Bārija metāls (1)

1 、 pamata ievads

Ķīniešu vārds:Bārijs, Angļu vārds:Bārijs, elementa simbolsBa, atomu numurs 56 periodiskajā tabulā ir IIA grupas sārmainas zemes metāla elements ar blīvumu 3,51 g/kubikcentimetrs, kušanas temperatūra 727 ° C (1000 K, 1341 ° F) un vārīšanās temperatūra 1870 ° C (2143 K, 3398 ° F). Bārijs ir sārmains Zemes metāls ar sudrabainu baltu spīdumu, ar dzeltenīgi zaļš, mīksts un kaļams liesmas krāsu.Bārijstai ir ļoti aktīvas ķīmiskas īpašības, un tā var reaģēt ar lielāko daļu nemetālu.Bārijsnekad nav atrasts kā viena viela dabā.BārijsSāļi ir toksiski, izņemotbārijssulfāts. Turklāt,metālisks bārijsir spēcīga reducējamība un var samazināt lielāko daļu metāla oksīdu, halogenīdu un sulfīdu, lai iegūtu atbilstošos metālus. Satursbārijsgarozā ir 0,05%, un visizplatītākie minerāli dabā ir barīts (bārijssulfāts) un witherite (bārijskarbonāts). Bāriju plaši izmanto tādās jomās kā elektronika, keramika, medicīna un nafta.

2 、 AtklāšanaBārijsun Ķīnas attīstības statussBārijsRūpniecība

1Apvidū Īsa atklāšanas vēsturebārijs

Sārma zemes metāla sulfīdi uzrāda fosforescenci, kas nozīmē, ka tie turpina izdalīt gaismu tumsā kādu laiku pēc tam, kad tie ir pakļauti gaismai. Tieši šīs īpašības dēļbārijsSavienojumi ir sākuši pievērst uzmanību.

1602. gadā V. Casiorolus, kurpnieks Bolognā, Itālijā, atklāja, ka barīts, kas saturbārijsSulfāts izstaroja gaismu tumsā pēc tam, kad to apcep ar degošām vielām. Šī parādība izraisīja Eiropas ķīmiķu interesi. 1774. gadā zviedru ķīmiķis CW Schele atklāja jaunu elementu baritā, bet viņš to nespēja atdalīt, tikai šī elementa oksīds. 1776. gadā Johan Gotlieb Gahn šo oksīdu izolēja līdzīgā pētījumā. Baryta sākotnēji sauca par Barotu Guyton de Morveau, un vēlāk Antuāns Lavoisjērs pārdēvēja Baryta (smago zemi). 1808. gadā britu ķīmiķis Humphry Davy izmantoja dzīvsudrabu kā katodu, platīnu kā anodu un elektrolizētu barītu (Baso4), lai ražotubārijsamalgama. Pēc destilācijas, lai noņemtu dzīvsudrabu, tika iegūts un nosaukts metāls ar zemu tīrībubārijs.

Rūpniecisko lietojumprogrammu vēsture ir bijusi arī vairāk nekā simts gadu vēsture

Jau 19. gadsimta vidū cilvēki sāka lietot barītu (svarīgs minerāls ražošanaibārijsunbārijssavienojumi) kā krāsu pildviela. Kopš šī gadsimta barīts ir kļuvis par galveno izejvielu dažādu ražošanaibārijssatur ķīmiskus produktus. Sakarā ar ievērojamo proporciju, stabilām ķīmiskām īpašībām un nešķīsto ūdenī un skābēs, barīts ir izmantots kā naftas un gāzes urbšanas dubļu svars jau 1920. gados.BārijsSulfātu izmanto baltu pigmentu ražošanā, un to var izmantot kā pildvielu un kolorītu gumijai.

2. Ķīnas situācijabārijsrūpniecība

KopīgsbārijsSāļi ietverbārijssulfāts,bārijsnitrāts, bārija hlorīds,bārijskarbonāts,bārijscianīds utt.BārijsSāls produktus galvenokārt izmanto elektroniskajā rūpniecībā kā piedevas krāsu attēlu caurulēm un magnētiskajiem materiāliem.

