Металлический Барий (1)

1、 Базовое введение

Китайское имя:Барий, английское название:Барий, символ элементаBa, атомный номер 56 в таблице Менделеева, представляет собой щелочноземельный металлический элемент группы IIA с плотностью 3,51 г/кубический сантиметр, температурой плавления 727°С (1000 К, 1341°F) и температурой кипения 1870°. С (2143 К, 3398°Ф). Барий — щелочноземельный металл с серебристо-белым блеском, желто-зеленым цветом пламени, мягкий и пластичный.Барийобладает очень активными химическими свойствами и может реагировать с большинством неметаллов.Барийникогда не встречался в природе как отдельное вещество.Барийсоли токсичны, за исключениембарийсульфат. Кроме того,металлический барийобладает сильной восстанавливаемостью и может восстанавливать большинство оксидов, галогенидов и сульфидов металлов с получением соответствующих металлов. Содержаниебарийв земной коре составляет 0,05%, а наиболее распространенными в природе минералами являются барит (барийсульфат) и витерит (барийкарбонат). Барий широко используется в таких областях, как электроника, керамика, медицина и нефть.

2、 ОткрытиеБарийи статус развития КитаяБарийПромышленность

1. Краткая история открытиябарий

Сульфиды щелочноземельных металлов обладают фосфоресценцией, то есть они продолжают излучать свет в темноте в течение определенного периода времени после воздействия света. Именно из-за этой особенностибарийсоединения начали привлекать внимание.

В 1602 году В. Касиорол, сапожник из Болоньи (Италия), обнаружил, что барит, содержащийбарийсульфат излучал свет в темноте после обжига его горючими веществами. Это явление вызвало интерес европейских химиков. В 1774 году шведский химик К. В. Шееле открыл в барите новый элемент, но не смог выделить его, а выделил только оксид этого элемента. В 1776 году Йохан Готлиб Ган в аналогичном исследовании выделил этот оксид. Первоначально бариту называл баротом Гайтон де Морво, а позже Антуан Лавуазье переименовал ее в бариту (тяжелая земля). В 1808 году британский химик Хамфри Дэви использовал ртуть в качестве катода, платину в качестве анода и электролизованный барит (BaSO4) для получениябарийамальгама. После перегонки по удалению ртути был получен металл низкой чистоты, получивший названиебарий.

Промышленное применение также имеет более чем столетнюю историю.

Еще в середине 19 века люди начали использовать барит (важный минерал для добычибарийибарийсоединения) в качестве наполнителя красок. С этого столетия барит стал основным сырьем для изготовления различныхбарийсодержащие химические продукты. Благодаря своей значительной доле, стабильным химическим свойствам и нерастворимости в воде и кислотах барит использовался в качестве утяжелителя для буровых растворов для нефти и газа еще в 1920-х годах.Барийсульфат используется при производстве белых пигментов и может использоваться в качестве наполнителя и красителя для резины.

2. Ситуация в Китаебарийпромышленность

Общийбарийсоли включают в себябарийсульфат,барийнитрат, хлорид бария,барийкарбонат,барийцианид и др.БарийСолевые продукты в основном используются в электронной промышленности в качестве добавок для цветных кинескопов и магнитных материалов.

В настоящее время Китай стал крупнейшим в мире производителембарийсоли. Глобальная годовая производственная мощностьбарийКарбонат составляет около 900 000 тонн, с объемом производства около 700 000 тонн, в то время как годовая производственная мощность Китая составляет около 700 000 тонн, с годовым объемом производства около 500 000 тонн, что составляет более 70% мирового производства.бариймощность и объем производства карбонатов. Китайбарийкарбонатные продукты уже давно экспортируются в больших количествах, а Китай стал крупнейшим в мире экспортером карбонатов.барийкарбонат.

Проблемы, с которыми сталкивается развитиеБарийСоляная промышленность в Китае

Хотя Китай является крупнейшим в мире производителем и экспортеромбарийкарбонат, он не является сильным производителем карбоната бария. Во-первых, мало масштабныхбарийпредприятия по производству карбоната в Китае, и очень мало предприятий, которые достигли крупномасштабного производства; Во-вторых, Китайбарийкарбонатные продукты имеют единую структуру и не содержат высокотехнологичных продуктов. Хотя некоторые заводы в настоящее время исследуют и производят продукты высокой чистоты.барийкарбонат, его стабильность плохая. Продукты высокой чистоты Китаю также необходимо импортировать из таких компаний, как Германия, Италия и Япония. Кроме того, в последние годы некоторые страны стали новыми экспортерамибарийкарбонатов, таких как Россия, Бразилия, Южная Корея и Мексика, что приводит к переизбытку предложения на международном рынке.барийрынок карбонатов, который оказал огромное влияние на китайскуюбарийкарбонатная промышленность. Производители готовы снижать цены, чтобы выжить. В то же время китайские экспортные предприятия также сталкиваются с антидемпинговыми расследованиями из-за границы. Благодаря постоянному совершенствованию требований по охране окружающей среды, некоторыебарийПредприятия по производству соли в Китае также сталкиваются с проблемами защиты окружающей среды. В целях содействия развитию Китаябарийсоляная промышленность,барийПредприятия по производству соли в Китае должны взять за основу защиту окружающей среды и безопасность, постоянно проводить исследования и внедрять передовые технологии, а также разрабатывать новые продукты, отвечающие требованиям времени и имеющие высокое технологическое содержание.

