1、 Osnovni uvod
Kinesko ime:Barijum, engleski naziv:Barijum, simbol elementaBa, atomski broj 56 u periodnom sistemu, je element zemnoalkalnog metala IIA grupe sa gustinom od 3,51 g/kubni centimetar, tačkom topljenja od 727 ° C (1000 K, 1341 ° F) i tačkom ključanja od 1870 ° C (2143 K, 3398 ° F).Barijum je zemnoalkalni metal srebrno-belog sjaja, žutozelene boje plamena, mekan i duktilan.Barijumima veoma aktivna hemijska svojstva i može reagovati sa većinom nemetala.Barijumnikada nije pronađena kao pojedinačna supstanca u prirodi.Barijumsoli su toksične osim zabarijumsulfat.Osim toga,metalni barijumima jaku reducibilnost i može reducirati većinu metalnih oksida, halogenida i sulfida kako bi se dobili odgovarajući metali.Sadržaj odbarijumu kori je 0,05%, a najčešći minerali u prirodi su barit (barijumsulfat) i viterita (barijumkarbonat).Barijum se široko koristi u oblastima kao što su elektronika, keramika, medicina i nafta.
2、 OtkrićeBarijumi razvojni status KineBarijumIndustrija
1.Kratka istorija otkrićabarijum
Sulfidi zemnoalkalnih metala pokazuju fosforescenciju, što znači da nastavljaju da emituju svetlost u mraku neko vreme nakon što su bili izloženi svetlosti.Upravo zbog ove karakteristikebarijumjedinjenja su počela da dobijaju pažnju.
Godine 1602, V. Casiorolus, obućar u Bolonji, u Italiji, otkrio je da barit koji sadržibarijumsulfat emituje svjetlost u mraku nakon prženja sa zapaljivim tvarima.Ovaj fenomen je izazvao interesovanje evropskih hemičara.Švedski hemičar CW Scheele je 1774. godine otkrio novi element u baritu, ali ga nije mogao izdvojiti, već samo oksid tog elementa.Godine 1776. Johan Gottlieb Gahn je izolovao ovaj oksid u sličnoj studiji.Barytu je u početku Guyton de Morveau nazvao barote, a kasnije je Antoine Lavoisier preimenovao u baryta (teška zemlja).Godine 1808, britanski hemičar Humphry Davy koristio je živu kao katodu, platinu kao anodu i elektrolizirani barit (BaSO4) za proizvodnjubarijumamalgam.Nakon destilacije za uklanjanje žive, dobijen je metal niske čistoće i imenovanbarijum.
Industrijske primjene također imaju istoriju od preko stotinu godina
Već sredinom 19. stoljeća ljudi su počeli koristiti barit (važan mineral za proizvodnjubarijumibarijumspojevi) kao punilo za boje.Od ovog stoljeća, barit je postao glavna sirovina za proizvodnju raznihbarijumkoji sadrže hemijske proizvode.Zbog svog značajnog udjela, stabilnih kemijskih svojstava i nerastvorljivosti u vodi i kiselinama, barit se još 1920-ih godina koristio kao ponderirano sredstvo za isplaku za bušenje nafte i plina.Barijumsulfat se koristi u proizvodnji bijelih pigmenata i može se koristiti kao punilo i boja za gumu.
2. Situacija u Kinibarijumindustrija
Čestobarijumsoli uključujubarijumsulfat,barijumnitrat, barijum hlorid,barijumkarbonat,barijumcijanid, itd.Barijumproizvodi od soli se uglavnom koriste u elektronskoj industriji kao aditivi za slikovne cijevi u boji i magnetne materijale.
Trenutno je Kina postala najveći svjetski proizvođačbarijumsoli.Globalni godišnji proizvodni kapacitet odbarijumkarbonata je oko 900000 tona, sa proizvodnjom od oko 700000 tona, dok je kineski godišnji proizvodni kapacitet oko 700000 tona, sa godišnjom proizvodnjom od oko 500000 tona, što čini preko 70% globalnogbarijumkapacitet proizvodnje i izlaz karbonata.Kineskibarijumkarbonatni proizvodi se već dugo izvoze u velikim količinama, a Kina je postala najveći svjetski izvoznikbarijumkarbonat.
