中國(guó)生產(chǎn)硫酸鋇的廠家目前大都采用所謂的“黑灰法”，即用芒硝和硫化鋇水溶液通過(guò)均相沉淀生產(chǎn)沉淀硫酸鋇，同時(shí)副產(chǎn)硫化堿。在過(guò)濾分離工序，采用真空葉濾機(jī)或箱式壓濾機(jī)來(lái)分離沉淀硫酸鋇存在許多缺點(diǎn)：

（1）分離設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，而且為敞口作業(yè)，操作環(huán)境惡劣，很容易把雜質(zhì)混入產(chǎn)品中。

（2）副產(chǎn)物硫化鈉回收率低，濃度低。

（3）用真空葉濾機(jī)分離時(shí)，形成的濾餅不均勻，易出現(xiàn)溝流現(xiàn)象，導(dǎo)致過(guò)濾、洗滌周期長(zhǎng)，軟水消耗量大；用箱式壓濾機(jī)分離時(shí)雖然形成的濾餅均勻，但在洗滌時(shí)，洗滌水易發(fā)生短路，并且頭、尾板受其結(jié)構(gòu)的限制洗滌不充分。

（4）大量的細(xì)顆粒沉淀硫酸鋇穿過(guò)濾布孔眼進(jìn)入硫化鈉水溶液中，使硫化鈉水溶液在蒸發(fā)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)蒸發(fā)列管結(jié)垢現(xiàn)象。

鑒于上述原因，擬用臥式沉降離心機(jī)代替真空葉濾機(jī)或箱式壓濾機(jī)來(lái)分離沉淀硫酸鋇。

1 臥式沉降離心機(jī)的工作原理

臥式沉降離心機(jī)的工作原理是：當(dāng)要分離的懸浮液進(jìn)入離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓后，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力把比液相密度大的固相顆粒沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁，由于螺旋和轉(zhuǎn)鼓的相對(duì)轉(zhuǎn)速不同，二者存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)（即轉(zhuǎn)速差），利用螺旋和轉(zhuǎn)鼓的相對(duì)運(yùn)動(dòng)把沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的固相推向轉(zhuǎn)鼓小端出口處排出，分離后的清液從離心機(jī)另一端排出。

LW420臥式沉降離心機(jī)的主要參數(shù)：轉(zhuǎn)鼓直徑420mm，轉(zhuǎn)鼓有效長(zhǎng)度1680mm，轉(zhuǎn)鼓形式為圓柱-圓錐形，轉(zhuǎn)鼓錐角為2×8°，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為3600r/min，電機(jī)功率22kW。它的分離因數(shù)為3000。

臥式沉降離心機(jī)分離的極限粒徑遠(yuǎn)小于固體硫酸鋇顆粒的中位粒徑，因此可以斷定用此類沉降離心機(jī)來(lái)分離沉淀硫酸鋇顆粒是可行的。

2 試驗(yàn)過(guò)程

臥式沉降離心機(jī)工藝參數(shù)優(yōu)化包括轉(zhuǎn)速、溢流直徑、差轉(zhuǎn)速等各方面因數(shù)。就生產(chǎn)工藝而言，側(cè)重于分離后硫化鈉堿水的澄清度，即減少堿液中帶有硫酸鋇顆粒。因此對(duì)臥式沉降離心機(jī)的參數(shù)優(yōu)化，主要從分離出的硫化鈉堿水中含硫酸鋇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)考察。結(jié)合實(shí)際選擇考察的因數(shù)是：轉(zhuǎn)速、溢流直徑、差轉(zhuǎn)速，指標(biāo)為滿足生產(chǎn)要求的分離液澄清度和鋇渣含濕量。根據(jù)小試和有關(guān)理論數(shù)據(jù)，確定各個(gè)因素變化范圍為：轉(zhuǎn)速3000～3600r/min；溢流直徑134～138mm；差轉(zhuǎn)速30～50r/min。每個(gè)因素取3個(gè)水平：轉(zhuǎn)速3000,3200,3600r/min；溢流直徑134,136,138mm；差轉(zhuǎn)速30,40,50r/min。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案和試驗(yàn)流程，不斷地調(diào)整臥式沉降離心機(jī)的轉(zhuǎn)速、溢流直徑和差轉(zhuǎn)速，在不同的工況下對(duì)化合完成液進(jìn)行分離，在離心機(jī)出渣口和排液口分別取不同的樣品。將從排液口取得樣品經(jīng)天平（感量萬(wàn)分之一，下同）稱重后，再用快速定量濾紙過(guò)濾，濾紙連同濾出的固體和經(jīng)天平稱重后的從出渣口取得鋇渣樣品一起放入烘箱內(nèi)，烘干溫度保持在105℃，經(jīng)1.5h烘干后，用天平稱重，再放入烘箱中繼續(xù)烘干，每隔0.5h取出稱重，直至恒重（二次稱重之差小于2mg），共作9次試驗(yàn)。

3 試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

按照GB10901-1989的分析方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。實(shí)驗(yàn)的指標(biāo)為鋇渣出口鋇餅含鋇量質(zhì)量分?jǐn)?shù)和排液口堿水含鋇量質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，轉(zhuǎn)速3000r/min，溢流直徑138mm，差轉(zhuǎn)速30r/min。在這3個(gè)水平下效果較好。

4 結(jié)論

臥式沉降離心機(jī)的較佳工藝參數(shù)：轉(zhuǎn)速3000r/min、溢流直徑138mm、差轉(zhuǎn)速30r/min。在這種條件下，經(jīng)過(guò)臥式沉降離心機(jī)分離后的硫化鈉水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.46%～5.30%，硫酸鋇鋇餅含硫化鈉堿液量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%～25%。該設(shè)備用于沉淀硫酸鋇生產(chǎn)中固液分離，完全能夠滿足工藝要求，對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，以及治理“三廢”、節(jié)約能源，都具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。