Bario metal (1)

1 、 Introdución básica

Nome chinés:Bario, Nome inglés:Bario, símbolo do elementoBa, o número atómico 56 na táboa periódica, é un elemento de metal de terra alcalina IIA cunha densidade de 3,51 g/centímetro cúbico, un punto de fusión de 727 ° C (1000 K, 1341 ° F) e un punto de ebulición de 1870 ° C (2143 K, 3398 ° F). O bario é un metal de terra alcalina cun brillo branco de prata, cunha cor de chama de verde amarelo, suave e dúctil.Barioten propiedades químicas moi activas e pode reaccionar coa maioría dos non metais.Barionunca se atopou como unha única sustancia na natureza.Barioas sales son tóxicas agás porBariosulfato. Ademais,Bario metálicoten unha forte reducibilidade e pode reducir a maioría dos óxidos metálicos, haluros e sulfuros para obter metais correspondentes. O contido deBariona codia é do 0,05%, e os minerais máis comúns na natureza son barite (Bariosulfato) e Witherite (Bariocarbonato). O bario é amplamente utilizado en campos como electrónica, cerámica, medicina e petróleo.

2 、 O descubrimento deBarioe o estado de desenvolvemento da ChinaBarioIndustria

1. Unha breve historia do descubrimento deBario

Os sulfuros metálicos de terra alcalina presentan fosforescencia, o que significa que seguen emitindo luz na escuridade durante un período de tempo despois de estar expostos á luz. É precisamente por esta característica queBarioOs compostos comezaron a recibir atención.

En 1602, V. Casiorolus, un zapateiro en Bolonia, Italia, descubriu que un barito que contiñaBarioO sulfato emitiu luz na escuridade despois de asar con substancias combustibles. Este fenómeno espertou o interese dos químicos europeos. En 1774, o químico sueco CW Scheele descubriu un novo elemento en Barite, pero non foi capaz de separalo, só o óxido dese elemento. En 1776, Johan Gottlieb Gahn illou este óxido nun estudo similar. Baryta foi inicialmente denominada Barote por Guyton de Morveau, e despois renomeou a Baryta (Terra Heavy) por Antoine Lavoisier. En 1808, o químico británico Humphry Davy usou o mercurio como cátodo, o platino como o ánodo e o barito electrolizado (BASO4) para producirBarioamalgama. Despois da destilación para eliminar o mercurio, obtívose e nomeouse un metal con baixa purezaBario.

As aplicacións industriais tamén teñen unha historia de máis de cen anos

A partir de mediados do século XIX, a xente comezou a usar Barite (un importante mineral para producirBarioeBariocompostos) como recheo para pinturas. Desde este século, Barite converteuse na principal materia prima para fabricar variosBarioque contén produtos químicos. Debido á súa proporción significativa, propiedades químicas estables e insolubles en auga e ácidos, o barito foi usado como axente de ponderación para o barro de perforación de petróleo e gas a partir dos anos vinte.BarioO sulfato úsase na produción de pigmentos brancos e pódese usar como recheo e colorante para o caucho.

2. Situación da ChinaBarioindustria

ComúnBarioAs sales inclúenBariosulfato,Barionitrato, cloruro de bario,Bariocarbonato,Bariocianuro, etc.BarioOs produtos de sal úsanse principalmente na industria electrónica como aditivos para tubos de imaxe en cor e materiais magnéticos.

Na actualidade, China converteuse no maior produtor mundial deBariosales. A capacidade de produción anual global deBarioO carbonato é de aproximadamente 900.000 toneladas, cunha produción de aproximadamente 700.000 toneladas, mentres que a capacidade de produción anual de China é de aproximadamente 700.000 toneladas, cunha produción anual de aproximadamente 500.000 toneladas, representando máis do 70% do globalBarioCapacidade e produción de produción de carbonato. ChinaBarioOs produtos de carbonato foron exportados en grandes cantidades durante moito tempo e China converteuse no maior exportador do mundoBariocarbonato.