Данные о производстве и экспорте барита в Китае

По данным Геологической службы США, добыча барита в Китае в 2014 году составила примерно 41 миллион тонн. Согласно китайской таможенной статистике, с января по декабрь 2014 года Китай экспортировал 9 2588 597 килограммов барита.барийсульфата, что на 0,18% больше по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Совокупная стоимость экспорта составила 65496598 долларов США, что на 20,99% больше, чем за тот же период прошлого года. Экспортная цена за единицу составила 0,71 доллара США за килограмм, что на 0,12 доллара США за килограмм больше, чем за тот же период прошлого года. Из них в декабре 2014 года Китай экспортировал 8768648 килограммовбарийсульфат, что на 8,19% больше, чем за тот же период прошлого года. Сумма экспорта составила 8385141 долларов США, увеличившись на 5,1% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.

По данным китайской таможни, в июне 2015 года Китай экспортировал 170 тыс. тоннбарийсульфат, снижение на 1,7% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года; В первом полугодии совокупный объем экспорта составил 1,12 млн тонн, что на 6,8% меньше по сравнению с аналогичным периодом прошлого года; Аналогичный объем экспорта снизился на 5,4% и 9% соответственно по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.

3、 Распределение и добыча ресурсов бария (барита).

1. Распределение ресурсов бария

Содержаниебарийв земной коре составляет 0,05%, занимая 14-е место. Основным минералом в природе является барит (барийсульфат BaSO4) и витерит (барийкарбонат BaCO3). Среди них барит является наиболее распространенным минералом бария, состоящим избарийсульфат и встречается в низкотемпературных гидротермальных жилах, таких как кварц-баритовые жилы, флюорит-баритовые жилы и т. д. Токсицит является еще одним крупнымбарийсодержащий в природе минерал, помимо барита, и основным его компонентом являетсябарийкарбонат.

По данным Геологической службы США за 2015 год, мировые ресурсы барита составляют примерно 2 миллиарда тонн, из которых 740 миллионов тонн доказаны. Мировые запасы барита составляют 350 миллионов тонн. Китай является страной с наиболее богатыми ресурсами барита. Другие страны с богатыми ресурсами барита включают Казахстан, Турцию, Индию, Таиланд, США и Мексику. Известные источники барита в мире включают Вестман-Лэнд в Великобритании, Фельсбонн в Румынии, Саксонию в Германии, Тяньчжу в Гуйчжоу, Хэйфэнгоу в Ганьсу, Гунси в Хунани, Люлин в Хубэе, Сянчжоу в Гуанси и Шуйпин в Шэньси.

По данным Геологической службы США в 2015 году, мировое производство барита составило 9,23 миллиона тонн в 2013 году и увеличилось до 9,26 миллиона тонн в 2014 году. В 2014 году Китай был крупнейшим производителем барита с объемом производства 4,1 миллиона тонн. , что составляет примерно 44,3% от общего объема мирового производства. Индия, Марокко и США занимают второе, третье и четвертое места соответственно с объемом производства 1,6 миллиона тонн, 1 миллион тонн и 720 тысяч тонн.

2. РаспределениеБарийРесурсы в Китае

Китай богатбарийрудные ресурсы с прогнозируемыми общими запасами более 1 млрд тонн. Более того, содержание бариевой руды относительно высокое, а ее запасы и производство в настоящее время занимают первое место в мире. Самый распространенныйбарийСодержащим минералом в природе является барит. Мировые запасы барита составляют 350 миллионов тонн, а запасы барита в Китае — 100 миллионов тонн, что составляет примерно 29% от общих мировых запасов и занимает первое место в мире.

По данным «Разведки основных районов концентрации полезных ископаемых и ресурсного потенциала баритовых рудников Китая» (Химическая минеральная геология, 2010), Китай богат ресурсами барита, распределенными в 24 провинциях (регионах) по всей стране, с запасами и рейтингом добычи. первый в мире. В Китае имеется 195 горнодобывающих районов с доказанными запасами, с общими подтвержденными запасами ресурсов 390 миллионов тонн руды. Из провинциального (регионального) распределения барита в провинции Гуйчжоу больше всего баритовых рудников, на которые приходится 34% общих запасов страны; Второе место занимают Хунань, Гуанси, Ганьсу, Шэньси и другие провинции (регионы). На вышеуказанные пять провинций приходится 80% национальных резервов. Тип месторождения преимущественно осадочный, на него приходится 60% общих запасов. Кроме того, существуют также слоисто-контролируемые (эндогенные), вулкано-осадочные, гидротермальные и выветрелые (остаточный склон). Период минерализации приходился преимущественно на палеозойскую эру, а месторождения барита формировались также в синийский и мезозойский кайнозойский периоды.