Pašlaik Ķīna ir kļuvusi par lielāko pasaulē lielāko ražotājubārijssāļi. Globālā gada ražošanas jaudabārijsKarbonāts ir apmēram 900000 tonnu ar izlaide apmēram 700000 tonnu, savukārt Ķīnas gada ražošanas jauda ir aptuveni 700000 tonnu, un gada izlaide ir aptuveni 500000 tonnas, kas veido vairāk nekā 70% no globālāsbārijskarbonāta ražošanas spēja un izlaide. Ķīnasbārijskarbonātu produkti ilgstoši tiek eksportēti lielos daudzumos, un Ķīna ir kļuvusi par lielāko eksportētāju pasaulēbārijskarbonāts.

Problēmas, ar kurām saskaras attīstībaBārijsSāls rūpniecība Ķīnā

Lai gan Ķīna ir pasaulē lielākais ražotājs un eksportētājsbārijskarbonāts, tas nav spēcīgs bārija karbonāta ražotājs. Pirmkārt, ir maz liela mērogabārijsKarbonātu ražošanas uzņēmumi Ķīnā, un ir ļoti maz uzņēmumu, kas ir sasnieguši liela mēroga ražošanu; Otrkārt, ĶīnabārijsKarbonātu izstrādājumiem ir viena struktūra, un tiem trūkst augsto tehnoloģiju produktu. Lai gan dažas rūpnīcas šobrīd pēta un rada augstas tīrības pakāpibārijskarbonāts, tā stabilitāte ir slikta. Produktiem ar augstu tīrību Ķīnai ir jāapņemas arī no tādiem uzņēmumiem kā Vācija, Itālija un Japāna. Turklāt pēdējos gados dažas valstis ir kļuvušas par jauniem eksportētājiembārijskarbonāts, piemēram, Krievija, Brazīlija, Dienvidkoreja un Meksika, kas starptautiskā mērā izraisa pārmērīgu piedāvājumubārijskarbonātu tirgus, kam ir bijusi milzīga ietekme uz Ķīnubārijskarbonātu rūpniecība. Ražotāji ir gatavi samazināt cenas, lai izdzīvotu. Tajā pašā laikā Ķīnas eksporta uzņēmumi saskaras arī ar antidempējošām izmeklēšanu no ārvalstīm. Nepārtraukti uzlabojot vides aizsardzības prasības, dažasbārijsSāls ražošanas uzņēmumi Ķīnā saskaras arī ar vides aizsardzības jautājumiem. Lai veicinātu Ķīnas attīstībubārijssāls rūpniecība,bārijsSāls ražošanas uzņēmumiem Ķīnā būtu jāuzņemas vides aizsardzība un drošība kā pamats, nepārtraukti izpētiet un jāievieš progresīvas tehnoloģijas un jāizstrādā jauni produkti, kas atbilst laikmeta prasībām un kuriem ir augsts tehnoloģiskais saturs.

Barīta ražošanas un eksporta dati Ķīnā

Saskaņā ar Amerikas Savienoto Valstu ģeoloģijas dienesta datiem Barīta ražošana Ķīnā 2014. gadā bija aptuveni 41 miljons tonnu. Saskaņā ar Ķīnas muitas statistiku no 2014. gada janvāra līdz decembrim Ķīna eksportēja 92588597 kilogramus kilogramusbārijsSulfāts, kas ir par 0,18% vairāk nekā tajā pašā periodā pagājušajā gadā. Kumulatīvā eksporta vērtība bija 65496598 ASV dolāri, kas ir par 20,99% vairāk nekā tajā pašā periodā pagājušajā gadā. Eksporta vienības cena bija 0,71 ASV dolāri par kilogramu, kas ir par 0,12 dolāru vairāk par kilogramu, salīdzinot ar to pašu periodu pagājušajā gadā. Starp tiem 2014. gada decembrī Ķīna eksportēja 8768648 kilogramusbārijsSulfāts, kas ir par 8,19% vairāk nekā tajā pašā periodā pagājušajā gadā. Eksporta summa bija 8385141 ASV dolāri, kas ir par 5,1% vairāk nekā tajā pašā periodā pagājušajā gadā.

