1、 Основний вступ
Китайська назва:Барій, англійська назва:Барій, символ елементаBa, атомний номер 56 у періодичній таблиці, є лужноземельним металевим елементом групи IIA з густиною 3,51 г/кубічний сантиметр, температурою плавлення 727 °C (1000 K, 1341 °F) і температурою кипіння 1870 °C. C (2143 K, 3398 ° F).Барій — лужноземельний метал зі сріблясто-білим блиском, жовто-зеленим кольором полум’я, м’який і пластичний.Баріймає дуже активні хімічні властивості і може реагувати з більшістю неметалів.Барійніколи не було знайдено як єдина речовина в природі.Барійсолі токсичні за виняткомбарійсульфат.В додаток,металевий баріймає сильну відновлюваність і може відновити більшість оксидів, галогенідів і сульфідів металів для отримання відповідних металів.Змістбарійв корі становить 0,05%, а найпоширенішими мінералами в природі є барит (барійсульфат) і витерит (барійкарбонат).Барій широко використовується в таких сферах, як електроніка, кераміка, медицина та нафта.
2、 ВідкриттяБарійі стан розвитку КитаюБарійПромисловість
1.Коротка історія відкриттябарій
Сульфіди лужноземельних металів виявляють фосфоресценцію, тобто вони продовжують випромінювати світло в темряві протягом певного періоду часу після того, як потрапили на світло.Саме через цю властивістьбарійсполуки почали привертати увагу.
У 1602 р. В. Касіоролус, швець із Болоньї, Італія, виявив, що барит, що міститьбарійсульфат випромінював світло в темряві після прожарювання його горючими речовинами.Це явище зацікавило європейських хіміків.У 1774 році шведський хімік К. В. Шеєле відкрив новий елемент у бариті, але він не зміг відокремити його, лише оксид цього елемента.У 1776 році Йохан Готліб Ган виділив цей оксид у подібному дослідженні.Guyton de Morveau спочатку називав Baryta barote, а пізніше Антуан Лавуазьє перейменував його в baryta (важка земля).У 1808 році британський хімік Гемфрі Деві використав ртуть як катод, платину як анод і електролізований барит (BaSO4) для отриманнябарійамальгама.Після дистиляції для видалення ртуті був отриманий і названий метал низької чистотибарій.
Промислове застосування також має понад сто років історії
Ще в середині 19 століття люди почали використовувати барит (важливий мінерал для виробництвабарійібарійсполуки) як наповнювач для фарб.З цього століття барит став основною сировиною для виготовлення різноманітнихбаріймістять хімічні продукти.Завдяки значній частці, стабільним хімічним властивостям і нерозчинності у воді та кислотах барит використовувався як обважнювач для бурового розчину нафти та газу ще в 1920-х роках.Барійсульфат використовується у виробництві білих пігментів і може бути використаний як наповнювач і барвник для гуми.
2. Становище Китаюбарійпромисловість
Поширенийбарійвключають солібарійсульфат,барійнітрат, хлорид барію,барійкарбонат,барійціанід та ін.Барійсоляні продукти в основному використовуються в електронній промисловості як добавки для кольорових кінескопів і магнітних матеріалів.
Нині Китай став найбільшим у світі виробникомбарійсолі.Глобальна річна виробнича потужністьбарійкарбонатів становить близько 900 000 тонн, з виходом близько 700 000 тонн, тоді як річна виробнича потужність Китаю становить близько 700 000 тонн, з річним видобутком близько 500 000 тонн, що становить понад 70% світового виробництва.барійпотужність виробництва карбонатів і продуктивність.Китаюбарійкарбонатні продукти протягом тривалого часу експортувалися у великих кількостях, і Китай став найбільшим у світі експортеромбарійкарбонатний.
