1, Giới thiệu cơ bản
Tên tiếng Trung:bari, Tên tiếng Anh:bari, ký hiệu phần tửBa, số nguyên tử 56 trong bảng tuần hoàn, là nguyên tố kim loại kiềm thổ nhóm IIA với mật độ 3,51 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 727 ° C (1000 K, 1341 ° F) và nhiệt độ sôi là 1870 ° C (2143K, 3398°F). Bari là một kim loại kiềm thổ có ánh trắng bạc, ngọn lửa có màu vàng lục, mềm và dẻo.baricó tính chất hóa học rất tích cực và có thể phản ứng với hầu hết các phi kim loại.barichưa bao giờ được tìm thấy dưới dạng một chất duy nhất trong tự nhiên.barimuối rất độc, ngoại trừbarisunfat. Ngoài ra,bari kim loạicó khả năng khử mạnh và có thể khử hầu hết các oxit kim loại, halogenua và sunfua để thu được các kim loại tương ứng. Nội dung củabaritrong lớp vỏ là 0,05% và khoáng chất phổ biến nhất trong tự nhiên là barit (barisunfat) và witherit (baricacbonat). Barium được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như điện tử, gốm sứ, y học và dầu khí.
2, Sự khám phá rabarivà tình hình phát triển của Trung QuốcbariNgành công nghiệp
1. Một lịch sử ngắn gọn về việc phát hiện rabari
Sunfua kim loại kiềm thổ thể hiện sự lân quang, nghĩa là chúng tiếp tục phát ra ánh sáng trong bóng tối trong một khoảng thời gian sau khi tiếp xúc với ánh sáng. Chính vì đặc điểm này màbarihợp chất đã bắt đầu nhận được sự chú ý.
Năm 1602, V. Casiorolus, một thợ đóng giày ở Bologna, Ý, đã phát hiện ra rằng barit chứabarisunfat phát ra ánh sáng trong bóng tối sau khi nung nó với các chất dễ cháy. Hiện tượng này đã thu hút sự quan tâm của các nhà hóa học châu Âu. Năm 1774, nhà hóa học người Thụy Điển CW Scheele phát hiện ra một nguyên tố mới trong barit, nhưng ông không thể tách nó ra mà chỉ tách được oxit của nguyên tố đó. Năm 1776, Johan Gottlieb Gahn đã phân lập được oxit này trong một nghiên cứu tương tự. Baryta ban đầu được Guyton de Morveau gọi là barote, và sau đó được Antoine Lavoisier đổi tên thành baryta (đất nặng). Năm 1808, nhà hóa học người Anh Humphry Davy sử dụng thủy ngân làm cực âm, bạch kim làm cực dương và điện phân barit (BaSO4) để sản xuấtbarihỗn hống. Sau khi chưng cất để loại bỏ thủy ngân, người ta thu được một kim loại có độ tinh khiết thấp và đặt tênbari.
Ứng dụng công nghiệp cũng có lịch sử hơn trăm năm
Ngay từ giữa thế kỷ 19, người ta đã bắt đầu sử dụng barit (một khoáng chất quan trọng để sản xuấtbariVàbarihợp chất) làm chất độn cho sơn. Kể từ thế kỷ này, barit đã trở thành nguyên liệu chính để sản xuất nhiều loạibarichứa sản phẩm hóa học. Do tỷ lệ đáng kể, tính chất hóa học ổn định và không hòa tan trong nước và axit, barit đã được sử dụng làm chất tạo trọng lượng cho bùn khoan dầu khí ngay từ những năm 1920.barisunfat được sử dụng trong sản xuất chất màu trắng và có thể được sử dụng làm chất độn và chất tạo màu cho cao su.
2. Tình hình Trung Quốcbaringành công nghiệp
Chungbarimuối bao gồmbarisunfat,barinitrat, bari clorua,baricacbonat,barixyanua, v.v.bariSản phẩm muối chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp điện tử làm chất phụ gia cho ống hình màu và vật liệu từ tính.
Hiện nay, Trung Quốc đã trở thành nước sản xuất lớn nhất thế giới vềbarimuối. Năng lực sản xuất hàng năm toàn cầu củabaricacbonat khoảng 900.000 tấn, sản lượng khoảng 700.000 tấn, trong khi năng lực sản xuất hàng năm của Trung Quốc là khoảng 700.000 tấn, với sản lượng hàng năm khoảng 500.000 tấn, chiếm hơn 70% sản lượng toàn cầu.barinăng lực và sản lượng sản xuất cacbonat. của Trung Quốcbaricác sản phẩm cacbonat đã được xuất khẩu với số lượng lớn trong một thời gian dài và Trung Quốc đã trở thành nước xuất khẩu cacbonat lớn nhất thế giới.baricacbonat.
