1, põhiline sissejuhatus
Hiina nimi:Baarium, ingliskeelne nimi:Baarium, elemendi sümbolBa, perioodilisuse tabeli aatomnumber 56, on IIA rühma leelismuldmetalli element tihedusega 3,51 g kuupsentimeetri kohta, sulamistemperatuur 727 °C (1000 K, 1341 °F) ja keemistemperatuur 1870 °C. C (2143 K, 3398 °F).Baarium on hõbevalge läikega leelismuldmetall, mille leegi värvus on kollakasroheline, pehme ja plastiline.Baariumon väga aktiivsete keemiliste omadustega ja võib reageerida enamiku mittemetallidega.Baariumpole kunagi looduses üksiku ainena leitud.Baariumsoolad on mürgised, välja arvatudbaariumsulfaat.Lisaks,metalliline baariumon tugeva redutseeritavusega ja suudab vastavate metallide saamiseks redutseerida enamikku metallioksiide, halogeniide ja sulfiide.Sisubaariummaakoores on 0,05% ja looduses levinumad mineraalid on bariit (baariumsulfaat) ja viteriit (baariumkarbonaat).Baariumi kasutatakse laialdaselt sellistes valdkondades nagu elektroonika, keraamika, meditsiin ja nafta.
2, avastamineBaariumja Hiina arengustaatusBaariumTööstus
1.Lühike avastamise ajalugubaarium
Leelismuldmetallide sulfiididel on fosforestsents, mis tähendab, et nad jätkavad valguse kiirgamist pimedas teatud aja jooksul pärast valgusega kokkupuudet.Just selle omaduse tõttubaariumühenditele on hakatud tähelepanu pöörama.
1602. aastal avastas Itaalias Bolognas asuv kingsepp V. Casiorolus, et bariit sisaldabbaariumsulfaat kiirgas pärast põlevate ainetega röstimist pimedas valgust.See nähtus äratas Euroopa keemikute huvi.1774. aastal avastas Rootsi keemik CW Scheele bariidist uue elemendi, kuid ta ei suutnud seda eraldada, vaid ainult selle elemendi oksiidi.1776. aastal eraldas Johan Gottlieb Gahn selle oksiidi sarnases uuringus.Guyton de Morveau nimetas Barytat algselt barotiks ja Antoine Lavoisier nimetas selle hiljem ümber barytaks (raske muld).1808. aastal kasutas Briti keemik Humphry Davy katoodina elavhõbedat, anoodina plaatinat ja elektrolüüsitud bariiti (BaSO4)baariumamalgaam.Pärast elavhõbeda eemaldamiseks destilleerimist saadi madala puhtusastmega metall ja sellele anti nimibaarium.
Tööstuslike rakenduste ajalugu on samuti üle saja aasta
Juba 19. sajandi keskpaigas hakati kasutama bariiti (olulist mineraali tootmiseksbaariumjabaariumühendid) värvide täiteainena.Alates sellest sajandist on bariit muutunud peamiseks tooraineks mitmesuguste valmistamiselbaariumsisaldavad keemiatooteid.Märkimisväärse osakaalu, stabiilsete keemiliste omaduste ning vees ja hapetes lahustumatuse tõttu on bariiti kasutatud nafta- ja gaasipuurmuda kaaluainena juba 1920. aastatel.Baariumsulfaati kasutatakse valgete pigmentide tootmisel ning seda saab kasutada kummi täite- ja värvainena.
2. Hiina olukordbaariumtööstusele
Levinudbaariumsoolad hõlmavadbaariumsulfaat,baariumnitraat, baariumkloriid,baariumkarbonaat,baariumtsüaniid jne.Baariumsoolatooteid kasutatakse peamiselt elektroonikatööstuses värvipilditorude ja magnetmaterjalide lisandina.
Praegu on Hiinast saanud maailma suurim tootjabaariumsoolad.Ülemaailmne aastane tootmisvõimsusbaariumkarbonaati on umbes 900 000 tonni toodanguga umbes 700 000 tonni, samas kui Hiina aastane tootmisvõimsus on umbes 700 000 tonni ja aastane toodang on umbes 500 000 tonni, mis moodustab üle 70% maailma kogutoodangust.baariumkarbonaadi tootmisvõimsus ja toodang.Hiina omabaariumkarbonaattooteid on pikka aega eksporditud suurtes kogustes ja Hiinast on saanud maailma suurim eksportijabaariumkarbonaat.
