Metall de bari (1)

1 、 Introducció bàsica

Nom xinès:Bari, Nom anglès:Bari, símbol de l'elementBa, Número atòmic 56 de la taula periòdica, és un element de metall de terra alcalina 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 bullent de 1870 ° C (2143 K, 3398 ° F). El bari és un metall de terra alcalina amb una brillantor blanca de plata, amb un color de flama de verd groc, suau i dúctil.BariTé propietats químiques molt actives i pot reaccionar amb la majoria de no metalls.BariMai s’ha trobat com una sola substància a la natura.BariLes sals són tòxiques, tret debariSulfat. A més,bari metàl·licTé una forta reductibilitat i pot reduir la majoria d’òxids metàl·lics, halogenats i sulfurs per obtenir metalls corresponents. El contingut debariA la crosta és del 0,05%i els minerals més comuns a la natura són barites (barisulfat) i witherite (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. Una breu història del descobriment debari

Els sulfurs de metall alcalins presenten fosforescència, cosa que significa que 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 a Bolonya, Itàlia, va descobrir que un barit que contébariEl sulfat em va emetre la llum a la foscor després de rostir -la 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 Barite, 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 anomenada inicialment com a Barote de Guyton de Morveau, i més tard va canviar el nom de Baryta (pesada terra) 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 baixa puresaBari.

Les aplicacions industrials també tenen antecedents de més de cent anys

Ja a mitjan segle XIX, la gent va començar a utilitzar Barite (un mineral important per produirbariibaricompostos) com a farciment per a pintures. Des d’aquest segle, Barite s’ha convertit en la principal matèria primera per fabricar diversesbarique conté productes químics. A causa de la seva proporció significativa, propietats químiques estables i insolubles en aigua i àcids, Barite s'ha utilitzat com a agent de ponderació del 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 farcit i colorant per a la goma.

2. Situació de la Xinabariindústria

ComunabariLes 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’imatges de colors i materials magnètics.

Actualment, 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, representant més del 70% del globalbariCapacitat de producció de carbonat i sortida. 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 amb què s’enfronta el desenvolupament deBariIndústria de la sal a la Xina

Tot i que la Xina és el productor i exportador més gran del mónbariCarbonat, no és un fort productor de carbonat de bari. En primer lloc, hi ha pocs a gran escalabariLes empreses de producció de carbonat a la Xina, i hi ha molt poques empreses que han aconseguit una producció a gran escala; En segon lloc, la XinabariEls productes de carbonat tenen una única estructura i no tenen productes d’alta tecnologia. Tot i que actualment algunes fàbriques estan investigant i produint alta puresabariCarbonat, la seva estabilitat és pobra. Per a productes d’alta puresa, la Xina també ha d’importar empreses com Alemanya, Itàlia i Japó. A més, en els darrers anys, alguns països s’han convertit en nous exportadors debariCarbonat, com Rússia, Brasil, Corea del Sud i Mèxic, provocant subministrament a la internacionalbariEl mercat 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 d'exportació xinesa també s'enfronten a investigacions contra l'abocament de l'estranger. Amb la millora contínua dels requisits de protecció ambiental, algunsbariLes empreses de producció de sal a la Xina també s’enfronten a problemes de protecció ambiental. 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 ambiental a mesura que la base, investiguen i introdueixen les tecnologies avançades i desenvolupen nous productes que compleixin els requisits dels temps i tinguin un alt contingut tecnològic.

Dades de producció i exportació de Barite a la Xina

Segons les dades de l’Enquesta Geològica dels Estats Units, la producció de Barite a la Xina va ser d’aproximadament 41 milions de tones el 2014. Segons les estadístiques duaneres xineses, de gener a desembre de 2014, la Xina va exportar 92588597 quilograms debariSulfat, un augment del 0,18% en comparació amb el mateix període de l'any passat. El valor acumulat d’exportació va ser de 65496598 dòlars americans, un augment del 20,99% en comparació amb el mateix període de l’any passat. El preu de la unitat d’exportació va ser de 0,71 dòlars americans per quilogram, un augment de 0,12 dòlars americans per quilogram 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% en comparació amb el mateix període de l'any passat. L’import d’exportació va ser de 8385141 dòlars americans, un augment del 5,1% en comparació amb el mateix període de l’any passat.

Segons les dades de duanes xineses, el juny de 2015, la Xina va exportar 170000 tones debariSulfat, una disminució de l’1,7% en comparació amb el mateix període de l’any passat; Durant la primera meitat de l'any, el volum d'exportació acumulat va ser d'1,12 milions de tones, una disminució del 6,8% en comparació amb el mateix període de l'any passat; La mateixa quantitat d’exportació va disminuir un 5,4% i un 9% respectivament en comparació amb el mateix període de l’any passat.

3 、 Distribució i producció de recursos de bari (barite)

1. Distribució de recursos de bari

El contingut debariA l'escorça és del 0,05%, ocupant el 14è lloc. Els principals minerals a la natura són Barite (bariSulfat Baso4) i Witherite (baricarbonat Baco3). Entre ells, Barite és el mineral més comú de bari, que es componbarisulfat i es produeix en venes hidrotèrmiques a baixa temperatura, com ara venes de barita de quars, venes de barita de fluorita, etc. La toxicita és una altra majorbarique conté la naturalesa mineral, a més de la barita, i el seu component principal ésbaricarbonat.

