1、 Grundläggande introduktion
Kinesiskt namn:Barium, Engelskt namn:Barium, elementsymbolBa, atomnummer 56 i det periodiska systemet, är ett jordalkalimetallelement från IIA-gruppen med en densitet på 3,51 g/kubikcentimeter, en smältpunkt på 727 ° C (1000 K, 1341 ° F) och en kokpunkt på 1870 ° C (2143 K, 3398°F).Barium är en jordalkalimetall med silvervit lyster, med en flamfärg av gulgrön, mjuk och seg.Bariumhar mycket aktiva kemiska egenskaper och kan reagera med de flesta icke-metaller.Bariumhar aldrig hittats som ett enda ämne i naturen.Bariumsalter är giftiga förutombariumsulfat.Dessutom,metalliskt bariumhar en stark reducerbarhet och kan reducera de flesta metalloxider, halogenider och sulfider för att erhålla motsvarande metaller.Innehållet ibariumi skorpan är 0,05 %, och de vanligaste mineralerna i naturen är baryt (bariumsulfat) och witherite (bariumkarbonat).Barium används ofta inom områden som elektronik, keramik, medicin och petroleum.
2、 Upptäckten avBariumoch Kinas utvecklingsstatusBariumIndustri
1.En kort historia av upptäckten avbarium
Alkaliska jordartsmetallsulfider uppvisar fosforescens, vilket innebär att de fortsätter att avge ljus i mörker under en tid efter att ha exponerats för ljus.Det är just på grund av denna egenskap sombariumföreningar har börjat uppmärksammas.
År 1602 upptäckte V. Casiorolus, en skomakare i Bologna, Italien, att en baryt innehållandebariumsulfat avgav ljus i mörker efter att ha rostat det med brännbara ämnen.Detta fenomen väckte intresse hos europeiska kemister.År 1774 upptäckte den svenske kemisten CW Scheele ett nytt grundämne i baryt, men han kunde inte separera det, bara oxiden av det grundämnet.År 1776 isolerade Johan Gottlieb Gahn denna oxid i en liknande studie.Baryta kallades ursprungligen barot av Guyton de Morveau, och senare omdöptes till baryta (tung jord) av Antoine Lavoisier.År 1808 använde den brittiske kemisten Humphry Davy kvicksilver som katod, platina som anod och elektrolyserad baryt (BaSO4) för att producerabariumamalgam.Efter destillation för att avlägsna kvicksilver erhölls en metall med låg renhet och namngavsbarium.
Industriella applikationer har också en historia på över hundra år
Redan i mitten av 1800-talet började man använda baryt (ett viktigt mineral för att producerabariumochbariumföreningar) som fyllmedel för färger.Sedan detta århundrade har baryt blivit den huvudsakliga råvaran för tillverkning av olikabariumsom innehåller kemiska produkter.På grund av dess betydande andel, stabila kemiska egenskaper och olösliga i vatten och syror, har baryt använts som ett viktmedel för olje- och gasborrslam redan på 1920-talet.Bariumsulfat används vid framställning av vita pigment och kan användas som fyllmedel och färgämne för gummi.
2. Situationen i Kinabariumindustri
Allmänningbariumsalter inkluderarbariumsulfat,bariumnitrat, bariumklorid,bariumkarbonat,bariumcyanid, etc.Bariumsaltprodukter används främst inom elektronikindustrin som tillsatser för färgbildrör och magnetiska material.
För närvarande har Kina blivit världens största producent avbariumsalter.Den globala årliga produktionskapaciteten påbariumkarbonat är cirka 900000 ton, med en produktion på cirka 700000 ton, medan Kinas årliga produktionskapacitet är cirka 700000 ton, med en årlig produktion på cirka 500000 ton, vilket står för över 70% av den globalabariumkarbonatproduktionskapacitet och -produktion.Kinasbariumkarbonatprodukter har exporterats i stora mängder under lång tid, och Kina har blivit världens största exportör avbariumkarbonat.