Probleemid, millega silmitsi seisavad arenguBaariumSoolatööstus Hiinas
Kuigi Hiina on maailma suurim tootja ja eksportijabaariumkarbonaat, ei ole see tugev baariumkarbonaadi tootja.Esiteks on vähe suuremahulisibaariumHiinas asuvad karbonaadi tootmisettevõtted ja laiaulatusliku tootmise saavutanud ettevõtteid on väga vähe;Teiseks Hiina omabaariumkarbonaattoodetel on ühtne struktuur ja puuduvad kõrgtehnoloogilised tooted.Kuigi mõned tehased uurivad ja toodavad praegu kõrge puhtusastmega tooteidbaariumkarbonaat, selle stabiilsus on halb.Kõrge puhtusastmega toodete puhul peab Hiina importima ka sellistelt ettevõtetelt nagu Saksamaa, Itaalia ja Jaapan.Lisaks on viimastel aastatel mõnest riigist saanud uued eksportijadbaariumkarbonaadid, nagu Venemaa, Brasiilia, Lõuna-Korea ja Mehhiko, mis põhjustab ülepakkumise rahvusvahelises maailmasbaariumkarbonaaditurul, millel on olnud Hiinale tohutu mõjubaariumkarbonaaditööstus.Tootjad on valmis ellujäämiseks hindu langetama.Samal ajal seisavad Hiina ekspordiettevõtted silmitsi ka välismaiste dumpinguvastaste uurimistega.Keskkonnakaitsenõuete pideva täiustamisega on mõnedbaariumHiina soolatootmisettevõtted seisavad silmitsi ka keskkonnakaitseprobleemidega.Hiina arengu edendamiseksbaariumsoolatööstus,baariumHiina soolatootmisettevõtted peaksid võtma aluseks keskkonnakaitse ja ohutuse, pidevalt uurima ja juurutama kõrgtehnoloogiaid ning töötama välja uusi tooteid, mis vastavad aja nõuetele ja millel on kõrge tehnoloogiline sisaldus.
Bariidi tootmis- ja ekspordiandmed Hiinas
Ameerika Ühendriikide geoloogiateenistuse andmetel toodeti Hiinas 2014. aastal bariiti ligikaudu 41 miljonit tonni. Hiina tollistatistika kohaselt eksportis Hiina 2014. aasta jaanuarist detsembrini 92588597 kilogrammi bariiti.baariumsulfaat, mis on eelmise aasta sama perioodiga võrreldes 0,18% suurem.Kumulatiivne ekspordiväärtus oli 65496598 USA dollarit, kasvades eelmise aasta sama perioodiga võrreldes 20,99%.Ekspordiühiku hind oli 0,71 USA dollarit kilogrammi kohta, mis on 0,12 USA dollari võrra kallim võrreldes eelmise aasta sama perioodiga.Nende hulgas eksportis Hiina 2014. aasta detsembris 8768648 kilogrammibaariumsulfaat, mis on eelmise aasta sama perioodiga võrreldes 8,19% rohkem.Ekspordimaht oli 8385141 USA dollarit, kasvades eelmise aasta sama perioodiga võrreldes 5,1%.
Hiina tolli andmetel eksportis Hiina 2015. aasta juunis 170 000 tonnibaariumsulfaat, vähenemine eelmise aasta sama perioodiga võrreldes 1,7%;Esimesel poolaastal oli kumulatiivne ekspordimaht 1,12 miljonit tonni, vähenedes eelmise aasta sama perioodiga võrreldes 6,8%;Sama ekspordimaht vähenes eelmise aasta sama perioodiga võrreldes vastavalt 5,4% ja 9%.
3, baariumi (bariidi) ressursside levitamine ja tootmine
1. Baariumivarude jaotus
Sisubaariummaakoores on 0,05%, 14. kohal.Peamised mineraalid looduses on bariit (baariumsulfaat BaSO4) ja witeriit (baariumkarbonaat BaCO3).Nende hulgas on bariit kõige levinum baariumi mineraal, mis koosnebbaariumsulfaat ja esineb madalatemperatuurilistes hüdrotermilistes veenides, nagu kvartsbariidi veenides, fluoriitbariidi veenides jne. Toksitsiit on veel üks oluline ainebaariummis sisaldab lisaks bariidile ka looduses mineraali ja selle põhikomponent onbaariumkarbonaat.
Ameerika Ühendriikide geoloogiakeskuse 2015. aasta andmetel on globaalne bariidivaru ligikaudu 2 miljardit tonni, millest 740 miljonit tonni on tõestatud.Maailma bariidivarud on 350 miljonit tonni.Hiina on riik, kus on kõige rikkalikumad bariidivarud.Teised rikkalike bariidivarudega riigid on Kasahstan, Türkiye, India, Tai, USA ja Mehhiko.Maailma kuulsad bariidiallikad on Westmani maa Ühendkuningriigis, Felsbonne Rumeenias, Saksimaa Saksamaal, Tianzhu Guizhous, Heifenggou Gansus, Gongxi Hunanis, Liulin Hubeis, Xiangzhou Guangxis ja Shuiping Shaanxis.
