Bario Metal (1)

1, Introdución básica

Nome chinés:Bario, nome inglés:Bario, símbolo do elementoBa, número atómico 56 na táboa periódica, é un elemento de metal alcalinotérreo do grupo 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. C (2143 K, 3398 °F).O bario é un metal alcalinotérreo cun brillo branco prateado, cunha cor de chama verde amarela, suave e dúctil.Barioten propiedades químicas moi activas e pode reaccionar coa maioría dos non metais.Barionunca se atopou como unha única substancia na natureza.Barioas sales son tóxicas exceptobariosulfato.Ademáis,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 a barita (bariosulfato) e witherita (bariocarbonato).O bario úsase amplamente en campos como a electrónica, a cerámica, a medicina e o petróleo.

2、 O descubrimento deBarioe o estado de desenvolvemento de ChinaBarioIndustria

1.Breve historia do descubrimento debario

Os sulfuros de metais alcalinotérreos 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 de Boloña, Italia, descubriu que unha barita que conténbarioo sulfato emitía luz na escuridade despois de asalalo con substancias combustibles.Este fenómeno espertou o interese dos químicos europeos.En 1774, o químico sueco CW Scheele descubriu un novo elemento na barita, pero non puido separalo, só o óxido dese elemento.En 1776, Johan Gottlieb Gahn illou este óxido nun estudo similar.Baryta foi inicialmente referido como barote por Guyton de Morveau, e máis tarde rebautizado baryta (terra pesada) por Antoine Lavoisier.En 1808, o químico británico Humphry Davy utilizou mercurio como cátodo, platino como ánodo e barita electrolizada (BaSO4) para producirbarioamalgama.Despois da destilación para eliminar o mercurio, obtívose un metal de pouca pureza e deuse nomebario.

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

Xa a mediados do século XIX, a xente comezou a usar barita (un mineral importante para a produciónbarioebariocompostos) como recheo para pinturas.Desde este século, a barita converteuse na principal materia prima para a fabricación de variosbarioque conteñen produtos químicos.Debido á súa importante proporción, propiedades químicas estables e insoluble en auga e ácidos, a barita utilizouse como axente de ponderación para o lodo de perforación de petróleo e gas xa na década de 1920.BarioO sulfato úsase na produción de pigmentos brancos e pódese usar como recheo e colorante para o caucho.

2. Situación da Chinabarioindustria

Comúnbariosales inclúenbariosulfato,barionitrato, cloruro de bario,bariocarbonato,bariocianuro, etc.BarioOs produtos de sal empréganse principalmente na industria electrónica como aditivos para tubos de imaxe en cor e materiais magnéticos.

Actualmente, China converteuse no maior produtor mundial debariosales.A capacidade de produción anual global debariocarbonato é de preto de 900.000 toneladas, cunha produción de preto de 700.000 toneladas, mentres que a capacidade de produción anual de China é de preto de 700.000 toneladas, cunha produción anual de preto de 500.000 toneladas, que representa máis do 70% da produción mundial.bariocapacidade de produción e produción de carbonatos.de ChinabarioOs produtos carbonatados foron exportados en grandes cantidades durante moito tempo e China converteuse no maior exportador mundial debariocarbonato.

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

Aínda que China é o maior produtor e exportador mundial debariocarbonato, non é un forte produtor de carbonato de bario.En primeiro lugar, hai poucos a gran escalabarioempresas de produción de carbonato en China, e hai moi poucas empresas que acadaron unha produción a gran escala;En segundo lugar, a de Chinabarioos produtos carbonatados teñen unha única estrutura e carecen de produtos de alta tecnoloxía.Aínda que algunhas fábricas están actualmente investigando e producindo de 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 provoca un exceso de oferta no internacionalbariomercado de carbonato, que tivo un gran impacto en Chinabarioindustria carbonatada.Os fabricantes están dispostos a reducir os prezos para sobrevivir.Ao mesmo tempo, as empresas exportadoras chinesas tamén se enfrontan a investigacións antidumping do estranxeiro.Coa mellora continua dos requisitos de protección ambiental, algúnsbarioAs empresas de produción de sal en China tamén se enfrontan a problemas de protección ambiental.Co fin de promover o desenvolvemento da Chinabarioindustria de sal,barioAs empresas de produción de sal en China deben tomar como base a protección e a seguridade do medio ambiente, investigar continuamente e introducir tecnoloxías avanzadas e desenvolver novos produtos que cumpran os requisitos da época e teñan un alto contido tecnolóxico.

