Bari metall (1)

1, Introducció bàsica

Nom xinès:Bari, nom anglès:Bari, símbol d'elementBa, número atòmic 56 a la taula periòdica, és un element de metall alcalino-terrós del grup IIA amb una densitat de 3,51 g/centímetre cúbic, un punt de fusió de 727 ° C (1000 K, 1341 ° F) i un punt d'ebullició de 1870 ° C (2143 K, 3398 ° F). El bari és un metall alcalinotérreu amb una brillantor blanc platejat, amb un color de flama de verd groc, suau i dúctil.Barité propietats químiques molt actives i pot reaccionar amb la majoria dels no metalls.Barimai s'ha trobat com una sola substància a la natura.Bariles sals són tòxiques exceptebarisulfat. A més,bari metàl·licté una forta reductibilitat i pot reduir la majoria d'òxids, halogenurs i sulfurs metàl·lics per obtenir els metalls corresponents. El contingut debaria l'escorça és del 0,05%, i els minerals més comuns a la natura són la barita (barisulfat) i witherita (baricarbonat). El bari s'utilitza àmpliament en camps com l'electrònica, la ceràmica, la medicina i el petroli.

2、 El descobriment deBarii l'estat de desenvolupament de la XinaBariIndústria

1. Breu història del descobriment debari

Els sulfurs de metalls alcalinotèrres presenten fosforescència, és a dir, continuen emetent llum a la foscor durant un període de temps després d'haver estat exposats a la llum. És precisament per aquesta característica quebariels compostos han començat a rebre atenció.

El 1602, V. Casiorolus, un sabater de Bolonya, Itàlia, va descobrir que una barita que conteniabariel sulfat emetia llum a la foscor després de rostir-lo amb substàncies combustibles. Aquest fenomen va despertar l'interès dels químics europeus. El 1774, el químic suec CW Scheele va descobrir un nou element a la barita, però no va poder separar-lo, només l'òxid d'aquest element. El 1776, Johan Gottlieb Gahn va aïllar aquest òxid en un estudi similar. Baryta va ser referida inicialment com a barote per Guyton de Morveau, i més tard rebatejada baryta (terra pesada) per Antoine Lavoisier. El 1808, el químic britànic Humphry Davy va utilitzar mercuri com a càtode, platí com a ànode i barita electrolitzada (BaSO4) per produirbariamalgama. Després de la destil·lació per eliminar el mercuri, es va obtenir un metall amb poca puresa i es va nomenarbari.

Les aplicacions industrials també tenen una història de més de cent anys

Ja a mitjans del segle XIX, la gent va començar a utilitzar barita (un mineral important per a la produccióbariibaricompostos) com a farciment per a pintures. Des d'aquest segle, la barita s'ha convertit en la principal matèria primera per a la fabricació de diversosbarique contenen productes químics. A causa de la seva proporció significativa, propietats químiques estables i insoluble en aigua i àcids, la barita s'ha utilitzat com a agent de ponderació per al fang de perforació de petroli i gas des dels anys vint.BariEl sulfat s'utilitza en la producció de pigments blancs i es pot utilitzar com a farciment i colorant per al cautxú.

2. Situació de la Xinabariindústria

Comúbariles sals inclouenbarisulfat,barinitrat, clorur de bari,baricarbonat,baricianur, etc.BariEls productes de sal s'utilitzen principalment a la indústria electrònica com a additius per a tubs d'imatge en color i materials magnètics.

En l'actualitat, la Xina s'ha convertit en el major productor mundial debarisals. La capacitat de producció anual global debariEl carbonat és d'unes 900.000 tones, amb una producció d'unes 700.000 tones, mentre que la capacitat de producció anual de la Xina és d'unes 700.000 tones, amb una producció anual d'unes 500.000 tones, que representa més del 70% de la producció mundial.baricapacitat de producció i producció de carbonats. de la XinabariEls productes de carbonat s'han exportat en grans quantitats durant molt de temps i la Xina s'ha convertit en el major exportador mundial debaricarbonat.