Problemi sa kojima se suočava razvojBarijumIndustrija soli u Kini
Iako je Kina najveći svjetski proizvođač i izvoznikbarijumkarbonata, nije jak proizvođač barijum karbonata.Prvo, postoji nekoliko velikihbarijumpreduzeća za proizvodnju karbonata u Kini, a vrlo je malo preduzeća koja su postigla proizvodnju velikih razmera;Drugo, kineskibarijumkarbonatni proizvodi imaju jedinstvenu strukturu i nedostaju proizvodi visoke tehnologije.Iako neke tvornice trenutno istražuju i proizvode visoke čistoćebarijumkarbonat, njegova stabilnost je slaba.Za proizvode visoke čistoće, Kina takođe treba da uvozi iz kompanija kao što su Nemačka, Italija i Japan.Osim toga, posljednjih godina neke zemlje su postale novi izvoznicibarijumkarbonata, kao što su Rusija, Brazil, Južna Koreja i Meksiko, što dovodi do prekomjerne ponude na međunarodnom tržištubarijumtržište karbonata, koje je imalo ogroman uticaj na kineskobarijumkarbonatna industrija.Proizvođači su spremni da smanje cijene kako bi preživjeli.Istovremeno, kineska izvozna preduzeća također se suočavaju sa antidampinškim istragama iz inostranstva.Uz kontinuirano poboljšanje zahtjeva zaštite životne sredine, nekebarijumpreduzeća za proizvodnju soli u Kini takođe se suočavaju sa problemima zaštite životne sredine.Kako bi se promovirao razvoj Kinebarijumindustrija soli,barijumPoduzeća za proizvodnju soli u Kini treba da uzmu zaštitu okoliša i sigurnost kao temelj, kontinuirano istražuju i uvode napredne tehnologije, te razvijaju nove proizvode koji zadovoljavaju zahtjeve vremena i imaju visok tehnološki sadržaj.
Podaci o proizvodnji i izvozu barita u Kini
Prema podacima Geološkog zavoda Sjedinjenih Država, proizvodnja barita u Kini iznosila je približno 41 milion tona u 2014. Prema kineskoj carinskoj statistici, od januara do decembra 2014. Kina je izvezla 92588597 kilogramabarijumsulfata, što je povećanje od 0,18% u odnosu na isti period prošle godine.Kumulativna vrijednost izvoza iznosila je 65496598 američkih dolara, što je povećanje od 20,99% u odnosu na isti period prošle godine.Jedinična izvozna cijena iznosila je 0,71 američki dolar po kilogramu, što je povećanje od 0,12 američkih dolara po kilogramu u odnosu na isti period prošle godine.Među njima, Kina je u decembru 2014. izvezla 8768648 kilogramabarijumsulfata, što je povećanje od 8,19% u odnosu na isti period prošle godine.Izvoz je iznosio 8385141 američkih dolara, što je povećanje od 5,1% u odnosu na isti period prošle godine.
Prema podacima kineske carine, Kina je u junu 2015. izvezla 170.000 tonabarijumsulfat, smanjenje od 1,7% u odnosu na isti period prošle godine;U prvoj polovini godine, kumulativni obim izvoza iznosio je 1,12 miliona tona, što je smanjenje od 6,8% u odnosu na isti period prošle godine;Isti iznos izvoza manji je za 5,4%, odnosno 9% u odnosu na isti period prošle godine.
3、 Distribucija i proizvodnja resursa barija (barita).
1. Distribucija resursa barijuma
Sadržaj odbarijumu kori je 0,05%, zauzima 14. mjesto.Glavni minerali u prirodi su barit (barijumsulfat BaSO4) i viterita (barijumkarbonat BaCO3).Među njima, barit je najčešći mineral barijuma koji se sastoji odbarijumsulfata i javlja se u niskotemperaturnim hidrotermalnim venama, kao što su vene kvarcnog barita, vene fluorita, itd. Toksicit je još jedan glavnibarijumsadrži mineral u prirodi, pored barita, a njegova glavna komponenta jebarijumkarbonat.
Prema podacima Geološkog zavoda Sjedinjenih Država iz 2015. godine, globalni resursi barita iznose oko 2 milijarde tona, od čega je dokazano 740 miliona tona.Svjetske rezerve barita su 350 miliona tona.Kina je zemlja sa najzastupljenijim resursima barita.Ostale zemlje s bogatim resursima barita uključuju Kazahstan, Tursku, Indiju, Tajland, Sjedinjene Države i Meksiko.Poznati izvori barita u svijetu su Westman Land u Velikoj Britaniji, Felsbonne u Rumuniji, Saksonija u Njemačkoj, Tianzhu u Guizhouu, Heifenggou u Gansuu, Gongxi u Hunanu, Liulin u Hubeiju, Xiangzhou u Guangxi i Shuiping u Shaanxi.