De problem som utvecklingen avBariumSaltindustrin i Kina
Även om Kina är världens största producent och exportör avbariumkarbonat, är det inte en stark producent av bariumkarbonat.För det första är det få storskaligabariumkarbonatproduktionsföretag i Kina, och det finns mycket få företag som har uppnått storskalig produktion;För det andra, Kinasbariumkarbonatprodukter har en enda struktur och saknar högteknologiska produkter.Även om vissa fabriker för närvarande forskar och producerar hög renhetbariumkarbonat, dess stabilitet är dålig.För produkter med hög renhet måste Kina också importera från företag som Tyskland, Italien och Japan.Dessutom har vissa länder på senare år blivit nya exportörer avbariumkarbonat, såsom Ryssland, Brasilien, Sydkorea och Mexiko, vilket leder till överutbud i det internationellabariumkarbonatmarknaden, vilket har haft en enorm inverkan på Kinasbariumkarbonatindustrin.Tillverkare är villiga att sänka priserna för att överleva.Samtidigt står kinesiska exportföretag också inför antidumpningsundersökningar från utlandet.Med den kontinuerliga förbättringen av miljöskyddskrav, vissabariumsaltproduktionsföretag i Kina står också inför miljöskyddsfrågor.För att främja utvecklingen av Kinasbariumsaltindustrin,bariumsaltproduktionsföretag i Kina bör ta miljöskydd och säkerhet som grund, kontinuerligt forska och introducera avancerad teknik och utveckla nya produkter som uppfyller tidens krav och har högt tekniskt innehåll.
Produktions- och exportdata för Barite i Kina
Enligt uppgifter från United States Geological Survey var produktionen av baryt i Kina cirka 41 miljoner ton 2014. Enligt kinesisk tullstatistik exporterade Kina från januari till december 2014 92588597 kilogram avbariumsulfat, en ökning med 0,18 % jämfört med samma period förra året.Det kumulativa exportvärdet var 65496598 US-dollar, en ökning med 20,99% jämfört med samma period förra året.Exportpriset per enhet var 0,71 US-dollar per kilogram, en ökning med 0,12 US-dollar per kilogram jämfört med samma period förra året.Bland dem exporterade Kina i december 2014 8768648 kilobariumsulfat, en ökning med 8,19 % jämfört med samma period förra året.Exportbeloppet var 8385141 US-dollar, en ökning med 5,1% jämfört med samma period förra året.
Enligt kinesiska tulluppgifter exporterade Kina i juni 2015 170 000 tonbariumsulfat, en minskning med 1,7 % jämfört med samma period förra året;Under första halvåret var den ackumulerade exportvolymen 1,12 miljoner ton, en minskning med 6,8 % jämfört med samma period förra året;Samma exportmängd minskade med 5,4 % respektive 9 % jämfört med samma period föregående år.
3、 Distribution och produktion av bariumresurser
1. Fördelning av bariumresurser
Innehållet ibariumi skorpan är 0,05%, ranking 14.De viktigaste mineralerna i naturen är baryt (bariumsulfat BaSO4) och witherite (bariumkarbonat BaCO3).Bland dem är baryt det vanligaste mineralet av barium, som är sammansatt avbariumsulfat och förekommer i lågtemperaturhydrotermiska vener, såsom kvartsbarytvener, fluoritbarytvener, etc. Toxicit är en annan viktigbariuminnehåller mineral i naturen, förutom baryt, och dess huvudkomponent ärbariumkarbonat.
Enligt data från United States Geological Survey 2015 är den globala barytresursen cirka 2 miljarder ton, varav 740 miljoner ton är bevisade.De globala barytreserverna är 350 miljoner ton.Kina är det land med de mest rikliga barytresurserna.Andra länder med rika barytresurser inkluderar Kazakstan, Türkiye, Indien, Thailand, USA och Mexiko.Kända källor till baryt i världen inkluderar Westman Land i Storbritannien, Felsbonne i Rumänien, Sachsen i Tyskland, Tianzhu i Guizhou, Heifenggou i Gansu, Gongxi i Hunan, Liulin i Hubei, Xiangzhou i Guangxi och Shuiping i Shaanxi.
