基本原理

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第1738页（1259字）

硫酸钡与氯化钙直接在高温下煅烧，可将硫酸钡转化为氯化钡，化学反应式为：

BaSO₄+CaCl₂→BaCl₂+CaSO₄

如在900℃时反应，硫酸钡转化率大于80%；反应物中增加氯化钙含量，可提高其转化率。

但在实际生产上并不采用此法。因为硫酸钡在水中的溶解度比硫酸钙小得多(在25℃时，硫酸钡溶度积为9．9×10^－11，硫酸钙溶度积为6．3×10^－5)，当用水浸取煅料时，在水溶液中，上述化学反应式按逆方向进行，又形成硫酸钡和氯化钙，而不能得到氯化钡。

如加煤粉与重晶石、氯化钙一起煅烧，其化学反应式为：

煅烧后所得的煅料主要成分为氯化钡和硫化钙，由于硫化钙的溶解度比硫化钡小得多(在20℃的水中，硫化钙的溶解度约为0．2g／L，硫化钡则发生水解，形成硫氢化钡和氢氧化钡溶于水中)；用水浸取煅料时，硫化钙和氯化钡不再发生反应，氯化钡转入浸取液内，硫化钙则留存在残渣(钡渣)中。

煅料中除氯化钡和硫化钙外，还有较多的氯化钙(为提高硫酸钡转化率，反应物中往往加入过量的氯化钙)和少量的副反应产物(如硅酸钡、碳酸钡、亚硫酸钡)以及未转化的硫酸钡等。在用水浸取时，硫酸钡、硅酸钡、碳酸钡、亚硫酸钡等难溶性化合物仍留存在残渣中，可溶性的氯化钙和氯化钡都转入浸取液内，故浸取液实际上是BaCl₂－CaCl₂－H₂O三元体系。

BaCl₂－CaCl₂－H₂O三元体系在25℃时溶液平衡组成见表6－11－1。

表6－11－1 BaCl_：－CaCl₂－H₂O三元体系在25℃时溶液平衡组成表

从表6－11－1中的数据看出，此三元体系中只要含少量的氯化钡(如0．30%)，晶体六水氯化钙就不会析出，而析出晶体二水氯化钡。浸取液中氯化钡含量比氯化钙高得多。故将浸取液蒸发浓缩、冷却结晶，即析出二水氯化钡，从而使氯化钡与氯化钙分离，获得二水氯化钡产品。

井矿盐区生产氯化钡，大都采用制溴母液作为氯化钙原料，其中还含大量氯化镁。在煅烧时，氯化镁转化成硫化镁，而且转化相当完全，故浸取液仅含微量镁离子；煅料中其他可溶性化合物，主要是氯化钾、氯化钠，在浸取时都转入浸取液中，但它们的含量远比氯化钡、氯化钙的含量为少；故仍可把浸取液近似地视为氯化钡－氯化钙－水三元体系。

硫酸钡转化为氯化钡的转化率与重晶石的质量、反应物料的细度、组成和温度以及煅烧时间等有密切关系。