Baryum Metal (1)

1、 Temel Giriş

Çince adı:Baryum, İngilizce isim:Baryum, öğe sembolüBaPeriyodik tabloda atom numarası 56 olan, yoğunluğu 3,51 g/santimetreküp, erime noktası 727°C (1000 K, 1341°F) ve kaynama noktası 1870° olan IIA grubu alkali toprak metal elementidir. C (2143 K, 3398 ° F).Baryum, gümüş beyazı parlaklığa sahip, alev rengi sarı yeşil, yumuşak ve sünek bir toprak alkali metaldir.BaryumÇok aktif kimyasal özelliklere sahiptir ve çoğu metal olmayan maddeyle reaksiyona girebilir.Baryumdoğada hiçbir zaman tek bir madde olarak bulunmamıştır.Baryumtuzlar zehirlidir, ancakbaryumsülfat.Ek olarak,metalik baryumgüçlü bir indirgenebilirliğe sahiptir ve karşılık gelen metalleri elde etmek için çoğu metal oksiti, halojenürü ve sülfürü indirgeyebilir.içeriğibaryumkabukta %0,05 olup, doğadaki en yaygın mineral barittir (baryumsülfat) ve witherit (baryumkarbonat).Baryum elektronik, seramik, tıp ve petrol gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

2、 KeşfiBaryumve Çin'in Gelişmişlik DurumuBaryumEndüstri

1.Keşfin kısa tarihibaryum

Alkali toprak metal sülfürler fosforesans sergilerler, bu da ışığa maruz kaldıktan sonra bir süre karanlıkta ışık yaymaya devam ettikleri anlamına gelir.Tam da bu özelliğinden dolayıbaryumbileşikler ilgi görmeye başlamıştır.

1602 yılında İtalya'nın Bologna kentinde bir ayakkabıcı olan V. Casiorolus, barit içeren bir barit keşfetti.baryumsülfat yanıcı maddelerle kavrulduktan sonra karanlıkta ışık yaydı.Bu olay Avrupalı ​​kimyagerlerin ilgisini çekti.1774'te İsveçli kimyager CW Scheele baritte yeni bir element keşfetti, ancak onu ayıramadı, yalnızca o elementin oksidini ayırdı.1776'da Johan Gottlieb Gahn benzer bir çalışmada bu oksidi izole etti.Baryta başlangıçta Guyton de Morveau tarafından barot olarak adlandırıldı ve daha sonra Antoine Lavoisier tarafından baryta (ağır toprak) olarak yeniden adlandırıldı.1808'de İngiliz kimyager Humphry Davy katot olarak cıvayı, anot olarak platini ve elektrolize bariti (BaSO4) üretmek için kullandı.baryumamalgam.Cıvanın uzaklaştırılması için damıtıldıktan sonra saflığı düşük bir metal elde edildi ve adlandırıldı.baryum.

Endüstriyel uygulamaların da yüz yılı aşkın bir geçmişi var

19. yüzyılın ortalarında insanlar barit (üretim için önemli bir mineral) kullanmaya başladılar.baryumVebaryumbileşikler) boyalar için dolgu maddesi olarak.Bu yüzyıldan bu yana barit çeşitli imalatların ana hammaddesi haline geldi.baryumkimyasal ürünler içerir.Önemli oranı, kararlı kimyasal özellikleri ve suda ve asitlerde çözünmemesi nedeniyle barit, 1920'li yılların başlarında petrol ve gaz sondaj çamuru için ağırlıklandırma maddesi olarak kullanılmıştır.Baryumsülfat beyaz pigmentlerin üretiminde kullanılır ve kauçuk için dolgu maddesi ve renklendirici olarak kullanılabilir.

2. Çin'in Durumubaryumendüstri

Yaygınbaryumtuzlar şunları içerirbaryumsülfat,baryumnitrat, baryum klorür,baryumkarbonat,baryumsiyanür vb.Baryumtuz ürünleri esas olarak elektronik endüstrisinde renkli resim tüpleri ve manyetik malzemeler için katkı maddesi olarak kullanılmaktadır.

