Bario metallo (1)

1 、 Introduzione di base

Nome cinese:Bario, Nome inglese:Bario, simbolo dell'elementoBa, il numero atomico 56 nella tavola periodica, è un gruppo di metallo di terra alcalino IIA con una densità di 3,51 g/centimetro cubico, un punto di fusione di 727 ° C (1000 K, 1341 ° F) e un punto di ebollizione di 1870 ° C (2143 K, 3398 ° F). Il bario è un metallo di terra alcalino con una lucentezza bianca argento, con un colore di fiamma di verde giallo, morbido e duttile.BarioHa proprietà chimiche molto attive e può reagire con la maggior parte dei non metalli.BarioNon è mai stato trovato come una singola sostanza in natura.BarioI sali sono tossici trannebariosolfato. Inoltre,bario metallicoHa una forte riducibilità e può ridurre la maggior parte degli ossidi di metallo, alogenuri e solfuri per ottenere metalli corrispondenti. Il contenuto dibarioNella crosta è dello 0,05%e i minerali più comuni in natura sono la barite (bariosolfato) e witerite (bariocarbonato). Il bario è ampiamente utilizzato in campi come elettronica, ceramica, medicina e petrolio.

2 、 La scoperta diBarioe lo stato di sviluppo della CinaBarioIndustria

1. Una breve storia della scoperta dibario

I solfuri metallici di terra alcalina mostrano fosforescenza, il che significa che continuano a emettere luce al buio per un periodo di tempo dopo essere stati esposti alla luce. È proprio a causa di questa caratteristica chebarioI composti hanno iniziato a ricevere attenzione.

Nel 1602, V. casiorolus, un calzolaio a Bologna, in Italia, scoprì che una barite contenentebarioIl solfato ha emesso la luce al buio dopo averlo arrostito con sostanze combustibili. Questo fenomeno ha suscitato l'interesse dei chimici europei. Nel 1774, il chimico svedese CW Scheele scoprì un nuovo elemento in barite, ma non fu in grado di separarlo, solo l'ossido di quell'elemento. Nel 1776, Johan Gottlieb Gahn ha isolato questo ossido in uno studio simile. Baryta fu inizialmente indicato come Barote da Guyton de Morveau, e successivamente ribattezzò Baryta (Heavy Earth) da Antoine Lavoisier. Nel 1808, il chimico britannico Humphry Davy usò il mercurio come catodo, platino come anodo e barite elettrolizzata (Baso4) per produrrebarioamalgama. Dopo la distillazione per rimuovere il mercurio, è stato ottenuto e nominato un metallo con bassa purezzabario.

Le applicazioni industriali hanno anche una storia di oltre cento anni

Già la metà del XIX secolo, le persone hanno iniziato a usare la barite (un minerale importante per la produzionebarioEbariocomposti) come riempitivo per le vernici. Da questo secolo, la barite è diventata la principale materia prima per la produzione di varibariocontenente prodotti chimici. A causa della sua proporzione significativa, proprietà chimiche stabili e insolubili in acqua e acidi, la barite è stata usata come agente ponderativo per il fango per perforazione di petrolio e gas già negli anni '20.BarioIl solfato viene utilizzato nella produzione di pigmenti bianchi e può essere usato come riempitivo e colorante per la gomma.

2. Situazione della Cinabarioindustria

ComunebarioI sali includonobariosolfato,barionitrato, cloruro di bario,bariocarbonato,bariocianuro, ecc.BarioI prodotti salini sono utilizzati principalmente nell'industria elettronica come additivi per tubi a colori e materiali magnetici.

Al momento, la Cina è diventata il più grande produttore mondiale dibariosali. La capacità produttiva annuale globale dibarioIl carbonato è di circa 900000 tonnellate, con una produzione di circa 700000 tonnellate, mentre la capacità di produzione annuale della Cina è di circa 700000 tonnellate, con una produzione annuale di circa 500000 tonnellate, che rappresenta oltre il 70% del globalebarioCapacità di produzione di carbonato e produzione. CinabarioI prodotti carbonatici sono stati esportati in grandi quantità per molto tempo e la Cina è diventata il più grande esportatore mondialebariocarbonato.

