Bárium fém (1)

1、 Alapbevezetés

Kínai név:Bárium, angol név:Bárium, elem szimbólumBa, a periódusos rendszer 56-os rendszáma, egy IIA csoportba tartozó alkáliföldfém elem, amelynek sűrűsége 3,51 g/köbcentiméter, olvadáspontja 727 °C (1000 K, 1341 °F) és forráspontja 1870 °. C (2143 K, 3398 °F). A bárium ezüstfehér fényű alkáliföldfém, melynek lángja sárga zöld, lágy és képlékeny.Báriumnagyon aktív kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, és a legtöbb nemfémmel reagál.Báriumsoha nem találták egyetlen anyagként a természetben.Báriuma sók mérgezőek, kivévebáriumszulfát. Ezen kívülfémes báriumerős redukálhatósággal rendelkezik, és a legtöbb fém-oxidot, halogenidet és szulfidot képes redukálni a megfelelő fémek előállítására. A tartalmabáriuma kéregben 0,05%, és a természetben a leggyakoribb ásványok a barit (báriumszulfát) és witherit (báriumkarbonát). A báriumot széles körben használják olyan területeken, mint az elektronika, a kerámia, az orvostudomány és a kőolaj.

2. A felfedezésBáriumés Kína fejlettségi állapotaBáriumIpar

1. A felfedezés rövid történetebárium

Az alkáliföldfém-szulfidok foszforeszcenciát mutatnak, ami azt jelenti, hogy a fénynek való kitettség után egy ideig a sötétben is fényt bocsátanak ki. Éppen ennek a tulajdonságának köszönhetőenbáriumvegyületek kezdték felhívni a figyelmet.

1602-ben V. Casiorolus, az olaszországi bolognai cipész felfedezte, hogy egy baritot tartalmazbáriuma szulfát fényt bocsátott ki a sötétben, miután éghető anyagokkal megpörkölte. Ez a jelenség felkeltette az európai vegyészek érdeklődését. 1774-ben CW Scheele svéd vegyész egy új elemet fedezett fel a baritban, de nem tudta szétválasztani, csak az elem oxidját. 1776-ban Johan Gottlieb Gahn izolálta ezt az oxidot egy hasonló tanulmányban. Barytát Guyton de Morveau eleinte barote néven emlegette, majd Antoine Lavoisier átnevezte barytának (nehézföld). 1808-ban Humphry Davy brit kémikus katódként higanyt, anódként platinát és elektrolizált baritot (BaSO4) használt.báriumamalgám. A higanyt eltávolító desztillációt követően alacsony tisztaságú fémet kaptunk, amelyet elneveztünkbárium.

Az ipari alkalmazások is több mint száz éves múltra tekintenek vissza

Már a 19. század közepén elkezdték használni a baritot (az előállítás szempontjából fontos ásvány).báriumésbáriumvegyületek) festékek töltőanyagaként. E század óta a barit a különféle gyártás fő nyersanyagává váltbáriumvegyi termékeket tartalmazó. Jelentős aránya, stabil kémiai tulajdonságai, vízben és savakban oldhatatlansága miatt a baritot már az 1920-as években használták olaj- és gázfúrási iszap súlyzóanyagaként.BáriumA szulfátot fehér pigmentek előállításához használják, és gumi töltő- és színezőanyagaként használható.

2. Kína helyzetebáriumipar

Közösbáriuma sók közé tartoznakbáriumszulfát,báriumnitrát, bárium-klorid,báriumkarbonát,báriumcianid stb.Báriuma sótermékeket elsősorban az elektronikai iparban használják színes képcsövek és mágneses anyagok adalékaként.

Jelenleg Kína a világ legnagyobb termelőjévé váltbáriumsók. A globális éves termelési kapacitásbáriumkarbonát körülbelül 900 000 tonna, termelése körülbelül 700 000 tonna, míg Kína éves termelési kapacitása körülbelül 700 000 tonna, éves termelése körülbelül 500 000 tonna, ami a globális termelés több mint 70%-át teszi ki.báriumkarbonát termelési kapacitás és kibocsátás. KínáébáriumA karbonátos termékeket már régóta nagy mennyiségben exportálják, és Kína a világ legnagyobb exportőre lettbáriumkarbonát.

