一种碳酸钡的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种碳酸钡的生产工艺，确切地说是一种高纯电子级碳酸钡的生产方法。

背景技术

高纯碳酸钡主要用于电子敏感陶瓷主晶相材料如钛酸盐、错酸盐、锡酸盐等的固相合成制备。近年来，随着信息通讯产业的发展，叠层电容、电容电感双功能元件等电子元器件行业以及钛酸钡超级电容器行业对高纯碳酸钡的比表面积提出了更高的要求。与此同时，对影响烧结温度的锶杂质含量也受到了更为严格的关注。目前，生产高纯度碳酸钡的方法是氯化钡和碳酸氢铵进行反应，反应原料均为液体，生产工艺复杂，副产物较多，比表面积小，分散性不高。而且，目前的分散剂用量较大，例如：N-酰基ED3A用量一般为溶液总量的4%，生产成本高。另外，对于电子级碳酸钡产品，纯度要求非常高，因此对于原料的除杂要求也很高。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种碳酸钡的生产工艺，工艺简单，充分对碳酸钡矿石生产的二氧化碳气体回收利用。

本发明的技术方案是：

一种碳酸钡的生产工艺，所述方法包括以下步骤：

S1：将氢氧化钡加入去高纯水中，置于溶解泵中进行溶解，得到氢氧化钡溶液；

S2：向步骤S1制备的氢氧化钡溶液中加入液氨，在30-50℃的条件下恒温搅拌10-60min；

S3：在搅拌状态下通过微型反应装置向步骤S2所述的加有液氨的氢氧化钡溶液中通入二氧化碳，当pH=6-9时停止通二氧化碳，得到碳酸钡溶液；

S4：对步骤S3制备的碳酸钡溶液加热，使其充分反应；再进行沉淀过滤，得到碳酸钡沉淀物；

S5：将步骤S4的碳酸钡沉淀物在干燥器中干燥，得到高纯电子级碳酸钡。

优选地，所述步骤S1中的高纯水在与氢氧化钡混合前进行加热处理，加热至30-50℃，氢氧化钡占高纯水的重量为75-100%，加热搅拌溶解，温度上升至30-80℃，配置成氢氧化钡溶液。

优选地，所述步骤S2中液氨的量为氢氧化钡溶液体积1.0‰-10‰。

优选地，所述步骤S3中，二氧化碳来源于碳酸钡矿石加盐酸反应制备二氧化碳。

进一步优选地，碳酸钡矿石加盐酸、H

更进一步优选地，制备二氧化碳气体经过一次水洗、饱和NaHCO

优选地，所述步骤S3中向氢氧化钡与二氧化碳的摩尔比为1:（1.1-1.3）。

优选地，所述步骤S3中向微型反应器装置为微小孔径通道的反应器。

进一步优选地，所述步骤S3中，通入二氧化碳的速度为0.5-3kg/min，微型反应装置的反应温度为43-50℃，在微型反应装置的停留时间为40-60min。

优选地，所述步骤S4中，S4对步骤S3制备的碳酸钡溶液加热，使其充分反应具体操作为：在25-35min内将碳酸钡溶液加热至沸腾，保持沸腾10～30min，再降温至44-51℃。

本发明有益效果：

1、本发明采用二氧化碳来源于碳酸钡矿石加盐酸反应制备二氧化碳为原料，与氢氧化钡为原料，为气液反应，生产工艺简单，反应没有副产物，产品纯度高，不会对环境造成污染。

2、本发明采用的分散剂为液氨，分散作用好，容易吸附于粉体表面，使粉体表面吸附力下降，使得碳酸钡形成的超的晶核更加细小。后期对制备的碳酸钡溶液加热，在25-35min内将碳酸钡溶液加热至沸腾，保持沸腾10～30min，再降温至44-51℃，将反应体系中可能由于液氨的加入带来的铵盐的杂质的引入，将铵根离子加热分解排出，不会影响碳酸钡的纯度。

