【正文】 料工業(yè)也得到了迅速的發(fā)展，隨著硫酸鋇新用途的不斷開發(fā)和發(fā)展，對硫酸鋇的化學特性和物理特性提出來更多、更高的要求，促使該行業(yè)的硫酸鋇產(chǎn)品向?qū)I(yè)化、精細化方向發(fā)展。（1）國外工藝技術概況目前國外硫酸鋇的生產(chǎn)工藝依然采用合成法，但是隨著社會和技術的進步，新材料工業(yè)和涂料工業(yè)也得到了迅速的發(fā)展，隨著硫酸鋇新用途的不斷開發(fā)和發(fā)展，對硫酸鋇的化學特性和物理特性提出來更多、更高的要求，其技術發(fā)展的重點是對產(chǎn)品的粒度控制和顆粒的表面政性。（2）國內(nèi)工藝技術概況①生產(chǎn)工藝路線目前我國硫酸鋇的生產(chǎn)主要采用合成法和重晶石法。合成法的主要生產(chǎn)工藝為：重晶石和煤按照一定比例混合，經(jīng)過破碎以后進入回轉(zhuǎn)窯，在高溫下還原焙燒制得硫化鋇熔體，硫化鋇熔體用90℃的水浸取，然后將浸取制得的硫化鋇溶液經(jīng)過精制以后，與澄清后的硫酸鈉溶液在化合罐內(nèi)化合，反應達終點時，將制得的硫酸鋇漿和硫化鈉液一并進入液固分離設備，鋇餅經(jīng)過洗滌，再經(jīng)脫水送進干燥設備進行干燥，再經(jīng)雷蒙機粉碎得到硫酸鋇成品。該法具有工藝簡單、成本低等優(yōu)點，因此被大多數(shù)廠家采用。重晶石精制法是以硫酸、鹽酸處理研細后的高品位重晶石（重晶石 品位應為硫酸鋇含量為主含量大于95％，二氧化硅含量小于2％，氧化鈣含量小于3％），出去其中雜質(zhì)，或?qū)⒅鼐诎l(fā)煙硫酸中溶解，再用水稀釋，也有將高品位重晶石溶于熔鹽，冷卻，并用水處理可制得干凈的硫酸鋇，用于造紙及蓄電池工業(yè)。該方法已很少有廠家采用。②硫酸鋇產(chǎn)品的種類硫酸鋇產(chǎn)品大體上可分為沉淀硫酸鋇、改性硫酸鋇、超細硫酸鋇。a沉淀硫酸鋇重晶石和煤按一定比例混合，經(jīng)破碎、還原焙燒制得硫化鋇熔體，硫化鋇熔體用90℃的水浸取，然后將浸取制得的硫化鋇溶液與澄清后的硫酸鈉溶液在化合罐內(nèi)化合，將制得的硫酸鋇漿經(jīng)抽濾、洗滌、脫水、烘干、粉碎得到沉淀硫酸鋇成品。b改性硫酸鋇將重晶石經(jīng)870℃焙燒除炭增白、鄂式破碎、雷蒙磨及水力分級聯(lián)合處理后，經(jīng)烘干得到改性硫酸鋇粉體。產(chǎn)本成本低，化學性穩(wěn)定，成本只有700～800元，是沉淀硫酸鋇的替代品。c納米級硫酸鋇粒徑小于200nm的硫酸鋇粉體稱為納米級硫酸鋇，粒徑如此細小的硫酸鋇粉體，用機械粉碎法很難達到，一般采用化學合成法制得。以精制硫化鋇溶液和硫酸鈉溶液為原料，在調(diào)速泵內(nèi)采用液液相反應沉淀法合成超細顆粒硫酸鋇粉體。其條件為：硫化鋇溶液質(zhì)量濃度26％，加入DTPA螯合劑，化合泵轉(zhuǎn)速2500r/m，得到平均粒徑小于100nm的超細硫酸鋇產(chǎn)品。由于納米級硫酸鋇粒子超細化，其晶體結構的表面電子結構發(fā)生變化，產(chǎn)生了普通硫酸鋇不具有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子效應，因此，采用納米級硫酸鋇制成的產(chǎn)品具有十分優(yōu)異的性能。