A fejlesztéssel kapcsolatos problémákBáriumSóipar Kínában

Bár Kína a világ legnagyobb termelője és exportőrebáriumkarbonát, nem erős bárium-karbonát termelő. Először is kevés nagyszabásúbáriumkarbonátgyártó vállalatok Kínában, és nagyon kevés olyan vállalkozás van, amelyik nagyüzemi termelést ért el; Másodszor, KínáébáriumA karbonát termékek egységes szerkezetűek, és nem tartalmaznak high-tech termékeket. Bár egyes gyárak jelenleg nagy tisztaságú kutatásokat végeznek és gyártanakbáriumkarbonát, stabilitása gyenge. A nagy tisztaságú termékekhez Kínának olyan cégektől is importálnia kell, mint Németország, Olaszország és Japán. Ezenkívül az elmúlt években néhány ország új exportőrévé váltbáriumkarbonát, mint Oroszország, Brazília, Dél-Korea és Mexikó, ami túlkínálathoz vezet a nemzetközi piaconbáriumkarbonát piacán, ami óriási hatással volt Kínárabáriumkarbonát ipar. A gyártók hajlandóak csökkenteni az árakat a túlélés érdekében. Ugyanakkor a kínai exportvállalkozások külföldről is dömpingellenes vizsgálatokkal néznek szembe. A környezetvédelmi követelmények folyamatos javításával egyesbáriuma kínai sógyártó vállalkozások szintén környezetvédelmi problémákkal küzdenek. Kína fejlődésének előmozdítása érdekébenbáriumsóipar,báriumA kínai sógyártó vállalkozásoknak a környezetvédelmet és a biztonságot kell alapul venniük, folyamatosan kutatniuk és be kell vezetniük a fejlett technológiákat, valamint új termékeket kell kifejleszteniük, amelyek megfelelnek a kor követelményeinek és magas technológiai tartalommal rendelkeznek.

A barit termelési és kiviteli adatai Kínában

Az Egyesült Államok Geológiai Szolgálata adatai szerint Kínában 2014-ben hozzávetőleg 41 millió tonna baritot termeltek. A kínai vámstatisztika szerint 2014. januártól decemberig Kína 92588597 kilogramm baritot exportált.báriumszulfát, ami 0,18%-os növekedést jelent az előző év azonos időszakához képest. A kumulált exportérték 65496598 USA dollár volt, ami 20,99%-os növekedést jelent az előző év azonos időszakához képest. Az export egységára kilogrammonként 0,71 dollár volt, ami 0,12 dolláros emelkedést jelent az előző év azonos időszakához képest. Ezek közül 2014 decemberében Kína 8768648 kilogrammot exportáltbáriumszulfát, ami 8,19%-os növekedést jelent az előző év azonos időszakához képest. Az export összege 8385141 USA dollár volt, ami 5,1%-os növekedést jelent az előző év azonos időszakához képest.

A kínai vámadatok szerint 2015 júniusában Kína 170 000 tonnát exportált.báriumszulfát, 1,7%-os csökkenés az előző év azonos időszakához képest; Az első félévben a kumulált exportvolumen 1,12 millió tonna volt, ami 6,8%-os csökkenést jelent az előző év azonos időszakához képest; Ugyanez az exportmennyiség 5,4%-kal, illetve 9%-kal csökkent az előző év azonos időszakához képest.

3、 Bárium (barit) erőforrások elosztása és előállítása

1. A báriumforrások elosztása

A tartalmabáriuma kéregben 0,05%, a 14. helyen áll. A természet fő ásványai a barit (báriumszulfát BaSO4) és whirlit (báriumkarbonát BaCO3). Közülük a barit a bárium leggyakoribb ásványa, amelyből állbáriumszulfát, és alacsony hőmérsékletű hidrotermikus vénákban fordul elő, mint például a kvarc-barit vénákban, a fluorit-barit vénákban stb. A toxicit egy másik jelentősbáriuma barit mellett a természetben ásványt is tartalmaz, és fő összetevője azbáriumkarbonát.

Az Egyesült Államok Geológiai Szolgálatának 2015-ös adatai szerint a globális baritkészlet körülbelül 2 milliárd tonna, amelyből 740 millió tonna bizonyított. A világ baritkészlete 350 millió tonna. Kína a legbőségesebb baritkészlettel rendelkező ország. A gazdag baritforrásokkal rendelkező országok közé tartozik még Kazahsztán, Türkiye, India, Thaiföld, az Egyesült Államok és Mexikó. A világ híres baritforrásai közé tartozik a Westman Land az Egyesült Királyságban, Felsbonne Romániában, Szászország Németországban, Tianzhu Guizhouban, Heifenggou Gansuban, Gongxi Hunanban, Liulin Hubeiben, Xiangzhou Guangxiban és Shuiping Shaanxiban.