Os problemas aos que se enfrontan o desenvolvemento deBarioIndustria do sal en China

Aínda que China é o maior produtor e exportador do mundo deBarioCarbonato, non é un forte produtor de carbonato de bario. En primeiro lugar, hai poucas a gran escalaBarioEmpresas de produción de carbonatos en China e hai moi poucas empresas que conseguiron a produción a gran escala; En segundo lugar, a de ChinaBarioOs produtos de carbonato teñen unha única estrutura e carecen de produtos de alta tecnoloxía. Aínda que actualmente algunhas fábricas están investigando e producindo alta purezaBarioCarbonato, a súa estabilidade é pobre. Para produtos de alta pureza, China tamén necesita importar de empresas como Alemaña, Italia e Xapón. Ademais, nos últimos anos, algúns países convertéronse en novos exportadores deBariocarbonato, como Rusia, Brasil, Corea do Sur e México, o que conduce a abastecer no internacionalBariomercado de carbonatos, que tivo un enorme impacto na ChinaBarioIndustria de carbonatos. Os fabricantes están dispostos a reducir os prezos para sobrevivir. Ao mesmo tempo, as empresas exportadoras chinesas tamén están enfrentando investigacións antidumping do estranxeiro. Coa mellora continua dos requisitos de protección ambiental, algúnsBarioAs empresas de produción de sal en China tamén se enfrontan a cuestións de protección ambiental. Co fin de promover o desenvolvemento da ChinaBarioIndustria do sal,BarioAs empresas de produción de sal en China deberían tomar a protección e seguridade ambiental como fundación, investigar continuamente e introducir tecnoloxías avanzadas e desenvolver novos produtos que cumpran os requisitos dos tempos e ter un alto contido tecnolóxico.

Datos de produción e exportación de Barite en China

Segundo os datos do Estudo Xeolóxico dos Estados Unidos, a produción de Barite en China foi de aproximadamente 41 millóns de toneladas en 2014. Segundo as estatísticas aduaneiras chinesas, de xaneiro a decembro de 2014, China exportou 92588597 quilogramos deBarioSulfato, un aumento do 0,18% en comparación co mesmo período do ano pasado. O valor acumulado de exportación foi de 65496598 dólares estadounidenses, un aumento do 20,99% en comparación co mesmo período do ano pasado. O prezo da unidade de exportación foi de 0,71 dólares estadounidenses por quilogramo, un aumento de 0,12 dólares estadounidenses por quilogramo en comparación co mesmo período do ano pasado. Entre eles, en decembro de 2014, China exportou 8768648 quilogramos deBarioSulfato, un aumento do 8,19% en comparación co mesmo período do ano pasado. O importe da exportación foi de 8385141 dólares estadounidenses, un aumento do 5,1% en comparación co mesmo período do ano pasado.

Segundo os datos aduaneiros chineses, en xuño de 2015, China exportou 170000 toneladas deBarioSulfato, unha diminución do 1,7% en comparación co mesmo período do ano pasado; Na primeira metade do ano, o volume acumulado de exportación foi de 1,12 millóns de toneladas, unha diminución do 6,8% en comparación co mesmo período do ano pasado; O mesmo importe da exportación diminuíu un 5,4% e un 9% respectivamente en comparación co mesmo período do ano pasado.

3 、 Distribución e produción de recursos de bario (Barite)

1. Distribución dos recursos de bario

O contido deBarioNa codia é do 0,05%, o posto 14º. Os principais minerais na natureza son Barite (Bariosulfato baso4) e guaxe (Bariocarbonato Baco3). Entre eles, Barite é o mineral máis común de bario, que está compostoBariosulfato e ocorre en veas hidrotermais de baixa temperatura, como veas de barita de cuarzo, veas de barita de fluorito, etc. Toxicite é outra das principaisBarioque contén de natureza mineral, ademais de Barite, e o seu principal compoñente éBariocarbonato.