3、通过本发明制备的高纯电子级碳酸钡，经检测分散性好，粒子细，纯度在99.9%以上，比表面积可达到15-35m

附图说明

图1实施例3生产的碳酸钡的电镜图片。

具体实施方式

本发明将通过以下实施例作进一步说明。实施例仅用于说明本发明而不限制本发明的范围。除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记录内容相似或均等的方法及材料皆可用于本发明中，文中所述的较佳实施方法仅作示范之用。

实施例1

一种碳酸钡的生产工艺，所述方法包括以下步骤：

S1：将氢氧化钡加入去高纯水中，置于溶解泵中进行溶解，得到氢氧化钡溶液；

S2：向步骤S1制备的氢氧化钡溶液中加入液氨，在40℃的条件下恒温搅拌10-60min；

S3：在搅拌状态下通过微型反应装置向步骤S2所述的加有液氨的氢氧化钡溶液中通入二氧化碳，当pH=6时停止通二氧化碳，得到碳酸钡溶液；

S4：对步骤S3制备的碳酸钡溶液加热，使其充分反应；再进行沉淀过滤，得到碳酸钡沉淀物；

S5：将步骤S4的碳酸钡沉淀物在干燥器中干燥，得到高纯电子级碳酸钡。

优选地，所述步骤S1中的高纯水在与氢氧化钡混合前进行加热处理，加热至30-50℃，氢氧化钡占高纯水的重量为85%，加热搅拌溶解，温度上升至40℃，配置成氢氧化钡溶液。

