1、 Основно въведение
Китайско име:Барий, Английско име:Барий, елемент символBa, атомен номер 56 в периодичната таблица, е алкалоземен метален елемент от IIA група с плътност 3,51 g/кубичен сантиметър, точка на топене 727 ° C (1000 K, 1341 ° F) и точка на кипене 1870 ° C (2143 K, 3398 ° F).Барият е алкалоземен метал със сребристобял блясък, с жълтозелен цвят на пламъка, мек и пластичен.Барийима много активни химични свойства и може да реагира с повечето неметали.Барийникога не е било открито като едно вещество в природата.Барийсолите са токсични с изключение набарийсулфат.В допълнение,метален барийима силна редуцируемост и може да редуцира повечето метални оксиди, халогениди и сулфиди до получаване на съответните метали.Съдържанието набарийв кората е 0,05%, а най-често срещаните минерали в природата са баритът (барийсулфат) и уитерит (барийкарбонат).Барият се използва широко в области като електрониката, керамиката, медицината и петрола.
2、 Откриването наБарийи състоянието на развитието на КитайБарийИндустрия
1.Кратка история на откриването набарий
Сулфидите на алкалоземните метали проявяват фосфоресценция, което означава, че продължават да излъчват светлина на тъмно за определен период от време, след като са били изложени на светлина.Именно поради тази характеристикабарийсъединенията започнаха да получават внимание.
През 1602 г. V. Casiorolus, обущар в Болоня, Италия, открива, че барит, съдържащбарийсулфат излъчва светлина на тъмно след изпичането му с горими вещества.Това явление предизвика интереса на европейските химици.През 1774 г. шведският химик К. В. Шееле открива нов елемент в барита, но не успява да го отдели, а само оксида на този елемент.През 1776 г. Йохан Готлиб Ган изолира този оксид в подобно изследване.Baryta първоначално е посочен като barote от Guyton de Morveau, а по-късно е преименуван на baryta (тежка земя) от Антоан Лавоазие.През 1808 г. британският химик Хъмфри Дейви използва живак като катод, платина като анод и електролизиран барит (BaSO4), за да произведебарийамалгама.След дестилация за отстраняване на живака се получава метал с ниска чистота, който е нареченбарий.
Индустриалните приложения също имат над стогодишна история
Още в средата на 19 век хората започват да използват барит (важен минерал за производството набарийибарийсъединения) като пълнител за бои.От този век баритът се превърна в основна суровина за производство на различнибарийсъдържащи химически продукти.Поради значителното си съотношение, стабилни химични свойства и неразтворимост във вода и киселини, баритът е бил използван като утежняващ агент за сондиране на нефт и газ още през 20-те години на миналия век.Барийсулфатът се използва при производството на бели пигменти и може да се използва като пълнител и оцветител за каучук.
2. Положението на Китайбарийиндустрия
често срещанибарийсолите включватбарийсулфат,барийнитрат, бариев хлорид,барийкарбонат,барийцианид и др.Барийсолните продукти се използват главно в електронната индустрия като добавки за цветни кинескопи и магнитни материали.
В момента Китай е станал най-големият производител в света набарийсоли.Глобалният годишен производствен капацитет набарийкарбонат е около 900 000 тона, с производство от около 700 000 тона, докато годишният производствен капацитет на Китай е около 700 000 тона, с годишно производство от около 500 000 тона, което представлява над 70% от световниябарийпроизводствен капацитет и производителност на карбонати.на Китайбарийкарбонатните продукти се изнасят в големи количества от дълго време и Китай се превърна в най-големия износител набарийкарбонат.
Проблемите, пред които е изправено развитието наБарийСолната индустрия в Китай
Въпреки че Китай е най-големият производител и износител в света набарийкарбонат, той не е силен производител на бариев карбонат.Първо, има няколко мащабнибарийпредприятия за производство на карбонати в Китай и има много малко предприятия, които са постигнали мащабно производство;На второ място, Китайбарийкарбонатните продукти имат единна структура и липсват високотехнологични продукти.Въпреки че някои фабрики в момента проучват и произвеждат с висока чистотабарийкарбонат, неговата стабилност е лоша.За продукти с висока чистота Китай също трябва да внася от компании като Германия, Италия и Япония.Освен това през последните години някои страни станаха нови износители набарийкарбонат, като Русия, Бразилия, Южна Корея и Мексико, което води до свръхпредлагане в международен планбарийкарбонатен пазар, което оказа огромно влияние върху китайскиябарийкарбонатна индустрия.Производителите са готови да намалят цените, за да оцелеят.В същото време китайските експортни предприятия също са изправени пред антидъмпингови разследвания от чужбина.С непрекъснатото подобряване на изискванията за опазване на околната среда, някоибарийпредприятията за производство на сол в Китай също са изправени пред проблеми с опазването на околната среда.За да насърчи развитието на Китайбарийсолна индустрия,барийПредприятията за производство на сол в Китай трябва да вземат защитата на околната среда и безопасността като основа, непрекъснато да изследват и въвеждат съвременни технологии и да разработват нови продукти, които отговарят на изискванията на времето и имат високо технологично съдържание.
