1 、 Pengenalan Asas
Nama Cina:Barium, Nama Inggeris:Barium, simbol elemenBa, nombor atom 56 dalam jadual berkala, adalah elemen logam alkali tanah IIA dengan ketumpatan 3.51 g/sentimeter padu, titik lebur 727 ° C (1000 K, 1341 ° F), dan titik mendidih 1870 ° C (2143 K, 3398 ° F). Barium adalah logam bumi alkali dengan kilauan putih perak, dengan warna api hijau kuning, lembut, dan mulur.Bariummempunyai sifat kimia yang sangat aktif dan boleh bertindak balas dengan kebanyakan bukan logam.Bariumtidak pernah dijumpai sebagai bahan tunggal.BariumGaram adalah toksik kecualibariumsulfat. Di samping itu,barium logamMempunyai kelemahan yang kuat dan dapat mengurangkan kebanyakan oksida logam, halida, dan sulfida untuk mendapatkan logam yang sepadan. KandunganbariumDi kerak adalah 0.05%, dan mineral yang paling biasa adalah barit (bariumsulfat) dan witherite (bariumkarbonat). Barium digunakan secara meluas dalam bidang seperti elektronik, seramik, perubatan, dan petroleum.
2 、 PenemuanBariumdan status pembangunan ChinaBariumIndustri
1. Sejarah ringkas penemuanbarium
Sulfida logam bumi alkali mempamerkan phosphorescence, yang bermaksud bahawa mereka terus memancarkan cahaya dalam kegelapan untuk tempoh masa selepas terdedah kepada cahaya. Ia adalah kerana ciri -ciri inibariumSebatian telah mula mendapat perhatian.
Pada tahun 1602, V. casiorolus, tukang kasut di Bologna, Itali, mendapati bahawa barit yang mengandungibariumSulfat memancarkan cahaya dalam kegelapan selepas memanggangnya dengan bahan mudah terbakar. Fenomena ini menimbulkan kepentingan ahli kimia Eropah. Pada tahun 1774, ahli kimia Sweden CW Scheele menemui elemen baru di barit, tetapi dia tidak dapat memisahkannya, hanya oksida unsur itu. Pada tahun 1776, Johan Gottlieb Gahn mengasingkan oksida ini dalam kajian yang sama. Baryta pada mulanya dirujuk sebagai Barote oleh Guyton de Morveau, dan kemudian dinamakan semula sebagai Baryta (Heavy Earth) oleh Antoine Lavoisier. Pada tahun 1808, ahli kimia British Humphry Davy menggunakan merkuri sebagai katod, platinum sebagai anod, dan barit elektrolisis (BASO4) untuk menghasilkanbariumamalgam. Selepas penyulingan untuk menghilangkan merkuri, logam dengan kesucian rendah diperoleh dan dinamakanbarium.
Aplikasi perindustrian juga mempunyai sejarah lebih dari seratus tahun
Seawal pertengahan abad ke-19, orang mula menggunakan barit (mineral penting untuk menghasilkanbariumdanbariumsebatian) sebagai pengisi untuk cat. Sejak abad ini, Barite telah menjadi bahan mentah utama untuk menghasilkan pelbagaibariummengandungi produk kimia. Oleh kerana bahagian yang ketara, sifat kimia yang stabil, dan tidak larut dalam air dan asid, barit telah digunakan sebagai ejen pembobotan untuk lumpur penggerudian minyak dan gas seawal tahun 1920 -an.BariumSulfat digunakan dalam pengeluaran pigmen putih dan boleh digunakan sebagai pengisi dan pewarna untuk getah.
2. Keadaan Chinabariumindustri
BiasabariumGaram termasukbariumsulfat,bariumnitrat, barium klorida,bariumKarbonat,bariumCyanide, dll.BariumProduk garam terutamanya digunakan dalam industri elektronik sebagai bahan tambahan untuk tiub gambar warna dan bahan magnet.
Pada masa ini, China telah menjadi pengeluar terbesar di duniabariumgaram. Kapasiti pengeluaran tahunan globalbariumKarbonat adalah kira -kira 900000 tan, dengan pengeluaran kira -kira 700000 tan, manakala kapasiti pengeluaran tahunan China adalah kira -kira 700000 tan, dengan output tahunan kira -kira 500000 tan, menyumbang lebih daripada 70% daripada globalbariumKapasiti dan output pengeluaran karbonat. ChinabariumProduk karbonat telah dieksport dalam kuantiti yang banyak untuk masa yang lama, dan China telah menjadi pengeksport terbesar di duniabariumKarbonat.