Prema podacima Geološkog zavoda Sjedinjenih Država iz 2015. godine, globalna proizvodnja barita iznosila je 9,23 miliona tona u 2013. i porasla je na 9,26 miliona tona u 2014. Kina je 2014. godine bila najveći proizvođač barita, sa proizvodnjom od 4,1 milion tona. , što čini oko 44,3% ukupne globalne proizvodnje.Indija, Maroko i Sjedinjene Države su na drugom, trećem i četvrtom mjestu sa proizvodnjom od 1,6 miliona tona, 1 milion tona i 720 000 tona.
2. DistribucijaBarijumResursi u Kini
Kina je bogatabarijumrudnih resursa, sa predviđenim ukupnim rezervama od preko 1 milijarde tona.Štaviše, kvalitet rude barijuma je relativno visok, a njene rezerve i proizvodnja su trenutno na prvom mestu u svetu.Najčešćibarijumkoji sadrži mineral u prirodi je barit.Globalne rezerve barita su 350 miliona tona, dok rezerve barita u Kini iznose 100 miliona tona, što čini oko 29% ukupnih globalnih rezervi i zauzima prvo mesto u svetu.
Prema podacima u “Istraživanju glavnih područja koncentracije minerala i potencijala resursa kineskih rudnika barita” (Chemical Mineral Geology, 2010), Kina je bogata resursima barita, raspoređenih u 24 provincije (regije) širom zemlje, sa rezervama i rangiranjem proizvodnje. prvi na svijetu.U Kini postoji 195 rudarskih područja sa dokazanim rezervama, sa ukupno potvrđenim rezervama od 390 miliona tona rude.Od provincijske (regionalne) distribucije barita, provincija Guizhou ima najviše rudnika barita, koji čine 34% ukupnih rezervi zemlje;Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi i druge provincije (regije) zauzimaju drugo mjesto.Gore navedenih pet provincija čini 80% nacionalnih rezervi.Tip ležišta je uglavnom sedimentni i čini 60% ukupnih rezervi.Osim toga, postoje i slojevi kontrolirani (endogenetski), vulkanski sedimentni, hidrotermalni i vremenski istrošeni (rezidualni nagibi).Period mineralizacije je uglavnom bio u paleozojskoj eri, a naslage barita su se formirale i u periodu sinijanskog i mezozojskog kenozoika.
Karakteristike mineralnih resursa barita u Kini
Iz kvantitativne perspektive, minerali barita u Kini su uglavnom raspoređeni u centralnom regionu;U pogledu kvaliteta, gotovo svi bogati minerali uglavnom su koncentrisani u Guizhou i Guangxi;Iz perspektive rudnih ležišta, kineska ležišta barita su uglavnom velika i srednja.Samo dva rudarska područja Guizhou Tianzhu Dahe Bian i Hunan Xinhuang Gongxi čine više od polovine rezervi u ovim područjima.Često je jedna vrsta barita glavna vrsta rude, a mineralni sastav i odnos hemijskog sastava su relativno jednostavni i čisti, kao što je rudnik barita Hunan Xinhuang Gongxi.Osim toga, postoje i velike rezerve ko i pripadajućih minerala koji se mogu sveobuhvatno iskoristiti.
4、 Proces proizvodnje barijuma
1. Priprema odbarijum
Proizvodnja metalnog barijuma u industriji uključuje dva koraka: proizvodnju barijum oksida i proizvodnju metalnog barijuma termičkom redukcijom metala (aluminotermna redukcija).