Những vấn đề phải đối mặt khi phát triểnbariNgành muối ở Trung Quốc
Mặc dù Trung Quốc là nước sản xuất và xuất khẩu lớn nhất thế giớibaricacbonat, nó không phải là nguồn sản xuất mạnh bari cacbonat. Thứ nhất, có rất ít dự án quy mô lớnbaridoanh nghiệp sản xuất cacbonat ở Trung Quốc và có rất ít doanh nghiệp đạt sản lượng quy mô lớn; Thứ hai, Trung QuốcbariCác sản phẩm cacbonat có cấu trúc đơn lẻ và thiếu các sản phẩm công nghệ cao. Mặc dù hiện nay một số nhà máy đang nghiên cứu sản xuất loại có độ tinh khiết caobaricacbonat, độ ổn định của nó kém. Đối với sản phẩm có độ tinh khiết cao, Trung Quốc cũng cần nhập khẩu từ các công ty như Đức, Ý, Nhật Bản. Ngoài ra, trong những năm gần đây, một số nước đã trở thành nhà xuất khẩu mới củabaricacbonat, chẳng hạn như Nga, Brazil, Hàn Quốc và Mexico, dẫn đến tình trạng dư cung trên thị trường quốc tếbarithị trường cacbonat, đã có tác động rất lớn đến thị trường Trung Quốcbaricông nghiệp cacbonat. Các nhà sản xuất sẵn sàng giảm giá để tồn tại. Đồng thời, các doanh nghiệp xuất khẩu Trung Quốc cũng đang phải đối mặt với các cuộc điều tra chống bán phá giá từ nước ngoài. Với sự cải tiến liên tục của các yêu cầu bảo vệ môi trường, một sốbaridoanh nghiệp sản xuất muối ở Trung Quốc cũng đang phải đối mặt với vấn đề bảo vệ môi trường. Để thúc đẩy sự phát triển của Trung Quốcbaringhề muối,bariCác doanh nghiệp sản xuất muối ở Trung Quốc phải lấy bảo vệ và an toàn môi trường làm nền tảng, không ngừng nghiên cứu, giới thiệu các công nghệ tiên tiến, phát triển các sản phẩm mới đáp ứng yêu cầu của thời đại và có hàm lượng công nghệ cao.
Dữ liệu sản xuất và xuất khẩu Barite tại Trung Quốc
Theo dữ liệu từ Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ, sản lượng barit ở Trung Quốc đạt xấp xỉ 41 triệu tấn vào năm 2014. Theo thống kê của hải quan Trung Quốc, từ tháng 1 đến tháng 12 năm 2014, Trung Quốc đã xuất khẩu 92588597 kg baritbarisunfat, tăng 0,18% so với cùng kỳ năm trước. Giá trị xuất khẩu lũy kế đạt 65496598 USD, tăng 20,99% so với cùng kỳ năm ngoái. Đơn giá xuất khẩu là 0,71 USD/kg, tăng 0,12 USD/kg so với cùng kỳ năm ngoái. Trong số đó, tháng 12 năm 2014, Trung Quốc đã xuất khẩu 8768648 kgbarisunfat, tăng 8,19% so với cùng kỳ năm trước. Lượng xuất khẩu là 8385141 đô la Mỹ, tăng 5,1% so với cùng kỳ năm ngoái.
Theo số liệu hải quan Trung Quốc, trong tháng 6 năm 2015, Trung Quốc đã xuất khẩu 170.000 tấnbarisunfat giảm 1,7% so với cùng kỳ năm trước; Nửa đầu năm, lượng xuất khẩu cộng dồn là 1,12 triệu tấn, giảm 6,8% so với cùng kỳ năm trước; Lượng xuất khẩu tương tự giảm lần lượt 5,4% và 9% so với cùng kỳ năm ngoái.
3, Phân phối và sản xuất tài nguyên Bari (Barite)
1. Phân phối tài nguyên bari
Nội dung củabaritrong vỏ là 0,05%, đứng thứ 14. Khoáng vật chính trong tự nhiên là barit (barisunfat BaSO4) và witherit (baricacbonat BaCO3). Trong số đó, barit là khoáng chất phổ biến nhất của bari, bao gồmbarisunfat và xuất hiện trong các mạch thủy nhiệt ở nhiệt độ thấp, chẳng hạn như mạch barit thạch anh, mạch barit fluorit, v.v. Chất độc là một loại chính khácbaricó chứa khoáng chất trong tự nhiên, ngoài barit, và thành phần chính của nó làbaricacbonat.