Характеристика минеральных ресурсов барита в Китае

С количественной точки зрения баритовые минералы в Китае в основном распространены в центральном регионе; Что касается содержания, то почти все богатые полезные ископаемые сосредоточены в основном в Гуйчжоу и Гуанси; С точки зрения масштаба залежей руды, месторождения барита в Китае в основном крупные и средние. Только на два горнодобывающих района Гуйчжоу Тяньчжу Дахэ Бянь и Хунань Синьхуан Гунси приходится более половины запасов в этих районах. Часто один тип барита является основным типом руды, а минеральный состав и соотношение химического состава относительно просты и чисты, как, например, баритовый рудник Хунань Синьхуан Гунси. Кроме того, имеются также большие запасы углекислого газа и сопутствующих полезных ископаемых, которые можно комплексно использовать.

4、 Процесс производства бария

1. Подготовкабарий

Производство металлического бария в промышленности включает два этапа: производство оксида бария и получение металлического бария термическим восстановлением металла (алюминотермическое восстановление).

(1) Подготовкабарийокись

Высококачественная баритовая руда сначала требует ручного отбора и флотации с последующим удалением железа и кремния для получения концентрата с содержанием более 96%барийсульфат. Смешать минеральный порошок с размером частиц менее 20 меш и порошок угля или нефтяного кокса в весовом соотношении 4:1 и прокалить при 1100 ℃ в отражательной печи.БарийСульфат восстанавливается до сульфида бария (широко известного как «черная зола»), который выщелачивают горячей водой с получением раствора сульфида бария. Для перевода сульфида бария в осадок карбоната бария необходимо в водный раствор сульфида бария добавить карбонат натрия или ввести углекислый газ. Смешайте карбонат бария с углеродным порошком и прокаливайте при температуре выше 800 ℃, чтобы получить оксид бария. Следует отметить, что оксид бария окисляется с образованием пероксида бария при 500-700 ℃, а пероксид бария может разлагаться с образованиембарийоксид при 700-800 ℃. Поэтому, чтобы избежать образования пероксида бария, обожженные продукты необходимо охлаждать или закаливать под защитой инертного газа.

(2) Производствометаллический барийметодом алюминотермического восстановления

Существуют две реакции восстановления алюминия:барийоксид из-за различных ингредиентов:

6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑

Или: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑

При температурах от 1000 до 1200 ℃ эти две реакции дают очень малобарий, поэтому необходимо использовать вакуумный насос для непрерывной перекачкибарийпар из зоны реакции в зону конденсации, чтобы реакция протекала непрерывно вправо. Остаток после реакции токсичен и может быть выброшен только после обработки.

2. Получение обычных соединений бария.

(1) Способ приготовлениябарийкарбонат

① Метод карбонизации

Метод карбонизации в основном включает в себя смешивание барита и угля в определенной пропорции, их дробление во вращающейся печи, а также обжиг и восстановление при температуре 1100-1200 ℃ с получением расплава сульфида бария. Углекислый газ попадает вбарийсульфидный раствор для карбонизации и полученныйбарийКарбонатную суспензию подвергают десульфурационной промывке и вакуумной фильтрации. Затем его сушат и измельчают при температуре 300 ℃ для получения готового продукта из карбоната бария. Этот метод принят большинством производителей из-за его простоты и низкой стоимости.

② Метод комплексного разложения

Конечный продуктбарийкарбонат можно получить реакцией двойного разложения сульфида бария и карбоната аммония или реакцией хлорида бария и карбоната калия. Полученный продукт затем промывают, фильтруют, сушат и т.д.

③ Закон о токсичной тяжелой нефтехимии

Порошок токсичной тяжелой руды вступает в реакцию с солью аммония с образованием растворимыхбарийсоль, а карбонат аммония перерабатываются для использования. РастворимыйбарийК карбонату аммония добавляют соль для осаждения очищенного карбоната бария, который фильтруют и сушат для получения готового продукта. Кроме того, полученный маточный раствор можно перерабатывать и использовать повторно.

(2) Способ приготовлениябарийтитанат

① Твердофазный метод

Барийтитанат можно получить прокаливаниембарийкарбонат и диоксид титана, которые можно легировать любым другим материалом.

② Метод соосаждения

Растворитьбарийхлорида и тетрахлорида титана в смеси равных веществ, нагревают до 70°С, а затем прикапывают щавелевую кислоту до получения осадка гидратабарийтитанат [BaTiO(C2O4)2-4H2O]. Промойте, высушите и затем пиролизируйте с получением титаната бария.

(3) Способ приготовлениябарийхлористый

Производственный процессбарийхлорид в основном включает метод соляной кислоты,барийКарбонатный метод, метод хлорида кальция и метод хлорида магния в соответствии с различными методами или сырьем.

① Метод соляной кислоты.

②Барийкарбонатный метод. Изготовлен из иссохшего камня (карбоната бария) в качестве сырья.

③ Метод хлорида кальция. Восстановление смеси барита и хлорида кальция углеродом.

Кроме того, существует метод хлорида магния. Приготовлено путем обработкибарийсульфид с хлоридом магния.