I problemi affrontati dallo sviluppo diBarioIndustria salata in Cina

Sebbene la Cina sia il più grande produttore ed esportatore del mondo dibarioCarbonato, non è un forte produttore di carbonato di bario. In primo luogo, ci sono pochi su larga scalabarioLe imprese di produzione di carbonato in Cina e ci sono pochissime imprese che hanno raggiunto una produzione su larga scala; In secondo luogo, la CinabarioI prodotti carbonatici hanno un'unica struttura e mancano di prodotti ad alta tecnologia. Sebbene alcune fabbriche stiano attualmente ricercando e producendo alta pureggiabariocarbonato, la sua stabilità è scarsa. Per i prodotti di alta purezza, la Cina deve anche importare da aziende come Germania, Italia e Giappone. Inoltre, negli ultimi anni, alcuni paesi sono diventati nuovi esportatori dibarioCarbonate, come Russia, Brasile, Corea del Sud e Messico, portando a un eccesso di offerta nell'InternationalbarioMercato del carbonato, che ha avuto un impatto enorme sulla CinabarioIndustria del carbonato. I produttori sono disposti a ridurre i prezzi per sopravvivere. Allo stesso tempo, anche le imprese di esportazione cinesi stanno affrontando indagini antidumping dall'estero. Con il continuo miglioramento dei requisiti di protezione ambientale, alcunibarioAnche le imprese di produzione di sale in Cina stanno affrontando problemi di protezione ambientale. Al fine di promuovere lo sviluppo della CinabarioIndustria salata,barioLe imprese di produzione di sale in Cina dovrebbero assumere protezione e sicurezza ambientale come fondazione, ricercare continuamente e introdurre tecnologie avanzate e sviluppare nuovi prodotti che soddisfano i requisiti dei tempi e abbiano un alto contenuto tecnologico.

Dati di produzione ed esportazione di barite in Cina

Secondo i dati del Geological Survey degli Stati Uniti, nel 2014 la produzione di barite in Cina era di circa 41 milioni di tonnellate. Secondo le statistiche doganali cinesi, da gennaio a dicembre 2014, la Cina ha esportato 92588597 chilogrammi di chilogrammi di chilogrammi di 92588597 chilogrammibarioSolfato, un aumento dello 0,18% rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso. Il valore cumulativo di esportazione è stato di 65496598 dollari USA, con un aumento del 20,99% rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso. Il prezzo unitario di esportazione era di 0,71 dollari USA per chilogrammo, con un aumento di 0,12 dollari USA per chilogrammo rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso. Tra questi, nel dicembre 2014, la Cina ha esportato 8768648 chilogrammi dibarioSolfato, un aumento dell'8,19% rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso. L'importo delle esportazioni è stato di 8385141 dollari USA, con un aumento del 5,1% rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso.

Secondo i dati doganali cinesi, nel giugno 2015, la Cina ha esportato 170000 tonnellate dibariosolfato, una diminuzione dell'1,7% rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso; Nella prima metà dell'anno, il volume cumulativo delle esportazioni era di 1,12 milioni di tonnellate, una riduzione del 6,8% rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso; Lo stesso importo di esportazione è diminuito rispettivamente del 5,4% e del 9% rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso.

3 、 Distribuzione e produzione di risorse bario (barite)

1. Distribuzione delle risorse del bario

Il contenuto dibarioNella crosta è lo 0,05%, classificata 14 °. I minerali principali in natura sono la barite (bariosolfato baso4) e witerite (bariocarbonato baco3). Tra questi, la barite è il minerale di bario più comune, che è composto dabariosolfato e si verifica in vene idrotermiche a bassa temperatura, come vene di barite al quarzo, vene di barite a fluorite, ecc. Il tossicita è un altro importantebariocontenente minerale di natura, oltre alla barite, e il suo componente principale èbariocarbonato.

Secondo i dati del Geological Survey degli Stati Uniti nel 2015, la risorsa globale di barite è di circa 2 miliardi di tonnellate, di cui 740 milioni di tonnellate. Le riserve di barite globali sono di 350 milioni di tonnellate. La Cina è il paese con le risorse barite più abbondanti. Altri paesi con ricche risorse per barite includono Kazakistan, Türkiye, India, Tailandia, Stati Uniti e Messico. Famose fonti di barite nel mondo includono Westman Land nel Regno Unito, Felsbonne in Romania, Sassonia in Germania, Tianzhu a Guizhou, Heifenggou a Gansu, Gongxi a Hunan, Liulin a Hubei, Xiangzhou nel Guangxi e scintillando a Shaanxi.