Theo số liệu của Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ năm 2015, trữ lượng barit toàn cầu xấp xỉ 2 tỷ tấn, trong đó 740 triệu tấn được chứng minh. Dự trữ barit toàn cầu là 350 triệu tấn. Trung Quốc là quốc gia có nguồn tài nguyên barit dồi dào nhất. Các quốc gia khác có nguồn tài nguyên barit phong phú bao gồm Kazakhstan, Türkiye, Ấn Độ, Thái Lan, Hoa Kỳ và Mexico. Các nguồn barit nổi tiếng trên thế giới bao gồm Westman Land ở Anh, Felsbonne ở Romania, Saxony ở Đức, Tianzhu ở Quý Châu, Hắc Phong Câu ở Cam Túc, Gongxi ở Hồ Nam, Liulin ở Hồ Bắc, Tương Châu ở Quảng Tây và Thủy Bình ở Thiểm Tây.
Theo dữ liệu từ Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ năm 2015, sản lượng barit toàn cầu là 9,23 triệu tấn vào năm 2013 và tăng lên 9,26 triệu tấn vào năm 2014. Năm 2014, Trung Quốc là nước sản xuất barit lớn nhất, với sản lượng 4,1 triệu tấn. , chiếm khoảng 44,3% tổng sản lượng toàn cầu. Ấn Độ, Maroc và Hoa Kỳ lần lượt xếp thứ hai, thứ ba và thứ tư với sản lượng lần lượt là 1,6 triệu tấn, 1 triệu tấn và 720.000 tấn.
2. Phân phốibariTài nguyên ở Trung Quốc
Trung Quốc giàu cóbaritài nguyên quặng, với tổng trữ lượng dự đoán trên 1 tỷ tấn. Hơn nữa, chất lượng quặng bari tương đối cao, trữ lượng và sản lượng của nó hiện đứng đầu thế giới. Phổ biến nhấtbarichứa khoáng chất trong tự nhiên là barit. Trữ lượng barit toàn cầu là 350 triệu tấn, trong khi trữ lượng barit của Trung Quốc là 100 triệu tấn, chiếm khoảng 29% tổng trữ lượng toàn cầu và đứng đầu thế giới.
Theo số liệu trong “Thăm dò các khu vực tập trung khoáng sản chính và tiềm năng tài nguyên của các mỏ Barite của Trung Quốc” (Địa chất khoáng sản hóa học, 2010), Trung Quốc rất giàu tài nguyên barit, phân bố ở 24 tỉnh (vùng) trên toàn quốc, với trữ lượng và xếp hạng sản lượng. đầu tiên trên thế giới. Có 195 khu vực khai thác có trữ lượng đã được xác minh ở Trung Quốc, với tổng trữ lượng tài nguyên được xác nhận là 390 triệu tấn quặng. Từ sự phân bổ barit cấp tỉnh (khu vực), tỉnh Quý Châu có nhiều mỏ barit nhất, chiếm 34% tổng trữ lượng cả nước; Hồ Nam, Quảng Tây, Cam Túc, Thiểm Tây và các tỉnh (khu vực) khác chiếm vị trí thứ hai. Năm tỉnh trên chiếm 80% trữ lượng quốc gia. Loại trầm tích chủ yếu là trầm tích, chiếm 60% tổng trữ lượng. Ngoài ra, còn có các loại được kiểm soát lớp (nội sinh), trầm tích núi lửa, thủy nhiệt và phong hóa (độ dốc dư). Thời kỳ khoáng hóa chủ yếu diễn ra vào thời kỳ Cổ sinh, và các trầm tích barit cũng được hình thành trong thời kỳ Kainozoi Sinian và Mesozoi.
Đặc điểm tài nguyên khoáng sản Barit ở Trung Quốc
Xét về mặt định lượng, khoáng sản barit ở Trung Quốc chủ yếu phân bố ở khu vực miền Trung; Xét về cấp bậc, hầu hết các khoáng sản giàu có đều tập trung chủ yếu ở Quý Châu và Quảng Tây; Từ góc độ quy mô trữ lượng quặng, trữ lượng barit của Trung Quốc chủ yếu có quy mô lớn và trung bình. Chỉ có hai khu vực khai thác Quý Châu Tianzhu Dahe Bian và HunanXinan Gongxi chiếm hơn một nửa trữ lượng ở những khu vực này. Thông thường, một loại barit duy nhất là loại quặng chính, thành phần khoáng chất và tỷ lệ thành phần hóa học tương đối đơn giản và tinh khiết, chẳng hạn như mỏ barit Hồ NamXinhuang Gongxi. Ngoài ra, còn có trữ lượng lớn các loại khoáng sản đồng và liên quan có thể được khai thác một cách toàn diện.
4, Quy trình sản xuất bari
1. Chuẩn bịbari
Việc sản xuất bari kim loại trong công nghiệp bao gồm hai bước: sản xuất oxit bari và sản xuất bari kim loại thông qua quá trình khử nhiệt kim loại (khử nhiệt nhôm).