Segons les dades de l’Enquesta Geològica dels Estats Units del 2015, el recurs mundial de barita és d’aproximadament 2.000 milions de tones, dels quals es demostren 740 milions de tones. Les reserves mundials de Barite són de 350 milions de tones. La Xina és el país amb els recursos de barita més abundants. Altres països amb recursos rics de barita són Kazakhstan, Türkiye, Índia, Tailàndia, Estats Units i Mèxic. Fonts famoses de Barite al món inclouen Westman Land al Regne Unit, Felsbonne a Romania, Saxonia a Alemanya, Tianzhu a Guizhou, Heifenggou a Gansu, Gongxi a Hunan, Lulin a Hubei, Xiangzhou a Guangxi i Shuiping a Shaanxi.

Segons les dades de l’Enquesta Geològica dels Estats Units el 2015, la producció mundial de Barite va ser de 9,23 milions de tones el 2013 i va augmentar fins a 9,26 milions de tones el 2014. El 2014, la Xina va ser el major productor de Barite, amb una producció de 4,1 milions de tones, representant aproximadament el 44,3% de la producció total global. L’Índia, el Marroc i els Estats Units ocupen el segon lloc, el tercer i el quart lloc, amb una producció d’1,6 milions de tones, 1 milió de tones i 720000 tones.

2. Distribució deBariRecursos a la Xina

La Xina és rica enbariRecursos de mineral, amb una reserva total prevista de més d’1 mil milions de tones. D'altra banda, el grau de mineral de bari és relativament elevat, i les seves reserves i la seva producció es classifiquen en el primer lloc del món. El més comúbariConté minerals a la natura és Barite. La reserva global de Barite és de 350 milions de tones, mentre que la reserva de Barite a la Xina és de 100 milions de tones, representant aproximadament el 29% del total de la reserva global i la classificació primer del món.

Segons les dades de "Exploració de les principals àrees de concentració de minerals i el potencial de recursos de les mines de barita de la Xina" (Chemical Mineral Geology, 2010), la Xina és rica en recursos de barita, distribuïda a 24 províncies (regions) a nivell nacional, amb reserves i classificació de producció primer del món. Hi ha 195 àrees mineres amb reserves provades a la Xina, amb una reserva de recursos confirmada total de 390 milions de tones de mineral. A partir de la distribució provincial (regional) de Barite, la província de Guizhou té les mines més barites, representant 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 dipòsit és principalment sedimentari, representant el 60% del total de les reserves. A més, també hi ha tipus controlats per capa (endogenètics), sedimentaris volcànics, hidrotèrmics i resistents (pendent residual). El període de mineralització es trobava principalment a l’època paleozoica i també es van formar dipòsits de barita durant els períodes cenozoics sinians i mesozoics.

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; En termes de grau, gairebé tots els minerals rics es concentren principalment a Guizhou i Guangxi; Des de la perspectiva de l'escala de dipòsits de mineral, els dipòsits de barita de la Xina són principalment grans i de mida mitjana. Només les dues àrees mineres de Guizhou Tianzhu Dahe Bian i Hunan Xinhuang Gongxi representen més de la meitat de les reserves en aquestes zones. Sovint, un tipus de barita únic és el tipus de mineral principal, i la relació de composició mineral i composició química són relativament senzilles i pures, com la mina de barita de Hunan Xinhuang Gongxi. A més, també hi ha grans reserves de CO i minerals associats que es poden utilitzar de forma exhaustiva.

4 、 Procés de producció de bari

1. Preparació debari

La producció de bari metàl·lic a la indústria inclou dos passos: la producció d’òxid de bari i la producció de bari metàl·lic mitjançant la reducció tèrmica metàl·lica (reducció aluminotèrmica).

(1) Preparació debariòxid

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

(2) producció demetall de bariper mètode de reducció aluminotèrmica

Hi ha dues reaccions per a la reducció d'alumini debariL’òxid a causa de diferents ingredients:

6BAO+2al → 3BAO • Al2O3+3BA ↑

O: 4BAO+2al → Bao • al2O3+3BA ↑

A les temperatures que van de 1000 a 1200 ℃, aquestes dues reaccions produeixen molt pocbari, per tant, cal utilitzar una bomba de buit per transferir -la contínuamentbariVapor de la zona de reacció a la zona de condensació per tal que la reacció continuï contínuament a la dreta. El residu després de la reacció és tòxic i només es pot descartar després del tractament.

2. Preparació de compostos de bari comuns

(1) Mètode de preparació debaricarbonat

① Mètode de carbonització

El mètode de carbonització consisteix principalment en barrejar barita i carbó en una determinada proporció, aixafant-los a un forn rotatiu i torrar-los i reduir-los a 1100-1200 ℃ per obtenir fosa de sulfur de bari. El diòxid de carboni s’introdueix albariSolució de sulfur per a la carbonització i la obtingudabariEl purí de carbonat està sotmès a rentat de desulfurització i filtració de buit. A continuació, s’asseca i s’aixeca a 300 ℃ per obtenir el producte de carbonat de bari acabat. Aquest mètode és adoptat per la majoria de fabricants a causa del seu procés senzill i de baix cost.

② Mètode complex de descomposició

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

③ Dret petroquímic tòxic pesat

La pols tòxica de mineral pesat es reacciona amb sal d'amoni per generar solublebariLa sal 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, es pot reciclar i reutilitzar el licor mare obtingut.

(2) Mètode de preparació debarititanat

① Mètode en fase sòlida

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

② Mètode de coprecipitació

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

(3) Mètode de preparació debariclorur

El procés de producció debariEl clorur inclou principalment mètode d’àcid clorhídric,bariMètode de carbonat, mètode de clorur de calci i mètode de clorur de magnesi segons diferents mètodes o matèries primeres.

① Mètode d’àcid clorhídric.

②BariMètode de carbonat. Fabricat amb pedra desgastada (carbonat de bari) com a matèria primera.

③ Mètode de clorur de calci. Reduint una barreja de barita i clorur de calci amb carboni.

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