Secondo i dati del Geological Survey degli Stati Uniti nel 2015, la produzione globale di barite è stata di 9,23 milioni di tonnellate nel 2013 e è aumentata a 9,26 milioni di tonnellate nel 2014. Nel 2014, la Cina è stata il più grande produttore di barite, con una produzione di 4,1 milioni di tonnellate, che rappresentava circa il 44,3% della produzione totale globale. India, Marocco e gli Stati Uniti si classificano al secondo, terzo e quarto rispettivamente, con una produzione di 1,6 milioni di tonnellate, 1 milione di tonnellate e 720000 tonnellate.

2. Distribuzione diBarioRisorse in Cina

La Cina è riccabarioRisorse del minerale, con una riserva totale prevista di oltre 1 miliardo di tonnellate. Inoltre, il grado di minerale di bario è relativamente elevato e le sue riserve e produzione sono attualmente classificate al primo posto nel mondo. Il più comunebariocontenente minerale di natura è barite. La riserva globale della barite è di 350 milioni di tonnellate, mentre la riserva della barite in Cina è di 100 milioni di tonnellate, rappresentando circa il 29% della riserva globale totale e la classifica per la prima volta nel mondo.

Secondo i dati in "Esplorazione delle principali aree di concentrazione minerale e potenziale di risorse delle miniere di barite della Cina" (Chimical Mineral Geology, 2010), la Cina è ricca di risorse per barite, distribuita in 24 province (regioni) a livello nazionale, con riserve e classifica della produzione prima nel mondo. Ci sono 195 aree minerarie con riserve comprovate in Cina, con una riserva di risorse totale confermata di 390 milioni di tonnellate di minerale. Dalla distribuzione provinciale (regionale) della barite, la provincia di Guizhou ha le miniere più barite, pari al 34% delle riserve totali del paese; Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi e altre province (regioni) prendono il secondo posto. Le cinque province precedenti rappresentano l'80% delle riserve nazionali. Il tipo di deposito è principalmente sedimentario, pari al 60% delle riserve totali. Inoltre, ci sono anche tipi controllati (endogenetici), sedimentari vulcanici, idrotermici e stagionati (pendenza residua). Il periodo di mineralizzazione era principalmente nell'era paleozoica e si sono formati anche depositi di barite durante i periodi cenozoici siniani e mesozoici.

Caratteristiche delle risorse minerali della barite in Cina

Da una prospettiva quantitativa, i minerali di barite in Cina sono principalmente distribuiti nella regione centrale; In termini di grado, quasi tutti i minerali ricchi sono principalmente concentrati in Guizhou e Guangxi; Dal punto di vista della scala dei depositi di minerale, i depositi di barite in Cina sono principalmente grandi e medie. Solo le due aree minerarie di Guizhou Tianzhu Dahe Bian e Hunan Xinhuang Gongxi rappresentano oltre la metà delle riserve in queste aree. Spesso, un singolo tipo di barite è il tipo di minerale principale e il rapporto di composizione minerale e composizione chimica è relativamente semplice e puro, come la miniera di barite Hunan Xinhuang Gongxi. Inoltre, ci sono anche grandi riserve di CO e minerali associati che possono essere utilizzati in modo completo.

4 、 Processo di produzione di bario

1. Preparazione dibario

La produzione di bario metallico nell'industria comprende due passi: la produzione di ossido di bario e la produzione di bario metallico attraverso la riduzione termica dei metalli (riduzione alluminotermica).