Данни за производство и износ на барит в Китай
Според данни от Геоложката служба на Съединените щати, производството на барит в Китай е било приблизително 41 милиона тона през 2014 г. Според китайските митнически статистики от януари до декември 2014 г. Китай е изнесъл 92588597 килограмабарийсулфат, което е ръст от 0,18% спрямо същия период на миналата година.Общата стойност на износа е 65496598 щатски долара, което е увеличение от 20,99% спрямо същия период на миналата година.Единичната експортна цена е 0,71 щатски долара за килограм, което е увеличение с 0,12 щатски долара за килограм спрямо същия период на миналата година.От тях през декември 2014 г. Китай е изнесъл 8768648 килограмабарийсулфат, което е ръст от 8,19% спрямо същия период на миналата година.Износът е в размер на 8385141 щатски долара, което е ръст от 5,1% спрямо същия период на миналата година.
Според данни на китайските митници през юни 2015 г. Китай е изнесъл 170 000 тонабарийсулфат, намаление с 1.7% спрямо същия период на миналата година;През първото полугодие кумулативният обем на износа е 1,12 милиона тона, което е спад от 6,8% спрямо същия период на миналата година;Същият износ е намалял съответно с 5,4% и 9% спрямо същия период на миналата година.
3、 Разпределение и производство на ресурси от барий (барит).
1. Разпределение на бариеви ресурси
Съдържанието набарийв земната кора е 0,05%, нареждайки се на 14-то място.Основните минерали в природата са баритът (барийсулфат BaSO4) и уитерит (барийкарбонат BaCO3).Сред тях баритът е най-разпространеният минерал от барий, който се състои отбарийсулфат и се среща в нискотемпературни хидротермални вени, като кварцови баритни вени, флуоритни баритни вени и др. Токсицитът е друг основенбарийсъдържащ минерал в природата, в допълнение към барита, и основният му компонент ебарийкарбонат.
Според данни от Геоложката служба на Съединените щати през 2015 г. глобалните ресурси на барит са приблизително 2 милиарда тона, от които 740 милиона тона са доказани.Световните запаси от барит са 350 милиона тона.Китай е страната с най-изобилните ресурси на барит.Други страни с богати ресурси на барит включват Казахстан, Турция, Индия, Тайланд, Съединените щати и Мексико.Известни източници на барит в света включват Westman Land в Обединеното кралство, Felsbonne в Румъния, Саксония в Германия, Tianzhu в Guizhou, Heifenggou в Gansu, Gongxi в Hunan, Liulin в Hubei, Xiangzhou в Guangxi и Shuiping в Shaanxi.
Според данни от Геоложката служба на Съединените щати през 2015 г. световното производство на барит е било 9,23 милиона тона през 2013 г. и се е увеличило до 9,26 милиона тона през 2014 г. През 2014 г. Китай е най-големият производител на барит с производство от 4,1 милиона тона , което представлява приблизително 44,3% от общото световно производство.Индия, Мароко и Съединените щати се нареждат съответно на второ, трето и четвърто място с производство от 1,6 милиона тона, 1 милион тона и 720 000 тона.
2. Разпределение наБарийРесурси в Китай
Китай е богат набарийрудни ресурси, с прогнозен общ запас от над 1 милиард тона.Освен това съдържанието на бариевата руда е сравнително високо и нейните запаси и производство в момента са на първо място в света.Най-честобарийсъдържащ минерал в природата е барит.Глобалният резерв от барит е 350 милиона тона, докато резервът от барит в Китай е 100 милиона тона, което представлява приблизително 29% от общия световен резерв и се нарежда на първо място в света.
Според данните в „Проучване на основните зони с концентрация на минерали и ресурсния потенциал на китайските баритни мини“ (Chemical Mineral Geology, 2010), Китай е богат на ресурси от барит, разпределени в 24 провинции (региони) в цялата страна, с резерви и производствен клас първи в света.В Китай има 195 минни зони с доказани запаси с общ потвърден запас от ресурси от 390 милиона тона руда.От провинциалното (регионално) разпределение на барит, провинция Гуейджоу има най-много мини за барит, което представлява 34% от общите запаси на страната;Хунан, Гуанси, Гансу, Шанси и други провинции (региони) заемат второ място.Горните пет провинции представляват 80% от националните резерви.Типът находище е предимно седиментен, представляващ 60% от общите запаси.В допълнение, има и контролирани слоеве (ендогенни), вулканични седиментни, хидротермални и изветрени (остатъчен наклон) типове.Периодът на минерализация е бил главно през палеозойската ера, а баритните находища са се образували и през синийския и мезозойския кайнозойски периоди.
