1, Základný úvod
Čínsky názov:bárium, Anglické meno:bárium, symbol prvkuBa, atómové číslo 56 v periodickej tabuľke, je prvok kovu alkalickej zeminy skupiny IIA s hustotou 3,51 g/cm3, teplotou topenia 727 °C (1000 K, 1341 °F) a teplotou varu 1870 ° C (2143 K, 3398 °F).Bárium je kov alkalických zemín so strieborno bielym leskom, s farbou plameňa žltozelenej, mäkký a ťažný.báriummá veľmi aktívne chemické vlastnosti a môže reagovať s väčšinou nekovov.báriumsa v prírode nikdy nenašiel ako jediná látka.báriumsoli sú toxické okrembáriumsulfát.Navyše,kovové báriummá silnú redukovateľnosť a môže redukovať väčšinu oxidov kovov, halogenidov a sulfidov na získanie zodpovedajúcich kovov.Obsahbáriumv kôre je 0,05% a najbežnejšími minerálmi v prírode sú baryt (báriumsulfát) a witherit (báriumuhličitan).Bárium sa široko používa v oblastiach, ako je elektronika, keramika, medicína a ropa.
2、 Objavbáriuma stav rozvoja Čínybáriumpriemysel
1.Stručná história objavubárium
Sulfidy kovov alkalických zemín vykazujú fosforescenciu, čo znamená, že po vystavení svetlu ešte určitý čas vyžarujú svetlo v tme.Je to práve kvôli tejto vlastnostibáriumzlúčeninám sa začala venovať pozornosť.
V roku 1602 V. Casiorolus, obuvník v Bologni v Taliansku, zistil, že baryt s obsahombáriumsulfát vyžaroval svetlo v tme po jeho pražení s horľavými látkami.Tento jav vzbudil záujem európskych chemikov.V roku 1774 objavil švédsky chemik CW Scheele nový prvok v baryte, ale nedokázal ho oddeliť, iba oxid tohto prvku.V roku 1776 Johan Gottlieb Gahn izoloval tento oxid v podobnej štúdii.Baryta bola pôvodne označovaná ako barote od Guytona de Morveau a neskôr premenovaná na barytu (ťažká zem) od Antoina Lavoisiera.V roku 1808 použil britský chemik Humphry Davy na výrobu ortuti ako katódu, platinu ako anódu a elektrolyzovaný baryt (BaSO4).báriumamalgám.Po destilácii na odstránenie ortuti sa získal a pomenoval kov s nízkou čistotoubárium.
Priemyselné aplikácie majú tiež viac ako storočnú históriu
Už v polovici 19. storočia ľudia začali používať baryt (dôležitý minerál na výrobubáriumabáriumzlúčeniny) ako plnivo do farieb.Od tohto storočia sa baryt stal hlavnou surovinou na výrobu rôznych druhovbáriumobsahujúce chemické produkty.Vďaka svojmu významnému podielu, stabilným chemickým vlastnostiam a nerozpustnosti vo vode a kyselinách sa baryt používal ako ťažidlo na ťažbu ropy a zemného plynu už v 20. rokoch 20. storočia.báriumsulfát sa používa pri výrobe bielych pigmentov a možno ho použiť ako plnivo a farbivo do gumy.
2. Situácia v Čínebáriumpriemyslu
Spoločnébáriumsoli zahŕňajúbáriumsíran,báriumdusičnany, chlorid bárnatý,báriumuhličitan,báriumkyanid atď.báriumsoľné produkty sa používajú najmä v elektronickom priemysle ako prísady do farebných obrazoviek a magnetických materiálov.
V súčasnosti sa Čína stala najväčším svetovým producentombáriumsoli.Celosvetová ročná výrobná kapacitabáriumuhličitanu je asi 900 000 ton s produkciou asi 700 000 ton, zatiaľ čo ročná výrobná kapacita Číny je asi 700 000 ton, s ročnou produkciou asi 500 000 ton, čo predstavuje viac ako 70 % celosvetovejbáriumkapacitu a produkciu uhličitanov.Čínybáriumuhličitanové produkty sa už dlho vyvážajú vo veľkých množstvách a Čína sa stala najväčším svetovým vývozcombáriumuhličitan.
