.0~4.0，使碳酸钡顺利转化为氯化钡，而氧化物杂质留在固相中。反应完成后，调pH值至2.0～3.0，加入定量深井水稀释，搅拌1 h，分级加入32%氢氧化钠，控制pH值为12~14，除去杂质，搅拌一定时间后，加入定量深井水，过滤后，清液即为氯化钡溶液。

用深井水制备氯化钡实验结果见表1。

4.2 用浓排水制备实验

制备工艺与使用深井水相同，采用已稀释的反渗透浓排水。

用浓排水制备氯化钡实验结果见表2。

4.3 实验结果分析

氯化钡产品质量采用企业标准Q/HSHJ02.04-2009测定，其质量指标为：BaCl2质量浓度≥180 g/L；Ca2＋＋Mg2＋质量浓度≤12g/L； Sr2＋质量浓度≤1.5g/L。

从表1和表2数据可以看出，用浓排水代替深井水生产氯化钡，不仅减少了外排，减少了污染，节约了用水，而且所得氯化钡产品质量完全符合企业标准。

深井水与浓排水成分对照情况见表3。

表1 深井水实验数据

表2 浓排水实验数据

表3 深井水与浓排水成分对照

从表3中可以看出，反渗透浓排水中杂质含量是深井水中杂质含量的3~5倍。对比实验结果显示，通过后道工序完全可以除去反参透浓排水所含杂质而不会影响产品质量。

5 预计经济效益

采用浓排水制备氯化钡，不仅节约了水资源，而且实现了对于浓排水中主要成分食盐的综合利用。以浓排水代替深井水生产液体氯化钡，假设每月生产200 t氯化钡，用水1 000 t，每年按11个月生产计算，可节水11 000 t，按每吨水4元价格计算，预计每年可节约成本4.4万元。

Experimental study of using of reverse osmosis concentrated drainage insteading of deep well water preparing liquid barium chloride

WANG Chun-hong，WANG Hui-chang
(Hebei Shenghua Chemical Industry Co.,Ltd.Zhangjiakou 075000,China)

The experimental condition of using reverse osmosis concentrated drainage insteading of deep well water preparing barium chloride was introduced.The results show that using reverse osmosis concentrated drainage preparing barium chloride was feasible.

low-grade witherite;hydrochloric acid;multi-stage cleaning;chloride barium;reverse osmosis water concentration;salt water materials

TQ114.26+1

B

1009－1785(2011)09-0039-02

2011-04-03