Segundo os datos da Enquisa Xeolóxica dos Estados Unidos en 2015, o recurso global de Barite é de aproximadamente 2.000 millóns de toneladas, dos cales se demostran 740 millóns de toneladas. As reservas globais de Barite son de 350 millóns de toneladas. China é o país cos recursos de barita máis abundantes. Outros países con ricos recursos de Barite inclúen Kazajstán, Türkiye, India, Tailandia, Estados Unidos e México. As famosas fontes de Barite no mundo inclúen Westman Land no Reino Unido, Felsbonne en Romanía, Saxonia en Alemaña, Tianzhu en Guizhou, Heifenggou en Gansu, Gongxi en Hunan, Liulin en Hubei, Xiangzhou en Guangxi e Shuiping en Shaanxi.

Segundo os datos da Enquisa Xeolóxica dos Estados Unidos en 2015, a produción global de Barite foi de 9,23 millóns de toneladas en 2013 e aumentou ata 9,26 millóns de toneladas en 2014. En 2014, China foi o maior produtor de Barite, cunha produción de 4,1 millóns de toneladas, representando aproximadamente o 44,3% da produción total global. A India, Marrocos e Estados Unidos clasifican segundo, terceiro e cuarto respectivamente, cunha produción de 1,6 millóns de toneladas, 1 millón de toneladas e 720000 toneladas.

2. Distribución deBarioRecursos en China

China é rica enBarioRecursos de mineral, cunha reserva total prevista de máis de mil millóns de toneladas. Ademais, a nota de mineral de bario é relativamente alta, e as súas reservas e produción están actualmente clasificadas primeiro no mundo. O máis comúnBarioContendo de natureza mineral é Barite. A reserva global de Barite é de 350 millóns de toneladas, mentres que a reserva de Barite en China é de 100 millóns de toneladas, representando aproximadamente o 29% da reserva global total e o primeiro posto no mundo.

Segundo os datos de "Exploración das principais áreas de concentración de minerais e o potencial de recursos das minas de barita de China" (Geology Mineral Chemical, 2010), China é rica en recursos de Barite, distribuída en 24 provincias (rexións) a nivel nacional, con reservas e clasificación de produción primeiro no mundo. Hai 195 áreas mineiras con reservas comprobadas en China, cunha reserva de recursos confirmada total de 390 millóns de toneladas de mineral. A partir da distribución provincial (rexional) de Barite, a provincia de Guizhou ten as máis minas de Barite, representando o 34% das reservas totais do país; Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi e outras provincias (rexións) ocupan o segundo lugar. As cinco provincias anteriores representan o 80% das reservas nacionais. O tipo de depósito é principalmente sedimentario, representando o 60% das reservas totais. Ademais, tamén hai tipos controlados en capas (endogenéticas), sedimentarios volcánicos, hidrotermais e resistidos (pendente residual). O período de mineralización estivo principalmente na era paleozoica e tamén se formaron depósitos de barita durante os períodos cenozoicos sinianos e mesozoicos.

Características dos recursos minerais de Barite en China

Desde unha perspectiva cuantitativa, os minerais de Barite en China distribúense principalmente na rexión central; En termos de grao, case todos os minerais ricos concéntranse principalmente en Guizhou e Guangxi; Desde a perspectiva da escala de depósitos de mineral, os depósitos de barita de China son principalmente grandes e de tamaño medio. Só as dúas áreas mineiras de Guizhou Tianzhu Dahe Bian e Hunan Xinhuang Gongxi representan máis da metade das reservas nestas áreas. Moitas veces, un único tipo de barita é o tipo principal de mineral, e a composición mineral e a relación de composición química son relativamente sinxelas e puras, como a mina de barita de Hunan Xinhuang Gongxi. Ademais, tamén hai grandes reservas de CO e minerais asociados que se poden utilizar de xeito exhaustivo.

4 、 proceso de produción de bario

1. Preparación deBario

A produción de bario metálico na industria inclúe dous pasos: a produción de óxido de bario e a produción de bario metálico mediante redución térmica metálica (redución de aluminotérmico).