Masalah yang dihadapi oleh perkembanganBariumIndustri Garam di China
Walaupun China adalah pengeluar dan pengeksport terbesar di duniabariumKarbonat, ia bukan pengeluar Barium Carbonate yang kuat. Pertama, terdapat beberapa skala besarbariumPerusahaan pengeluaran karbonat di China, dan terdapat sangat sedikit perusahaan yang telah mencapai pengeluaran berskala besar; Kedua, ChinabariumProduk karbonat mempunyai struktur tunggal dan kekurangan produk berteknologi tinggi. Walaupun beberapa kilang sedang meneliti dan menghasilkan kemarahan tinggibariumKarbonat, kestabilannya miskin. Bagi produk kemurahan tinggi, China juga perlu mengimport dari syarikat-syarikat seperti Jerman, Itali, dan Jepun. Di samping itu, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, beberapa negara telah menjadi pengeksport barubariumKarbonat, seperti Rusia, Brazil, Korea Selatan, dan Mexico, yang membawa kepada kelebihan bekalan dalam antarabangsabariumPasar Karbonat, yang mempunyai kesan besar terhadap ChinabariumIndustri Karbonat. Pengilang sanggup mengurangkan harga untuk terus hidup. Pada masa yang sama, perusahaan eksport China juga menghadapi penyiasatan anti-lambakan dari luar negara. Dengan peningkatan keperluan perlindungan alam sekitar yang berterusan, beberapabariumPerusahaan pengeluaran garam di China juga menghadapi isu perlindungan alam sekitar. Untuk mempromosikan pembangunan Chinabariumindustri garam,bariumPerusahaan pengeluaran garam di China harus mengambil perlindungan dan keselamatan alam sekitar sebagai asas, terus meneliti dan memperkenalkan teknologi canggih, dan membangunkan produk baru yang memenuhi keperluan masa dan mempunyai kandungan teknologi yang tinggi.
Pengeluaran dan data eksport barit di China
Menurut data dari Kajian Geologi Amerika Syarikat, pengeluaran barit di China adalah kira -kira 41 juta tan pada tahun 2014. Menurut statistik kastam Cina, dari Januari hingga Disember 2014, China mengeksport 92588597 kilogram daribariumSulfat, peningkatan sebanyak 0.18% berbanding tempoh yang sama tahun lepas. Nilai eksport kumulatif ialah 65496598 dolar AS, peningkatan sebanyak 20.99% berbanding tempoh yang sama tahun lepas. Harga unit eksport ialah 0.71 dolar AS setiap kilogram, peningkatan sebanyak 0.12 dolar AS per kilogram berbanding tempoh yang sama tahun lepas. Antaranya, pada bulan Disember 2014, China mengeksport 8768648 kilogram daribariumSulfat, peningkatan sebanyak 8.19% berbanding tempoh yang sama tahun lepas. Jumlah eksport ialah dolar AS 8385141, peningkatan sebanyak 5.1% berbanding tempoh yang sama tahun lepas.
Menurut data kastam Cina, pada bulan Jun 2015, China mengeksport 170000 tanbariumsulfat, penurunan sebanyak 1.7% berbanding tempoh yang sama tahun lepas; Pada separuh pertama tahun ini, jumlah eksport kumulatif adalah 1.12 juta tan, penurunan sebanyak 6.8% berbanding tempoh yang sama tahun lepas; Jumlah eksport yang sama menurun sebanyak 5.4% dan 9% masing -masing berbanding tempoh yang sama tahun lepas.
3 、 Pengedaran dan Pengeluaran Barium (Barite) Sumber
1. Pengagihan sumber barium
KandunganbariumDalam kerak adalah 0.05%, kedudukan ke -14. Mineral utama dalam alam adalah barit (bariumsulfat baso4) dan witherite (bariumkarbonat baco3). Antaranya, barit adalah mineral barium yang paling biasa, yang terdiri daripadabariumsulfat dan berlaku dalam urat hidroterma suhu rendah, seperti urat barit kuarza, urat barit fluorit, dan lain-lain.bariumMengandungi mineral, sebagai tambahan kepada barit, dan komponen utamanya adalahbariumKarbonat.
Menurut data dari Kajian Geologi Amerika Syarikat pada tahun 2015, sumber barit global adalah kira -kira 2 bilion tan, di mana 740 juta tan terbukti. Rizab barit global adalah 350 juta tan. China adalah negara dengan sumber barit yang paling banyak. Negara -negara lain dengan sumber barit yang kaya termasuk Kazakhstan, Türkiye, India, Thailand, Amerika Syarikat dan Mexico. Sumber -sumber barit terkenal di dunia termasuk Westman Land di UK, Felsbonne di Romania, Saxony di Jerman, Tianzhu di Guizhou, Heifenggou di Gansu, Gongxi di Hunan, Liulin di Hubei, Xiangzhou di Guangxi, dan Shuiping di Shaanxi.