Şu anda Çin dünyanın en büyük üreticisi haline geldibaryumtuzlar.Dünya çapında yıllık üretim kapasitesibaryumKarbonat yaklaşık 900.000 ton, yaklaşık 700.000 ton üretime sahipken, Çin'in yıllık üretim kapasitesi yaklaşık 700.000 ton, yıllık yaklaşık 500.000 ton üretim ile küresel karbonatın %70'inden fazlasını oluşturuyor.baryumkarbonat üretim kapasitesi ve çıktısı.Çin'inbaryumKarbonat ürünleri uzun süredir büyük miktarlarda ihraç ediliyor ve Çin dünyanın en büyük karbonat ihracatçısı haline geldi.baryumkarbonat.

Gelişimin Karşılaştığı SorunlarBaryumÇin'de Tuz Endüstrisi

Çin dünyanın en büyük üreticisi ve ihracatçısı olmasına rağmenbaryumkarbonat, güçlü bir baryum karbonat üreticisi değildir.Öncelikle çok az sayıda büyük ölçeklibaryumÇin'de karbonat üretim işletmeleri var ve büyük ölçekli üretim gerçekleştiren çok az işletme var;İkincisi, Çin'inbaryumkarbonatlı ürünler tek yapılıdır ve yüksek teknoloji ürünü değildir.Her ne kadar bazı fabrikalar şu anda yüksek saflıkta araştırma ve üretim yapıyor olsa dabaryumkarbonatın stabilitesi zayıftır.Yüksek saflıkta ürünler için Çin'in ayrıca Almanya, İtalya ve Japonya gibi firmalardan da ithalat yapması gerekiyor.Ayrıca son yıllarda bazı ülkeler yeni ihracatçı haline geldi.baryumRusya, Brezilya, Güney Kore ve Meksika gibi karbonatlar uluslararası piyasada arz fazlasına yol açıyorbaryumÇin'in ekonomisi üzerinde büyük etkisi olan karbonat piyasasıbaryumkarbonat endüstrisi.Üreticiler hayatta kalabilmek için fiyatları düşürmeye hazır.Aynı zamanda Çinli ihracat şirketleri de yurtdışından gelen anti-damping soruşturmalarıyla karşı karşıya.Çevre koruma gereksinimlerinin sürekli iyileştirilmesiyle birlikte, bazıbaryumÇin'deki tuz üretim işletmeleri de çevre koruma sorunlarıyla karşı karşıyadır.Çin'in kalkınmasını teşvik etmek amacıylabaryumtuz endüstrisi,baryumÇin'deki tuz üretim işletmeleri çevre koruma ve güvenliği temel almalı, sürekli araştırma yapmalı ve ileri teknolojileri tanıtmalı, çağın gereksinimlerini karşılayan ve yüksek teknolojik içeriğe sahip yeni ürünler geliştirmelidir.

Çin'de Barit Üretim ve İhracat Verileri

Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırma Kurumu verilerine göre Çin'de barit üretimi 2014 yılında yaklaşık 41 milyon ton olarak gerçekleşti. Çin gümrük istatistiklerine göre Ocak-Aralık 2014 döneminde Çin 92588597 kilogram barit ihraç etti.baryumsülfat, geçen yılın aynı dönemine göre %0,18 artış gösterdi.Kümülatif ihracat değeri geçen yılın aynı dönemine göre %20,99 artışla 65496598 ABD doları oldu.İhracat birim fiyatı ise geçen yılın aynı dönemine göre kilogram başına 0,12 ABD doları artışla kilogram başına 0,71 ABD doları oldu.Bunlar arasında Aralık 2014'te Çin 8768648 kilogram ihracat gerçekleştirdi.baryumsülfat, geçen yılın aynı dönemine göre %8,19 artış gösterdi.İhracat tutarı geçen yılın aynı dönemine göre %5,1 artışla 8385141 ABD doları oldu.