Datos de produción e exportación de barita en China

Segundo datos do Servizo Xeolóxico dos Estados Unidos, a produción de barita 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% con respecto ao mesmo período do ano anterior.O valor acumulado das exportacións foi de 65496598 dólares estadounidenses, o que supón un aumento do 20,99% en comparación co mesmo período do ano pasado.O prezo unitario de exportación foi de 0,71 dólares por quilo, o que supón un aumento de 0,12 dólares por quilo en comparación co mesmo período do ano pasado.Entre eles, en decembro de 2014, China exportou 8768648 quilogramos debariosulfato, un aumento do 8,19% con respecto ao mesmo período do ano anterior.A cantidade de exportación foi de 8385141 dólares estadounidenses, o que supón un aumento do 5,1% en comparación co mesmo período do ano pasado.

Segundo os datos da aduana chinesa, en xuño de 2015, China exportou 170.000 toneladas debariosulfato, un descenso do 1,7% con respecto ao mesmo período do ano anterior;No primeiro semestre do ano, o volume de exportación acumulado foi de 1,12 millóns de toneladas, o que supón un descenso do 6,8% con respecto ao mesmo período do ano anterior;O mesmo importe das exportacións diminuíu un 5,4% e un 9%, respectivamente, en comparación co mesmo período do ano pasado.

3、 Distribución e produción de recursos de bario (barita).

1. Distribución dos recursos de bario

O contido debariona codia é do 0,05%, ocupando o posto 14.Os principais minerais da natureza son a barita (bariosulfato BaSO4) e witherita (bariocarbonato BaCO3).Entre eles, a barita é o mineral máis común do bario, que está compostobariosulfato e ocorre en veas hidrotermais de baixa temperatura, como veas de barita de cuarzo, veas de barita de fluorita, etc. A toxicidade é outro dos principais factores.barioque contén mineral na natureza, ademais de barita, e o seu principal compoñente ébariocarbonato.

Segundo os datos do Servizo Xeolóxico dos Estados Unidos en 2015, o recurso global de barita é de aproximadamente 2.000 millóns de toneladas, das cales se proban 740 millóns de toneladas.As reservas mundiais de barita son de 350 millóns de toneladas.China é o país con máis abundantes recursos de barita.Outros países con ricos recursos de barita inclúen Casaquistán, Türkiye, India, Tailandia, Estados Unidos e México.As fontes famosas de barita 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 do Servizo Xeolóxico dos Estados Unidos en 2015, a produción mundial de barita foi de 9,23 millóns de toneladas en 2013 e aumentou a 9,26 millóns de toneladas en 2014. En 2014, China foi o maior produtor de barita, cunha produción de 4,1 millóns de toneladas. , representando aproximadamente o 44,3% da produción total mundial.India, Marrocos e Estados Unidos ocupan o segundo, terceiro e cuarto lugar respectivamente, cunha produción de 1,6 millóns de toneladas, 1 millón de toneladas e 720.000 toneladas.

2. Distribución deBarioRecursos en China

China é ricabariorecursos minerales, cunha reserva total prevista de máis de 1.000 millóns de toneladas.Ademais, a calidade do mineral de bario é relativamente alta e as súas reservas e produción ocupan o primeiro lugar do mundo.O máis comúnbarioque contén mineral na natureza é a barita.A reserva global de barita é de 350 millóns de toneladas, mentres que a reserva de barita en China é de 100 millóns de toneladas, o que supón aproximadamente o 29% da reserva global total e ocupa o primeiro posto do mundo.

Segundo os datos de "Exploración das principais áreas de concentración de minerales e do potencial de recursos das minas de barita de China" (Chemical Mineral Geology, 2010), China é rica en recursos de barita, distribuídos en 24 provincias (rexións) a nivel nacional, con reservas e clasificación de produción. primeiro no mundo.Hai 195 áreas mineiras con reservas probadas en China, cunha reserva total de recursos confirmada de 390 millóns de toneladas de mineral.Da distribución provincial (rexional) de barita, a provincia de Guizhou é a que ten máis minas de barita, 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 xacemento é principalmente sedimentario, representando o 60% das reservas totais.Ademais, tamén hai tipos controlados por capas (endoxenéticos), sedimentarios volcánicos, hidrotermais e meteorizados (pendente residual).O período de mineralización foi principalmente na era Paleozoica, e os depósitos de barita tamén se formaron durante os períodos Siniano e Mesozoico Cenozoico.

