Bariumutvinningsprocess

(1) Framställning av bariumoxid 

Högkvalitativ barytmalm måste först handplockas och flytas, och sedan avlägsnas järn och kisel för att erhålla ett koncentrat som innehåller mer än 96 % bariumsulfat. Malmpulvret med en partikelstorlek på mindre än 20 mesh blandas med kol- eller petroleumkokspulver i ett viktförhållande på 4:1 och rostas vid 1100 ℃ i en efterklangsugn. Bariumsulfatet reduceras till bariumsulfid (allmänt känt som "svartaska"), och den erhållna bariumsulfidlösningen lakas ut med varmt vatten. För att omvandla bariumsulfid till bariumkarbonatfällning måste natriumkarbonat eller koldioxid tillsättas till bariumsulfidvattenlösningen. Bariumoxid kan erhållas genom att blanda bariumkarbonat med kolpulver och kalcinera det vid över 800 ℃. Det bör noteras att bariumoxid oxideras för att bilda bariumperoxid vid 500-700 ℃, och bariumperoxid kan sönderdelas för att bilda bariumoxid vid 700-800 ℃. För att undvika produktion av bariumperoxid måste därför den kalcinerade produkten kylas eller härdas under skydd av inert gas. 

(2) Aluminotermisk reduktionsmetod för att producera metalliskt barium 

På grund av olika ingredienser finns det två reaktioner av aluminiumreducerande bariumoxid:

6BaO+2Al→3BaO•Al2O3+3Ba↑

Eller: 4BaO+2Al→BaO•Al2O3+3Ba↑

Vid 1000-1200 ℃ producerar dessa två reaktioner väldigt lite barium, så en vakuumpump behövs för att kontinuerligt överföra bariumångan från reaktionszonen till kondensationszonen så att reaktionen kan fortsätta att fortskrida åt höger. Återstoden efter reaktionen är giftig och behöver behandlas innan den kan kasseras.

Framställning av vanliga bariumföreningar 

(1) Framställningsmetod för bariumkarbonat 

① Karboniseringsmetod

Karboniseringsmetoden innebär huvudsakligen att man blandar baryt och kol i en viss proportion, krossar dem i en roterugn och kalcinerar och reducerar dem vid 1100-1200 ℃ för att erhålla en bariumsulfidsmälta. Koldioxid införs i bariumsulfidlösningen för karbonisering, och reaktionen är som följer:

BaS+CO2+H2O=BaCO3+H2S

Den erhållna bariumkarbonatuppslamningen avsvavlas, tvättas och vakuumfiltreras, och torkas sedan och krossas vid 300 ℃ för att erhålla en färdig bariumkarbonatprodukt. Denna metod är enkel i processen och låg kostnad, så den används av de flesta tillverkare.

② Dubbel sönderdelningsmetod

Bariumsulfid och ammoniumkarbonat genomgår dubbel sönderdelningsreaktion, och reaktionen är som följer:

BaS+(NH4)2CO3=BaCO3+(NH4)2S

Eller bariumklorid reagerar med kaliumkarbonat, och reaktionen är som följer:

BaCl2+K2CO3=BaCO3+2KCl

Produkten som erhålls från reaktionen tvättas sedan, filtreras, torkas etc. för att erhålla en färdig bariumkarbonatprodukt.

③ Bariumkarbonatmetoden

Bariumkarbonatpulver reagerar med ammoniumsalt för att generera lösligt bariumsalt, och ammoniumkarbonat återvinns. Lösligt bariumsalt tillsätts till ammoniumkarbonat för att fälla ut raffinerat bariumkarbonat, vilket filtreras och torkas för att framställa den färdiga produkten. Dessutom kan den erhållna moderluten återvinnas. Reaktionen är som följer:

BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2

BaCl2+2NH4OH=Ba(OH)2+2NH4Cl

Ba(OH)2+CO2=BaCO3+H2O 

(2) Framställningsmetod för bariumtitanat 

① Fastfasmetod

Bariumtitanat kan erhållas genom kalcinering av bariumkarbonat och titandioxid, och andra material kan dopas in i det. Reaktionen är som följer:

TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑

② Samfällningsmetod

Bariumklorid och titantetraklorid blandas och löses i lika stora mängder, värms upp till 70 °C, och sedan tillsätts oxalsyra droppvis för att erhålla hydratiserad bariumtitanyloxalat [BaTiO(C2O4)2•4H2O]-fällning, som tvättas, torkas och sedan pyrolyseras för att erhålla bariumtitanat. Reaktionen är som följer:

BaCl2 + TiCl4 + 2H2C2O4 + 5H2O = BaTiO(C2O4)2•4H2O↓ + 6HCl

BaTiO(C2O4)2•4H2O = BaTiO3 + 2CO2↑ + 2CO↑ + 4H2O

Efter vispad metatitansyran tillsätts en bariumkloridlösning, och sedan tillsätts ammoniumkarbonat under omrörning för att generera en samfällning av bariumkarbonat och metatitansyra, vilken kalcineras för att erhålla produkten. Reaktionen är som följer:

BaCl2 + (NH4)2CO3 = BaCO3 + 2NH4Cl

H2TiO3 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ + H2O 

(3) Framställning av bariumklorid 

Produktionsprocessen för bariumklorid innefattar huvudsakligen saltsyrametoden, bariumkarbonatmetoden, kalciumkloridmetoden och magnesiumkloridmetoden enligt olika metoder eller råvaror.

① Saltsyrametoden. När bariumsulfid behandlas med saltsyra är huvudreaktionen:

BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑+Q