Çin gümrük verilerine göre Haziran 2015'te Çin 170.000 ton ihracat gerçekleştirdi.baryumsülfat, geçen yılın aynı dönemine göre %1,7 oranında düşüş;Yılın ilk yarısında kümülatif ihracat hacmi geçen yılın aynı dönemine göre %6,8 düşüşle 1,12 milyon ton olurken;Aynı ihracat miktarı geçen yılın aynı dönemine göre sırasıyla yüzde 5,4 ve yüzde 9 azaldı.

3、 Baryum (Barit) Kaynaklarının Dağıtımı ve Üretimi

1. Baryum kaynaklarının dağıtımı

içeriğibaryumkabukta ise %0,05 ile 14. sırada yer alıyor.Doğadaki ana mineraller barittir (baryumsülfat BaSO4) ve witherit (baryumkarbonat BaCO3).Bunlar arasında barit, baryumun en yaygın mineralidir.baryumsülfattır ve kuvars barit damarları, florit barit damarları vb. gibi düşük sıcaklıktaki hidrotermal damarlarda oluşur. Toksisit diğer bir önemli maddedir.baryumBaritin yanı sıra doğada mineral içeren ve ana bileşenibaryumkarbonat.

Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırması'nın 2015 yılı verilerine göre dünya barit kaynağı yaklaşık 2 milyar ton olup, bunun 740 milyon tonu kanıtlanmıştır.Dünya barit rezervleri 350 milyon tondur.Çin barit kaynaklarının en bol olduğu ülkedir.Zengin barit kaynaklarına sahip diğer ülkeler arasında Kazakistan, Türkiye, Hindistan, Tayland, ABD ve Meksika yer alıyor.Dünyadaki ünlü barit kaynakları arasında Birleşik Krallık'ta Westman Land, Romanya'da Felsbonne, Almanya'da Saksonya, Guizhou'da Tianzhu, Gansu'da Heifenggou, Hunan'da Gongxi, Hubei'de Liulin, Guangxi'de Xiangzhou ve Shaanxi'de Shuiping bulunmaktadır.

Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırması'nın 2015 yılı verilerine göre, dünya barit üretimi 2013 yılında 9,23 milyon ton iken, 2014 yılında 9,26 milyon tona yükselmiştir. 2014 yılında en büyük barit üreticisi ise 4,1 milyon tonla Çin olmuştur. , küresel toplam üretimin yaklaşık %44,3'ünü oluşturuyor.Hindistan, Fas ve Amerika Birleşik Devletleri 1,6 milyon ton, 1 milyon ton ve 720.000 ton üretimle sırasıyla ikinci, üçüncü ve dördüncü sırada yer alıyor.

2. DağıtımıBaryumÇin'deki kaynaklar

Çin zengindirbaryumtahmini toplam rezervi 1 milyar tonun üzerinde olan cevher kaynakları.Ayrıca, baryum cevherinin kalitesi nispeten yüksektir ve rezervleri ve üretimi şu anda dünyada birinci sırada yer almaktadır.En genelbaryumDoğada bulunan mineral barittir.Dünya barit rezervi 350 milyon ton, Çin'deki barit rezervi ise 100 milyon ton olup, toplam küresel rezervin yaklaşık %29'unu oluşturarak dünyada birinci sırada yer almaktadır.

