Bario metallico (1)

1、 Introduzione di base

Nome cinese:Bario, Nome inglese:Bario, simbolo dell'elementoBa, numero atomico 56 nella tavola periodica, è un elemento metallico alcalino terroso del gruppo IIA con una densità di 3,51 g/centimetro cubo, 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 alcalino terroso con una lucentezza bianco-argento, con un colore della fiamma giallo verde, morbido e duttile.Barioha proprietà chimiche molto attive e può reagire con la maggior parte dei non metalli.Barionon è mai stato trovato come un'unica sostanza in natura.Barioi sali sono tossici trannebariosolfato.Inoltre,bario metallicoha una forte riducibilità e può ridurre la maggior parte degli ossidi, alogenuri e solfuri metallici per ottenere metalli corrispondenti.Il contenuto dibarionella crosta è dello 0,05%, ed i minerali più diffusi in natura sono la barite (bariosolfato) e witherite (bariocarbonato).Il bario è ampiamente utilizzato in campi quali l'elettronica, la ceramica, la medicina e il petrolio.

2、 La scoperta diBarioe lo stato di sviluppo della CinaBarioIndustria

1.Una breve storia della scoperta dibario

I solfuri dei metalli alcalino terrosi mostrano fosforescenza, il che significa che continuano a emettere luce nell'oscurità per un periodo di tempo dopo essere stati esposti alla luce.È proprio per questa sua caratteristica chebarioi composti hanno iniziato a ricevere attenzione.

Nel 1602, V. Casiorolus, un calzolaio di Bologna, in Italia, scoprì che una barite contenentebariosolfato emetteva luce nell'oscurità 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 nella barite, ma non riuscì a separarlo, ma solo l'ossido di quell'elemento.Nel 1776, Johan Gottlieb Gahn isolò questo ossido in uno studio simile.Baryta fu inizialmente chiamata barote da Guyton de Morveau, e successivamente ribattezzata baryta (terra pesante) da Antoine Lavoisier.Nel 1808, il chimico britannico Humphry Davy utilizzò il mercurio come catodo, il platino come anodo e la barite elettrolizzata (BaSO4) per produrrebarioamalgama.Dopo la distillazione per rimuovere il mercurio, è stato ottenuto un metallo a bassa purezza a cui è stato assegnato un nomebario.

Anche le applicazioni industriali hanno una storia di oltre cento anni

Già a metà del XIX secolo si cominciò a utilizzare la barite (un minerale importante per la produzione di...barioEbariocomposti) come riempitivo per vernici.Da questo secolo, la barite è diventata la principale materia prima per varie lavorazionibariocontenenti prodotti chimici.A causa della sua proporzione significativa, delle proprietà chimiche stabili e dell'insolubilità in acqua e acidi, la barite è stata utilizzata come agente di ponderazione per i fanghi di trivellazione di petrolio e gas già negli anni '20.Barioil solfato viene utilizzato nella produzione di pigmenti bianchi e può essere utilizzato come riempitivo e colorante per la gomma.

2. Situazione della Cinabarioindustria

Comunebarioi sali includonobariosolfato,barionitrato, cloruro di bario,bariocarbonato,bariocianuro, ecc.Barioi prodotti salini vengono utilizzati principalmente nell'industria elettronica come additivi per cinescopi a colori e materiali magnetici.

Attualmente, la Cina è diventata il più grande produttore mondiale dibariosali.La capacità di produzione annuale globale dibarioil carbonato è di circa 900.000 tonnellate, con una produzione di circa 700.000 tonnellate, mentre la capacità di produzione annua della Cina è di circa 700.000 tonnellate, con una produzione annua di circa 500.000 tonnellate, pari a oltre il 70% della produzione globalebariocapacità e produzione di carbonato.Quello della Cinabarioi prodotti a base di carbonato sono stati esportati in grandi quantità per molto tempo e la Cina è diventata il più grande esportatore mondiale dibariocarbonato.