Els problemes als quals s'enfronta el desenvolupament deBariIndústria de la sal a la Xina

Tot i que la Xina és el major productor i exportador del mónbaricarbonat, no és un gran productor de carbonat de bari. En primer lloc, n'hi ha pocs a gran escalabariempreses de producció de carbonats a la Xina, i hi ha molt poques empreses que hagin aconseguit una producció a gran escala; En segon lloc, la de la Xinabariels productes carbonatats tenen una estructura única i no tenen productes d'alta tecnologia. Tot i que actualment algunes fàbriques estan investigant i produint alta puresabaricarbonat, la seva estabilitat és deficient. Per a productes d'alta puresa, la Xina també ha d'importar d'empreses com Alemanya, Itàlia i Japó. A més, en els últims anys, alguns països s'han convertit en nous exportadors debaricarbonat, com Rússia, Brasil, Corea del Sud i Mèxic, provocant un excés d'oferta a l'internacionalbarimercat de carbonats, que ha tingut un gran impacte en el de la Xinabariindústria del carbonat. Els fabricants estan disposats a reduir els preus per sobreviure. Al mateix temps, les empreses exportadores xineses també s'enfronten a investigacions antidumping des de l'estranger. Amb la millora contínua dels requisits de protecció del medi ambient, algunsbariLes empreses de producció de sal a la Xina també s'enfronten a problemes de protecció del medi ambient. Per tal de promoure el desenvolupament de la Xinabariindústria de la sal,bariLes empreses de producció de sal a la Xina haurien de prendre la protecció i la seguretat del medi ambient com a base, investigar i introduir tecnologies avançades contínuament i desenvolupar nous productes que compleixin els requisits de l'època i tinguin un alt contingut tecnològic.

Dades de producció i exportació de barita a la Xina

Segons dades del Servei Geològic dels Estats Units, la producció de barita a la Xina va ser d'aproximadament 41 milions de tones el 2014. Segons les estadístiques de duanes xineses, de gener a desembre de 2014, la Xina va exportar 92588597 quilograms debarisulfat, un augment del 0,18% respecte al mateix període de l'any passat. El valor acumulat d'exportació va ser de 65496598 dòlars dels EUA, un augment del 20,99% respecte al mateix període de l'any passat. El preu unitari d'exportació va ser de 0,71 dòlars EUA per quilo, un augment de 0,12 dòlars EUA per quilo en comparació amb el mateix període de l'any passat. Entre ells, el desembre de 2014, la Xina va exportar 8768648 quilograms debarisulfat, un augment del 8,19% respecte al mateix període de l'any passat. La quantitat d'exportació va ser de 8385141 dòlars dels EUA, un augment del 5,1% respecte al mateix període de l'any passat.

Segons dades de la duana xinesa, el juny de 2015, la Xina va exportar 170.000 tones debarisulfat, un descens de l'1,7% respecte al mateix període de l'any passat; En el primer semestre de l'any, el volum d'exportació acumulat va ser d'1,12 milions de tones, un descens del 6,8% respecte al mateix període de l'any passat; La mateixa quantitat d'exportacions va disminuir un 5,4% i un 9%, respectivament, respecte al mateix període de l'any passat.

3、 Distribució i producció de recursos de bari (barita).

1. Distribució dels recursos de bari

El contingut debaria l'escorça és del 0,05%, ocupant el lloc 14è. Els principals minerals de la natura són la barita (barisulfat BaSO4) i witherita (baricarbonat de BaCO3). Entre ells, la barita és el mineral més comú del bari, que està compostbarisulfat i es produeix a les venes hidrotermals de baixa temperatura, com ara les vetes de barita de quars, les de barita de fluorita, etc. La toxicitat és un altre dels principalsbarique conté minerals de naturalesa, a més de barita, i el seu component principal ésbaricarbonat.