Проблеми, з якими стикається розвитокБарійСоляна промисловість у Китаї
Хоча Китай є найбільшим у світі виробником і експортеромбарійкарбонат, він не є сильним виробником карбонату барію.По-перше, мало масштабівбарійпідприємства з виробництва карбонатів у Китаї, і є дуже мало підприємств, які досягли великомасштабного виробництва;По-друге, Китайбарійкарбонатні вироби мають єдину структуру і не мають високотехнологічних виробів.Хоча деякі заводи в даний час досліджують і виробляють високочистийбарійкарбонат, його стабільність погана.Для продуктів високої чистоти Китаю також потрібно імпортувати з таких компаній, як Німеччина, Італія та Японія.Крім того, в останні роки деякі країни стали новими експортерамибарійкарбонатів, таких як Росія, Бразилія, Південна Корея та Мексика, що призводить до надлишку пропозиції на міжнарбарійкарбонатний ринок, який мав величезний вплив на Китайбарійкарбонатна промисловість.Виробники готові знижувати ціни, щоб вижити.У той же час китайські експортні підприємства також стикаються з антидемпінговими розслідуваннями з-за кордону.З постійним удосконаленням вимог охорони навколишнього середовища деякібарійПідприємства з виробництва солі в Китаї також стикаються з проблемами захисту навколишнього середовища.З метою сприяння розвитку Китаюбарійсоляна промисловість,барійПідприємства з видобутку солі в Китаї повинні взяти за основу захист навколишнього середовища та безпеку, постійно досліджувати та впроваджувати передові технології, а також розробляти нові продукти, які відповідають вимогам часу та мають високий технологічний зміст.
Дані про виробництво та експорт бариту в Китаї
Згідно з даними Геологічної служби Сполучених Штатів, у 2014 році виробництво бариту в Китаї становило приблизно 41 мільйон тонн. Відповідно до китайської митної статистики, з січня по грудень 2014 року Китай експортував 92588597 кілограмівбарійсульфату, що на 0,18% більше до відповідного періоду минулого року.Загальна вартість експорту склала 65496598 доларів США, що на 20,99% більше, ніж за відповідний період минулого року.Експортна ціна за одиницю склала 0,71 долара США за кілограм, що на 0,12 долара США за кілограм більше, ніж за відповідний період минулого року.Серед них у грудні 2014 року Китай експортував 8768648 кілограмівбарійсульфату, збільшившись до відповідного періоду минулого року на 8,19%.Обсяг експорту склав 8385141 доларів США, що на 5,1% більше, ніж за відповідний період минулого року.
За даними китайської митниці, у червні 2015 року Китай експортував 170 000 тоннбарійсульфату, зменшення на 1,7% до відповідного періоду минулого року;У першому півріччі сукупний обсяг експорту склав 1,12 млн тонн, що на 6,8% менше, ніж за аналогічний період минулого року;Цей же обсяг експорту зменшився на 5,4% і 9% відповідно в порівнянні з аналогічним періодом минулого року.
3、 Розподіл і виробництво ресурсів барію (бариту).
1. Розподіл ресурсів барію
Змістбарійв земній корі становить 0,05%, посідаючи 14 місце.Основними мінералами в природі є барит (барійсульфат BaSO4) і витерит (барійкарбонат BaCO3).Серед них барит є найпоширенішим мінералом барію, який складається збарійсульфат і зустрічається в низькотемпературних гідротермальних жилах, таких як кварц-баритові жили, флюорит-баритові жили тощо.барійМістить мінерал в природі, крім бариту, і основним його компонентом єбарійкарбонатний.
Згідно з даними Геологічної служби США за 2015 рік, світові ресурси бариту становлять приблизно 2 мільярди тонн, з яких 740 мільйонів тонн підтверджені.Світові запаси бариту складають 350 мільйонів тонн.Китай є країною з найбільшими запасами бариту.Інші країни з багатими ресурсами бариту включають Казахстан, Туреччину, Індію, Таїланд, США та Мексику.Відомі джерела бариту у світі включають Вестман-Ленд у Великобританії, Фельсбонн у Румунії, Саксонію в Німеччині, Тяньчжу в Гуйчжоу, Хейфенгоу в Ганьсу, Гунсі в Хунані, Люлін у Хубеї, Сянчжоу в Гуансі та Шуйпін у Шеньсі.
