雾化碳化法制备超细针状纳米碳酸钡粉体

刘 杰

(福建贝思科电子材料股份有限公司,福建 龙岩 364012)

引 言

碳酸钡是重要的化工、电子陶瓷基础原材料[1]。近年来，随着电子元器件的高速发展，碳酸钡在电子元器件行业中的使用逐步增加。中国是碳酸钡最大的生产国[2]，而国内高端碳酸钡需求目前还是依赖进口。国内高端精细化工BaCO3主要采用氯化钡溶解后用碳铵沉淀[3]，此法虽然已经实现了工业化大规模生产，但是存在产品氯根偏高，难以控制。国内粉体粒度较难做到100 nm以下，同时，废水中产生大量的氨氮和氯根，不利于环保及污水处理。相比于球型碳酸钡，针棒状碳酸钡在使用过程中，更容易实施分散、粉碎。本文采用Ba(OH)2·8H2O作为原材料，溶解后通过高压雾化进入到天然气燃烧产生大量的高温CO2反应室内生成BaCO3，尾气的热能和CO2回收重复使用，此法制备高分散、超细的针状纳米碳酸钡[4-6]，整个过程无排放，无污染。实现绿色环保生产。

1 实验部分

1.1 实验材料及仪器

实验材料：分析纯Ba(OH)2·8H2O；高纯水；分析纯乙醇；工业级天然气。

实验设备：500 L蒸汽加热溶解槽；天然气燃烧室；压力式雾化反应室；粉体收集过滤系统；尾气循环系统。

1.2 实验装置及工艺流程(见图1)

反应流程：Ba(OH)2·8H2O溶解→加压雾化→雾化水汽和高温CO2反应生产碳酸钡→过滤收集→纳米碳酸钡。

图1 反应系统装置图

采用高纯水溶解Ba(OH)2·8H2O，溶质溶剂比例为1∶6，溶解时水温为60(±10) ℃，溶解时添加酒石酸作为抑制剂，水温加热方式采用蒸汽加热。为了防止溶解的钡离子和槽内空气反应，生成大颗粒碳酸钡，槽内通氮气保护。……