Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
НИТРАТ БАРИЯ
Из способов получения нитрата бария 100 наибольшее техническое значение имеют:
1) Разложение сернистого бария азотной кислотой;
2) Обменное разложение солей бария и нитратов.
Получение нитрата бария из BaS И азотной кислоты
451 |
Процесс получения Ва(МОз)2 из плава сернистого бария и азотной кислоты аналогичен солянокислому разложению сернистого бария. Здесь, однако, должна применяться аппаратура из специальных материалов, устойчивых в присутствии азотной кислоты и Окислов азота. Для разложения раствора, полученного после водного выщелачивания плава сернистого бария (— 125 г/л BaS), Используют разбавленную азотную кислоту (30—35% HNO3). Применение концентрированной кислоты приводит к большим потерям окислов азота в результате восстановления HNO3 Сероводородом: BaS + 2НМ03 = Ba(N03)2 + H2S - 2HNOj + 3H2S = 4H20 + 2NO + 33»
При этом выделяется элементарная сера, загрязняющая получаемый продукт, так как ее трудно отделить от раствора.
Исходные растворы смешивают в стальном цилиндрическом реакторе, футерованном кислотоупорными плитками, снабженном мешалкой (120 об/мин). Компоненты дозируют так, чтобы в выходящем из реактора щелоке имелся избыток кислотности 1—5 г/л HN03. Далее в «разварнике» с помощью острого пара при температуре не ниже 95° производят отдувку из кислого щелока сероводорода и коагуляцию выделившейся в твердую фазу серы. Затем производят нейтрализацию кислотности щелока при 95—97°, добавляя к нему сульфидный раствор (BaS) При перемешивании до •избыточной щелочности 0,16—0,5 г/л BaS. Большее повышение щелочности и понижение температуры раствора вызывают накопле - ■ние в растворе H2S, Т. е. Ba(HS)2, Чем создаются условия для разложения нитрата бария:
'« 2Ba(HS)2 + Ва(М03)2 + H2S = 2NO + Ва(ОН)2 + 2BaS + 2Н20 + 3S
Нейтрализованный щелок осветляется в отстойнике Дорра при температуре не ниже 90°. Шлам, содержащий элементарную серу, сульфит бария и другие примеси, идет в отвал. Осветленный щелок выпаривают в двухкорпусном вакуум-аппарате. Выделившуюся во втором корпусе соль через солесборник спускают на центрифугу. Маточный раствор выводят из цикла при накоплении в нем больШе 3 г/л примесей, содержащих серу. Выгружаемые из центрифуги кристаллы азотнокислого бария имеют влажность ~ 1,5%. При выработке продукта I сорта, содержащего меньше 0,5% влаги, соль сушат воздухом (90—95°) в барабанной сушилке. На производство 1 т продукта расходуют: 1,7—1,8 т барита II сорта (в пересчете на 100% BaS04), 0,5 т азотной кислоты (в расчете на НИОз), 0,4—0.42 г условного топлива. 0,18 т каустической соды (92%), 137 ж3 воды, 4,5 мгкал пара, 23,5 квт-ч электроэнергии, 1—4500 ж® газообразного топлива. На каждую тднну продукта получается 0,5 т шдамов; шлам^ из отстойников содержит 4% BaS, 10—15% ВаСОз, 15—20% BaS04, 10—15% С. 30—40% золы; шлам из реакторного отделения представляет собой серу, смоченную раствором Ba(N03)2.