Ameerika Ühendriikide geoloogiateenistuse 2015. aasta andmetel oli bariidi ülemaailmne toodang 2013. aastal 9,23 miljonit tonni ja kasvas 2014. aastal 9,26 miljoni tonnini. 2014. aastal oli Hiina suurim bariidi tootja, mille toodang oli 4,1 miljonit tonni , mis moodustab ligikaudu 44,3% maailma kogutoodangust.India, Maroko ja Ameerika Ühendriigid on vastavalt teisel, kolmandal ja neljandal kohal oma toodanguga 1,6 miljonit tonni, 1 miljon tonni ja 720 000 tonni.
2. LevitamineBaariumVahendid Hiinas
Hiina on rikasbaariummaagivarud, mille prognoositav koguvaru on üle 1 miljardi tonni.Pealegi on baariumimaagi klass suhteliselt kõrge ning selle varud ja tootmine on praegu maailmas esikohal.Kõige tavalisembaariumLooduses sisalduv mineraal on bariit.Globaalne bariidivaru on 350 miljonit tonni, samas kui Hiina bariidivarud on 100 miljonit tonni, mis moodustab ligikaudu 29% kogu globaalsest varust ja on maailmas esikohal.
Vastavalt jaotisele „Hiina bariidikaevanduste peamiste mineraalide kontsentratsioonialade ja ressursipotentsiaali uurimine” (Chemical Mineral Geology, 2010) on Hiina rikas bariidivarude poolest, mis on jaotatud 24 provintsis (regioonis) üleriigiliselt ning mille varud ja toodang on järjestatud. esimene maailmas.Hiinas on 195 tõestatud varuga kaevanduspiirkonda, mille kogumaht on 390 miljonit tonni maagi.Bariidi provintsilisest (piirkondlikust) jaotusest on Guizhou provintsis kõige rohkem bariidikaevandusi, mis moodustavad 34% riigi koguvarudest;Teisel kohal on Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi ja teised provintsid (piirkonnad).Eespool nimetatud viis provintsi moodustavad 80% riiklikest varudest.Maardla tüüp on peamiselt setteline, moodustades 60% koguvarudest.Lisaks on olemas ka kihtkontrollitud (endogeneetiline), vulkaanilise sette-, hüdrotermiline ja ilmastikuga (jääkkalde) tüüp.Mineralisatsiooniperiood oli peamiselt paleosoikum, bariidimaardlad tekkisid ka Siinuse ja Mesosoikumi tsenosoikumi perioodil.
Bariidi maavarade omadused Hiinas
Kvantitatiivsest vaatenurgast on bariidi mineraalid Hiinas levinud peamiselt keskregioonis;Klassi poolest on peaaegu kõik rikkad mineraalid koondunud peamiselt Guizhousse ja Guangxisse;Maagimaardlate vaatenurgast on Hiina bariidimaardlad peamiselt suured ja keskmise suurusega.Vaid kaks kaevanduspiirkonda Guizhou Tianzhu Dahe Bian ja Hunan Xinhuang Gongxi moodustavad enam kui poole nende piirkondade varudest.Sageli on peamine maagitüüp üks bariiditüüp ning mineraalse koostise ja keemilise koostise suhe on suhteliselt lihtne ja puhas, näiteks Hunan Xinhuang Gongxi bariidikaevandus.Lisaks on olemas ka suured kaas- ja nendega seotud mineraalide varud, mida saab igakülgselt kasutada.
4 、 Baariumi tootmisprotsess
1. Valmistaminebaarium
Metallilise baariumi tootmine tööstuses hõlmab kahte etappi: baariumoksiidi tootmine ja metallilise baariumi tootmine metalli termilise redutseerimise (aluminotermilise redutseerimise) teel.
