Baariumi valmistamine
Tööstuslik ettevalmistusmetalliline baariumhõlmab kahte etappi: baariumoksiidi valmistamine ja metallilise baariumi valmistamine metalli termilise redutseerimise teel (aluminotermiline redutseerimine).
| Toode | Baarium | ||
| CASi nr | 7647-17-8 | ||
| Partii nr. | 16121606 | Kogus: | 100,00 kg |
| Tootmiskuupäev: | 16. detsember 2016 | Testi kuupäev: | 16. detsember 2016 |
| Testitav objekt w/% | Tulemused | Testitav objekt w/% | Tulemused |
| Ba | >99,92% | Sb | <0,0005 |
| Be | <0,0005 | Ca | 0,015 |
| Na | <0,001 | Sr | 0,045 |
| Mg | 0,0013 | Ti | <0,0005 |
| Al | 0,017 | Cr | <0,0005 |
| Si | 0,0015 | Mn | 0,0015 |
| K | <0,001 | Fe | <0,001 |
| As | <0,001 | Ni | <0,0005 |
| Sn | <0,0005 | Cu | <0,0005 |
| Testi standard | Be, Na ja teised 16 elementi: ICP-MS Ca, Sr: ICP-AES Ba: TC-TIC | ||
| Järeldus: | Järgige ettevõtte standardit | ||
(1) Baariumoksiidi valmistamine
Kvaliteetne barüüdimaagi tuleb esmalt käsitsi valida ja ujutada ning seejärel eemaldada raud ja räni, et saada kontsentraat, mis sisaldab üle 96% baariumsulfaati. Maagipulber, mille osakeste suurus on alla 20 mešši, segatakse kivisöe või naftakoksipulbriga kaalusuhtes 4:1 ja röstitakse järelkajaahjus temperatuuril 1100 ℃. Baariumsulfaat redutseeritakse baariumsulfiidiks (tuntud ka kui "must tuhk") ja saadud baariumsulfiidi lahust leostatakse kuuma veega. Baariumsulfiidi baariumkarbonaadi sadestamiseks tuleb baariumsulfiidi vesilahusele lisada naatriumkarbonaati või süsinikdioksiidi. Baariumoksiidi saab baariumkarbonaadi segamisel süsinikupulbriga ja kaltsineerimisel üle 800 ℃. Tuleb märkida, et baariumoksiid oksüdeerub baariumperoksiidiks temperatuuril 500–700 ℃ ja baariumperoksiid laguneb baariumoksiidiks temperatuuril 700–800 ℃. Seetõttu tuleb baariumperoksiidi tekke vältimiseks kaltsineeritud toodet jahutada või kustutada inertse gaasi kaitse all.
(2) Aluminotermilise redutseerimise meetod metallilise baariumi saamiseks
Erinevate koostisosade tõttu toimub alumiiniumi redutseeriva baariumoksiidi kaks reaktsiooni:
6BaO+2Al→3BaO•Al2O3+3Ba↑
Või: 4BaO+2Al→BaO•Al2O3+3Ba↑
Temperatuuril 1000–1200 ℃ tekivad nende kahe reaktsiooni käigus väga vähe baariumi, seega on baariumiauru pidevaks ülekandmiseks reaktsioonitsoonist kondensatsioonitsooni vaja vaakumpumpa, et reaktsioon saaks jätkuda. Reaktsioonijärgne jääk on mürgine ja seda tuleb enne utiliseerimist töödelda.
Levinud baariumiühendite valmistamine
(1) Baariumkarbonaadi valmistamismeetod
① Karboniseerimismeetod
Karboniseerimismeetod hõlmab peamiselt bariidi ja kivisöe segamist teatud vahekorras, purustamist pöördahjus ning kaltsineerimist ja redutseerimist temperatuuril 1100–1200 ℃, et saada baariumsulfiidi sulam. Karboniseerimiseks lisatakse baariumsulfiidi lahusesse süsinikdioksiidi ja reaktsioon on järgmine:
BaS + CO₂ + H₂O = BaCO₃ + H₂S
Saadud baariumkarbonaadi suspensioon väävlitustatakse, pestakse ja vaakumfiltreeritakse ning seejärel kuivatatakse ja purustatakse temperatuuril 300 °C, et saada valmis baariumkarbonaadi toode. See meetod on lihtne ja odav, mistõttu enamik tootjaid seda kasutab.
② Topeltlagundamise meetod
Baariumsulfiid ja ammooniumkarbonaat lagunevad kahekordselt ja reaktsioon on järgmine:
BaS+(NH4)2CO3=BaCO3+(NH4)2S
Või baariumkloriid reageerib kaaliumkarbonaadiga ja reaktsioon on järgmine:
BaCl2 + K2CO3 = BaCO3 + 2KCl
Reaktsioonist saadud produkt pestakse, filtreeritakse, kuivatatakse jne, et saada valmis baariumkarbonaadi produkt.