Згідно з даними Геологічної служби Сполучених Штатів у 2015 році, світове виробництво бариту становило 9,23 мільйона тонн у 2013 році та зросло до 9,26 мільйона тонн у 2014 році. У 2014 році Китай був найбільшим виробником бариту з виробництвом 4,1 мільйона тонн , що становить приблизно 44,3% загального світового виробництва.Індія, Марокко та США посідають друге, третє та четверте місця відповідно з видобутком 1,6 млн. тонн, 1 млн. тонн та 720 тис. тонн.
2. РозповсюдженняБарійРесурси в Китаї
Китай багатийбарійрудних ресурсів із прогнозованими загальними запасами понад 1 млрд. тонн.Крім того, вміст барієвої руди є відносно високим, а її запаси та видобуток займають перше місце у світі.Найбільш поширенимбаріймінералом, що містить в природі, є барит.Світовий запас бариту становить 350 мільйонів тонн, тоді як запаси бариту в Китаї становлять 100 мільйонів тонн, що становить приблизно 29% від загального світового запасу та займає перше місце у світі.
Згідно з даними в «Дослідженні основних районів концентрації корисних копалин і ресурсного потенціалу баритових копалень Китаю» (Chemical Mineral Geology, 2010), Китай багатий на ресурси бариту, розподілені в 24 провінціях (регіонах) по всій країні, із запасами та рейтингом виробництва. перший у світі.У Китаї є 195 гірничодобувних районів із підтвердженими запасами руди, загальний обсяг яких становить 390 мільйонів тонн.З провінційного (регіонального) розподілу бариту провінція Гуйчжоу має найбільше баритових копалень, на які припадає 34% загальних запасів країни;Друге місце посідають провінції (регіони) Хунань, Гуансі, Ганьсу, Шеньсі та інші.На зазначені вище п'ять провінцій припадає 80% національних резервів.Тип покладу переважно осадовий, на його частку припадає 60% загальних запасів.Крім того, існують також шарові (ендогенні), вулканічні осадові, гідротермальні та вивітрені (залишковий схил) типи.Період зруденіння припадав переважно на палеозойську еру, а родовища бариту також утворювалися протягом синійського та мезозойського кайнозойського періодів.
Характеристика мінеральних ресурсів бариту в Китаї
З кількісної точки зору баритові мінерали в Китаї в основному поширені в центральному регіоні;З точки зору сортності, майже всі багаті корисні копалини в основному зосереджені в Гуйчжоу та Гуансі;З точки зору масштабу родовищ руди, родовища бариту в Китаї є переважно великими та середніми.Лише на два гірничодобувні райони Гуйчжоу Тяньчжу Дахе Бянь і Хунань Сіньхуан Гунсі припадає більше половини запасів у цих районах.Часто один тип бариту є основним типом руди, а мінеральний склад і співвідношення хімічного складу є відносно простими та чистими, як-от баритовий рудник Хунань Сіньхуан Гонсі.Крім того, є також значні запаси соляної та супутніх корисних копалин, які можна комплексно використовувати.
4、 Процес виробництва барію
1. Підготовкабарій
Виробництво металевого барію в промисловості включає два етапи: виробництво оксиду барію і виробництво металевого барію шляхом термічного відновлення металу (алюмінотермічного відновлення).