Az Egyesült Államok Geológiai Szolgálatának 2015-ös adatai szerint a barit globális termelése 2013-ban 9,23 millió tonna volt, 2014-ben pedig 9,26 millió tonnára nőtt. 2014-ben Kína volt a legnagyobb barittermelő, 4,1 millió tonnás termeléssel. , amely a világ teljes termelésének körülbelül 44,3%-át teszi ki. India, Marokkó és az Egyesült Államok a második, harmadik és negyedik helyen áll 1,6 millió tonna, 1 millió tonna és 720 000 tonna termeléssel.

2. ElosztásaBáriumErőforrások Kínában

Kína gazdagbáriumérckészletek, 1 milliárd tonnát meghaladó becsült teljes tartalékkal. Ráadásul a báriumérc minősége viszonylag magas, készletei és termelése jelenleg az első helyen áll a világon. A leggyakoribbbáriumA természetben ásványt tartalmazó barit. A barit globális készlete 350 millió tonna, míg Kínában a baritkészlet 100 millió tonna, ami a teljes globális készlet körülbelül 29%-át teszi ki, és a világon az első helyen áll.

A „Kínai baritbányák fő ásványkoncentrációs területeinek és erőforrás-potenciáljának feltárása” (Chemical Mineral Geology, 2010) című cikk adatai szerint Kína gazdag baritkészletekben, országszerte 24 tartományban (régióban) van elosztva, készletekkel és termelési rangsorolással. első a világon. Kínában 195 bányászati ​​terület van bizonyított készletekkel, amelyek teljes igazolt erőforráskészlete 390 millió tonna érc. A barit tartományi (regionális) eloszlása ​​közül Guizhou tartomány rendelkezik a legtöbb baritbányával, amely az ország teljes készletének 34%-át teszi ki; Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi és más tartományok (régiók) a második helyet foglalják el. A fenti öt tartomány a nemzeti tartalékok 80%-át adja. A lelőhely főként üledékes, az összes készlet 60%-át teszi ki. Ezen kívül vannak még rétegvezérelt (endogenetikus), vulkáni üledékes, hidrotermális és mállott (maradék lejtős) típusok is. Az ásványosodási periódus főként a paleozoikum korszakára terjedt ki, barittelepek keletkeztek a szin- és mezozoos kainozoikum korszakában is.

A barit ásványkincsek jellemzői Kínában

Mennyiségi szempontból a barit ásványok Kínában főként a központi régióban oszlanak meg; A minőséget tekintve szinte minden gazdag ásványi anyag főként Guizhouban és Guangxiban koncentrálódik; Az érclelőhely szempontjából Kína baritlelőhelyei főleg nagy és közepes méretűek. Csak a két bányászati ​​terület, Guizhou Tianzhu Dahe Bian és Hunan Xinhuang Gongxi adja az ezen területek készleteinek több mint felét. Gyakran egyetlen barittípus a fő érctípus, és az ásványi összetétel és a kémiai összetétel aránya viszonylag egyszerű és tiszta, például a Hunan Xinhuang Gongxi baritbánya. Ezen túlmenően a ko- és kapcsolódó ásványok nagy készletei is vannak, amelyek átfogóan hasznosíthatók.

4, bárium gyártási folyamata

1. Elkészítésebárium

A fémbárium ipari előállítása két lépésből áll: a bárium-oxid előállítása és a fémbárium előállítása fém hőredukciójával (aluminoterm redukció).