Problémy, ktorým čelí vývojbáriumSoľný priemysel v Číne
Hoci Čína je najväčším svetovým výrobcom a vývozcombáriumuhličitan, nie je silným producentom uhličitanu bárnatého.Po prvé, existuje len málo veľkýchbáriumpodniky vyrábajúce uhličitany v Číne a je len veľmi málo podnikov, ktoré dosiahli rozsiahlu výrobu;Po druhé, Čínabáriumuhličitanové produkty majú jednotnú štruktúru a chýbajú im high-tech produkty.Aj keď niektoré továrne v súčasnosti skúmajú a vyrábajú vysoko čistébáriumuhličitan, jeho stabilita je slabá.Pre produkty vysokej čistoty musí Čína dovážať aj od spoločností ako Nemecko, Taliansko a Japonsko.Okrem toho sa v posledných rokoch niektoré krajiny stali novými vývozcamibáriumuhličitan, ako je Rusko, Brazília, Južná Kórea a Mexiko, čo vedie k nadmernej ponuke v medzinárodnom meradlebáriumtrh s uhličitanom, ktorý mal obrovský vplyv na Čínubáriumkarbonátový priemysel.Výrobcovia sú ochotní znížiť ceny, aby prežili.Čínske exportné podniky zároveň čelia antidumpingovým vyšetrovaniam zo zahraničia.S neustálym zlepšovaním požiadaviek na ochranu životného prostredia sa niektorébáriumaj podniky na výrobu soli v Číne čelia problémom ochrany životného prostredia.S cieľom podporiť rozvoj Čínybáriumsoľný priemysel,báriumPodniky na výrobu soli v Číne by mali brať ochranu životného prostredia a bezpečnosť ako základ, neustále skúmať a zavádzať pokročilé technológie a vyvíjať nové produkty, ktoré spĺňajú požiadavky doby a majú vysoký technologický obsah.
Údaje o výrobe a vývoze barytu v Číne
Podľa údajov United States Geological Survey bola produkcia barytu v Číne v roku 2014 približne 41 miliónov ton. Podľa čínskych colných štatistík Čína od januára do decembra 2014 vyviezla 92588597 kilogramovbáriumsulfát, čo predstavuje nárast o 0,18 % v porovnaní s rovnakým obdobím minulého roka.Kumulatívna hodnota vývozu bola 65496598 amerických dolárov, čo predstavuje nárast o 20,99 % v porovnaní s rovnakým obdobím minulého roka.Vývozná jednotková cena bola 0,71 USD za kilogram, čo predstavuje nárast o 0,12 USD za kilogram v porovnaní s rovnakým obdobím minulého roka.Medzi nimi Čína v decembri 2014 vyviezla 8768648 kilogramovbáriumsulfát, čo predstavuje nárast o 8,19 % v porovnaní s rovnakým obdobím minulého roka.Suma exportu bola 8385141 amerických dolárov, čo predstavuje nárast o 5,1 % v porovnaní s rovnakým obdobím minulého roka.
Podľa čínskych colných údajov Čína v júni 2015 vyviezla 170 000 tonbáriumsulfát, čo je pokles o 1,7 % v porovnaní s rovnakým obdobím minulého roka;V prvom polroku bol kumulatívny objem exportu 1,12 mil. ton, čo je pokles o 6,8 % v porovnaní s rovnakým obdobím minulého roka;Rovnaký objem vývozu sa v porovnaní s rovnakým obdobím minulého roka znížil o 5,4 % a 9 %.
3、 Distribúcia a výroba surovín bária (barytu).
1. Rozdelenie zdrojov bária
Obsahbáriumv kôre je 0,05 %, na 14. mieste.Hlavnými minerálmi v prírode sú baryt (báriumsíran BaSO4) a witherit (báriumuhličitan BaCO3).Medzi nimi je baryt najbežnejším minerálom bária, ktorý sa skladá zbáriumsulfát a vyskytuje sa v nízkoteplotných hydrotermálnych žilách, ako sú kremenné barytové žily, fluoritové barytové žily atď. Toxicit je ďalšou významnoubáriumobsahujúca minerál v prírode okrem barytu a jeho hlavnou zložkou jebáriumuhličitan.
Podľa údajov z Geologického prieskumu Spojených štátov v roku 2015 je svetový zdroj barytu približne 2 miliardy ton, z čoho je 740 miliónov ton preukázaných.Svetové zásoby barytu sú 350 miliónov ton.Čína je krajinou s najbohatšími zásobami barytu.Medzi ďalšie krajiny s bohatými zásobami barytu patrí Kazachstan, Turecko, India, Thajsko, Spojené štáty americké a Mexiko.Slávne zdroje barytu vo svete zahŕňajú Westman Land vo Veľkej Británii, Felsbonne v Rumunsku, Sasko v Nemecku, Tianzhu v Guizhou, Heifenggou v Gansu, Gongxi v Hunan, Liulin v Hubei, Xiangzhou v Guangxi a Shuiping v Shaanxi.