“Çin Barit Madenlerinin Ana Mineral Yoğunlaşma Alanlarının ve Kaynak Potansiyelinin Keşfi” (Kimyasal Mineral Jeolojisi, 2010) verilerine göre Çin, rezervleri ve üretim sıralamasıyla ülke çapında 24 ilde (bölgede) dağıtılan barit kaynakları açısından zengindir. dünyada bir ilk.Çin'de kanıtlanmış rezervlere sahip 195 maden alanı bulunmaktadır ve toplam onaylanmış kaynak rezervi 390 milyon ton cevherdir.Baritin il (bölgesel) dağılımına bakıldığında, Guizhou Eyaleti en fazla barit madenine sahiptir ve ülkenin toplam rezervlerinin %34'ünü oluşturur;Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi ve diğer iller (bölgeler) ikinci sırada yer alıyor.Yukarıdaki beş il ulusal rezervlerin %80'ini oluşturmaktadır.Mevduat türü esas olarak tortul olup, toplam rezervlerin %60'ını oluşturur.Ayrıca tabaka kontrollü (endogenetik), volkanik sedimanter, hidrotermal ve ayrışmış (artık eğim) türleri de bulunmaktadır.Cevherleşme dönemi esas olarak Paleozoyik çağdaydı ve barit yatakları da Siniyen ve Mesozoyik Senozoyik dönemlerinde oluşmuştu.

Çin'deki Barit Maden Kaynaklarının Özellikleri

Niceliksel açıdan bakıldığında, Çin'deki barit mineralleri çoğunlukla orta bölgede dağılmaktadır;Tenör açısından zengin minerallerin neredeyse tamamı Guizhou ve Guangxi'de yoğunlaşmıştır;Cevher yatağı ölçeği açısından bakıldığında, Çin'in barit yatakları çoğunlukla büyük ve orta büyüklüktedir.Yalnızca Guizhou Tianzhu Dahe Bian ve Hunan Xinhuang Gongxi'deki iki maden alanı, bu bölgelerdeki rezervlerin yarısından fazlasını oluşturuyor.Çoğunlukla tek bir barit türü ana cevher türüdür ve mineral bileşimi ve kimyasal bileşim oranı, Hunan Xinhuang Gongxi barit madeni gibi nispeten basit ve saftır.Buna ek olarak, kapsamlı bir şekilde kullanılabilecek büyük miktarda co ve ilgili mineral rezervleri de bulunmaktadır.

4、 Baryumun üretim süreci

1. Hazırlanmasıbaryum

Endüstride metalik baryum üretimi iki adımdan oluşur: baryum oksit üretimi ve metal termal indirgeme (alüminotermik indirgeme) yoluyla metalik baryum üretimi.

(1) Hazırlanmasıbaryumoksit

Yüksek kaliteli barit cevheri öncelikle manuel seçim ve flotasyon gerektirir, ardından %96'dan fazlasını içeren bir konsantre elde etmek için demir ve silikonun çıkarılması gerekir.baryumsülfat.Parçacık büyüklüğü 20 gözenekten küçük olan mineral tozunu ve kömür veya petrol kok tozunu 4:1 ağırlık oranında karıştırın ve yankılanmalı bir fırında 1100 ° C'de kalsini karıştırın.Baryumsülfat, bir baryum sülfür çözeltisi elde etmek için sıcak suyla süzülerek baryum sülfüre (yaygın olarak "kara kül" olarak bilinir) indirgenir.Baryum sülfürü baryum karbonat çökelmesine dönüştürmek için, baryum sülfit sulu çözeltisine sodyum karbonat eklemek veya karbondioksit eklemek gerekir.Baryum oksit elde etmek için baryum karbonatı karbon tozu ve kalsinle 800 ° C'nin üzerinde karıştırın.Baryum oksidin 500-700 ° C'de baryum peroksit oluşturmak üzere oksitlendiği ve baryum peroksitin oluşturmak üzere ayrışabileceği belirtilmelidir.baryum700-800 ° C'de oksit.Bu nedenle baryum peroksit üretimini önlemek için kalsine edilmiş ürünlerin inert gaz koruması altında soğutulması veya söndürülmesi gerekir.

