Процес на екстракция на барий

Приготвяне на барий

Промишлена подготовка наметален барийвключва два етапа: получаване на бариев оксид и получаване на метален барий чрез термична редукция на метала (алуминотермична редукция).

Продукт Барий
CAS номер 7647-17-8
Партиден номер 16121606 Количество: 100,00 кг
Дата на производство: 16 декември 2016 г. Дата на теста: 16 декември 2016 г.
Тестов елемент w/% Резултати Тестов елемент w/% Резултати
Ba >99,92% Sb <0,0005
Be <0,0005 Ca 0,015
Na <0,001 Sr 0,045
Mg 0,0013 Ti <0,0005
Al 0,017 Cr <0,0005
Si 0,0015 Mn 0,0015
K <0,001 Fe <0,001
As <0,001 Ni <0,0005
Sn <0,0005 Cu <0,0005
 
Стандарт за тестване Be, Na и други 16 елемента: ICP-MS 

Ca, Sr: ICP-AES

Ба: TC-TIC

Заключение:

Спазвайте корпоративния стандарт

Барий-метален-

(1) Приготвяне на бариев оксид 

Висококачествената баритова руда първо трябва да бъде ръчно селектирана и флотирана, след което желязото и силицийът се отстраняват, за да се получи концентрат, съдържащ над 96% бариев сулфат. Рудният прах с размер на частиците по-малък от 20 меша се смесва с въглищен или нефтен коксов прах в тегловно съотношение 4:1 и се изпича при 1100℃ в ревербераторна пещ. Бариевият сулфат се редуцира до бариев сулфид (известен като "черна пепел") и полученият разтвор на бариев сулфид се излужва с гореща вода. За да се превърне бариевият сулфид в утайка от бариев карбонат, към водния разтвор на бариев сулфид е необходимо да се добави натриев карбонат или въглероден диоксид. Бариевият оксид може да се получи чрез смесване на бариев карбонат с въглероден прах и калциниране при температура над 800℃. Трябва да се отбележи, че бариевият оксид се окислява до бариев пероксид при 500-700℃, а бариевият пероксид може да се разложи до бариев оксид при 700-800℃. Следователно, за да се избегне производството на бариев пероксид, калцинираният продукт трябва да се охлади или закали под защитата на инертен газ. 

(2) Алуминотермичен метод за редукция за получаване на метален барий 

Поради различните съставки, има две реакции на редукция на бариев оксид с алуминий:

6BaO+2Al→3BaO•Al2O3+3Ba↑

Или: 4BaO+2Al→BaO•Al2O3+3Ba↑

При 1000-1200℃, тези две реакции произвеждат много малко барий, така че е необходима вакуумна помпа, която непрекъснато да прехвърля бариевите пари от реакционната зона към кондензационната зона, така че реакцията да може да продължи да протича надясно. Остатъкът след реакцията е токсичен и трябва да бъде третиран, преди да може да бъде изхвърлен.

Приготвяне на обичайни бариеви съединения 

(1) Метод за приготвяне на бариев карбонат 

① Метод на карбонизация

Методът на карбонизация включва главно смесване на барит и въглища в определено съотношение, раздробяването им във въртяща се пещ, калцинирането и редуцирането им при 1100-1200℃, за да се получи стопилка от бариев сулфид. В разтвора на бариев сулфид се въвежда въглероден диоксид за карбонизация и реакцията е следната:

BaS+CO2+H2O=BaCO3+H2S

Получената суспензия от бариев карбонат се десулфурира, промива и филтрира във вакуум, след което се суши и раздробява при 300℃, за да се получи готов продукт от бариев карбонат. Този метод е лесен за изпълнение и евтин, така че се използва от повечето производители.

② Метод на двойно разлагане

Бариевият сулфид и амониевият карбонат претърпяват двойно разлагане и реакцията е следната:

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

Или бариевият хлорид реагира с калиев карбонат и реакцията е следната:

BaCl2+K2CO3=BaCO3+2KCl

Продуктът, получен от реакцията, след това се промива, филтрира, суши и др., за да се получи готов продукт от бариев карбонат.

