1、 Grunnleggende introduksjon
Kinesisk navn:Barium, Engelsk navn:Barium, elementsymbolBa, atomnummer 56 i det periodiske systemet, er et jordalkalimetallelement fra IIA-gruppen med en tetthet på 3,51 g/kubikkcentimeter, et smeltepunkt på 727 ° C (1000 K, 1341 ° F), og et kokepunkt på 1870 ° C (2143 K, 3398°F).Barium er et jordalkalimetall med en sølvhvit glans, med en flammefarge av gulgrønn, myk og duktil.Bariumhar svært aktive kjemiske egenskaper og kan reagere med de fleste ikke-metaller.Bariumhar aldri blitt funnet som et enkelt stoff i naturen.Bariumsalter er giftige bortsett frabariumsulfat.I tillegg,metallisk bariumhar en sterk reduserbarhet og kan redusere de fleste metalloksider, halogenider og sulfider for å oppnå tilsvarende metaller.Innholdet ibariumi skorpen er 0,05 %, og de vanligste mineralene i naturen er baritt (bariumsulfat) og witheritt (bariumkarbonat).Barium er mye brukt i felt som elektronikk, keramikk, medisin og petroleum.
2、 Oppdagelsen avBariumog utviklingsstatusen til KinaBariumIndustri
1.En kort historie om oppdagelsen avbarium
Jordalkaliske metallsulfider viser fosforescens, noe som betyr at de fortsetter å avgi lys i mørket i en periode etter å ha blitt utsatt for lys.Det er nettopp på grunn av denne egenskapenbariumforbindelser har begynt å få oppmerksomhet.
I 1602 oppdaget V. Casiorolus, en skomaker i Bologna, Italia, at en barytt som inneholdtbariumsulfat sendte ut lys i mørket etter å ha stekt det med brennbare stoffer.Dette fenomenet vekket interesse hos europeiske kjemikere.I 1774 oppdaget den svenske kjemikeren CW Scheele et nytt grunnstoff i baritt, men han klarte ikke å separere det, bare oksidet til det elementet.I 1776 isolerte Johan Gottlieb Gahn dette oksydet i en lignende studie.Baryta ble opprinnelig referert til som barote av Guyton de Morveau, og senere omdøpt til baryta (tung jord) av Antoine Lavoisier.I 1808 brukte den britiske kjemikeren Humphry Davy kvikksølv som katode, platina som anode og elektrolysert baritt (BaSO4) for å produserebariumamalgam.Etter destillasjon for å fjerne kvikksølv, ble et metall med lav renhet oppnådd og navngittbarium.
Industrielle applikasjoner har også en historie på over hundre år
Så tidlig som på midten av 1800-tallet begynte folk å bruke baritt (et viktig mineral for å produserebariumogbariumforbindelser) som fyllstoff for maling.Siden dette århundret har baritt blitt hovedråstoffet for produksjon av ulikebariumsom inneholder kjemiske produkter.På grunn av sin betydelige andel, stabile kjemiske egenskaper og uløselig i vann og syrer, har baritt blitt brukt som vektmiddel for olje- og gassboreslam allerede på 1920-tallet.Bariumsulfat brukes i produksjon av hvite pigmenter og kan brukes som fyllstoff og fargestoff for gummi.
2. Situasjonen i Kinabariumindustri
Fellesbariumsalter inkludererbariumsulfat,bariumnitrat, bariumklorid,bariumkarbonat,bariumcyanid, etc.Bariumsaltprodukter brukes hovedsakelig i elektronisk industri som tilsetningsstoffer til fargebilderør og magnetiske materialer.
I dag har Kina blitt verdens største produsent avbariumsalter.Den globale årlige produksjonskapasiteten påbariumkarbonat er omtrent 900 000 tonn, med en produksjon på rundt 700 000 tonn, mens Kinas årlige produksjonskapasitet er omtrent 700 000 tonn, med en årlig produksjon på rundt 500 000 tonn, som utgjør over 70 % av den globalebariumkarbonatproduksjonskapasitet og produksjon.Kinasbariumkarbonatprodukter har blitt eksportert i store mengder i lang tid, og Kina har blitt verdens største eksportør avbariumkarbonat.