Menurut data dari Kajian Geologi Amerika Syarikat pada tahun 2015, pengeluaran barit global adalah 9.23 juta tan pada tahun 2013 dan meningkat kepada 9.26 juta tan pada tahun 2014. Pada tahun 2014, China adalah pengeluar barit terbesar, dengan pengeluaran 4.1 juta tan, menyumbang kira -kira 44.3% daripada jumlah pengeluaran global. India, Maghribi, dan Amerika Syarikat menduduki tempat kedua, ketiga, dan keempat, dengan pengeluaran 1.6 juta tan, 1 juta tan, dan 720000 tan.
2. PengagihanBariumSumber di China
China kayabariumsumber bijih, dengan jumlah rizab yang diramalkan lebih dari 1 bilion tan. Selain itu, gred bijih barium agak tinggi, dan rizab dan pengeluarannya kini berada di kedudukan pertama di dunia. Yang paling biasabariumMengandungi mineral adalah barit. Rizab global barit adalah 350 juta tan, sementara rizab barit di China adalah 100 juta tan, menyumbang kira -kira 29% daripada jumlah rizab global dan kedudukan pertama di dunia.
Menurut data dalam "penerokaan kawasan kepekatan mineral utama dan potensi sumber lombong barit China" (Geologi Mineral Kimia, 2010), China kaya dengan sumber barit, diedarkan di 24 wilayah (wilayah) di seluruh negara, dengan rizab dan kedudukan pengeluaran pertama di dunia. Terdapat 195 kawasan perlombongan dengan rizab terbukti di China, dengan jumlah rizab sumber yang disahkan sebanyak 390 juta tan bijih. Dari pengedaran barit (wilayah) wilayah, Wilayah Guizhou mempunyai lombong barit yang paling banyak, menyumbang 34% daripada jumlah rizab negara; Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi dan wilayah lain (wilayah) mengambil tempat kedua. Lima wilayah di atas menyumbang 80% daripada rizab kebangsaan. Jenis deposit terutamanya sedimen, menyumbang 60% daripada jumlah rizab. Di samping itu, terdapat juga lapisan yang dikawal (endogenetik), sedimen gunung berapi, hidroterma, dan cuaca (cerun sisa). Tempoh mineralisasi adalah terutamanya dalam era Paleozoik, dan deposit barit juga dibentuk semasa tempoh Cenozoic Sinean dan Mesozoik.
Ciri -ciri sumber mineral barit di China
Dari perspektif kuantitatif, mineral barit di China terutamanya diedarkan di rantau pusat; Dari segi gred, hampir semua mineral kaya terutamanya tertumpu di Guizhou dan Guangxi; Dari perspektif skala deposit bijih, deposit barit China terutamanya besar dan sederhana. Hanya dua kawasan perlombongan Guizhou Tianzhu Dahe Bian dan Hunan Xinhuang Gongxi menyumbang lebih daripada separuh daripada rizab di kawasan ini. Sering kali, jenis barit tunggal adalah jenis bijih utama, dan komposisi mineral dan nisbah komposisi kimia agak mudah dan tulen, seperti lombong barit Hunan Xinhuang Gongxi. Di samping itu, terdapat juga rizab besar CO dan mineral yang berkaitan yang boleh digunakan secara komprehensif.
4 、 Proses Pengeluaran Barium
1. Penyediaanbarium
Pengeluaran barium logam dalam industri termasuk dua langkah: pengeluaran barium oksida dan pengeluaran barium logam melalui pengurangan haba logam (pengurangan aluminotermik).