Saskaņā ar ķīniešu muitas datiem 2015. gada jūnijā Ķīna eksportēja 170000 tonnasbārijssulfāts, samazinājums par 1,7%, salīdzinot ar to pašu periodu pagājušajā gadā; Gada pirmajā pusē kumulatīvais eksporta apjoms bija 1,12 miljoni tonnu, kas ir samazinājies par 6,8%, salīdzinot ar to pašu periodu pagājušajā gadā; Tāda pati eksporta summa samazinājās attiecīgi par 5,4% un 9%, salīdzinot ar to pašu periodu pagājušajā gadā.

3 、 Bārija (barīta) resursu izplatīšana un ražošana

1. Bārija resursu izplatīšana

SatursbārijsGarozā ir 0,05%, ierindojoties 14. vietā. Galvenie minerāli dabā ir barīts (bārijssulfāts baso4) un witherite (bārijskarbonāts BACO3). Starp tiem barīts ir visizplatītākais bārija minerāls, kas sastāv nobārijssulfāts un rodas zemas temperatūras hidrotermiskās vēnās, piemēram, kvarca barīta vēnās, fluorīta barīta vēnās utt. Toksikīts ir vēl viens nozīmīgsbārijskas satur minerālu dabā, papildus barītam, un tā galvenā sastāvdaļa irbārijskarbonāts.

Saskaņā ar Amerikas Savienoto Valstu ģeoloģijas dienesta datiem 2015. gadā globālais barīta resurss ir aptuveni 2 miljardi tonnu, no kuriem ir pierādīti 740 miljoni tonnu. Globālās barīta rezerves ir 350 miljoni tonnu. Ķīna ir valsts ar visbagātākajiem barīta resursiem. Citas valstis ar bagātīgiem barīta resursiem ir Kazahstāna, Türkiye, Indija, Taizeme, Amerikas Savienotās Valstis un Meksika. Slavenie Barīta avoti pasaulē ir Westman Land Apvienotajā Karalistē, Felsbonne Rumānijā, saksonijā Vācijā, Tianzhu Guizhou, Heifengou Gansu, gongxi Hunanā, Liulīna Hubei, Xiangzhou Guangxi un shuiping Shaanxi.

Saskaņā ar Amerikas Savienoto Valstu ģeoloģijas dienesta datiem 2015. gada globālā ražošana 2013. gadā bija 9,23 miljoni tonnu un 2014. gadā palielinājās līdz 9,26 miljoniem tonnu. 2014. gadā Ķīna bija lielākais barite ražotājs ar 4,1 miljonu tonnu ražošanu, kas veidoja aptuveni 44,3% no globālās ražošanas. Indija, Maroka un Amerikas Savienotās Valstis ierindojas attiecīgi otrajā, trešajā un ceturtajā vietā ar 1,6 miljonu tonnu, 1 miljona tonnu un 720000 tonnu ražošanu.

2.BārijsResursi Ķīnā

Ķīna ir bagātabārijsRūdas resursi ar paredzamo kopējo rezervi vairāk nekā 1 miljardu tonnu. Turklāt bārija rūdas pakāpe ir salīdzinoši augsta, un tās rezerves un ražošana šobrīd ir pirmās vērtības pasaulē. VisizplatītākaisbārijsMinerālam, kas satur minerālu, ir barīts. Barīta globālā rezerve ir 350 miljoni tonnu, savukārt Barite rezerves Ķīnā ir 100 miljoni tonnu, veidojot apmēram 29% no kopējās globālās rezerves un ranga pirmajā pasaulē.