Problemene som utviklingen avBariumSaltindustrien i Kina
Selv om Kina er verdens største produsent og eksportør avbariumkarbonat, er det ikke en sterk produsent av bariumkarbonat.For det første er det få storskalabariumkarbonatproduksjonsbedrifter i Kina, og det er svært få bedrifter som har oppnådd storskalaproduksjon;For det andre, Kinasbariumkarbonatprodukter har en enkelt struktur og mangler høyteknologiske produkter.Selv om noen fabrikker for tiden forsker og produserer høy renhetbariumkarbonat, er stabiliteten dårlig.For produkter med høy renhet må Kina også importere fra selskaper som Tyskland, Italia og Japan.I tillegg har noen land de siste årene blitt nye eksportører avbariumkarbonat, som Russland, Brasil, Sør-Korea og Mexico, noe som fører til overforsyning i det internasjonalebariumkarbonatmarkedet, som har hatt stor innvirkning på Kinasbariumkarbonatindustrien.Produsenter er villige til å redusere prisene for å overleve.Samtidig står kinesiske eksportbedrifter også overfor antidumpingundersøkelser fra utlandet.Med kontinuerlig forbedring av miljøvernkrav, noenbariumsaltproduksjonsbedrifter i Kina står også overfor miljøvernproblemer.For å fremme utviklingen av Kinasbariumsaltindustrien,bariumsaltproduksjonsbedrifter i Kina bør ta miljøvern og sikkerhet som grunnlag, kontinuerlig forske og introdusere avanserte teknologier og utvikle nye produkter som oppfyller tidens krav og har høyt teknologisk innhold.
Produksjons- og eksportdata for baritt i Kina
I følge data fra United States Geological Survey var produksjonen av baritt i Kina omtrent 41 millioner tonn i 2014. I følge kinesisk tollstatistikk eksporterte Kina fra januar til desember 2014 92588597 kilobariumsulfat, en økning på 0,18 % sammenlignet med samme periode i fjor.Den kumulative eksportverdien var 65496598 amerikanske dollar, en økning på 20,99% sammenlignet med samme periode i fjor.Eksportenhetsprisen var 0,71 amerikanske dollar per kilo, en økning på 0,12 dollar per kilo sammenlignet med samme periode i fjor.Blant dem, i desember 2014, eksporterte Kina 8768648 kilobariumsulfat, en økning på 8,19 % sammenlignet med samme periode i fjor.Eksportbeløpet var 8385141 amerikanske dollar, en økning på 5,1 % sammenlignet med samme periode i fjor.
I følge kinesiske tolldata eksporterte Kina i juni 2015 170 000 tonnbariumsulfat, en nedgang på 1,7 % sammenlignet med samme periode i fjor;I første halvår var det kumulative eksportvolumet 1,12 millioner tonn, en nedgang på 6,8 % sammenlignet med samme periode i fjor;Den samme eksportmengden gikk ned med henholdsvis 5,4 % og 9 % sammenlignet med samme periode i fjor.
3、 Distribusjon og produksjon av Barium (baritt) ressurser
1. Fordeling av bariumressurser
Innholdet ibariumi skorpen er 0,05%, rangering 14.De viktigste mineralene i naturen er baritt (bariumsulfat BaSO4) og witheritt (bariumkarbonat BaCO3).Blant dem er baritt det vanligste mineralet av barium, som er sammensatt avbariumsulfat og forekommer i lavtemperatur-hydrotermiske årer, slik som kvartsbaryttårer, fluorittbaryttårer, etc. Giftighet er en annen viktigbariuminneholder mineral i naturen, i tillegg til baritt, og dens hovedkomponent erbariumkarbonat.
I følge data fra United States Geological Survey i 2015 er den globale baryttressursen omtrent 2 milliarder tonn, hvorav 740 millioner tonn er bevist.De globale baryttreservene er 350 millioner tonn.Kina er landet med flest baryttressurser.Andre land med rike baryttressurser inkluderer Kasakhstan, Türkiye, India, Thailand, USA og Mexico.Kjente kilder til barytt i verden inkluderer Westman Land i Storbritannia, Felsbonne i Romania, Sachsen i Tyskland, Tianzhu i Guizhou, Heifenggou i Gansu, Gongxi i Hunan, Liulin i Hubei, Xiangzhou i Guangxi og Shuiping i Shaanxi.