Segons dades del Servei Geològic dels Estats Units el 2015, el recurs global de barita és d'aproximadament 2.000 milions de tones, de les quals s'han demostrat 740 milions de tones. Les reserves mundials de barita són de 350 milions de tones. La Xina és el país amb més recursos de barita. Altres països amb rics recursos de barita inclouen Kazakhstan, Turquia, l'Índia, Tailàndia, els Estats Units i Mèxic. Les fonts famoses de barita al món inclouen Westman Land al Regne Unit, Felsbonne a Romania, Saxònia a Alemanya, Tianzhu a Guizhou, Heifenggou a Gansu, Gongxi a Hunan, Liulin a Hubei, Xiangzhou a Guangxi i Shuiping a Shaanxi.

Segons dades del Servei Geològic dels Estats Units el 2015, la producció mundial de barita va ser de 9,23 milions de tones el 2013 i va augmentar fins als 9,26 milions de tones el 2014. El 2014, la Xina va ser el major productor de barita, amb una producció de 4,1 milions de tones. , que representa aproximadament el 44,3% de la producció total mundial. L'Índia, el Marroc i els Estats Units ocupen el segon, tercer i quart lloc respectivament, amb una producció d'1,6 milions de tones, 1 milió de tones i 720.000 tones.

2. Distribució deBariRecursos a la Xina

La Xina és ricabarirecursos minerals, amb una reserva total prevista de més de mil milions de tones. A més, el grau de mineral de bari és relativament alt, i les seves reserves i producció ocupen actualment el primer lloc del món. El més habitualbariEl mineral que conté a la natura és la barita. La reserva global de barita és de 350 milions de tones, mentre que la reserva de barita a la Xina és de 100 milions de tones, que representa aproximadament el 29% de la reserva global total i ocupa el primer lloc del món.

Segons les dades de "Exploration of the Main Mineral Concentration Areas and Resource Potential of China's Barite Mines" (Chemical Mineral Geology, 2010), la Xina és rica en recursos de barita, distribuïts en 24 províncies (regions) a tot el país, amb reserves i classificació de producció. primer al món. Hi ha 195 àrees mineres amb reserves provades a la Xina, amb una reserva total de recursos confirmada de 390 milions de tones de mineral. De la distribució provincial (regional) de la barita, la província de Guizhou té la majoria de mines de barita, que representen el 34% de les reserves totals del país; Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi i altres províncies (regions) ocupen el segon lloc. Les cinc províncies anteriors representen el 80% de les reserves nacionals. El tipus de jaciment és principalment sedimentari, representant el 60% del total de les reserves. A més, també hi ha tipus controlats per capes (endogenètics), sedimentaris volcànics, hidrotermals i meteoritzats (vessant residual). El període de mineralització va ser principalment a l'era paleozoica, i també es van formar dipòsits de barita durant els períodes cenozoic Sinià i Mesozoic.

Característiques dels recursos minerals de barita a la Xina

Des d'una perspectiva quantitativa, els minerals de barita a la Xina es distribueixen principalment a la regió central; Pel que fa al grau, gairebé tots els minerals rics es concentren principalment a Guizhou i Guangxi; Des de la perspectiva de l'escala dels dipòsits de mineral, els dipòsits de barita de la Xina són principalment grans i mitjans. Només les dues àrees mineres de Guizhou Tianzhu Dahe Bian i Hunan Xinhuang Gongxi representen més de la meitat de les reserves d'aquestes zones. Sovint, un únic tipus de barita és el tipus de mineral principal, i la composició mineral i la relació de composició química són relativament simples i pures, com ara la mina de barita Hunan Xinhuang Gongxi. A més, també hi ha grans reserves de co i minerals associats que es poden utilitzar de manera integral.

4, procés de producció de bari

1. Preparació debari

La producció de bari metàl·lic a la indústria inclou dues etapes: la producció d'òxid de bari i la producció de bari metàl·lic mitjançant reducció tèrmica metàl·lica (reducció aluminotèrmica).