Características dos recursos minerais de barita en China

Desde unha perspectiva cuantitativa, os minerais de barita 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 do depósito de mineral, os depósitos de barita de China son principalmente grandes e medianos.Só as dúas áreas mineiras de Guizhou Tianzhu Dahe Bian e Hunan Xinhuang Gongxi representan máis da metade das reservas destas áreas.A miúdo, un único tipo de barita é o principal tipo de mineral, e a composición mineral e a relación de composición química son relativamente simples e puras, como a mina de barita Hunan Xinhuang Gongxi.Ademais, tamén hai grandes reservas de co e minerais asociados que se poden utilizar de forma integral.

4, Proceso de produción de bario

1. Preparación debario

A produción de bario metálico na industria inclúe dúas etapas: a produción de óxido de bario e a produción de bario metálico mediante a redución térmica metálica (redución aluminotérmica).

(1) Preparación debarioóxido

O mineral de barita de alta calidade require primeiro a selección manual e a flotación, seguida da 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 mallas e o carbón ou coque de petróleo en po nunha proporción de peso de 4:1 e calcina a 1100 ℃ nun forno de reverberación.Barioo sulfato redúcese a sulfuro de bario (comúnmente coñecido como "cinsa negra"), que se lixivia 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 de sodio ou introducir dióxido de carbono na solución acuosa de sulfuro de bario.Mestura carbonato de bario con po de carbono e calcina a máis de 800 ℃ para obter óxido de bario.Nótese que o óxido de bario se oxida para formar peróxido de bario a 500-700 ℃ e que o peróxido de bario pode descompoñerse para formarbarioóxido a 700-800 ℃.Polo tanto, para evitar a produción de peróxido de bario, os produtos calcinados deben ser arrefriados ou apagados baixo protección de gas inerte.

(2) Produción debario metálicopor método de redución aluminotérmica

Hai dúas reaccións para a redución de aluminiobarioóxido 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 utilizar unha bomba de baleiro para transferir continuamentebariovapor desde a zona de reacción á zona de condensación para que a reacción proceda continuamente cara á dereita.O residuo despois da reacción é tóxico e só se pode descartar despois do tratamento.

2. Preparación de compostos de bario comúns

(1) Método de preparación debariocarbonato

① Método de carbonización

O método de carbonización consiste principalmente en mesturar barita e carbón nunha determinada proporción, trituralos nun forno rotativo e asar e reducilos a 1100-1200 ℃ para obter sulfuro de bario fundido.O dióxido de carbono introdúcese nobariosolución de sulfuro para carbonización, e o obtidobarioa suspensión de carbonato é sometida a lavado de desulfuración e filtración ao baleiro.Despois, sécase e tritúrase a 300 ℃ para obter o produto acabado de carbonato de bario.Este método é adoptado pola maioría dos fabricantes debido ao seu proceso sinxelo e baixo custo.

② Método de descomposición complexo

O produto final debarioO carbonato pódese obter pola reacción de dobre descomposición entre o sulfuro de bario e o carbonato de amonio, ou pola reacción entre o cloruro de bario e o carbonato de potasio.Despois, o produto resultante lávase, filtrase, sécase, etc.

③ Lei petroquímica pesada tóxica

O po de mineral pesado tóxico reacciona con sal de amonio para xerar solublebariosal, e o carbonato de amonio recíclase para o seu uso.O solublebarioengádese sal ao carbonato de amonio para precipitar o carbonato de bario refinado, que se filtra e se seca para producir un produto acabado.Ademais, o licor nai obtido pode ser reciclado e reutilizado.

(2) Método de preparación debariotitanato

① Método de fase sólida

BarioO titanato pódese preparar por calcinaciónbariocarbonato e dióxido de titanio, que poden ser dopados con calquera outro material.

② Método de coprecipitación

Disolverbariocloruro e tetracloruro de titanio nunha mestura de substancias iguais, quentar a 70 ° C, e despois soltar ácido oxálico para obter un precipitado de hidratado.bariotitanato [BaTiO (C2O4) 2-4H2O].Lavar, secar e despois pirólise para obter titanato de bario.

(3) Método de preparación debariocloruro

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

① Método do ácido clorhídrico.

②Bariométodo de carbonato.Feito a partir de pedra murcha (carbonato de bario) como materia prima.

③ Método de cloruro de calcio.Redución dunha mestura de barita e cloruro de calcio con carbono.

Ademais, existe o método do cloruro de magnesio.Preparado por tratamentobariosulfuro con cloruro de magnesio.