I følge data fra United States Geological Survey i 2015 var den globale produksjonen av baritt 9,23 millioner tonn i 2013 og økte til 9,26 millioner tonn i 2014. I 2014 var Kina den største produsenten av baritt, med en produksjon på 4,1 millioner tonn , som står for omtrent 44,3 % av den globale totale produksjonen.India, Marokko og USA rangerer henholdsvis andre, tredje og fjerde, med produksjon på 1,6 millioner tonn, 1 million tonn og 720 000 tonn.
2. Distribusjon avBariumRessurser i Kina
Kina er rik påbariummalmressurser, med en anslått total reserve på over 1 milliard tonn.Dessuten er kvaliteten på bariummalm relativt høy, og dens reserver og produksjon er for tiden rangert først i verden.Den vanligstebariumsom inneholder mineral i naturen er baritt.Den globale reserven av barytt er 350 millioner tonn, mens reserven av baritt i Kina er 100 millioner tonn, og utgjør omtrent 29 % av den totale globale reserven og rangerer først i verden.
I følge dataene i "Utforskning av de viktigste mineralkonsentrasjonsområdene og ressurspotensialet til Kinas barittgruver" (Chemical Mineral Geology, 2010), er Kina rikt på baryttressurser, fordelt i 24 provinser (regioner) over hele landet, med reserver og produksjonsrangering først i verden.Det er 195 gruveområder med påviste reserver i Kina, med en total bekreftet ressursreserve på 390 millioner tonn malm.Fra den provinsielle (regionale) distribusjonen av barytt har Guizhou-provinsen flest baryttgruver, som står for 34 % av landets totale reserver;Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi og andre provinser (regioner) tar andreplassen.De ovennevnte fem provinsene står for 80% av de nasjonale reservene.Forekomsttypen er hovedsakelig sedimentær, og utgjør 60 % av de totale reservene.I tillegg er det også lagkontrollerte (endogenetiske), vulkanske sedimentære, hydrotermiske og forvitrede (restskråninger).Mineraliseringsperioden var hovedsakelig i paleozoikum, og baryttforekomster ble også dannet under den siniske og mesozoiske kenozoiske perioden.
Kjennetegn på barittmineralressurser i Kina
Fra et kvantitativt perspektiv er baryttmineraler i Kina hovedsakelig distribuert i den sentrale regionen;Når det gjelder karakter, er nesten alle rike mineraler hovedsakelig konsentrert i Guizhou og Guangxi;Fra perspektivet av malmforekomster er Kinas baryttforekomster hovedsakelig store og mellomstore.Bare de to gruveområdene Guizhou Tianzhu Dahe Bian og Hunan Xinhuang Gongxi står for mer enn halvparten av reservene i disse områdene.Ofte er en enkelt barytttype hovedmalmtypen, og mineralsammensetningen og kjemisk sammensetningsforhold er relativt enkle og rene, slik som Hunan Xinhuang Gongxi baryttgruven.I tillegg er det også store reserver av co og tilhørende mineraler som kan utnyttes omfattende.
4、 Produksjonsprosess av barium
1. Utarbeidelse avbarium
Produksjonen av metallisk barium i industrien omfatter to trinn: produksjon av bariumoksid og produksjon av metallisk barium gjennom termisk metallreduksjon (aluminiumtermisk reduksjon).