Enligt uppgifter från United States Geological Survey 2015 var den globala produktionen av baryt 9,23 miljoner ton 2013 och ökade till 9,26 miljoner ton 2014. 2014 var Kina den största producenten av baryt, med en produktion på 4,1 miljoner ton , som står för cirka 44,3 % av den globala totala produktionen.Indien, Marocko och USA rankas tvåa, tredje respektive fjärde, med en produktion på 1,6 miljoner ton, 1 miljon ton och 720000 ton.
2. Distribution avBariumResurser i Kina
Kina är rikt påbariummalmtillgångar, med en förutspådd total reserv på över 1 miljard ton.Dessutom är halten bariummalm relativt hög, och dess reserver och produktion är för närvarande rankad först i världen.Den vanligastebariumsom innehåller mineral i naturen är baryt.Den globala reserven av baryt är 350 miljoner ton, medan reserven av baryt i Kina är 100 miljoner ton, vilket motsvarar cirka 29 % av den totala globala reserven och rankas först i världen.
Enligt uppgifterna i "Utforskning av de viktigaste mineralkoncentrationsområdena och resurspotentialen i Kinas baritgruvor" (Chemical Mineral Geology, 2010), är Kina rikt på barytresurser, fördelade i 24 provinser (regioner) över hela landet, med reserver och produktionsrankning först i världen.Det finns 195 gruvområden med bevisade reserver i Kina, med en total bekräftad resursreserv på 390 miljoner ton malm.Från den provinsiella (regionala) distributionen av baryt har Guizhou-provinsen flest barytgruvor, som står för 34 % av landets totala reserver;Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi och andra provinser (regioner) kommer på andra plats.Ovanstående fem provinser står för 80 % av de nationella reserverna.Fyndigheten är huvudsakligen sedimentär och står för 60 % av de totala reserverna.Dessutom finns det också lagerkontrollerade (endogenetiska), vulkaniska sedimentära, hydrotermiska och väderbitna (restsluttningar) typer.Mineraliseringsperioden var huvudsakligen under den paleozoiska eran, och barytavlagringar bildades även under den siniska och mesozoiska kenozoikumperioden.
Egenskaper för Barite Mineral Resources i Kina
Ur ett kvantitativt perspektiv är barytmineraler i Kina huvudsakligen distribuerade i den centrala regionen;När det gäller kvalitet är nästan alla rika mineraler huvudsakligen koncentrerade till Guizhou och Guangxi;Ur malmfyndighetens skala är Kinas barytfyndigheter huvudsakligen stora och medelstora.Endast de två gruvområdena Guizhou Tianzhu Dahe Bian och Hunan Xinhuang Gongxi står för mer än hälften av reserverna i dessa områden.Ofta är en enda baryttyp den huvudsakliga malmtypen, och mineralsammansättningen och kemiska sammansättningsförhållandet är relativt enkla och rena, såsom Hunan Xinhuang Gongxi-barytgruvan.Dessutom finns det stora reserver av ko och tillhörande mineraler som kan utnyttjas på ett omfattande sätt.
4、 Produktionsprocess av barium
1. Beredning avbarium
Produktionen av metalliskt barium i industrin omfattar två steg: produktion av bariumoxid och framställning av metalliskt barium genom termisk metallreduktion (aluminiumtermisk reduktion).