納米硫酸鋇（粒徑小于200nm）除了起到填充劑起增容、降低成本作用外，還具有補強作用。用納米硫酸鋇制成的涂料，附著力遠遠高于其它品種硫酸鋇制成的涂料，可用于汽車底盤防石擊涂料，航空航天領域?qū)Ｓ猛苛?。納米硫酸鋇的研制倍受矚目。在國外，日本、英國、比利時在納米硫酸鋇的研制、開發(fā)、生產(chǎn)方面處于國際領先地位，已有紡錘型、棒型、球型、鏈鎖型、鱗片型等形態(tài)及表面改性品種，在國際上具有—定的壟斷地位。我國從80年代中期開始納米硫酸鋇的研究，辛集化工集團等單位研制生產(chǎn)出了幾種不同規(guī)格型號的納米硫酸鋇產(chǎn)品，但品種少、產(chǎn)量低、生產(chǎn)工藝及設備落后，高檔產(chǎn)品主要依靠進口。最近幾年，硫酸鋇的生產(chǎn)技術有了突飛猛進的發(fā)展，在產(chǎn)品性能不斷提高的前提下，其產(chǎn)品應用向?qū)ｉT化方向發(fā)展，并且原材料利用率不斷提高，使硫酸鋇成本逐年降低。沉淀硫酸鋇廠家執(zhí)行GB/T28991996標準，部分規(guī)模大、技術先進的廠家制定了自己的企業(yè)標準，對硫酸鋇產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高要求。南風化工集團目前所執(zhí)行的質(zhì)量指標就高于國家標準。改性硫酸鋇和納米硫酸鋇目前還沒有國標，企業(yè)各自制定了自己的企業(yè)標準。新技術的應用及新產(chǎn)品的開發(fā)（3）微機配料硫酸鋇生產(chǎn)原料粉碎工序采用微機配料系統(tǒng)，實現(xiàn)了原料粉碎的自動控制，使煤和重晶石的配比更加準確可靠，混合更加均勻，克服了人為因素帶來的不利影響，降低了粗硫化鋇中酸溶鋇的含量，使硫化鋇的含量提高8％~10％。（4）余熱利用在硫酸鋇的粗鋇煅燒工序，產(chǎn)生大量的廢氣，溫度高達600℃，在粗鋇回轉(zhuǎn)窯尾部加余熱鍋爐對余熱加以利用，年產(chǎn)5萬噸硫酸鋇生產(chǎn)裝置每小時可以回收0．5MP的飽和蒸汽3噸。在余熱鍋爐后部加濕法除塵器除塵，使尾氣達標排放，減少了對環(huán)境的污染，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。（5）新型干燥粉碎一體技術傳統(tǒng)硫酸鋇干燥和粉碎是分二個工序分別完成的，先將硫酸鋇濕餅送入烘干轉(zhuǎn)筒烘干，再將烘干的物料送入雷蒙機粉碎，由于工藝和設備的原因，使產(chǎn)品質(zhì)量偏低，成本偏高，產(chǎn)品中往往會有黑點，不能滿足客戶要求。新型干燥粉碎一體技術是將硫酸鋇的干燥和粉碎在同一裝置中同時完成，濕物料由喂料裝置送入干燥段內(nèi)即受到高速粉碎，由粉碎裝置下方的高溫空氣同時對物料進行干燥，其尺寸不斷減少，在熱風作用下，細粉及小顆粒物料被帶向上方分級裝置處，由于分級裝置旋轉(zhuǎn)時（轉(zhuǎn)速可調(diào)）產(chǎn)生向下的壓力和離心力，故顆粒物料被下拋到干燥段內(nèi)壁，沉降到粉碎裝置處繼續(xù)被粉碎和干燥，已干的細粉通過分級裝置由除塵器收集得到硫酸鋇產(chǎn)品。該技術縮短了生產(chǎn)工藝流程，簡化了設備，熱能得到了充分利用，產(chǎn)品粒徑均勻，含水量低，同時避免了產(chǎn)品中黑點的產(chǎn)生。