(1) Utarbeidelse avbariumoksid
Baryttmalm av høy kvalitet krever først manuelt valg og flotasjon, etterfulgt av fjerning av jern og silisium for å oppnå et konsentrat som inneholder mer enn 96 %bariumsulfat.Bland mineralpulver med en partikkelstørrelse mindre enn 20 mesh og kull- eller petroleumskokspulver i et vektforhold på 4:1, og kalsiner ved 1100 ℃ i en etterklangsovn.Bariumsulfat reduseres til bariumsulfid (ofte kjent som "svart aske"), som utvaskes med varmt vann for å oppnå en løsning av bariumsulfid.For å omdanne bariumsulfid til bariumkarbonatutfelling, er det nødvendig å tilsette natriumkarbonat eller innføre karbondioksid i den vandige bariumsulfidløsningen.Bland bariumkarbonat med karbonpulver og kalsin ved over 800 ℃ for å oppnå bariumoksid.Det skal bemerkes at bariumoksid oksiderer for å danne bariumperoksid ved 500-700 ℃, og bariumperoksid kan brytes ned til dannelsebariumoksid ved 700-800 ℃.Derfor, for å unngå å produsere bariumperoksid, må de kalsinerte produktene avkjøles eller bråkjøles under inertgassbeskyttelse.
(2) Produksjon avbariummetallved aluminotermisk reduksjonsmetode
Det er to reaksjoner for aluminiumreduksjon avbariumoksid på grunn av forskjellige ingredienser:
6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑
Eller: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑
Ved temperaturer fra 1000 til 1200 ℃ produserer disse to reaksjonene svært litebarium, så det er nødvendig å bruke en vakuumpumpe for kontinuerlig overføringbariumdamp fra reaksjonssonen til kondensasjonssonen for at reaksjonen skal fortsette kontinuerlig til høyre.Resten etter reaksjonen er giftig og kan bare kasseres etter behandling.
2. Fremstilling av vanlige bariumforbindelser
(1) Fremstillingsmetode forbariumkarbonat
① Karboniseringsmetode
Karboniseringsmetoden innebærer hovedsakelig å blande baritt og kull i en viss andel, knuse dem til en roterende ovn og steke og redusere dem ved 1100-1200 ℃ for å oppnå bariumsulfidsmelte.Karbondioksid blir introdusert ibariumsulfidløsning for karbonisering, og den oppnåddebariumKarbonatslurry utsettes for avsvovlingsvasking og vakuumfiltrering.Deretter tørkes den og knuses ved 300 ℃ for å oppnå det ferdige bariumkarbonatproduktet.Denne metoden brukes av de fleste produsenter på grunn av sin enkle prosess og lave kostnader.
② Kompleks nedbrytningsmetode
Sluttproduktet avbariumKarbonat kan oppnås ved den doble dekomponeringsreaksjonen mellom bariumsulfid og ammoniumkarbonat, eller ved reaksjonen mellom bariumklorid og kaliumkarbonat.Det resulterende produktet vaskes, filtreres, tørkes, etc.
③ Toksisk tung petrokjemisk lov
Det giftige tunge malmpulveret omsettes med ammoniumsalt for å generere løseligbariumsalt og ammoniumkarbonat resirkuleres for bruk.Det løseligebariumsalt tilsettes ammoniumkarbonat for å felle ut raffinert bariumkarbonat, som filtreres og tørkes for å produsere et ferdig produkt.I tillegg kan den oppnådde moderluten resirkuleres og gjenbrukes.
(2) Fremstillingsmetode forbariumtitanat
① Solid-fase metode
Bariumtitanat kan fremstilles ved kalsineringbariumkarbonat og titandioksid, som kan dopes med hvilket som helst annet materiale.
② Samutfellingsmetode
Løse oppbariumklorid og titantetraklorid i en blanding av like stoffer, varm opp til 70 ° C, og slipp deretter oksalsyre for å oppnå et bunnfall av hydrertbariumtitanat [BaTiO (C2O4) 2-4H2O].Vask, tørk og pyrolyse for å oppnå bariumtitanat.
(3) Fremstillingsmetode forbariumklorid
Produksjonsprosessen avbariumklorid inkluderer hovedsakelig saltsyremetoden,bariumkarbonatmetoden, kalsiumkloridmetoden og magnesiumkloridmetoden i henhold til forskjellige metoder eller råvarer.
① Saltsyremetoden.
②Bariumkarbonatmetoden.Laget av vissen stein (bariumkarbonat) som råmateriale.
③ Kalsiumkloridmetoden.Redusere en blanding av barytt og kalsiumklorid med karbon.
I tillegg kommer magnesiumkloridmetoden.Forberedt ved å behandlebariumsulfid med magnesiumklorid.
Innleggstid: Nov-01-2023