鋇渣理化性質(zhì)分析表征及其資源化利用.pdf

1、鋇渣是重晶石生產(chǎn)碳酸鋇所產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，它是以重晶石為原料與煤渣經(jīng)高溫煅燒、冷卻、熱水浸取后殘留下的固體渣。每生產(chǎn)一噸鋇鹽會(huì)產(chǎn)生0.8-1噸的鋇渣。鋇渣中含有酸溶性鋇、水溶性鋇和硅酸鹽孰料等，目前鋇渣的處理方式仍以堆放為主，引起了資源的極大浪費(fèi)和環(huán)境的嚴(yán)重污染。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，鋇渣主要用于生產(chǎn)鋇鹽、處理廢水和生產(chǎn)建材磚。但因鋇渣利用都為直接利用，而未對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的研究，造成鋇渣中有用成分未得以充分利用。本論文提出對(duì)鋇渣的理化性質(zhì)和鋇渣中各離

2、子的溶出規(guī)律的研究，以期為鋇渣資源化利用奠定理論基礎(chǔ)。
　　本文采用重量法、原子吸收法、ICP-MS法對(duì)鋇渣中成分進(jìn)行分析，其主要成分結(jié)果為：硫酸鋇14.59％、硅酸鋇17.32％、碳酸鋇30.92％、水溶性鋇0.33％、二氧化硅24.33％、硫酸鍶0.024％、碳酸鍶0.13％、氧化亞鐵2.71％、氧化鋁6.83％、氧化鈣0.44％，還有微量的痕量元素和稀土元素。采用XRD對(duì)鋇渣物相及成分進(jìn)行分析，結(jié)果表明：鋇渣中主要的成分為B

3、aSO4、BaSiO3、SiO2，且硫酸鋇以兩種物相（BaSO4、BaSO4（Ⅵ））存在。并采用SEM-EDS對(duì)鋇渣的微觀形貌及成分進(jìn)行分析，結(jié)果表明：鋇渣中有兩種不同形貌的結(jié)構(gòu)，一種為未分解的重晶石的層狀結(jié)構(gòu)，一種為重晶石分解后的多孔的熔融結(jié)構(gòu)。
　　本文采用鹽酸浸取法對(duì)鋇渣溶解性能進(jìn)行研究，考察了鹽酸濃度、液固比、反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間對(duì)鋇渣溶解性能的影響，結(jié)果表明：鹽酸濃度3.0 mo l/L,液固比7：1，反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)

4、時(shí)間6h時(shí)，Ba2+的溶出率為69.15％。結(jié)合XRD對(duì)不同浸取時(shí)間殘?jiān)锵嗉俺煞诌M(jìn)行分析，結(jié)果表明：鋇渣中各離子的溶出順序隨溫度和時(shí)間的改變而改變，與熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果不一致。
　　本論文采用洗渣-浸提-除雜相結(jié)合的工藝制備氯化鋇產(chǎn)品。首先，利用乙醇-鹽酸混合體系對(duì)鋇渣進(jìn)行洗渣，考察了鹽酸濃度、液固比對(duì)洗渣中各離子浸出率的影響，結(jié)果表明：鹽酸濃度1mo l/L,液固比1：1為洗渣的適宜工藝條件，該工藝條件下，Ba2+溶出率為7.45

5、％。再利用鹽酸浸取洗渣殘?jiān)袖^離子，考察了鹽酸濃度、液固比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和攪拌速度對(duì)鋇離子浸出率的影響，并優(yōu)化其工藝條件，結(jié)果表明：鹽酸濃度2 mo l/L,液固比3:1，反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間4h,攪拌速度400r/min時(shí)，Ba2+溶出率為68.72％。該工藝較直接酸浸法工藝，用酸量減少了50％以上，且濾液中鋇的含量從92.76％提高至95.61％。論文以上述浸提濾液為母液制備氯化鋇，考察了PH值對(duì)產(chǎn)品純度的影響，結(jié)果表明：

6、當(dāng)PH=3時(shí)氯化鋇純度可達(dá)99.71％，符合《GB/T1617-2014》中Ⅰ類產(chǎn)品中氯化鋇純度。
　　論文以鋇渣洗渣所得濾液為母液，研究濾液中鍶離子的回收。考察了PH值、溫度對(duì)雜質(zhì)鈣、鐵、鋁離子沉淀率的影響，結(jié)果表明：PH=12、溫度80℃時(shí)鈣、鐵、鋁離子沉淀率分別為91.6％、95.2％、91.7％?？疾炝薔a2SO4用量、溫度及攪拌時(shí)間對(duì)鋇離子沉淀率的影響，結(jié)果表明：0.1 mo l/L硫酸鈉用量為70 ml、溫度50℃、攪

7、拌時(shí)間30 min時(shí)鋇離子沉淀率為97.3％。濾液經(jīng)除雜后結(jié)晶，晶體于200℃下恒溫2 h得氯化鍶產(chǎn)品，其產(chǎn)品純度可達(dá)96.2％，鋇渣中鍶離子的回收率達(dá)75.67％。
　　本論文利用制備氯化鋇所剩殘?jiān)a(chǎn)非承重磚，以《鋇渣生產(chǎn)非承重磚》中原料配比為基礎(chǔ)，采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化各配料比，結(jié)果表明：鋇渣45％、粉煤灰8％、水泥6％、礦渣20％、生石灰15％、石膏3％、膨脹珍珠巖3％，按其配料比生產(chǎn)非承重磚，其磚體抗壓強(qiáng)度為25.4MPa，抗