I problemi affrontati dallo sviluppo diBarioIndustria del sale in Cina

Sebbene la Cina sia il più grande produttore ed esportatore mondiale dibariocarbonato, non è un forte produttore di carbonato di bario.Innanzitutto, ce ne sono pochi su larga scalabarioimprese di produzione di carbonato in Cina, e sono pochissime le imprese che hanno raggiunto una produzione su larga scala;In secondo luogo, quello della Cinabarioi prodotti a base di carbonato hanno un'unica struttura e mancano di prodotti ad alta tecnologia.Sebbene alcune fabbriche stiano attualmente ricercando e producendo elevata purezzabariocarbonato, la sua stabilità è scarsa.Per i prodotti di elevata purezza, la Cina deve importare anche da aziende come Germania, Italia e Giappone.Inoltre, negli ultimi anni, alcuni paesi sono diventati nuovi esportatori dibariocarbonato, come Russia, Brasile, Corea del Sud e Messico, portando a un eccesso di offerta a livello internazionalebariomercato del carbonato, che ha avuto un enorme impatto su quello cinesebarioindustria del carbonato.I produttori sono disposti a ridurre i prezzi per sopravvivere.Allo stesso tempo, anche le imprese esportatrici cinesi si trovano ad affrontare indagini antidumping provenienti dall’estero.Con il continuo miglioramento dei requisiti di protezione ambientale, alcunibarioAnche le imprese produttrici di sale in Cina si trovano ad affrontare problemi di protezione ambientale.Al fine di promuovere lo sviluppo della Cinabarioindustria del sale,barioLe imprese produttrici di sale in Cina dovrebbero prendere come fondamento la tutela dell’ambiente e la sicurezza, ricercare continuamente e introdurre tecnologie avanzate e sviluppare nuovi prodotti che soddisfino i requisiti dei tempi e abbiano un alto contenuto tecnologico.

Dati di produzione ed esportazione di barite in Cina

Secondo i dati dell’United States Geological Survey, nel 2014 la produzione di barite in Cina è stata di circa 41 milioni di tonnellate. Secondo le statistiche doganali cinesi, da gennaio a dicembre 2014, la Cina ha esportato 92588597 chilogrammi di baritebariosolfato, con un incremento dello 0,18% rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso.Il valore cumulativo delle esportazioni è stato di 65496598 dollari USA, con un aumento del 20,99% rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso.Il prezzo unitario di esportazione è stato di 0,71 dollari USA al chilogrammo, con un aumento di 0,12 dollari USA al chilogrammo rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso.Tra questi, nel dicembre 2014, la Cina ha esportato 8768648 chilogrammi dibariosolfato, con un incremento del 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 170.000 tonnellate dibariosolfato, in diminuzione dell'1,7% rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso;Nella prima metà dell'anno, il volume cumulativo delle esportazioni è stato di 1,12 milioni di tonnellate, in calo del 6,8% rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso;Lo stesso importo delle esportazioni è diminuito rispettivamente del 5,4% e del 9% rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso.

3、 Distribuzione e produzione di risorse di bario (barite).

1. Distribuzione delle risorse di bario

Il contenuto dibarionella crosta è dello 0,05%, classificandosi al 14° posto.I principali minerali presenti in natura sono la barite (bariosolfato BaSO4) e witherite (bariocarbonato BaCO3).Tra questi, la barite è il minerale più comune del bario, di cui è compostobariosolfato e si trova nelle vene idrotermali a bassa temperatura, come le vene di barite di quarzo, vene di barite di fluorite, ecc. La tossicite è un'altra importantebariocontenente minerali in natura, oltre alla barite, e il suo componente principale èbariocarbonato.

Secondo i dati dello United States Geological Survey del 2015, la risorsa globale di barite ammonta a circa 2 miliardi di tonnellate, di cui 740 milioni di tonnellate accertate.Le riserve globali di barite ammontano a 350 milioni di tonnellate.La Cina è il paese con le più abbondanti risorse di barite.Altri paesi con ricche risorse di barite includono Kazakistan, Turchia, 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 nel Guizhou, Heifenggou nel Gansu, Gongxi nell'Hunan, Liulin nell'Hubei, Xiangzhou nel Guangxi e Shuiping nello 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 ed 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 rappresentano circa il 44,3% della produzione totale mondiale.India, Marocco e Stati Uniti si classificano rispettivamente al secondo, terzo e quarto posto, con una produzione di 1.6 milioni di tonnellate, 1 milione di tonnellate e 720000 tonnellate.

2. Distribuzione diBarioRisorse in Cina

La Cina è ricca dibariorisorse minerarie, con una riserva totale prevista di oltre 1 miliardo di tonnellate.Inoltre, la qualità del minerale di bario è relativamente elevata e le sue riserve e la sua produzione sono attualmente al primo posto nel mondo.Il più comunebariocontenente minerale in natura è la barite.La riserva globale di barite è di 350 milioni di tonnellate, mentre la riserva di barite in Cina è di 100 milioni di tonnellate, pari a circa il 29% della riserva globale totale e al primo posto nel mondo.

