【正文】 技術(shù)的進(jìn)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(duì)硫酸鋇的化學(xué)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(xì)化方向發(fā)展。（1）國(guó)外工藝技術(shù)概況目前國(guó)外硫酸鋇的生產(chǎn)工藝依然采用合成法，但是隨著社會(huì)和技術(shù)的進(jìn)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(duì)硫酸鋇的化學(xué)特性和物理特性提出來更多、更高的要求，其技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)是對(duì)產(chǎn)品的粒度控制和顆粒的表面政性。（2）國(guó)內(nèi)工藝技術(shù)概況①生產(chǎn)工藝路線目前我國(guó)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(jìn)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(yīng)達(dá)終點(diǎn)時(shí)，將制得的硫酸鋇漿和硫化鈉液一并進(jìn)入液固分離設(shè)備，鋇餅經(jīng)過洗滌，再經(jīng)脫水送進(jìn)干燥設(shè)備進(jìn)行干燥，再經(jīng)雷蒙機(jī)粉碎得到硫酸鋇成品。該法具有工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，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(xì)后的高品位重晶石（重晶石 品位應(yīng)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(xì)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(jí)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(xué)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(jí)硫酸鋇粒徑小于200nm的硫酸鋇粉體稱為納米級(jí)硫酸鋇，粒徑如此細(xì)小的硫酸鋇粉體，用機(jī)械粉碎法很難達(dá)到，一般采用化學(xué)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(yīng)沉淀法合成超細(xì)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(xì)硫酸鋇產(chǎn)品。由于納米級(jí)硫酸鋇粒子超細(xì)化，其晶體結(jié)構(gòu)的表面電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生了普通硫酸鋇不具有的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子效應(yīng)，因此，采用納米級(jí)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(bǔ)強(qiáng)作用。用納米硫酸鋇制成的涂料，附著力遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(lǐng)域?qū)Ｓ猛苛?。納米硫酸鋇的研制倍受矚目。在國(guó)外，日本、英國(guó)、比利時(shí)在納米硫酸鋇的研制、開發(fā)、生產(chǎn)方面處于國(guó)際領(lǐng)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(guó)際上具有—定的壟斷地位。我國(guó)從80年代中期開始納米硫酸鋇的研究，辛集化工集團(tuán)等單位研制生產(chǎn)出了幾種不同規(guī)格型號(hào)的納米硫酸鋇產(chǎn)品，但品種少、產(chǎn)量低、生產(chǎn)工藝及設(shè)備落后，高檔產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口。最近幾年，硫酸鋇的生產(chǎn)技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在產(chǎn)品性能不斷提高的前提下，其產(chǎn)品應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，部分規(guī)模大、技術(shù)先進(jìn)的廠家制定了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)硫酸鋇產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高要求。南風(fēng)化工集團(tuán)目前所執(zhí)行的質(zhì)量指標(biāo)就高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。改性硫酸鋇和納米硫酸鋇目前還沒有國(guó)標(biāo)，企業(yè)各自制定了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。新技術(shù)的應(yīng)用及新產(chǎn)品的開發(fā)（3）微機(jī)配料硫酸鋇生產(chǎn)原料粉碎工序采用微機(jī)配料系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了原料粉碎的自動(dòng)控制，使煤和重晶石的配比更加準(zhǔn)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(dá)600℃，在粗鋇回轉(zhuǎn)窯尾部加余熱鍋爐對(duì)余熱加以利用，年產(chǎn)3萬噸硫酸鋇生產(chǎn)裝置每小時(shí)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(dá)標(biāo)排放，減少了對(duì)環(huán)境的污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。（5）新型干燥粉碎一體技術(shù)傳統(tǒng)硫酸鋇干燥和粉碎是分二個(gè)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(jī)粉碎，由于工藝和設(shè)備的原因，使產(chǎn)品質(zhì)量偏低，成本偏高，產(chǎn)品中往往會(huì)有黑點(diǎn)，不能滿足客戶要求。