优选地，所述步骤S2中液氨的量为氢氧化钡溶液体积3‰。

优选地，所述步骤S3中，二氧化碳来源于碳酸钡矿石加盐酸反应制备二氧化碳。

进一步优选地，碳酸钡矿石加盐酸、H

更进一步优选地，制备二氧化碳气体经过一次水洗、饱和NaHCO

优选地，所述步骤S3中向氢氧化钡与二氧化碳的摩尔比为1:1.1。

优选地，所述步骤S3中向微型反应器装置为微小孔径通道的反应器。

进一步优选地，所述步骤S3中，通入二氧化碳的速度为2kg/min，微型反应装置的反应温度为45℃，在微型反应装置的停留时间为60min。

优选地，所述步骤S4中，S4对步骤S3制备的碳酸钡溶液加热，使其充分反应具体操作为：在30min内将碳酸钡溶液加热至沸腾，保持沸腾25min，再降温至48℃。

采用本实施例的制作的碳酸钡的比表面积18m

实施例2

一种碳酸钡的生产工艺，所述方法包括以下步骤：

S1：将氢氧化钡加入去高纯水中，置于溶解泵中进行溶解，得到氢氧化钡溶液；

S2：向步骤S1制备的氢氧化钡溶液中加入液氨，在30℃的条件下恒温搅拌30min；

S3：在搅拌状态下通过微型反应装置向步骤S2所述的加有液氨的氢氧化钡溶液中通入二氧化碳，当pH=7时停止通二氧化碳，得到碳酸钡溶液；

S4：对步骤S3制备的碳酸钡溶液加热，使其充分反应；再进行沉淀过滤，得到碳酸钡沉淀物；

S5：将步骤S4的碳酸钡沉淀物在干燥器中干燥，得到高纯电子级碳酸钡。

优选地，所述步骤S1中的高纯水在与氢氧化钡混合前进行加热处理，加热至50℃，氢氧化钡占高纯水的重量为85%，加热搅拌溶解，温度上升至75℃，配置成氢氧化钡溶液。

优选地，所述步骤S2中液氨的量为氢氧化钡溶液体积8‰。

优选地，所述步骤S3中，二氧化碳来源于碳酸钡矿石加盐酸反应制备二氧化碳。

进一步优选地，碳酸钡矿石加盐酸、H

更进一步优选地，制备二氧化碳气体经过一次水洗、饱和NaHCO

优选地，所述步骤S3中向氢氧化钡与二氧化碳的摩尔比为1:1.2。

优选地，所述步骤S3中向微型反应器装置为微小孔径通道的反应器。

进一步优选地，所述步骤S3中，通入二氧化碳的速度为2kg/min，微型反应装置的反应温度为45.5℃，在微型反应装置的停留时间为45min。

优选地，所述步骤S4中，S4对步骤S3制备的碳酸钡溶液加热，使其充分反应具体操作为：在32min内将碳酸钡溶液加热至沸腾，保持沸腾20min，再降温至48℃。

采用本实施例的制作的碳酸钡的比表面积22m

实施例3

一种碳酸钡的生产工艺，所述方法包括以下步骤：

S1：将氢氧化钡加入去高纯水中，置于溶解泵中进行溶解，得到氢氧化钡溶液；

S2：向步骤S1制备的氢氧化钡溶液中加入液氨，在45℃的条件下恒温搅拌46min；

S3：在搅拌状态下通过微型反应装置向步骤S2所述的加有液氨的氢氧化钡溶液中通入二氧化碳，当pH=7.5时停止通二氧化碳，得到碳酸钡溶液；

S4：对步骤S3制备的碳酸钡溶液加热，使其充分反应；再进行沉淀过滤，得到碳酸钡沉淀物；

S5：将步骤S4的碳酸钡沉淀物在干燥器中干燥，得到高纯电子级碳酸钡。

优选地，所述步骤S1中的高纯水在与氢氧化钡混合前进行加热处理，加热至35℃，氢氧化钡占高纯水的重量为80%，加热搅拌溶解，温度上升至50℃，配置成氢氧化钡溶液。

优选地，所述步骤S2中液氨的量为氢氧化钡溶液体积4‰。

优选地，所述步骤S3中，二氧化碳来源于碳酸钡矿石加盐酸反应制备二氧化碳。

进一步优选地，碳酸钡矿石加盐酸、H

更进一步优选地，制备二氧化碳气体经过一次水洗、饱和NaHCO

优选地，所述步骤S3中向氢氧化钡与二氧化碳的摩尔比为1:1.3。

优选地，所述步骤S3中向微型反应器装置为微小孔径通道的反应器。

进一步优选地，所述步骤S3中，通入二氧化碳的速度为2kg/min，微型反应装置的反应温度为50℃，在微型反应装置的停留时间为40min。

优选地，所述步骤S4中，S4对步骤S3制备的碳酸钡溶液加热，使其充分反应具体操作为：在28min内将碳酸钡溶液加热至沸腾，保持沸腾25min，再降温至51℃。

采用本实施例的制作的碳酸钡的比表面积28m

实施例4

在实施例3的基础上，氢氧化钡在步骤S1操作得到氢氧化钡溶液后；加入氢氧化钡溶液，加入天然沸石，65℃搅拌0.5h，然后过滤得到第一滤液，将第一滤液通入H

采用本实施例的制作的碳酸钡的比表面积30m

在氢氧化钡进行反应前，对原料氢氧化钡进行除杂处理，可以降低氢氧化钡中杂质的含量，提高碳酸钡的纯度。天然沸石可以吸附Sr，再通过硫化氢和氟化氢，除去钙镁和重金属离子。

实施例5

在实施例4的基础上，氢氧化钡在步骤S1操作得到氢氧化钡溶液后；加入氢氧化钡溶液，加入天然沸石，65℃搅拌0.5 h，然后过滤得到第一滤液，按照第一滤液体积百分比2.5‰加入酵母葡聚糖与壳聚糖按质量比为1:2的混合物，将第一滤液通入H

采用本实施例的制作的碳酸钡的比表面积36m

天然沸石可以吸附Sr，然后加入酵母葡聚糖与壳聚糖，酵母葡聚糖与壳聚糖具有网状分子结构，可以进一步絮凝沉淀溶液中的杂质离子，酵母葡聚糖不溶于酸，壳聚糖在通入硫化氢后再酸性条件下溶解，充分分布在溶液中，再通入硫化氢过程中，酵母葡聚糖作为絮凝剂进行絮凝沉淀除去一部分杂质，溶解在溶液中的壳聚糖随着氟化氢气体通入，形成沉淀，且在93℃反应5小时，多于的硫化氢和氟化氢蒸发排出，溶液的的pH至回复至碱性状态，壳聚糖絮凝，充分缩短了沉淀分离的时间和除杂效率。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。