(1) Preparación deBarioóxido

O mineral de barita de alta calidade require primeiro selección e flotación manual, seguida de eliminación de ferro e silicio para obter un concentrado que conteña máis do 96%Bariosulfato. Mestura o po mineral cun tamaño de partícula inferior a 20 malla e carbón ou coque de petróleo en po nunha relación de peso de 4: 1, e calcina a 1100 ℃ nun forno reverberatorio.BarioO sulfato redúcese ao sulfuro de bario (coñecido comunmente como "cinza negra"), que está lixiviado con auga quente para obter unha solución de sulfuro de bario. Para converter o sulfuro de bario en precipitación de carbonato de bario, é necesario engadir carbonato sódico ou introducir dióxido de carbono na solución acuosa de sulfuro de bario. Mestura o carbonato de bario con po de carbono e calcina por encima dos 800 ℃ para obter óxido de bario. Cómpre sinalar que o óxido de bario oxida para formar peróxido de bario a 500-700 ℃ e o peróxido de bario pode descompoñerseBarioóxido a 700-800 ℃. Polo tanto, para evitar producir peróxido de bario, os produtos calcinados deben ser arrefriados ou apagados baixo protección de gas inerte.

(2) Produción deMetal de bariomediante método de redución de aluminotérmico

Hai dúas reaccións para a redución de aluminio deBarioóxido debido a diferentes ingredientes:

6BAO+2AL → 3BAO • AL2O3+3BA ↑

Ou: 4BAO+2AL → Bao • AL2O3+3BA ↑

A temperaturas que oscilan entre 1000 e 1200 ℃, estas dúas reaccións producen moi poucoBario, polo que é necesario empregar unha bomba de baleiro para transferirse continuamenteBarioVapor desde a zona de reacción á zona de condensación para que a reacción continúe continuamente á dereita. O residuo despois da reacción é tóxico e só se pode descartar despois do tratamento.

2. Preparación de compostos comúns de bario

(1) método de preparación deBariocarbonato

① Método de carbonización

O método de carbonización implica principalmente a mestura de barito e carbón nunha certa proporción, esmagándoos nun forno rotativo e asar e reducilos a 1100-1200 ℃ para obter o fundido de sulfuro de bario. Introdúcese dióxido de carbono noBarioSolución de sulfuro para a carbonización e o obtidoBarioA suspensión de carbonato está sometida a lavado de desulfurización e filtración ao baleiro. A continuación, seca e esmagada a 300 ℃ para obter o produto de carbonato de bario acabado. Este método é adoptado pola maioría dos fabricantes debido ao seu simple proceso e baixo custo.

② Método de descomposición complexa

O produto final deBarioO carbonato pódese obter mediante a reacción de dobre descomposición entre o sulfuro de bario e o carbonato de amonio, ou a reacción entre o cloruro de bario e o carbonato de potasio. O produto resultante é entón lavado, filtrado, secado, etc.

③ Lei petroquímica pesada tóxica

O po de mineral pesado tóxico reacciona con sal de amonio para xerar solubleBarioO sal e o carbonato de amonio reciclase para o seu uso. O solubleBarioEngádese sal ao carbonato de amonio para precipitar o carbonato de bario refinado, que se filtra e seca para producir un produto acabado. Ademais, o licor materno obtido pódese reciclar e reutilizar.

(2) método de preparación deBarioTitanato

① Método en fase sólida

BarioTitanate pódese preparar calcinandoBarioDióxido de carbonato e titanio, que se pode dopar con calquera outro material.

② Método de coprecipitación

DisolverBariocloruro e tetracloruro de titanio nunha mestura de substancias iguais, calor a 70 ° C e logo solta ácido oxálico para obter un precipitado de hidratadoBariotitanate [Batio (C2O4) 2-4H2O]. Lave, seco e, a continuación, pirólise para obter titanato de bario.

(3) método de preparación deBariocloruro

O proceso de produción deBarioO cloruro inclúe principalmente o método de ácido clorhídrico,BarioMétodo de carbonato, método de cloruro de calcio e método de cloruro de magnesio segundo diferentes métodos ou materias primas.

① Método de ácido clorhídrico.

②BarioMétodo de carbonato. Feita a partir de pedra seca (carbonato de bario) como materia prima.

③ Método de cloruro de calcio. Reducindo unha mestura de barito e cloruro de calcio con carbono.

Ademais, existe o método de cloruro de magnesio. Preparado tratandoBariosulfuro con cloruro de magnesio.