Secondo i dati contenuti in "Exploration of the Main Mineral Concentration Areas and Resource Potential of China's Barite Mines" (Chemical Mineral Geology, 2010), la Cina è ricca di risorse di barite, distribuite in 24 province (regioni) a livello nazionale, con riserve e classifica di produzione primo al mondo.Ci sono 195 aree minerarie con riserve accertate in Cina, con una riserva totale confermata di 390 milioni di tonnellate di minerale.Dalla distribuzione provinciale (regionale) della barite, la provincia di Guizhou ha il maggior numero di miniere di barite, che rappresentano il 34% delle riserve totali del paese;Al secondo posto si trovano Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi e altre province (regioni).Le cinque province sopra indicate rappresentano l'80% delle riserve nazionali.Il tipo di deposito è prevalentemente sedimentario e rappresenta il 60% delle riserve totali.Inoltre, esistono anche tipi a strato controllato (endogenetico), vulcanico sedimentario, idrotermale e alterato (pendenza residua).Il periodo di mineralizzazione avvenne principalmente nell'era Paleozoica e depositi di barite si formarono anche durante i periodi Siniano e Mesozoico Cenozoico.

Caratteristiche delle risorse minerarie di barite in Cina

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

4、Processo di produzione del bario

1. Preparazione dibario

La produzione di bario metallico nell'industria comprende due fasi: la produzione di ossido di bario e la produzione di bario metallico attraverso la riduzione termica del metallo (riduzione alluminotermica).

(1) Preparazione dibarioossido

Il minerale di barite di alta qualità richiede prima la selezione e la flottazione manuale, seguite dalla rimozione del ferro e del 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 in peso di 4:1 e calcinare a 1100 ℃ in un forno a riverbero.Barioil solfato viene ridotto a solfuro di bario (comunemente noto come “cenere nera”), che viene lisciviato con acqua calda per ottenere una soluzione di solfuro di bario.Per convertire il solfuro di bario nella precipitazione di carbonato di bario, è necessario aggiungere carbonato di sodio o introdurre anidride carbonica nella soluzione acquosa di solfuro di bario.Mescolare il carbonato di bario con polvere di carbonio e calcinare a una temperatura superiore a 800 ℃ per ottenere l'ossido di bario.Va notato che l'ossido di bario si ossida per formare perossido di bario a 500-700 ℃ e il perossido di bario può decomporsi per formarebarioossido a 700-800 ℃.Pertanto, per evitare la produzione di perossido di bario, i prodotti calcinati devono essere raffreddati o raffreddati sotto protezione di gas inerte.

(2) Produzione dimetallo bariomediante metodo di riduzione alluminotermica

Esistono due reazioni per la riduzione dell'alluminiobarioossido dovuto a diversi ingredienti:

6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑

Oppure: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑

A temperature comprese tra 1000 e 1200 ℃, queste due reazioni producono pochissimobario, quindi è necessario utilizzare una pompa a vuoto per il trasferimento continuobariovapore dalla zona di reazione alla zona di condensazione affinché la reazione proceda continuamente verso destra.Il residuo dopo la reazione è tossico e può essere smaltito solo dopo il trattamento.

2. Preparazione dei comuni composti del bario

(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, la loro frantumazione in un forno rotativo, la loro tostatura e riduzione a 1100-1200 ℃ per ottenere solfuro di bario fuso.L'anidride carbonica viene introdotta nelbariosoluzione di solfuro per la carbonizzazione e il risultato ottenutobariol'impasto liquido di carbonato è sottoposto a lavaggio di desolforazione e filtrazione sotto vuoto.Quindi, viene essiccato e frantumato a 300 ℃ per ottenere il prodotto finito di carbonato di bario.Questo metodo è adottato dalla maggior parte dei produttori grazie al suo processo semplice e al basso costo.

② Metodo di scomposizione complessa

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

③ Legge sui prodotti petrolchimici pesanti tossici

La polvere di minerale pesante tossico viene fatta reagire con sale di ammonio per generare sostanza solubilebarioil sale e il carbonato di ammonio vengono riciclati per l'uso.Il solubilebarioil sale viene aggiunto al carbonato di ammonio per far precipitare il carbonato di bario raffinato, che viene filtrato ed essiccato per produrre un prodotto finito.Inoltre, le acque madri ottenute possono essere riciclate e riutilizzate.

(2) Metodo di preparazione dibariotitanato

① Metodo in fase solida

Barioil titanato può essere preparato calcinandobariocarbonato e biossido di titanio, che possono essere drogati con qualsiasi altro materiale.

② Metodo di coprecipitazione

Scioglierebariocloruro e tetracloruro di titanio in una miscela di sostanze uguali, scaldare a 70°C, quindi far cadere l'acido ossalico per ottenere un precipitato di acido ossalico idratobariotitanato [BaTiO (C2O4) 2-4H2O].Lavare, asciugare e quindi pirolizzare per ottenere titanato di bario.

(3) Metodo di preparazione dibariocloruro

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

① Metodo dell'acido cloridrico.

②Bariometodo del carbonato.Realizzato con pietra appassita (carbonato di bario) come materia prima.

③ Metodo del cloruro di calcio.Riduzione di una miscela di barite e cloruro di calcio con carbone.

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