③ Метод с бариев карбонат

Прахът от бариев карбонат реагира с амониева сол, за да се получи разтворима бариева сол, а амониевият карбонат се рециклира. Разтворимата бариева сол се добавя към амониевия карбонат, за да се утаи рафиниран бариев карбонат, който се филтрира и суши, за да се получи крайният продукт. Освен това, полученият матернен разтвор може да се рециклира. Реакцията е следната:

BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2

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

Ba(OH)2+CO2=BaCO3+H2O 

(2) Метод за приготвяне на бариев титанат 

① Метод с твърда фаза

Бариевият титанат може да се получи чрез калциниране на бариев карбонат и титанов диоксид, като в него могат да се добавят всякакви други материали. Реакцията е следната:

TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑

② Метод на съвместно утаяване

Бариевият хлорид и титановият тетрахлорид се смесват и разтварят в равни количества, нагряват се до 70°C, след което се добавя на капки оксалова киселина, за да се получи хидратирана утайка от бариев титанил оксалат [BaTiO(C2O4)2•4H2O], която се промива, суши и след това пиролизира, за да се получи бариев титанат. Реакцията е следната:

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

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

След разбиване на метатитановата киселина се добавя разтвор на бариев хлорид, а след това се добавя амониев карбонат при разбъркване, за да се образува копреципитат от бариев карбонат и метатитанова киселина, който се калцинира, за да се получи продуктът. Реакцията е следната:

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

H2TiO3 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ + H2O 

(3) Приготвяне на бариев хлорид 

Производственият процес на бариев хлорид включва главно метод със солна киселина, метод със бариев карбонат, метод със калциев хлорид и метод със магнезиев хлорид, в зависимост от различните методи или суровини.

① Метод със солна киселина. Когато бариевият сулфид се третира със солна киселина, основната реакция е:

BaS+2HCI=BaCl2+H2S↑+Q

Схема на процеса на производство на бариев хлорид чрез солна киселина

②Метод с бариев карбонат. Приготвен с бариев карбонат (бариев карбонат) като суровина, основните реакции са:

BaCO3+2HCI=BaCl2+CO2↑+H2O

③Метод на карбонизация

Схема на процеса на производство на бариев хлорид чрез солна киселина

Влияние на бария върху човешкото здраве

Как барият влияе на здравето?

Барият не е основен елемент за човешкото тяло, но има голямо въздействие върху човешкото здраве. Барият може да бъде изложен на него по време на добива, топенето, производството и употребата на бариеви съединения. Барият и неговите съединения могат да попаднат в тялото през дихателните пътища, храносмилателния тракт и увредената кожа. Професионалното отравяне с барий се причинява главно от вдишване на дихателните пътища, което се случва при инциденти по време на производство и употреба; непрофесионалното отравяне с барий се причинява главно от поглъщане през храносмилателния тракт, най-вече поради случайно поглъщане; течноразтворимите бариеви съединения могат да се абсорбират през наранена кожа. Острото отравяне с барий се причинява най-вече от случайно поглъщане.

Медицинска употреба

(1) Рентгенография с бариев брашно

Рентгенографията с бариев сулфат, известна още като бариева рентгенография на храносмилателния тракт, е метод за изследване, който използва бариев сулфат като контрастно вещество, за да покаже дали има лезии в храносмилателния тракт под рентгеново облъчване. Рентгенографията с бариев сулфат е перорално поглъщане на контрастни вещества, а медицинският бариев сулфат, използван като контрастно вещество, е неразтворим във вода и липиди и не се абсорбира от стомашно-чревната лигавица, така че е практически нетоксичен за хората.

Медицинска индустрия

Според нуждите на клиничната диагноза и лечение, рентгенографията на стомашно-чревния тракт с бариева храна може да бъде разделена на изследване с горна част на стомашно-чревния тракт с бариева храна, изследване с бариева храна на целия стомашно-чревен тракт, изследване с бариева клизма на дебелото черво и изследване с бариева клизма на тънките черва.

Отравяне с барий

Пътища на експозиция 

Барият може да бъде изложен набарийпо време на добива, топенето и производството на барий. Освен това, барият и неговите съединения се използват широко. Често срещани токсични бариеви соли включват бариев карбонат, бариев хлорид, бариев сулфид, бариев нитрат и бариев оксид. Някои ежедневни стоки също съдържат барий, като например бариев сулфид в лекарствата за обезкосмяване. Някои селскостопански средства за борба с вредители или родентициди също съдържат разтворими бариеви соли, като бариев хлорид и бариев карбонат.


Време на публикуване: 15 януари 2025 г.