(1) Preparació debariòxid

El mineral de barita d'alta qualitat requereix primer una selecció i flotació manuals, seguida de l'eliminació de ferro i silici per obtenir un concentrat que conté més del 96%barisulfat. Barregeu pols mineral amb una mida de partícula inferior a 20 malles i pols de coc de carbó o petroli en una proporció de pes de 4:1 i calcina a 1100 ℃ en un forn de reverberació.Bariel sulfat es redueix a sulfur de bari (comunament conegut com a "cendra negra"), que es lixivia amb aigua calenta per obtenir una solució de sulfur de bari. Per convertir el sulfur de bari en precipitació de carbonat de bari, cal afegir carbonat de sodi o introduir diòxid de carboni a la solució aquosa de sulfur de bari. Barregeu carbonat de bari amb pols de carboni i calcina a més de 800 ℃ per obtenir òxid de bari. Cal tenir en compte que l'òxid de bari s'oxida per formar peròxid de bari a 500-700 ℃, i el peròxid de bari es pot descompondre per formarbariòxid a 700-800 ℃. Per tant, per evitar la producció de peròxid de bari, els productes calcinats s'han de refredar o apagar sota protecció de gas inert.

(2) Producció demetall de bariper mètode de reducció aluminotèrmica

Hi ha dues reaccions per a la reducció de l'aluminibariòxid a causa de diferents ingredients:

6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑

O: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑

A temperatures que oscil·len entre 1000 i 1200 ℃, aquestes dues reaccions produeixen molt pocbari, per la qual cosa és necessari utilitzar una bomba de buit per transferir contínuamentbarivapor de la zona de reacció a la zona de condensació per tal que la reacció continuï cap a la dreta. El residu després de la reacció és tòxic i només es pot descartar després del tractament.

2. Preparació de compostos comuns de bari

(1) Mètode de preparació debaricarbonat

① Mètode de carbonització

El mètode de carbonització consisteix principalment en barrejar barita i carbó en una certa proporció, triturar-los en un forn rotatiu i rostir-los i reduir-los a 1100-1200 ℃ per obtenir una fusió de sulfur de bari. S'introdueix diòxid de carboni a labarisolució de sulfur per a la carbonització, i la obtingudabarila purín de carbonat es sotmet a rentat per desulfuració i filtració al buit. A continuació, s'asseca i es tritura a 300 ℃ per obtenir el producte acabat de carbonat de bari. Aquest mètode és adoptat per la majoria de fabricants a causa del seu procés senzill i baix cost.

② Mètode de descomposició complexa

El producte final debariEl carbonat es pot obtenir per la reacció de doble descomposició entre el sulfur de bari i el carbonat d'amoni, o per la reacció entre el clorur de bari i el carbonat de potassi. A continuació, el producte resultant es renta, es filtra, s'asseca, etc.

③ Llei petroquímica pesada tòxica

La pols de mineral pesat tòxic reacciona amb sal d'amoni per generar solublebarisal i el carbonat d'amoni es recicla per al seu ús. El solublebaris'afegeix sal al carbonat d'amoni per precipitar el carbonat de bari refinat, que es filtra i s'asseca per produir un producte acabat. A més, el licor mare obtingut es pot reciclar i reutilitzar.

(2) Mètode de preparació debarititanat

① Mètode en fase sòlida

BariEl titanat es pot preparar per calcinacióbaricarbonat i diòxid de titani, que es poden dopar amb qualsevol altre material.

② Mètode de coprecipitació

Dissoldrebariclorur i tetraclorur de titani en una barreja de substàncies iguals, escalfar a 70 ° C, i després deixar caure àcid oxàlic per obtenir un precipitat d'hidratacióbarititanat [BaTiO (C2O4) 2-4H2O]. Rentar, assecar i després fer piròlisi per obtenir titanat de bari.

(3) Mètode de preparació debariclorur

El procés de producció debariEl clorur inclou principalment el mètode de l'àcid clorhídric,barimètode de carbonat, mètode de clorur de calci i mètode de clorur de magnesi segons diferents mètodes o matèries primeres.

① Mètode de l'àcid clorhídric.

②Barimètode del carbonat. Fet a partir de pedra seca (carbonat de bari) com a matèria primera.

③ Mètode de clorur de calci. Reducció d'una barreja de barita i clorur de calci amb carboni.

A més, hi ha el mètode del clorur de magnesi. Preparat per tractamentbarisulfur amb clorur de magnesi.