整個過程負壓操作，對環(huán)境沒有污染。（6）片狀硫酸鋇的開發(fā)為滿足特殊紙的需要，目前辛集化工集團開發(fā)微細片狀硫酸鋇，粒子表面高度平滑。它是一種新型沉淀硫酸鋇，其特征是外觀呈細小的片狀，將這種沉淀硫酸鋇用作紙的填充劑，既提高了紙的平滑性，又使之 具有高穩(wěn)定的特點，這種形態(tài)的硫酸鋇，特別適用于要求紙張表面光滑的高級情報紙，如彩色復寫紙和彩色復印紙等。新型硫酸鋇的開發(fā)成功，使其在造紙方面的應用達到一個新的水平。工藝技術方案的比較和選擇目前我國硫酸鋇的生產(chǎn)主要采用合成法和重晶石法。合成法的主要生產(chǎn)工藝為：重晶石和煤按照一定比例混合，經(jīng)過破碎以后進入回轉(zhuǎn)窯，在其內(nèi)部完成化學反應，得到還原熔體，硫化鋇熔體用90℃的水浸馭，然后將浸取制得的硫化鋇溶液經(jīng)過精制以后，與澄清后的硫酸鈉溶液在化合罐內(nèi)化合，反應達終點時，將制得的硫酸鋇漿和硫化鈉液一并進入液固分離設備，鋇餅經(jīng)過洗滌，再經(jīng)脫水送進干燥系統(tǒng)，經(jīng)雷蒙機粉碎得到硫酸鋇成品。該法具有工藝簡單、成本低等優(yōu)點，因此被大多數(shù)廠家采用。采用合成法工藝有如下優(yōu)勢：（1）技術來源本工程以國內(nèi)沿用多年生產(chǎn)硫酸鋇的工藝方法為基礎，結合近年宋在液固分離、蒸發(fā)工藝的改進和多效蒸發(fā)等方面的技術進步對原工藝過程的設備進行適當改進，建設單位對該工藝具有豐富的經(jīng)驗和完全的知識產(chǎn)權。這樣可以保證工程建設的／頃利進行和生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。（2）產(chǎn)品質(zhì)量采用該企業(yè)使用多年的成熟工藝技術，其產(chǎn)品質(zhì)量不但可以滿足國際標準的要求，還執(zhí)行著高于國家標準的企業(yè)內(nèi)控標準，本工程建成以后借助當?shù)氐膬?yōu)質(zhì)原料可以生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)于國家標準的沉淀硫酸鋇產(chǎn)品。（3）消耗由于硫酸鋇行業(yè)對于化學合成法的工藝條件相近，所以各個企業(yè)的工藝條件和消耗相差很小，關鍵在于生產(chǎn)過程的管理。在設計和建設過程中，由于采用了目前在本行業(yè)的先進技術，所以本工程建成以后，其消耗指標應該優(yōu)于其他老企業(yè)。（4）投資及成本由于沉淀硫酸鋇生產(chǎn)工藝相似，各企業(yè)選用的設備雷同，所以對于相同規(guī)模的生產(chǎn)裝置投資相差不大。但是由于沉淀硫酸鋇產(chǎn)品屬于運輸量較大的產(chǎn)品，由于原料的運輸費用是構成產(chǎn)品成本的重要組成部分，所以在原料產(chǎn)區(qū)建設沉淀硫酸鋇生產(chǎn)裝置具有成本上的明顯優(yōu)勢。綜合上述理由，本工程選用合成法工藝。工藝技術描述①流程簡述重晶石送入顎式破碎機粗碎，然后經(jīng)兩級環(huán)錘式破碎機破碎，由斗式提升機提升到重晶石倉中：原料煤經(jīng)往復式給料機送入環(huán)錘式破碎機進行破碎，破碎合格的原料煤由斗式提升機提升到原料煤倉中。