(1) Penyediaanbariumoksida
Bijih barit berkualiti tinggi pertama memerlukan pemilihan dan pengapungan manual, diikuti dengan penyingkiran besi dan silikon untuk mendapatkan pekat yang mengandungi lebih daripada 96%bariumsulfat. Campurkan serbuk mineral dengan saiz zarah kurang daripada 20 mesh dan arang batu atau serbuk kokas petroleum dalam nisbah berat 4: 1, dan calcine pada 1100 ℃ dalam relau reverberatory.BariumSulfat dikurangkan kepada barium sulfida (biasanya dikenali sebagai "abu hitam"), yang diletakkan dengan air panas untuk mendapatkan penyelesaian barium sulfida. Untuk menukar barium sulfida ke dalam hujan barium karbonat, perlu menambah natrium karbonat atau memperkenalkan karbon dioksida ke dalam larutan berair barium sulfida. Campurkan barium karbonat dengan serbuk karbon dan calcine di atas 800 ℃ untuk mendapatkan barium oksida. Harus diingat bahawa barium oksida mengoksidakan untuk membentuk barium peroksida pada 500-700 ℃, dan barium peroksida dapat terurai untuk membentukbariumoksida pada 700-800 ℃. Oleh itu, untuk mengelakkan menghasilkan barium peroksida, produk berkalin perlu disejukkan atau dipadamkan di bawah perlindungan gas lengai.
(2) Pengeluaranbarium logamdengan kaedah pengurangan aluminotermik
Terdapat dua reaksi untuk pengurangan aluminiumbariumoksida kerana bahan -bahan yang berbeza:
6bao+2al → 3bao • Al2O3+3ba ↑
ATAU: 4BAO+2Al → BAO • AL2O3+3BA ↑
Pada suhu antara 1000 hingga 1200 ℃, kedua -dua reaksi ini menghasilkan sedikitbarium, jadi perlu menggunakan pam vakum untuk terus memindahkanbariumWap dari zon reaksi ke zon pemeluwapan agar reaksi untuk meneruskan terus ke kanan. Sisa selepas tindak balas itu toksik dan hanya boleh dibuang selepas rawatan.
2. Penyediaan sebatian barium biasa
(1) kaedah penyediaanbariumKarbonat
① Kaedah Karbonisasi
Kaedah pengukuhan terutamanya melibatkan pencampuran barit dan arang batu dalam bahagian tertentu, menghancurkannya ke dalam relau berputar, dan memanggang dan mengurangkannya pada 1100-1200 ℃ untuk mendapatkan cair barium sulfida. Karbon dioksida diperkenalkan ke dalambariumpenyelesaian sulfida untuk karbonisasi, dan yang diperolehibariumBubur karbonat tertakluk kepada pembasuhan desulfurisasi dan penapisan vakum. Kemudian, ia dikeringkan dan dihancurkan pada 300 ℃ untuk mendapatkan produk barium karbonat siap. Kaedah ini diguna pakai oleh kebanyakan pengeluar kerana proses mudah dan kos rendah.
② Kaedah penguraian yang kompleks
Produk akhir daribariumKarbonat boleh didapati dengan tindak balas penguraian dua antara barium sulfida dan ammonium karbonat, atau oleh tindak balas antara barium klorida dan kalium karbonat. Produk yang dihasilkan kemudian dibasuh, ditapis, dikeringkan, dan sebagainya.
③ Undang -undang petrokimia berat toksik
Serbuk bijih berat toksik bertindak balas dengan garam ammonium untuk menghasilkan larutbariumGaram, dan ammonium karbonat dikitar semula untuk digunakan. LarutbariumGaram ditambah kepada ammonium karbonat untuk mendakan barium karbonat halus, yang ditapis dan dikeringkan untuk menghasilkan produk siap. Di samping itu, minuman keras ibu yang diperoleh boleh dikitar semula dan digunakan semula.
(2) kaedah penyediaanbariumTitanate
① Kaedah fasa pepejal
BariumTitanate boleh disediakan dengan mengirabariumKarbonat dan titanium dioksida, yang boleh doped dengan bahan lain.
② Kaedah Coprecipitation
LarutbariumKlorida dan titanium tetraklorida dalam campuran bahan yang sama, panas hingga 70 ° C, dan kemudian jatuhkan asid oksalik untuk mendapatkan endapan terhidrasibariumTitanate [Batio (C2O4) 2-4H2O]. Basuh, kering, dan kemudian pirolisis untuk mendapatkan barium titanate.
(3) kaedah penyediaanbariumklorida
Proses pengeluaranbariumKlorida terutamanya termasuk kaedah asid hidroklorik,bariumKaedah karbonat, kaedah kalsium klorida, dan kaedah magnesium klorida mengikut kaedah yang berbeza atau bahan mentah.
① Kaedah asid hidroklorik.
②BariumKaedah Karbonat. Dibuat dari batu layu (barium karbonat) sebagai bahan mentah.
③ Kaedah kalsium klorida. Mengurangkan campuran barit dan kalsium klorida dengan karbon.
Di samping itu, terdapat kaedah magnesium klorida. Disediakan dengan merawatbariumsulfida dengan magnesium klorida.
Masa Post: Nov-01-2023