Saskaņā ar datiem “galveno minerālu koncentrācijas zonu izpēte un Ķīnas barītu raktuvju resursu potenciāls” (Chemical Mineral Geology, 2010), Ķīna ir bagāta ar barīta resursiem, kas visā valstī ir sadalīti 24 provincēs (reģionos), ar rezervēm un ražošanas ranžēšanu vispirms pasaulē. Ķīnā ir 195 kalnrūpniecības zonas ar pārbaudītām rezervēm, ar kopējo apstiprināto resursu rezervi 390 miljoni tonnu rūdas. No provinces (reģionālā) barīta izplatīšanas Gudžou provincē ir visvairāk barītu mīnu, kas veido 34% no valsts kopējām rezervēm; Otrā vieta ieņem Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi un citas provinces (reģioni). Iepriekš minētās piecas provinces veido 80% no nacionālajām rezervēm. Depozīta tips galvenokārt ir nogulumiežu, veidojot 60% no visām rezervēm. Turklāt ir arī kontrolēti slāni (endoģenētiski), vulkāniskie nogulumieži, hidrotermiski un laika apstākļi (atlikušā slīpuma) veidi. Mineralizācijas periods galvenokārt notika paleozoiskajā laikmetā, un Sinian un Mesozoic cenozoic periodos tika izveidoti arī barīta nogulumi.

Barīta minerālu resursu raksturojums Ķīnā

No kvantitatīvā viedokļa barīta minerāli Ķīnā galvenokārt tiek izplatīti centrālajā reģionā; Runājot par pakāpi, gandrīz visi bagātie minerāli galvenokārt ir koncentrēti Guizhou un Guangxi; No rūdas depozīta skalas viedokļa Ķīnas barīta atradnes galvenokārt ir lielas un vidējas. Tikai divas Gudžou Tianzhu Dahe Bian un Hunan Xinhuang Gongxi kalnrūpniecības zonas veido vairāk nekā pusi no rezervēm šajās teritorijās. Bieži vien viens barīta tips ir galvenais rūdas tips, un minerālu sastāvs un ķīmiskā sastāva attiecība ir salīdzinoši vienkārša un tīra, piemēram, Hunan Xinhuang Gongxi Barite raktuve. Turklāt ir arī lielas CO un ar to saistīto minerālu rezerves, kuras var visaptveroši izmantot.

4 、 Bārija ražošanas process

1. Sagatavošanabārijs

Metāliskā bārija ražošana rūpniecībā ietver divus posmus: bārija oksīda ražošanu un metāliska bārija ražošanu, samazinot metāla termisko reducēšanu (alumīnotermiskā reducēšana).

(1) Sagatavošanabārijsoksīds

Lai iegūtu koncentrātu, kas satur vairāk nekā 96%, augstas kvalitātes barīta rūdas vispirms nepieciešama manuāla atlase un flotācija, kam seko dzelzs un silīcija noņemšanabārijssulfāts. Sajauciet minerālu pulveri ar daļiņu izmēru, kas mazāks par 20 acu un ogļu vai naftas koksa pulveri svara attiecībā 4: 1 un kalcine pie 1100 ℃ reverberācijas krāsnī.BārijsSulfāts tiek samazināts līdz bārija sulfīdam (parasti pazīstams kā “melns pelni”), kas ir izskalots ar karstu ūdeni, lai iegūtu bārija sulfīda šķīdumu. Lai bārija sulfīdu pārveidotu par bārija karbonāta nokrišņiem, bārija sulfīda ūdens šķīdumā ir jāpievieno nātrija karbonāts vai jāievieš oglekļa dioksīds. Sajauc bārija karbonātu ar oglekļa pulveri un kalcine virs 800 ℃, lai iegūtu bārija oksīdu. Jāatzīmē, ka bārija oksīds oksidē, veidojot bārija peroksīdu pie 500–700 ℃, un bārija peroksīds var sadalīties, veidojot veidošanosbārijsoksīds pie 700-800 ℃. Tāpēc, lai izvairītos no bārija peroksīda ražošanas, kalcinētie produkti ir jāatdzesē vai dzerot zem inertas gāzes aizsardzības.