重晶石倉和原料煤倉中的合格原料分別經(jīng)電磁震動給料機給料、配料控制系統(tǒng)配料進入帶式輸送機中，再經(jīng)斗式提升機將配好的原料送入粗鋇工段原料倉中儲存。燃料煤送入錘式破碎機，再輸送到兩臺雷蒙機儲料斗中，由電磁電磁振動給料機將物料送入主機內(nèi)進行研磨。合格煤粉由出料管送至煤粉倉，煤粉倉下料管接煤粉攪龍，由煤粉攪龍（給料量由調(diào)速電機調(diào)整）送入風管，再由送煤風機將煤粉送入粗鋇轉(zhuǎn)窯的煤粉燃燒系統(tǒng)，連同鼓風機向轉(zhuǎn)爐噴粉燃燒。粉碎合格的重晶石與煤粉，按一定的比例混和后，連續(xù)均勻地由粗鋇回轉(zhuǎn)窯尾部經(jīng)過加料機構進入回轉(zhuǎn)窯中，通過煤的燃燒進行還原反應，制得粗硫化鋇熔體。來自雷蒙工段的燃料煤粉和空氣由粗鋇轉(zhuǎn)窯頭部噴入并燃燒以維持反應所需的溫度。灼熱的粗硫化鋇從窯頭部落到鏈板輸送機上，運至浸取工段。在回轉(zhuǎn)窯制得的粗硫化鋇用天車倒入浸取槽中，用稀硫化鋇溶液及過濾母液進行浸取，制得硫化鋇溶液。硫化鋇溶液經(jīng)泵打入澄清罐，澄清后的硫化鋇溶液去化合工段。以熱水將芒硝[含Na2SO485%,鈣（以CaSO4計%,鎂（以MgSO4計）%溶解，使其濃度達20～，加入石灰、純堿以出去鎂、鈣（Mg2+、Ca2+]：Mg2+Ca(OH)2↓→Mg(OH)2↓+Ca2+在硫化鋇溶體浸取過程中，硫化鋇水解生成的氫氧化鋇[Ba(OH)2]及氫硫化鋇[Ba(Hs)2]亦反應如下：Ba(OH)2+Na2so4→BaSO4↓+2NaOHBa(HS)2+Na2SO4→BaSO4↓+2NaHS反應達終點后（鋇微過量），進行澄清。清液回收硫化堿。而硫酸鋇沉淀則經(jīng)抽濾、溫水洗滌（洗液含NaS2%后棄去、稀酸洗滌（洗液PH為45）后，以酸調(diào)PH至56，再經(jīng)過濾、洗滌、干燥、粉碎包裝即得成品。②流程特點本工程所選用的工藝技術是目前沉淀硫酸鋇行業(yè)廣泛使用的生產(chǎn)方法，具有工藝技術成熟、產(chǎn)品質(zhì)量可靠的優(yōu)點。③存在的問題由于該工藝流程在生產(chǎn)過程中，所采用的原料和生產(chǎn)的產(chǎn)品均為固體，所以該工程的各工工序內(nèi)部有很多的固體物料，造成了運轉(zhuǎn)設備增多，使操作環(huán)境變差同時使維修工作量加工。④問題的解決方案該流程是目前沉淀硫酸鋇行業(yè)廣泛使用的生產(chǎn)方法，本工程先用在該行業(yè)已經(jīng)廣泛使用的相關技術和設備，設備選用的基本原則是：安全可靠、造價低廉、便于實現(xiàn)自動控制和連鎖保護。（4）工藝技術綜合評價表藝技術綜合評價表、序號項目評價1技術先進性處于國內(nèi)領先水平2技術適用性技術具有良好的適用性3技術可靠性技術具有良好的可靠性4技術安全性技術具有良好的安全性5技術成本的合理性技術具有良好的合理性6技術時展前景技術具有良好的前景7單位產(chǎn)品技術投資水平處于國內(nèi)平均水平8單位產(chǎn)品投資處于國內(nèi)平均水平9產(chǎn)品質(zhì)量投資可以達到國內(nèi)的先進水平10產(chǎn)品質(zhì)量提高前景可以隨著用戶的要求在特定的條件下可以提高產(chǎn)品質(zhì)量11技術對產(chǎn)品質(zhì)量保證程度可以在一定程度上保證產(chǎn)品質(zhì)量程度12技術對原料的適應程度 