Характеристики на баритните минерални ресурси в Китай
От количествена гледна точка баритните минерали в Китай са разпространени главно в централния регион;По отношение на степента, почти всички богати минерали са концентрирани главно в Гуейджоу и Гуанси;От гледна точка на мащаба на находищата на руда, залежите на барит в Китай са предимно големи и средни.Само двата минни района на Гуейджоу Тиенджу Дахе Биан и Хунан Синхуанг Гонси представляват повече от половината от запасите в тези райони.Често един тип барит е основният тип руда, а минералният състав и съотношението на химичния състав са сравнително прости и чисти, като баритната мина Hunan Xinhuang Gongxi.В допълнение, има и големи запаси от кооперативи и свързани с тях минерали, които могат да бъдат широко използвани.
4、 Процес на производство на барий
1. Подготовка набарий
Производството на метален барий в промишлеността включва две стъпки: производство на бариев оксид и производство на метален барий чрез термична редукция на метал (алуминотермична редукция).
(1) Приготвяне набарийоксид
Висококачествената баритна руда първо изисква ръчен подбор и флотация, последвано от отстраняване на желязо и силиций, за да се получи концентрат, съдържащ повече от 96%барийсулфат.Смесете минерален прах с размер на частиците по-малък от 20 меша и прах от въглища или нефтен кокс в тегловно съотношение 4:1 и калцинирайте при 1100 ℃ в реверберационна пещ.Барийсулфатът се редуцира до бариев сулфид (известен като "черна пепел"), който се излугва с гореща вода, за да се получи разтвор на бариев сулфид.За да се превърне бариевият сулфид в утаяване от бариев карбонат, е необходимо да се добави натриев карбонат или да се въведе въглероден диоксид във водния разтвор на бариев сулфид.Смесете бариев карбонат с въглероден прах и калцинирайте при над 800 ℃, за да получите бариев оксид.Трябва да се отбележи, че бариевият оксид се окислява до образуване на бариев пероксид при 500-700 ℃, а бариевият пероксид може да се разложи до образуванебарийоксид при 700-800 ℃.Следователно, за да се избегне производството на бариев пероксид, калцинираните продукти трябва да се охладят или охладят при защита от инертен газ.
(2) Производство набариев металчрез метод на алуминотермична редукция
Има две реакции за редукция на алуминийбарийоксид поради различни съставки:
6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑
Или: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑
При температури, вариращи от 1000 до 1200 ℃, тези две реакции произвеждат много малкобарий, така че е необходимо да се използва вакуумна помпа за непрекъснато прехвърлянебарийпара от реакционната зона към зоната на кондензация, за да може реакцията да продължи непрекъснато надясно.Остатъкът след реакцията е токсичен и може да се изхвърли само след обработка.
2. Получаване на обикновени бариеви съединения
(1) Метод на приготвяне набарийкарбонат
① Метод на карбонизация
Методът на карбонизация включва главно смесване на барит и въглища в определена пропорция, раздробяването им в ротационна пещ и изпичането им и редуцирането им при 1100-1200 ℃, за да се получи стопилка от бариев сулфид.Въглеродният диоксид се въвежда вбарийсулфиден разтвор за карбонизация и полученатабарийкарбонатната суспензия се подлага на десулфуризиращо промиване и вакуумна филтрация.След това се изсушава и раздробява при 300 ℃, за да се получи готовият продукт от бариев карбонат.Този метод е възприет от повечето производители поради лесния процес и ниската цена.
② Сложен метод на разлагане
Крайният продукт набарийкарбонат може да се получи чрез реакция на двойно разлагане между бариев сулфид и амониев карбонат или чрез реакция между бариев хлорид и калиев карбонат.След това полученият продукт се измива, филтрира, изсушава и т.н.
③ Закон за токсичните тежки петрохимикали
Токсичният прах от тежка руда реагира с амониева сол, за да се получи разтворимбарийсол, а амониевият карбонат се рециклира за употреба.Разтвориматабарийсол се добавя към амониев карбонат, за да се утаи рафиниран бариев карбонат, който се филтрира и изсушава, за да се получи краен продукт.Освен това полученият матерен разтвор може да се рециклира и използва повторно.
(2) Метод на приготвяне набарийтитанат
① Твърдофазен метод
Барийтитанат може да се получи чрез калциниранебарийкарбонат и титанов диоксид, които могат да бъдат легирани с всеки друг материал.
② Метод на съутаяване
Разтворетебарийхлорид и титанов тетрахлорид в смес от равни вещества, загрява се до 70 ° C и след това се капва оксалова киселина, за да се получи утайка от хидратиранбарийтитанат [BaTiO (C2O4) 2-4H2O].Измиване, изсушаване и след това пиролиза за получаване на бариев титанат.
(3) Метод на приготвяне набарийхлорид
Производственият процес набарийхлорид включва главно метод на солна киселина,барийкарбонатен метод, метод с калциев хлорид и метод с магнезиев хлорид според различни методи или суровини.
① Метод на солна киселина.
②Барийкарбонатен метод.Изработен от изсъхнал камък (бариев карбонат) като суровина.
③ Метод с калциев хлорид.Редуциране на смес от барит и калциев хлорид с въглерод.
Освен това има метод с магнезиев хлорид.Приготвен чрез третиранебарийсулфид с магнезиев хлорид.
Време на публикуване: 1 ноември 2023 г