(1) Preparazione dibarioossido

Il minerale di barite di alta qualità richiede prima la selezione e la flottazione manuali, seguite dalla rimozione di ferro e silicio per ottenere un concentrato contenente più del 96%bariosolfato. Mescolare la polvere minerale con una dimensione delle particelle inferiore a 20 mesh e polvere di carbone o coke di petrolio in un rapporto di peso di 4: 1 e calcine a 1100 ℃ in un forno riverberatorio.BarioIl solfato è ridotto al solfuro di bario (comunemente noto come "cenere nera"), che è lisciviato con acqua calda per ottenere una soluzione di solfuro di bario. Al fine di convertire il solfuro di bario in precipitazioni di carbonato di bario, è necessario aggiungere carbonato di sodio o introdurre l'anidride carbonica nella soluzione acquosa di solfuro di bario. Mescolare il carbonato di bario con polvere di carbonio e calcina a 800 ℃ per ottenere ossido di bario. Va notato che l'ossido di bario si ossida per formare il perossido di bario a 500-700 ℃ e il perossido di bario può decomporsi per formarsibarioossido a 700-800 ℃. Pertanto, per evitare di produrre perossido di bario, i prodotti calcolati devono essere raffreddati o spento sotto protezione inerte di gas.

(2) Produzione dibario metalloper metodo di riduzione alluminotermica

Esistono due reazioni per la riduzione dell'alluminio dibarioOssido a causa di ingredienti diversi:

6Bao+2al → 3Bao • AL2O3+3BA ↑

Oppure: 4Bao+2al → Bao • Al2O3+3BA ↑

A temperature che vanno da 1000 a 1200 ℃, queste due reazioni producono molto pocobario, quindi è necessario utilizzare una pompa a vuoto per trasferire continuamentebarioVapore dalla zona di reazione alla zona di condensazione affinché la reazione proceda continuamente a destra. Il residuo dopo la reazione è tossico e può essere scartato solo dopo il trattamento.

2. Preparazione di composti di bario comuni

(1) Metodo di preparazione dibariocarbonato

① Metodo di carbonizzazione

Il metodo di carbonizzazione prevede principalmente la miscelazione di barite e carbone in una certa proporzione, schiacciandoli in una fornace rotante e arrostirli e ridurli a 1100-1200 ℃ per ottenere la fusione del solfuro di bario. L'anidride carbonica è introdotta nelbariosoluzione solfuro per la carbonizzazione e ottenutabarioLa sospensione del carbonato è soggetta a lavaggio della desolfurizzazione e filtrazione del vuoto. Quindi, viene essiccato e schiacciato a 300 ℃ per ottenere il prodotto carbonato di bario finito. Questo metodo è adottato dalla maggior parte dei produttori a causa del suo processo semplice e a basso costo.

② Metodo di decomposizione complesso

Il prodotto finale dibarioIl carbonato può essere ottenuto dalla reazione a doppia decomposizione tra solfuro di bario e carbonato di ammonio o dalla reazione tra cloruro di bario e carbonato di potassio. Il prodotto risultante viene quindi lavato, filtrato, essiccato, ecc.

③ tossica legge petrolchimica pesante

La polvere di minerale pesante tossica viene reagita con sale di ammonio per generare solubilebarioIl carbonato di sale e ammonio viene riciclato per l'uso. Il solubilebarioIl sale viene aggiunto al carbonato di ammonio per precipitare carbonato di bario raffinato, che viene filtrato ed essiccato per produrre un prodotto finito. Inoltre, il liquore madre ottenuto può essere riciclato e riutilizzato.

(2) Metodo di preparazione dibariotitanate

① Metodo in fase solida

BarioIl titanate può essere preparato calcinandobariobiossido di carbonato e titanio, che può essere drogato con qualsiasi altro materiale.

② Metodo di coprecipitazione

Scioglierebariocloruro e tetracloruro in titanio in una miscela di sostanze uguali, calore a 70 ° C, quindi rilascia l'acido ossalico per ottenere un precipitato di idratatobarioTitanate [Batio (C2O4) 2-4H2O]. Lavare, asciugare e quindi pirolisi per ottenere il bario titanato.

(3) Metodo di preparazione dibariocloruro

Il processo di produzione dibarioIl cloruro include principalmente il metodo dell'acido cloridrico,barioMetodo carbonato, metodo del cloruro di calcio e metodo del cloruro di magnesio secondo diversi metodi o materie prime.

① Metodo dell'acido cloridrico.

②BarioMetodo carbonato. Realizzato in pietra appassita (carbonato di bario) come materia prima.

③ Metodo del cloruro di calcio. Ridurre una miscela di barite e cloruro di calcio con carbonio.

Inoltre, esiste il metodo del cloruro di magnesio. Preparato dal trattamentobariosolfuro con cloruro di magnesio.