(1) Előkészítésebáriumoxid

A jó minőségű baritércnél először kézi kiválasztást és flotációt kell végezni, majd vas- és szilíciumeltávolítást kell végezni, hogy 96%-nál nagyobb koncentrátumot kapjunk.báriumszulfát. Keverje össze a 20 mesh-nél kisebb szemcseméretű ásványi port és szén- vagy kőolajkokszport 4:1 tömegarányban, majd kalcinálja 1100 ℃-on zengetőkemencében.BáriumA szulfátot bárium-szulfiddá redukálják (közismert nevén „fekete hamu”), amelyet forró vízzel kilúgoznak, hogy bárium-szulfid oldatot kapjanak. A bárium-szulfid bárium-karbonátos kicsapássá alakításához nátrium-karbonátot vagy szén-dioxidot kell bevezetni a bárium-szulfid vizes oldatába. Keverjük össze a bárium-karbonátot szénporral, és kalcináljuk 800 ℃ felett, hogy bárium-oxidot kapjunk. Meg kell jegyezni, hogy a bárium-oxid 500-700 ℃-on bárium-peroxiddá oxidálódik, és a bárium-peroxid lebomolhat.báriumoxid 700-800 ℃-on. Ezért a bárium-peroxid képződésének elkerülése érdekében a kalcinált termékeket le kell hűteni vagy inertgáz-védelem alatt kell lehűteni.

(2) Előállításabárium fémaluminoterm redukciós módszerrel

Az alumínium redukciójára két reakció létezikbáriumoxid a különböző összetevők miatt:

6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑

Vagy: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑

1000 és 1200 ℃ közötti hőmérsékleten ez a két reakció nagyon kevéssé produkálbárium, ezért a folyamatos átvitelhez vákuumszivattyút kell használnibáriumgőzt a reakciózónából a kondenzációs zónába, hogy a reakció folyamatosan jobbra haladjon. A reakció utáni maradék mérgező, és csak kezelés után dobható ki.

2. Általános báriumvegyületek előállítása

(1) Elkészítés módjabáriumkarbonát

① Karbonizációs módszer

A karbonizációs eljárás főként a barit és a szén meghatározott arányú összekeverését, forgókemencébe való összezúzását, valamint 1100-1200 ℃-on történő pörkölését és redukálását foglalja magában, hogy bárium-szulfid-olvadékot kapjanak. A szén-dioxidot abáriumszulfidoldatot a karbonizáláshoz, és a kapottbáriumA karbonátos zagyot kéntelenítő mosásnak és vákuumszűrésnek vetjük alá. Ezután szárítjuk és 300 °C-on összetörjük, így a kész bárium-karbonát terméket kapjuk. A legtöbb gyártó ezt a módszert alkalmazza egyszerű eljárása és alacsony költsége miatt.

② Komplex bontási módszer

A végtermékbáriumkarbonát előállítható bárium-szulfid és ammónium-karbonát kettős lebontási reakciójával, vagy bárium-klorid és kálium-karbonát reakciójával. A kapott terméket ezután mossuk, szűrjük, szárítjuk stb.

③ Toxic Heavy Petrochemical Law

A mérgező nehézércport ammóniumsóval reagáltatva oldható anyagot hoznak létrebáriumsót és az ammónium-karbonátot újrahasznosítják a felhasználáshoz. Az oldhatóbáriumsót adnak az ammónium-karbonáthoz a finomított bárium-karbonát kicsapása céljából, amelyet szűrnek és szárítanak, így készterméket kapnak. Ezenkívül a kapott anyalúg újrahasznosítható és újrafelhasználható.

(2) Elkészítés módjabáriumtitanát

① Szilárd fázisú módszer

Báriumtitanát kalcinálással állítható előbáriumkarbonát és titán-dioxid, amely bármilyen más anyaggal adalékolható.

② koprecipitációs módszer

Feloldódikbáriumkloridot és titán-tetrakloridot egyenlő anyagok keverékében, 70 °C-ra melegítjük, majd oxálsavat csepegtetünk, hogy hidratált csapadékot kapjunk.báriumtitanát [BaTiO (C2O4) 2-4H2O]. Mossuk, szárítsuk, majd pirolízissel bárium-titanátot kapjunk.

(3) Elkészítés módjabáriumklorid

A gyártási folyamat abáriuma klorid főként a sósavas módszert foglalja magában,báriumkarbonát módszer, kalcium-klorid módszer és magnézium-klorid módszer különböző módszerek vagy nyersanyagok szerint.

① Sósav módszer.

②Báriumkarbonátos módszer. Nyersanyagként fonnyadt kőből (bárium-karbonát) készült.

③ Kalcium-klorid módszer. Barit és kalcium-klorid keverékének redukálása szénnel.

Ezen kívül létezik a magnézium-klorid módszer. Kezeléssel készültbáriumszulfid magnézium-kloriddal.