新型干燥粉碎一體技術(shù)是將硫酸鋇的干燥和粉碎在同一裝置中同時(shí)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(shí)對(duì)物料進(jìn)行干燥，其尺寸不斷減少，在熱風(fēng)作用下，細(xì)粉及小顆粒物料被帶向上方分級(jí)裝置處，由于分級(jí)裝置旋轉(zhuǎn)時(shí)（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(xì)粉通過分級(jí)裝置由除塵器收集得到硫酸鋇產(chǎn)品。該技術(shù)縮短了生產(chǎn)工藝流程，簡(jiǎn)化了設(shè)備，熱能得到了充分利用，產(chǎn)品粒徑均勻，含水量低，同時(shí)避免了產(chǎn)品中黑點(diǎn)的產(chǎn)生。整個(gè)過程負(fù)壓操作，對(duì)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(tuán)開發(fā)微細(xì)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(xì)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(diǎn)，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(jí)情報(bào)紙，如彩色復(fù)寫紙和彩色復(fù)印紙等。新型硫酸鋇的開發(fā)成功，使其在造紙方面的應(yīng)用達(dá)到一個(gè)新的水平。工藝技術(shù)方案的比較和選擇目前我國(guó)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(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，在其內(nèi)部完成化學(xué)反應(yīng)，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(yīng)達(dá)終點(diǎn)時(shí)，將制得的硫酸鋇漿和硫化鈉液一并進(jìn)入液固分離設(shè)備，鋇餅經(jīng)過洗滌，再經(jīng)脫水送進(jìn)干燥系統(tǒng)，經(jīng)雷蒙機(jī)粉碎得到硫酸鋇成品。該法具有工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此被大多數(shù)廠家采用。采用合成法工藝有如下優(yōu)勢(shì)：（1）技術(shù)來源本工程以國(guó)內(nèi)沿用多年生產(chǎn)硫酸鋇的工藝方法為基礎(chǔ)，結(jié)合近年宋在液固分離、蒸發(fā)工藝的改進(jìn)和多效蒸發(fā)等方面的技術(shù)進(jìn)步對(duì)原工藝過程的設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，建設(shè)單位對(duì)該工藝具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和完全的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。這樣可以保證工程建設(shè)的／頃利進(jìn)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(shù)，其產(chǎn)品質(zhì)量不但可以滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求，還執(zhí)行著高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，本工程建成以后借助當(dāng)?shù)氐膬?yōu)質(zhì)原料可以生產(chǎn)出質(zhì)量?jī)?yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的沉淀硫酸鋇產(chǎn)品。（3）消耗由于硫酸鋇行業(yè)對(duì)于化學(xué)合成法的工藝條件相近，所以各個(gè)企業(yè)的工藝條件和消耗相差很小，關(guān)鍵在于生產(chǎn)過程的管理。在設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，由于采用了目前在本行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，所以本工程建成以后，其消耗指標(biāo)應(yīng)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(shè)備雷同，所以對(duì)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(yùn)輸量較大的產(chǎn)品，由于原料的運(yùn)輸費(fèi)用是構(gòu)成產(chǎn)品成本的重要組成部分，所以在原料產(chǎn)區(qū)建設(shè)沉淀硫酸鋇生產(chǎn)裝置具有成本上的明顯優(yōu)勢(shì)。綜合上述理由，本工程選用合成法工藝。工藝技術(shù)描述①流程簡(jiǎn)述重晶石送入顎式破碎機(jī)粗碎，然后經(jīng)兩級(jí)環(huán)錘式破碎機(jī)破碎，由斗式提升機(jī)提升到重晶石倉中：原料煤經(jīng)往復(fù)式給料機(jī)送入環(huán)錘式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎合格的原料煤由斗式提升機(jī)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(dòng)給料機(jī)給料、配料控制系統(tǒng)配料進(jìn)入帶式輸送機(jī)中，再經(jīng)斗式提升機(jī)將配好的原料送入粗鋇工段原料倉中儲(chǔ)存。燃料煤送入錘式破碎機(jī)，再輸送到兩臺(tái)雷蒙機(jī)儲(chǔ)料斗中，由電磁電磁振動(dòng)給料機(jī)將物料送入主機(jī)內(nèi)進(jìn)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(jī)調(diào)整）送入風(fēng)管，再由送煤風(fēng)機(jī)將煤粉送入粗鋇轉(zhuǎn)窯的煤粉燃燒系統(tǒng)，連同鼓風(fēng)機(jī)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(jī)構(gòu)進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中，通過煤的燃燒進(jìn)行還原反應(yīng)，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(yīng)所需的溫度。