(1) Підготовкабарійоксид
Високоякісна баритова руда спочатку вимагає ручного відбору та флотації, а потім видалення заліза та кремнію для отримання концентрату, що містить понад 96%барійсульфат.Змішайте мінеральний порошок із розміром частинок менше 20 меш і порошок вугілля або нафтового коксу у ваговому співвідношенні 4:1 і прожарте при 1100 ℃ у відбивній печі.Барійсульфат відновлюється до сульфіду барію (широко відомого як «чорна зола»), який вилуговують гарячою водою для отримання розчину сульфіду барію.Для перетворення сульфіду барію в осад карбонату барію необхідно додати у водний розчин сульфіду барію карбонат натрію або ввести вуглекислий газ.Змішайте карбонат барію з вугільним порошком і прожарте при температурі вище 800 ℃, щоб отримати оксид барію.Слід зазначити, що оксид барію окислюється з утворенням пероксиду барію при 500-700 ℃, а пероксид барію може розкладатися з утвореннямбарійоксид при 700-800 ℃.Тому, щоб уникнути утворення пероксиду барію, кальциновані продукти потрібно охолоджувати або гасити під захистом інертного газу.
(2) Виробництвометалевий барійметодом алюмінотермічного відновлення
Існує дві реакції відновлення алюмініюбарійоксид за рахунок різних інгредієнтів:
6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑
Або: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑
При температурах від 1000 до 1200 ℃ ці дві реакції виробляють дуже малобарій, тому для безперервного перекачування необхідно використовувати вакуумний насосбарійпар із реакційної зони в зону конденсації, щоб реакція безперервно проходила вправо.Залишок після реакції є токсичним і може бути викинутий лише після обробки.
2. Отримання звичайних сполук барію
(1) Спосіб приготуваннябарійкарбонатний
① Метод карбонізації
Метод карбонізації в основному передбачає змішування бариту та вугілля в певній пропорції, подрібнення їх у обертовій печі, а також випал і відновлення при 1100-1200 ℃ для отримання розплаву сульфіду барію.Вуглекислий газ вводиться вбарійсульфідного розчину для карбонізації, і одержбарійкарбонатну пульпу піддають десульфуризаційної промивці і вакуум-фільтрації.Потім його сушать і подрібнюють при 300 ℃, щоб отримати готовий продукт карбонату барію.Цей метод використовують більшість виробників завдяки його простоті та низькій вартості.
② Метод складної декомпозиції
Кінцевий продуктбарійкарбонат можна отримати реакцією подвійного розкладання сульфіду барію та карбонату амонію або реакцією між хлоридом барію та карбонатом калію.Потім отриманий продукт промивають, фільтрують, висушують і т.д.
③ Закон про токсичну важку нафтохімію
Токсичний порошок важкої руди взаємодіє з сіллю амонію для отримання розчинної речовинибарійсіль, а карбонат амонію переробляється для використання.Розчиннийбарійсіль додають до карбонату амонію для осадження очищеного карбонату барію, який фільтрують і сушать для отримання готового продукту.Крім того, отриманий матковий розчин можна переробити та використати повторно.
(2) Спосіб приготуваннябарійтитанат
① Твердофазний метод
Барійтитанат можна одержати прожарюваннямбарійкарбонат і діоксид титану, який можна легувати будь-яким іншим матеріалом.
② Метод співосадження
Розчинитибарійхлорид і чотирихлористий титан в суміші рівних речовин, нагрівають до 70 ° С, а потім додають щавлеву кислоту до отримання осаду гідрат.барійтитанат [BaTiO (C2O4) 2-4H2O].Промийте, висушіть, а потім піддайте піролізу для отримання титанату барію.
(3) Спосіб приготуваннябарійхлорид
Процес виробництвабарійхлорид в основному включає метод соляної кислоти,барійкарбонатний метод, метод хлориду кальцію та метод хлориду магнію відповідно до різних методів або сировини.
① Метод соляної кислоти.
②Барійкарбонатний спосіб.Виготовлений із висушеного каменю (карбонату барію) як сировини.
③ Метод хлориду кальцію.Відновлення суміші бариту і хлориду кальцію вуглецем.
Крім того, існує метод хлориду магнію.Готується лікуваннямбарійсульфіду з хлоридом магнію.
Час публікації: 01 листопада 2023 р