(1) Ettevalmistusbaariumoksiid
Kvaliteetne bariidimaak nõuab esmalt käsitsi valimist ja floteerimist, millele järgneb raua ja räni eemaldamine, et saada üle 96% sisaldav kontsentraatbaariumsulfaat.Segage mineraalpulber osakeste suurusega alla 20 mešši ja kivisöe või naftakoksi pulber massisuhtes 4:1 ning kaltsineerige 1100 ℃ juures reverberatory ahjus.Baariumsulfaat redutseeritakse baariumsulfiidiks (tavaliselt tuntud kui "must tuhk"), mis leostatakse kuuma veega, et saada baariumsulfiidi lahus.Baariumsulfiidi muundamiseks baariumkarbonaadi sadestamiseks on vaja baariumsulfiidi vesilahusesse lisada naatriumkarbonaati või süsinikdioksiidi.Segage baariumkarbonaat süsinikupulbriga ja kaltsineerige baariumoksiidi saamiseks temperatuuril üle 800 ℃.Tuleb märkida, et baariumoksiid oksüdeerub, moodustades baariumperoksiidi temperatuuril 500–700 ℃ ja baariumperoksiid võib laguneda, moodustadesbaariumoksiid temperatuuril 700-800 ℃.Seetõttu tuleb baariumperoksiidi tekke vältimiseks kaltsineeritud tooteid jahutada või kustutada inertgaasi kaitse all.
(2) Tootminebaarium metallaluminotermilise redutseerimise meetodil
Alumiiniumi redutseerimiseks on kaks reaktsioonibaariumoksiid erinevate koostisosade tõttu:
6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑
Või: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑
Temperatuuridel 1000–1200 ℃ annavad need kaks reaktsiooni väga vähebaarium, seega on pidevaks ülekandmiseks vaja kasutada vaakumpumpabaariumaur reaktsioonitsoonist kondensatsioonitsooni, et reaktsioon kulgeks pidevalt paremale.Reaktsioonijärgsed jäägid on mürgised ja selle võib ära visata alles pärast töötlemist.
2. Tavaliste baariumiühendite valmistamine
(1) Valmistamismeetodbaariumkarbonaat
① Karboniseerimismeetod
Karboniseerimismeetod hõlmab peamiselt bariidi ja kivisöe segamist teatud vahekorras, nende purustamist pöördahju ning röstimist ja redutseerimist temperatuuril 1100–1200 ℃, et saada baariumsulfiidi sulam.Süsinikdioksiid viiakse sissebaariumsulfiidi lahus karboniseerimiseks ja saadudbaariumkarbonaadi suspensioon väävlitustamine, pesemine ja vaakumfiltreerimine.Seejärel kuivatatakse ja purustatakse temperatuuril 300 ℃, et saada valmis baariumkarbonaat.Enamik tootjaid kasutab seda meetodit selle lihtsa protsessi ja madala hinna tõttu.
② Kompleksne lagunemismeetod
Lõpptoodebaariumkarbonaati võib saada baariumsulfiidi ja ammooniumkarbonaadi vahelisel kahekordsel lagunemisreaktsioonil või baariumkloriidi ja kaaliumkarbonaadi vahelisel reaktsioonil.Seejärel saadud toode pestakse, filtreeritakse, kuivatatakse jne.
③ Toksilise raske naftakeemia seadus
Mürgine raske maagi pulber reageerib ammooniumsoolaga, et tekitada lahustuvbaariumsool ja ammooniumkarbonaat võetakse kasutamiseks ümber.Lahustuvbaariumammooniumkarbonaadile lisatakse soola, et sadestada rafineeritud baariumkarbonaat, mis filtreeritakse ja kuivatatakse, et saada valmistoode.Lisaks saab saadud emalahust ringlusse võtta ja taaskasutada.
(2) Valmistamismeetodbaariumtitanaat
① Tahkefaasi meetod
Baariumtitanaati saab valmistada kaltsineerimise teelbaariumkarbonaat ja titaandioksiid, mida saab legeerida mis tahes muu materjaliga.
② Kaassadestamise meetod
Lahustagebaariumkloriidi ja titaantetrakloriidi võrdsete ainete segus, kuumutage temperatuurini 70 °C ja seejärel tilgutage oblikhapet, et saada hüdraatunud sade.baariumtitanaat [BaTiO (C2O4) 2-4H2O].Peske, kuivatage ja seejärel pürolüüsige baariumtitanaadi saamiseks.
(3) Valmistamismeetodbaariumkloriid
Tootmisprotsessbaariumkloriid hõlmab peamiselt vesinikkloriidhappe meetodit,baariumkarbonaadi meetod, kaltsiumkloriidi meetod ja magneesiumkloriidi meetod vastavalt erinevatele meetoditele või toorainetele.
① Vesinikkloriidhappe meetod.
②Baariumkarbonaadi meetod.Valmistatud toorainena kuivanud kivist (baariumkarbonaat).
③ Kaltsiumkloriidi meetod.Bariidi ja kaltsiumkloriidi segu redutseerimine süsinikuga.
Lisaks on olemas magneesiumkloriidi meetod.Valmistatud töötlemise teelbaariumsulfiid magneesiumkloriidiga.
Postitusaeg: 01.11.2023