灼熱的粗硫化鋇從窯頭部落到鏈板輸送機(jī)上，運(yùn)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(jìn)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(jì)%,鎂（以MgSO4計(jì)）%溶解，使其濃度達(dá)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(yīng)如下：Ba(OH)2+Na2so4→BaSO4↓+2NaOHBa(HS)2+Na2SO4→BaSO4↓+2NaHS反應(yīng)達(dá)終點(diǎn)后（鋇微過量），進(jìn)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(diǎn)本工程所選用的工藝技術(shù)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(shù)成熟、產(chǎn)品質(zhì)量可靠的優(yōu)點(diǎn)。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(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備增多，使操作環(huán)境變差同時(shí)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(guān)技術(shù)和設(shè)備，設(shè)備選用的基本原則是：安全可靠、造價(jià)低廉、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和連鎖保護(hù)。（4）工藝技術(shù)綜合評(píng)價(jià)表藝技術(shù)綜合評(píng)價(jià)表、序號(hào)項(xiàng)目評(píng)價(jià)1技術(shù)先進(jìn)性處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平2技術(shù)適用性技術(shù)具有良好的適用性3技術(shù)可靠性技術(shù)具有良好的可靠性4技術(shù)安全性技術(shù)具有良好的安全性5技術(shù)成本的合理性技術(shù)具有良好的合理性6技術(shù)時(shí)展前景技術(shù)具有良好的前景7單位產(chǎn)品技術(shù)投資水平處于國(guó)內(nèi)平均水平8單位產(chǎn)品投資處于國(guó)內(nèi)平均水平9產(chǎn)品質(zhì)量投資可以達(dá)到國(guó)內(nèi)的先進(jìn)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(shù)對(duì)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(shù)對(duì)原料的適應(yīng)程度 該撫摩可以適應(yīng)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(dá)標(biāo)排放，工藝符合汪汪生產(chǎn)的程度15工藝技術(shù)的可得性該技術(shù)是業(yè)主單位目前使用的工藝技術(shù)，工藝技術(shù)具有良好的可得性16工藝技術(shù)消耗水平工藝技術(shù)消耗水平處于國(guó)內(nèi)的先進(jìn)水平17工藝技術(shù)與自然條件的適應(yīng)性工藝技術(shù)與自然條件具有良好的適應(yīng)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(jìng)爭(zhēng)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(qiáng)的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)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(shí)數(shù)本工程建成以后生產(chǎn)沉淀硫酸鋇，同時(shí)副產(chǎn)含量60%片狀硫化鈉。公稱能力：主產(chǎn)品：年產(chǎn)3萬噸沉淀硫酸鋇；副產(chǎn)品：。有效生產(chǎn)時(shí)間：7200小時(shí)/年設(shè)計(jì)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(dòng)力主要原材料、輔助材料、燃料和動(dòng)力用量（以噸硫酸鋇產(chǎn)品計(jì)）序號(hào)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(hào)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(shè)計(jì)能力1沉淀硫酸鋇噸/時(shí)2硫化鈉噸/時(shí)⑤工藝流程說明（1）粉碎工段重晶石由裝載機(jī)裝入重晶石料斗，由往復(fù)式給料機(jī)送入顎式破碎機(jī)粗碎，然后經(jīng)兩級(jí)環(huán)錘式破碎機(jī)破碎，由斗式提升機(jī)提升到重晶石倉中；原料煤由裝載機(jī)裝入原料煤斗，再經(jīng)往復(fù)式給料機(jī)送入環(huán)錘式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎合格的原料煤由斗式提升機(jī)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(dòng)給料機(jī)給料、配料控制系統(tǒng)配料，然后一同進(jìn)入帶式輸送機(jī)中，再經(jīng)斗式提升機(jī)將配好的原料送入粗鋇工段原料倉中儲(chǔ)存。（2）雷蒙工段燃料煤由裝載機(jī)裝入料倉中，由電磁振動(dòng)給料機(jī)送入錘式破碎機(jī)，再輸送到兩臺(tái)套雷蒙機(jī)儲(chǔ)料斗中，由電磁電磁振動(dòng)給料機(jī)將物料送入主機(jī)內(nèi)進(jìn)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(jī)調(diào)整）送入風(fēng)管，再由送煤風(fēng)機(jī)將煤粉送入粗鋇轉(zhuǎn)窯的煤粉燃燒系統(tǒng)，連同鼓風(fēng)機(jī)向轉(zhuǎn)爐噴粉燃燒。（3）粗鋇工段來自粉