(1) Priprema odbarijumoksid
Visokokvalitetna ruda barita prvo zahtijeva ručnu selekciju i flotaciju, nakon čega slijedi uklanjanje željeza i silicija kako bi se dobio koncentrat koji sadrži više od 96%barijumsulfat.Pomiješajte mineralni prah s veličinom čestica manje od 20 mesh i prah uglja ili petrolej koksa u težinskom omjeru od 4:1 i kalcinirajte na 1100 ℃ u peći za odjek.Barijumsulfat se reducira u barijum sulfid (poznatiji kao “crni pepeo”), koji se ispire toplom vodom da bi se dobio rastvor barijum sulfida.Da bi se barij sulfid pretvorio u taloženje barij karbonata, potrebno je dodati natrijum karbonat ili uvesti ugljični dioksid u vodenu otopinu barij sulfida.Pomiješajte barij karbonat sa ugljičnim prahom i kalcinirajte na temperaturi iznad 800 ℃ da biste dobili barij oksid.Treba napomenuti da barijev oksid oksidira u barijev peroksid na 500-700 ℃, a barijev peroksid se može razgraditi i formiratibarijumoksid na 700-800 ℃.Stoga, kako bi se izbjeglo stvaranje barij peroksida, kalcinirani proizvodi moraju biti ohlađeni ili ugašeni pod zaštitom inertnog plina.
(2) Proizvodnja odmetalni barijummetodom aluminotermne redukcije
Postoje dvije reakcije za redukciju aluminijabarijumoksid zbog različitih sastojaka:
6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑
Ili: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑
Na temperaturama u rasponu od 1000 do 1200 ℃, ove dvije reakcije proizvode vrlo malobarijum, pa je za kontinuirani prijenos potrebno koristiti vakuum pumpubarijumpare iz reakcione zone u zonu kondenzacije kako bi se reakcija odvijala kontinuirano udesno.Ostatak nakon reakcije je toksičan i može se odbaciti tek nakon tretmana.
2. Priprema uobičajenih jedinjenja barija
(1) Način pripremebarijumkarbonat
① Metoda karbonizacije
Metoda karbonizacije uglavnom uključuje miješanje barita i uglja u određenom omjeru, njihovo drobljenje u rotirajuću peć, te njihovo prženje i redukciju na 1100-1200 ℃ kako bi se dobila talina barij sulfida.Ugljični dioksid se unosi ubarijumrastvor sulfida za karbonizaciju, i dobijenibarijumkarbonatna suspenzija se podvrgava pranju odsumporavanjem i vakuum filtraciji.Zatim se suši i drobi na 300 ℃ da bi se dobio gotov proizvod barijum karbonata.Ovu metodu usvaja većina proizvođača zbog jednostavnog procesa i niske cijene.
② Kompleksna metoda razlaganja
Konačni proizvod odbarijumkarbonat se može dobiti reakcijom dvostruke razgradnje između barij sulfida i amonijevog karbonata, ili reakcijom između barij klorida i kalijevog karbonata.Dobijeni proizvod se zatim opere, filtrira, osuši itd.
③ Zakon o toksičnim teškim petrohemijama
Toksičan teški rudni prah reagira s amonijum soli da bi se stvorio rastvorljivbarijumsoli, a amonijum karbonat se reciklira za upotrebu.Rastvorljivobarijumsol se dodaje amonijum karbonatu da se istaloži rafinisani barijum karbonat, koji se filtrira i suši da bi se dobio gotov proizvod.Osim toga, dobijena matična tečnost može se reciklirati i ponovo koristiti.
(2) Način pripremebarijumtitanirati
① Metoda čvrste faze
Barijumtitanat se može pripremiti kalcinacijombarijumkarbonat i titan dioksid, koji se može dopirati bilo kojim drugim materijalom.
② Metoda koprecipitacije
Rastvori sebarijumhlorid i titan tetrahlorid u mješavini jednakih supstanci, zagrijati na 70°C, a zatim ispustiti oksalnu kiselinu da se dobije talog hidratiziranogbarijumtitanat [BaTiO (C2O4) 2-4H2O].Operite, osušite, a zatim pirolizujte da se dobije barijum titanat.
(3) Način pripremebarijumhlorid
Proces proizvodnjebarijumhlorid uglavnom uključuje metodu klorovodične kiseline,barijumkarbonatna metoda, metoda kalcijum hlorida i metoda magnezijum hlorida prema različitim metodama ili sirovinama.
① Metoda hlorovodonične kiseline.
②Barijumkarbonatna metoda.Izrađen od osušenog kamena (barijev karbonat) kao sirovina.
③ Metoda kalcijum hlorida.Redukcija mješavine barita i kalcijum hlorida ugljikom.
Osim toga, postoji metoda magnezijum hlorida.Pripremljen tretmanombarijumsulfid sa magnezijum hloridom.
Vrijeme objave: 01.11.2023