Podľa údajov United States Geological Survey v roku 2015 bola celosvetová produkcia barytu v roku 2013 9,23 milióna ton a v roku 2014 sa zvýšila na 9,26 milióna ton. V roku 2014 bola Čína najväčším producentom barytu s produkciou 4,1 milióna ton , čo predstavuje približne 44,3 % z celkovej celosvetovej produkcie.India, Maroko a Spojené štáty sú na druhom, treťom a štvrtom mieste s produkciou 1,6 milióna ton, 1 milión ton a 720 000 ton.
2. DistribúciabáriumZdroje v Číne
Čína je bohatá nabáriumrudných zdrojov s predpokladanými celkovými zásobami viac ako 1 miliardy ton.Navyše kvalita báryovej rudy je pomerne vysoká a jej zásoby a produkcia sú v súčasnosti na prvom mieste na svete.Najčastejšiebáriumobsahujúci minerál v prírode je baryt.Celosvetová zásoba barytu je 350 miliónov ton, zatiaľ čo zásoba barytu v Číne je 100 miliónov ton, čo predstavuje približne 29 % celkových globálnych zásob a je na prvom mieste na svete.
Podľa údajov v „Prieskum hlavných oblastí koncentrácie nerastov a potenciálu zdrojov čínskych barytových baní“ (Chemical Mineral Geology, 2010) je Čína bohatá na zdroje barytu, ktoré sú rozmiestnené v 24 provinciách (regiónoch) po celej krajine, s rezervami a hodnotením produkcie. prvý na svete.V Číne je 195 ťažobných oblastí s overenými zásobami, s celkovou potvrdenou zásobou zdrojov 390 miliónov ton rudy.Z provinčnej (regionálnej) distribúcie barytu má najviac barytových baní provincia Guizhou, ktorá predstavuje 34 % celkových zásob krajiny;Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi a ďalšie provincie (regióny) sú na druhom mieste.Vyššie uvedených päť provincií predstavuje 80 % národných rezerv.Ložiskový typ je prevažne sedimentárny a predstavuje 60 % celkových zásob.Okrem toho existujú aj typy riadené vrstvami (endogenetické), vulkanické sedimentárne, hydrotermálne a zvetrané (zvyškový svah).Obdobie mineralizácie bolo hlavne v paleozoickej ére a ložiská barytu vznikli aj počas sininských a mezozoických kenozoických období.
Charakteristika barytových nerastných surovín v Číne
Z kvantitatívneho hľadiska sú barytové minerály v Číne distribuované hlavne v centrálnej oblasti;Čo sa týka kvality, takmer všetky bohaté minerály sú sústredené hlavne v Guizhou a Guangxi;Z hľadiska rozsahu ložísk rudy sú čínske ložiská barytu prevažne veľké a stredne veľké.Iba dve ťažobné oblasti Guizhou Tianzhu Dahe Bian a Hunan Xinhuang Gongxi predstavujú viac ako polovicu zásob v týchto oblastiach.Často je hlavným typom rudy jeden typ barytu a pomer minerálneho zloženia a chemického zloženia je relatívne jednoduchý a čistý, ako napríklad barytová baňa Hunan Xinhuang Gongxi.Okrem toho sú tu aj veľké zásoby kooperatívnych a súvisiacich nerastov, ktoré sa dajú komplexne využiť.
4、 Výrobný proces bária
1. Prípravabárium
Výroba kovového bária v priemysle zahŕňa dva kroky: výrobu oxidu bárnatého a výrobu kovového bária tepelnou redukciou kovu (aluminotermická redukcia).