③ Baariumkarbonaadi meetod
Baariumkarbonaadi pulber reageerib ammooniumsoolaga, et saada lahustuv baariumsool, ja ammooniumkarbonaat taaskasutatakse. Lahustuv baariumsool lisatakse ammooniumkarbonaadile, et sadestada rafineeritud baariumkarbonaat, mis filtreeritakse ja kuivatatakse lõpptoote saamiseks. Lisaks saab saadud emalahust taaskasutada. Reaktsioon on järgmine:
BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2
BaCl2 + 2NH4OH = Ba(OH)2 + 2NH4Cl
Ba(OH)2 + CO2 = BaCO3 + H2O
(2) Baariumtitanaadi valmistamismeetod
① Tahkefaasi meetod
Baariumtitanaati saab baariumkarbonaadi ja titaandioksiidi kaltsineerimisel ning sellesse saab lisada mis tahes muid materjale. Reaktsioon on järgmine:
TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑
② Kaassadestamise meetod
Baariumkloriid ja titaantetrakloriid segatakse ja lahustatakse võrdsetes kogustes, kuumutatakse temperatuurini 70 °C ja seejärel lisatakse tilkhaaval oblikhapet, et saada hüdreeritud baariumtitanüüloksalaadi [BaTiO(C2O4)2•4H2O] sade, mida pestakse, kuivatatakse ja seejärel pürolüüsitakse, et saada baariumtitanaati. Reaktsioon on järgmine:
BaCl2 + TiCl4 + 2H2C2O4 + 5H2O = BaTiO(C2O4)2•4H2O↓ + 6HCl
BaTiO(C2O4)2•4H2O = BaTiO3 + 2CO2↑ + 2CO↑ + 4H2O
Pärast metatitaanhappe segamist lisatakse baariumkloriidi lahus ja seejärel segades ammooniumkarbonaati, et saada baariumkarbonaadi ja metatitaanhappe kopretsipitaat, mida kaltsineeritakse produkti saamiseks. Reaktsioon on järgmine:
BaCl2 + (NH4)2CO3 = BaCO3 + 2NH4Cl
H2TiO3 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ + H2O
(3) Baariumkloriidi valmistamine
Baariumkloriidi tootmisprotsess hõlmab peamiselt vesinikkloriidhappe meetodit, baariumkarbonaadi meetodit, kaltsiumkloriidi meetodit ja magneesiumkloriidi meetodit vastavalt erinevatele meetoditele või toorainetele.
① Vesinikkloriidhappe meetod. Kui baariumsulfiidi töödeldakse vesinikkloriidhappega, on peamine reaktsioon järgmine:
BaS+2HCI=BaCl2+H2S↑+Q
②Baariumkarbonaadi meetod. Valmistatud baariumkarbonaadist (baariumkarbonaat) toorainena, peamised reaktsioonid on järgmised:
BaCO3+2HCI=BaCl2+CO2↑+H2O
③Karboniseerimismeetod
Baariumi mõju inimeste tervisele
Kuidas baarium tervist mõjutab?
Baarium ei ole inimkeha jaoks oluline element, kuid sellel on suur mõju inimeste tervisele. Baarium võib baariumiga kokku puutuda baariumi kaevandamise, sulatamise, tootmise ja baariumiühendite kasutamise ajal. Baarium ja selle ühendid võivad organismi sattuda hingamisteede, seedetrakti ja kahjustatud naha kaudu. Tööalane baariumimürgistus tekib peamiselt hingamisteede sissehingamisel, mis juhtub õnnetuste korral tootmise ja kasutamise ajal; mittetööalane baariumimürgistus tekib peamiselt seedetrakti allaneelamise tagajärjel, enamasti juhusliku allaneelamise tagajärjel; vedelas olekus lahustuvad baariumiühendid võivad imenduda läbi vigastatud naha. Äge baariumimürgistus tekib enamasti juhusliku allaneelamise tagajärjel.
Meditsiiniline kasutamine
(1) Baariumjahu röntgenograafia
Baariumjahu röntgenograafia, tuntud ka kui seedetrakti baariumröntgenograafia, on uurimismeetod, mis kasutab kontrastainena baariumsulfaati, et näidata, kas röntgenikiirguse all on seedetraktis kahjustusi. Baariumjahu röntgenograafia on kontrastainete suukaudne manustamine ning kontrastainena kasutatav meditsiiniline baariumsulfaat ei lahustu vees ega lipiidides ega imendu seedetrakti limaskesta, seega on see inimestele põhimõtteliselt mittetoksiline.
Kliinilise diagnoosi ja ravi vajaduste kohaselt saab seedetrakti baariumijahu röntgenograafia jagada seedetrakti ülaosa baariumijahu uuringuks, kogu seedetrakti baariumijahu uuringuks, käärsoole baariumiklistiiri uuringuks ja peensoole baariumiklistiiri uuringuks.
Baariumimürgitus
Kokkupuuteviisid
Baarium võib kokku puutudabaariumbaariumi kaevandamise, sulatamise ja tootmise ajal. Lisaks kasutatakse baariumi ja selle ühendeid laialdaselt. Levinud mürgiste baariumisoolade hulka kuuluvad baariumkarbonaat, baariumkloriid, baariumsulfiid, baariumnitraat ja baariumoksiid. Mõned igapäevased tarbekaubad sisaldavad samuti baariumi, näiteks baariumsulfiid karvaeemaldusravimites. Mõned põllumajanduslikud kahjuritõrjevahendid või rodentitsiidid sisaldavad ka lahustuvaid baariumisoolasid, näiteks baariumkloriidi ja baariumkarbonaati.
Postituse aeg: 15. jaanuar 2025