(2) Üretimbaryum metalialüminotermik indirgeme yöntemiyle

Alüminyumun indirgenmesi için iki reaksiyon vardır.baryumfarklı bileşenlerden dolayı oksit:

6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑

Veya: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑

1000 ila 1200 °C arasındaki sıcaklıklarda bu iki reaksiyon çok az sonuç verir.baryumBu nedenle sürekli olarak transfer için bir vakum pompası kullanmak gereklidir.baryumReaksiyonun sürekli olarak sağa doğru ilerlemesi için reaksiyon bölgesinden yoğunlaşma bölgesine buhar.Reaksiyon sonrası kalıntı toksiktir ve ancak işlemden sonra atılabilir.

2. Ortak baryum bileşiklerinin hazırlanması

(1) Hazırlama yöntemibaryumkarbonat

① Karbonizasyon yöntemi

Karbonizasyon yöntemi temel olarak barit ve kömürün belirli bir oranda karıştırılmasını, döner fırında ezilmesini ve baryum sülfür eriyiği elde etmek için 1100-1200 ⁰'de kavrulup indirgenmesini içerir.Karbondioksit vücuda verilirbaryumKarbonizasyon için sülfür çözeltisi ve elde edilenbaryumkarbonat bulamacı kükürt giderme yıkamasına ve vakumlu filtrelemeye tabi tutulur.Daha sonra kurutulur ve 300 °C'de ezilerek nihai baryum karbonat ürünü elde edilir.Bu yöntem, basit süreci ve düşük maliyeti nedeniyle çoğu üretici tarafından benimsenmektedir.

② Karmaşık ayrıştırma yöntemi

Nihai ürünübaryumkarbonat, baryum sülfit ile amonyum karbonat arasındaki ikili ayrışma reaksiyonu veya baryum klorür ile potasyum karbonat arasındaki reaksiyonla elde edilebilir.Ortaya çıkan ürün daha sonra yıkanır, filtrelenir, kurutulur vb.

③ Toksik Ağır Petrokimya Kanunu

Zehirli ağır cevher tozu, çözünür madde üretmek üzere amonyum tuzu ile reaksiyona sokulur.baryumtuz ve amonyum karbonat kullanım için geri dönüştürülür.ÇözünürbaryumRafine edilmiş baryum karbonatın çökeltilmesi için amonyum karbonata tuz eklenir; bu, nihai bir ürün elde etmek üzere filtrelenir ve kurutulur.Ayrıca elde edilen ana likör geri dönüştürülerek yeniden kullanılabilir.

(2) Hazırlama yöntemibaryumtitanat

① Katı faz yöntemi

Baryumtitanat kalsine edilerek hazırlanabilirbaryumbaşka herhangi bir malzemeyle katkılanabilen karbonat ve titanyum dioksit.

② Birlikte çökeltme yöntemi

Çözünbaryumeşit maddelerden oluşan bir karışım içinde klorür ve titanyum tetraklorür, 70 ° C'ye ısıtılır ve ardından hidratlı bir çökelti elde etmek için oksalik asit damlatılır.baryumtitanat [BaTiO (C2O4) 2-4H2O].Baryum titanat elde etmek için yıkayın, kurutun ve ardından piroliz yapın.

(3) Hazırlama yöntemibaryumklorür

Üretim sürecibaryumklorür esas olarak hidroklorik asit yöntemini içerir,baryumfarklı yöntemlere veya hammaddelere göre karbonat yöntemi, kalsiyum klorür yöntemi ve magnezyum klorür yöntemi.

① Hidroklorik asit yöntemi.

②Baryumkarbonat yöntemi.Hammadde olarak solmuş taştan (baryum karbonat) yapılmıştır.

③ Kalsiyum klorür yöntemi.Barit ve kalsiyum klorür karışımının karbonla indirgenmesi.

Ayrıca magnezyum klorür yöntemi de vardır.Tedavi edilerek hazırlanırbaryummagnezyum klorür ile sülfür.