(1) Chuẩn bịbarioxit
Quặng barit chất lượng cao trước tiên đòi hỏi phải lựa chọn và tuyển nổi thủ công, sau đó là loại bỏ sắt và silicon để thu được tinh quặng chứa hơn 96%barisunfat. Trộn bột khoáng có kích thước hạt nhỏ hơn 20 lưới và bột than hoặc than cốc dầu mỏ theo tỷ lệ trọng lượng 4: 1 và nung ở 1100oC trong lò phản xạ.barisunfat bị khử thành bari sunfua (thường được gọi là "tro đen"), được lọc bằng nước nóng để thu được dung dịch bari sunfua. Để chuyển đổi bari sunfua thành kết tủa bari cacbonat, cần thêm natri cacbonat hoặc đưa carbon dioxide vào dung dịch nước bari sunfua. Trộn bari cacbonat với bột carbon và canxi ở nhiệt độ trên 800oC để thu được oxit bari. Cần lưu ý rằng bari oxit oxy hóa tạo thành bari peroxide ở 500-700oC và bari peroxide có thể phân hủy tạo thànhbarioxit ở 700-800oC. Vì vậy, để tránh tạo ra bari peroxit, các sản phẩm nung cần được làm nguội hoặc làm nguội dưới sự bảo vệ bằng khí trơ.
(2) Sản xuấtkim loại baribằng phương pháp khử nhiệt nhôm
Có hai phản ứng khử nhômbarioxit do các thành phần khác nhau:
6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑
Hoặc: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑
Ở nhiệt độ từ 1000 đến 1200 oC, hai phản ứng này tạo ra rất ítbari, do đó cần sử dụng bơm chân không để chuyển liên tụcbarihơi từ vùng phản ứng đến vùng ngưng tụ để phản ứng diễn ra liên tục theo chiều phải. Chất cặn sau phản ứng độc hại và chỉ có thể loại bỏ sau khi xử lý.
2. Điều chế các hợp chất bari thông thường
(1) Phương pháp chuẩn bịbaricacbonat
① Phương pháp cacbon hóa
Phương pháp cacbon hóa chủ yếu bao gồm trộn barit và than theo một tỷ lệ nhất định, nghiền chúng vào lò quay, nung và khử chúng ở nhiệt độ 1100-1200oC để thu được bari sunfua nóng chảy. Carbon dioxide được đưa vàobaridung dịch sunfua để cacbon hóa và thu đượcbaribùn cacbonat được rửa khử lưu huỳnh và lọc chân không. Sau đó, nó được sấy khô và nghiền ở nhiệt độ 300oC để thu được sản phẩm bari cacbonat thành phẩm. Phương pháp này được hầu hết các nhà sản xuất áp dụng do quy trình đơn giản và chi phí thấp.
② Phương pháp phân rã phức tạp
Sản phẩm cuối cùng củabaricacbonat có thể thu được bằng phản ứng phân hủy kép giữa bari sunfua và amoni cacbonat, hoặc bằng phản ứng giữa bari clorua và kali cacbonat. Sản phẩm thu được sau đó được rửa sạch, lọc, sấy khô, v.v.
③ Luật hóa dầu nặng độc hại
Bột quặng nặng độc hại được phản ứng với muối amoni để tạo ra chất hòa tanbarimuối và amoni cacbonat được tái chế để sử dụng. Chất hòa tanbarimuối được thêm vào amoni cacbonat để kết tủa bari cacbonat tinh chế, được lọc và sấy khô để tạo ra thành phẩm. Ngoài ra, rượu mẹ thu được có thể được tái chế và tái sử dụng.
(2) Phương pháp chuẩn bịbarititanat
① Phương pháp pha rắn
barititanate có thể được điều chế bằng cách nungbaricacbonat và titan dioxide, có thể được pha tạp với bất kỳ vật liệu nào khác.
② Phương pháp đồng kết tủa
hòa tanbariclorua và titan tetraclorua trong hỗn hợp các chất bằng nhau, đun nóng đến 70 ° C, sau đó nhỏ axit oxalic để thu được kết tủa ngậm nướcbarititanat [BaTiO (C2O4) 2-4H2O]. Rửa, sấy khô và sau đó nhiệt phân để thu được bari titanat.
(3) Phương pháp chuẩn bịbariclorua
Quá trình sản xuất củabariclorua chủ yếu bao gồm phương pháp axit clohydric,bariphương pháp cacbonat, phương pháp canxi clorua và phương pháp magiê clorua theo các phương pháp hoặc nguyên liệu thô khác nhau.
① Phương pháp axit clohydric.
②bariphương pháp cacbonat. Được làm từ đá héo (bari cacbonat) làm nguyên liệu.
③ Phương pháp canxi clorua. Khử hỗn hợp barit và canxi clorua bằng cacbon.
Ngoài ra, còn có phương pháp magiê clorua. Chuẩn bị bằng cách xử lýbarisunfua với magie clorua.
Thời gian đăng: Nov-01-2023