(1) Beredning avbariumoxid
Högkvalitativ barytmalm kräver först manuellt urval och flotation, följt av borttagning av järn och kisel för att få ett koncentrat som innehåller mer än 96 %bariumsulfat.Blanda mineralpulver med en partikelstorlek mindre än 20 mesh och kol eller petroleumkokspulver i viktförhållandet 4:1 och kalcinera vid 1100 ℃ i en efterklangsugn.Bariumsulfat reduceras till bariumsulfid (allmänt känd som "svart aska"), som lakas med varmt vatten för att få en lösning av bariumsulfid.För att omvandla bariumsulfid till bariumkarbonatfällning är det nödvändigt att tillsätta natriumkarbonat eller införa koldioxid i bariumsulfidvattenlösningen.Blanda bariumkarbonat med kolpulver och kalcinera vid över 800 ℃ för att få bariumoxid.Det bör noteras att bariumoxid oxiderar för att bilda bariumperoxid vid 500-700 ℃, och bariumperoxid kan sönderdelas till bildningbariumoxid vid 700-800 ℃.Därför, för att undvika att producera bariumperoxid, måste de brända produkterna kylas eller släckas under inertgasskydd.
(2) Tillverkning avbariummetallgenom aluminiumtermisk reduktionsmetod
Det finns två reaktioner för aluminiumreduktion avbariumoxid på grund av olika ingredienser:
6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑
Eller: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑
Vid temperaturer från 1000 till 1200 ℃ producerar dessa två reaktioner mycket litebarium, så det är nödvändigt att använda en vakuumpump för att kontinuerligt överförabariumånga från reaktionszonen till kondensationszonen för att reaktionen ska fortsätta kontinuerligt till höger.Återstoden efter reaktionen är giftig och kan endast kasseras efter behandling.
2. Framställning av vanliga bariumföreningar
(1) Beredningsmetod förbariumkarbonat
① Karboniseringsmetod
Förkolningsmetoden innebär huvudsakligen att man blandar baryt och kol i en viss proportion, krossar dem i en roterande ugn och rostar och reducerar dem vid 1100-1200 ℃ för att erhålla bariumsulfidsmälta.Koldioxid införs ibariumsulfidlösning för karbonisering, och den erhållnabariumkarbonatuppslamningen utsätts för avsvavlingstvättning och vakuumfiltrering.Sedan torkas den och krossas vid 300 ℃ för att erhålla den färdiga bariumkarbonatprodukten.Denna metod används av de flesta tillverkare på grund av dess enkla process och låga kostnad.
② Komplex nedbrytningsmetod
Slutprodukten avbariumkarbonat kan erhållas genom den dubbla nedbrytningsreaktionen mellan bariumsulfid och ammoniumkarbonat, eller genom reaktionen mellan bariumklorid och kaliumkarbonat.Den resulterande produkten tvättas sedan, filtreras, torkas, etc.
③ Toxic Heavy Petrochemical Law
Det giftiga tunga malmpulvret reageras med ammoniumsalt för att generera lösligtbariumsalt och ammoniumkarbonat återvinns för användning.Det lösligabariumsalt tillsätts till ammoniumkarbonat för att fälla ut raffinerat bariumkarbonat, som filtreras och torkas för att producera en färdig produkt.Dessutom kan den erhållna moderluten återvinnas och återanvändas.
(2) Beredningsmetod förbariumtitanat
① Fastfasmetod
Bariumtitanat kan framställas genom kalcineringbariumkarbonat och titandioxid, som kan dopas med vilket annat material som helst.
② Samutfällningsmetod
Lösa uppbariumklorid och titantetraklorid i en blandning av lika ämnen, värm till 70 ° C och droppa sedan oxalsyra för att få en fällning av hydratiseradbariumtitanat [BaTiO (C2O4) 2-4H2O].Tvätta, torka och pyrolys sedan för att erhålla bariumtitanat.
(3) Beredningsmetod förbariumklorid
Produktionsprocessen avbariumklorid inkluderar huvudsakligen saltsyrametoden,bariumkarbonatmetoden, kalciumkloridmetoden och magnesiumkloridmetoden enligt olika metoder eller råmaterial.
① Saltsyrametod.
②Bariumkarbonatmetoden.Tillverkad av vissen sten (bariumkarbonat) som råvara.
③ Kalciumkloridmetod.Reducering av en blandning av baryt och kalciumklorid med kol.
Dessutom finns magnesiumkloridmetoden.Förberedd genom att behandlabariumsulfid med magnesiumklorid.
Posttid: 2023-nov-01