(2) ražošanabārija metālsar aluminotermiskās samazināšanas metodi

Ir divas reakcijas alumīnija reducēšanaibārijsoksīds dažādu sastāvdaļu dēļ:

6bao+2al → 3bao • al2o3+3ba ↑

Vai: 4bao+2al → bao • al2o3+3ba ↑

Temperatūrā, sākot no 1000 līdz 1200 ℃, šīs divas reakcijas rada ļoti mazbārijs, tāpēc ir nepieciešams izmantot vakuuma sūkni, lai nepārtraukti pārnestubārijsTvaiki no reakcijas zonas uz kondensācijas zonu, lai reakcija nepārtraukti turpinātu labo pusi. Atlikumi pēc reakcijas ir toksisks, un to var izmest tikai pēc ārstēšanas.

2. Parasto bārija savienojumu sagatavošana

(1) Sagatavošanas metodebārijskarbonāts

① karbonizācijas metode

Karbonizācijas metode galvenokārt ietver barīta un ogļu sajaukšanu noteiktā proporcijā, sasmalcināšanu rotējošā krāsnī un grauzdēšanu un samazināšanu 1100–1200 ℃, lai iegūtu bārija sulfīda kausējumu. Oglekļa dioksīds tiek ievadītsbārijssulfīda šķīdums karbonizēšanai un iegūtaisbārijsKarbonāta virca tiek pakļauta desulfurizācijas mazgāšanai un vakuuma filtrēšanai. Pēc tam to žāvē un sasmalcina 300 ℃, lai iegūtu gatavo bārija karbonāta produktu. Šo metodi lielākā daļa ražotāju pieņem tā vienkāršā procesa un zemo izmaksu dēļ.

② Kompleksa sadalīšanās metode

Gala produktsbārijsKarbonātu var iegūt ar divkāršu sadalīšanās reakciju starp bārija sulfīdu un amonija karbonātu vai ar reakciju starp bārija hlorīdu un kālija karbonātu. Pēc tam iegūtais produkts tiek mazgāts, filtrēts, žāvēts utt.

③ Toksiski smagi naftas ķīmijas likumi

Toksisko smago rūdas pulveri reaģē ar amonija sāli, lai radītu šķīstošubārijsSāls un amonija karbonāts tiek pārstrādāts lietošanai. ŠķīstošsbārijsSāli pievieno amonija karbonātam, lai izgulsnētu rafinētu bārija karbonātu, kas tiek filtrēts un žāvēts, lai ražotu gatavu produktu. Turklāt iegūto mātes šķidrumu var pārstrādāt un izmantot atkārtoti.

(2) Sagatavošanas metodebārijstitanāts

① Cietās fāzes metode

BārijsTitanātu var sagatavot, kalcējotbārijskarbonāts un titāna dioksīds, ko var leģēt ar jebkuru citu materiālu.

② Kapulcēšanas metode

Izšķīdinātbārijshlorīds un titāna tetrahlorīds vienādu vielu maisījumā, karsē līdz 70 ° C, un pēc tam nokrīt skābeņskābi, lai iegūtu hidratētu nogulsnesbārijsTitanate [batio (C2O4) 2-4H2O]. Mazgājiet, nožūstiet un pēc tam pirolīzi, lai iegūtu bārija titanātu.

(3) Sagatavošanas metodebārijshlorīds

Ražošanas processbārijsHlorīds galvenokārt ietver sālsskābes metodi,bārijskarbonāta metode, kalcija hlorīda metode un magnija hlorīda metode atbilstoši dažādām metodēm vai izejvielām.

① Sālsskābes metode.

②Bārijskarbonāta metode. Izgatavots no nokalta akmens (bārija karbonāta) kā izejvielu.

③ Kalcija hlorīda metode. Samazinot barīta un kalcija hlorīda maisījumu ar oglekli.

Turklāt ir magnija hlorīda metode. Sagatavots, ārstējotbārijssulfīds ar magnija hlorīdu.