(1) Prípravabáriumoxid
Vysokokvalitná barytová ruda vyžaduje najprv manuálny výber a flotáciu, po ktorej nasleduje odstránenie železa a kremíka, aby sa získal koncentrát obsahujúci viac ako 96 %báriumsulfát.Zmiešajte minerálny prášok s veľkosťou častíc menšou ako 20 mesh a prášok z uhlia alebo ropného koksu v hmotnostnom pomere 4:1 a kalcinujte pri 1100 °C v dozvukovej peci.báriumsíran sa redukuje na sulfid bárnatý (bežne známy ako „čierny popol“), ktorý sa vylúhuje horúcou vodou, čím sa získa roztok sulfidu bárnatého.Aby sa sulfid bárnatý previedol na zrážanie uhličitanu bárnatého, je potrebné pridať uhličitan sodný alebo zaviesť oxid uhličitý do vodného roztoku sírnika bárnatého.Zmiešajte uhličitan bárnatý s uhlíkovým práškom a kalcinujte pri teplote vyššej ako 800 °C, aby ste získali oxid bárnatý.Treba poznamenať, že oxid bárnatý oxiduje za vzniku peroxidu bárnatého pri 500-700 ℃ a peroxid bárnatý sa môže rozkladať za vznikubáriumoxid pri 700-800 ℃.Preto, aby sa zabránilo produkcii peroxidu bárnatého, je potrebné kalcinované produkty ochladiť alebo ochladzovať pod ochranou inertným plynom.
(2) Výrobakovové báriumaluminotermickou redukčnou metódou
Existujú dve reakcie na redukciu hliníkabáriumoxid v dôsledku rôznych zložiek:
6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑
Alebo: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑
Pri teplotách v rozmedzí od 1000 do 1200 ℃ tieto dve reakcie produkujú veľmi málobárium, preto je potrebné použiť vákuovú pumpu na kontinuálny prenosbáriumpara z reakčnej zóny do kondenzačnej zóny, aby reakcia prebiehala kontinuálne doprava.Zvyšok po reakcii je toxický a možno ho zlikvidovať až po ošetrení.
2. Príprava bežných zlúčenín bária
(1) Spôsob prípravybáriumuhličitan
① Metóda karbonizácie
Metóda karbonizácie zahŕňa hlavne zmiešanie barytu a uhlia v určitom pomere, ich drvenie v rotačnej peci a ich praženie a redukciu pri 1100-1200 ℃, aby sa získala tavenina sulfidu bárnatého.Oxid uhličitý sa zavádza dobáriumsulfidový roztok na karbonizáciu a získanýbáriumuhličitanová suspenzia sa podrobí desulfuračnému premývaniu a vákuovej filtrácii.Potom sa suší a drví pri 300 °C, aby sa získal hotový produkt uhličitanu bárnatého.Túto metódu používa väčšina výrobcov kvôli jej jednoduchému procesu a nízkym nákladom.
② Komplexná metóda rozkladu
Konečný produkt zbáriumuhličitan môže byť získaný dvojitou rozkladnou reakciou medzi sulfidom bárnatým a uhličitanom amónnym alebo reakciou medzi chloridom bárnatým a uhličitanom draselným.Výsledný produkt sa potom premyje, filtruje, suší atď.
③ Toxický ťažký petrochemický zákon
Toxický prášok ťažkej rudy reaguje s amónnou soľou za vzniku rozpustnej látkybáriumsoľ a uhličitan amónny sa recykluje na použitie.Rozpustnýbáriumsoľ sa pridáva do uhličitanu amónneho, aby sa vyzrážal rafinovaný uhličitan bárnatý, ktorý sa filtruje a suší, čím sa získa hotový produkt.Okrem toho je možné získaný materský lúh recyklovať a znovu použiť.
(2) Spôsob prípravybáriumtitanát
① Metóda pevnej fázy
báriumtitaničitan sa môže pripraviť kalcinácioubáriumuhličitan a oxid titaničitý, ktoré môžu byť dopované akýmkoľvek iným materiálom.
② Metóda koprecipitácie
Rozpustiťbáriumchloridu a chloridu titaničitého v zmesi rovnakých látok, zahrejte na 70 °C a potom prikvapkajte kyselinu šťaveľovú, aby ste získali zrazeninu hydratovanéhobáriumtitanát [BaTiO (C2O4) 2-4H2O].Premyte, vysušte a potom pyrolýzou získate titaničitan bárnatý.
(3) Spôsob prípravybáriumchlorid
Výrobný proces zbáriumchlorid zahŕňa hlavne metódu kyseliny chlorovodíkovej,báriumuhličitanová metóda, metóda chloridu vápenatého a metóda chloridu horečnatého podľa rôznych metód alebo surovín.
① Metóda kyseliny chlorovodíkovej.
②báriumuhličitanovou metódou.Vyrobené z vyschnutého kameňa (uhličitan bárnatý) ako suroviny.
③ Metóda chloridu vápenatého.Redukcia zmesi barytu a chloridu vápenatého uhlíkom.
Okrem toho existuje metóda chloridu horečnatého.Pripravené ošetrenímbáriumsulfidu s chloridom horečnatým.
Čas uverejnenia: 1. novembra 2023