該撫摩可以適應60%以上的鋇原料的要求13工藝流程的合理性工藝流程合理14工藝符合清潔生產(chǎn)的程度無廢水排放，排放的鋇渣可以作為生產(chǎn)水平的原料，排放的爐渣可以作為建筑材料，排放的廢氣經(jīng)過處理可以達標排放，工藝符合汪汪生產(chǎn)的程度15工藝技術的可得性該技術是業(yè)主單位目前使用的工藝技術，工藝技術具有良好的可得性16工藝技術消耗水平工藝技術消耗水平處于國內(nèi)的先進水平17工藝技術與自然條件的適應性工藝技術與自然條件具有良好的適應性18生產(chǎn)成本水平在該地區(qū)建廠可以有效地降低生產(chǎn)成本19產(chǎn)品競爭力在該地區(qū)建廠所生產(chǎn)的產(chǎn)品和該企業(yè)在其他地區(qū)相比具有更強的產(chǎn)品競爭力20降低成本的可能性可以明顯和有效的降低成本（二）工藝流程和消耗定額工藝流程概述①裝置規(guī)模和年操作時數(shù)本工程建成以后生產(chǎn)沉淀硫酸鋇，同時副產(chǎn)含量60%片狀硫化鈉。公稱能力：主產(chǎn)品：年產(chǎn)5萬噸沉淀硫酸鋇；副產(chǎn)品：年產(chǎn)50萬噸硫化鈉。有效生產(chǎn)時間：7200小時/年設計能力：主產(chǎn)品。；副產(chǎn)品：。②裝置組成本工程的工藝裝置包括：雷蒙工段、粉碎工段、粗鋇工段、浸取工段、化硝工段、化合工段、干燥工段、蒸發(fā)工段。③原材料、輔助材料、燃料和動力主要原材料、輔助材料、燃料和動力用量（以噸硫酸鋇產(chǎn)品計）序號名稱單位數(shù)量來源備注1重晶石噸外購2元明粉噸外購3原料煤噸外購4包裝袋噸42外購用于硫酸鋇5包裝桶噸23外購用于硫化鈉6水噸自供7電kwh162外購8蒸汽噸自供④產(chǎn)品、副產(chǎn)品產(chǎn)品及副產(chǎn)品的數(shù)量序號名稱單位數(shù)量備注一公稱能力1沉淀硫酸鋇萬噸/年300002硫化鈉萬噸/年15000二設計能力1沉淀硫酸鋇噸/時2硫化鈉噸/時⑤工藝流程說明（1）粉碎工段重晶石由裝載機裝入重晶石料斗，由往復式給料機送入顎式破碎機粗碎，然后經(jīng)兩級環(huán)錘式破碎機破碎，由斗式提升機提升到重晶石倉中；原料煤由裝載機裝入原料煤斗，再經(jīng)往復式給料機送入環(huán)錘式破碎機進行破碎，破碎合格的原料煤由斗式提升機提升到原料煤倉中。重晶石倉和原料煤倉中的合格原料分別經(jīng)電磁震動給料機給料、配料控制系統(tǒng)配料，然后一同進入帶式輸送機中，再經(jīng)斗式提升機將配好的原料送入粗鋇工段原料倉中儲存。（2）雷蒙工段燃料煤由裝載機裝入料倉中，由電磁振動給料機送入錘式破碎機，再輸送到兩臺套雷蒙機儲料斗中，由電磁電磁振動給料機將物料送入主機內(nèi)進行研磨。合格鎂粉由出料管送至煤粉倉，煤粉倉下料管接煤粉攪龍，由煤粉攪龍（給料量由調(diào)速電機調(diào)整）送入風管，再由送煤風機將煤粉送入粗鋇轉(zhuǎn)窯的煤粉燃燒系統(tǒng)，連同鼓風機向轉(zhuǎn)爐噴粉燃燒。（3）粗鋇工段來自粉碎工段的