1 、 Giới thiệu cơ bản
Tên tiếng Trung:Barium, Tên tiếng Anh:Barium, biểu tượng phần tửBa, Số nguyên tử 56 trong bảng tuần hoàn, là một nguyên tố kim loại trái đất của nhóm IIA với mật độ 3,51 g/centimet khối, điểm nóng chảy 727 ° C (1000 K, 1341 ° F) và điểm sôi 1870 ° C (2143 K, 3398 ° F). Barium là một kim loại trái đất kiềm với ánh bạc trắng, với màu ngọn lửa màu xanh lá cây màu vàng, mềm và dẻo.Bariumcó tính chất hóa học rất tích cực và có thể phản ứng với hầu hết các kim loại.Bariumchưa bao giờ được tìm thấy như một chất duy nhất trong tự nhiên.Bariummuối độc hại ngoại trừBariumsunfat. Ngoài ra,Barium kim loạicó khả năng giảm mạnh và có thể làm giảm hầu hết các oxit kim loại, halogen và sunfua để thu được các kim loại tương ứng. Nội dung củaBariumTrong lớp vỏ là 0,05%và các khoáng chất phổ biến nhất trong tự nhiên là barite (Bariumsunfat) và héo (Bariumcacbonat). Barium được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như điện tử, gốm sứ, y học và dầu mỏ.
2 Khám pháBariumvà tình trạng phát triển của Trung QuốcBariumNgành công nghiệp
1. Một lịch sử ngắn gọn về việc khám pháBarium
Các sunfua kim loại trái đất kiềm thể hiện sự lân quang, có 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 xác là vì đặc điểm nàyBariumCác hợp 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 một barite có chứaBariumSulfate phát ra ánh sáng trong bóng tối sau khi rang nó với các chất dễ cháy. Hiện tượng này đã khơi dậy sự quan tâm của các nhà hóa học châu Âu. Năm 1774, nhà hóa học Thụy Điển CW Scheele đã phát hiện ra một yếu tố mới trong barite, nhưng anh ta không thể tách nó ra, chỉ có oxit của yếu tố đó. Năm 1776, Johan Gottlieb Gahn đã phân lập oxit này trong một nghiên cứu tương tự. Baryta ban đầu được Guyton de Morveau gọi là Barote, và sau đó đổi tên thành Baryta (Trái đất nặng) bởi Antoine Lavoisier. Năm 1808, nhà hóa học người Anh Humphry Davy đã sử dụng thủy ngân làm cực âm, bạch kim làm cực dương và barite điện phân (Baso4) để sản xuấtBariumHỗn công. Sau khi chưng cất để loại bỏ thủy ngân, một kim loại có độ tinh khiết thấp đã được lấy và đặt tênBarium.
Các ứng dụng công nghiệp cũng có lịch sử hơn một trăm năm
Ngay từ giữa thế kỷ 19, mọi người bắt đầu sử dụng barite (một khoáng chất quan trọng để sản xuấtBariumVàBariumcác hợp chất) như một chất độn cho sơn. Từ thế kỷ này, Barite đã trở thành nguyên liệu thô chính để sản xuấtBariumchứa các sản phẩm hóa học. Do tỷ lệ đáng kể của nó, tính chất hóa học ổn định và không hòa tan trong nước và axit, barite đã được sử dụng như một tác nhân trọng số cho bùn khoan dầu và khí vào đầu những năm 1920.BariumSulfate được sử dụng trong việc sản xuất các sắc tố trắng và có thể được sử dụng làm chất độn và chất tạo màu cho cao su.
2. Tình hình của Trung QuốcBariumngành công nghiệp
ChungBariummuối bao gồmBariumsunfat,Bariumnitrat, bari clorua,Bariumcacbonat,BariumCyanide, v.v.BariumCác sản phẩm muối chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử làm chất phụ gia cho ống hình ảnh và vật liệu từ tính.
Hiện tại, Trung Quốc đã trở thành nhà sản xuất lớn nhất thế giớiBariummuối. Năng lực sản xuất hàng năm toàn cầu củaBariumcarbonate là khoảng 900000 tấn, với sản lượng khoảng 700000 tấn, trong khi công suất sản xuất hàng năm của Trung Quốc là khoảng 700000 tấn, với sản lượng hàng năm khoảng 500000 tấn, chiếm hơn 70%BariumKhả năng sản xuất carbonate và sản lượng. Trung QuốcBariumCác sản phẩm carbonate đã được xuất khẩu với số lượng lớn trong một thời gian dài và Trung Quốc đã trở thành nhà xuất khẩu lớn nhất thế giớiBariumcacbonat.
Những vấn đề mà sự phát triển củaBariumCông nghiệp muối ở Trung Quốc
Mặc dù Trung Quốc là nhà sản xuất và xuất khẩu lớn nhất thế giớiBariumCarbonate, nó không phải là một nhà sản xuất mạnh mẽ của barium cacbonat. Thứ nhất, có rất ít quy mô lớnBariumCác doanh nghiệp sản xuất carbonate ở Trung Quốc, và có rất ít doanh nghiệp đã đạt được sản xuất quy mô lớn; Thứ hai, Trung QuốcBariumCác sản phẩm carbonate có một cấu trúc duy nhất và thiếu các sản phẩm công nghệ cao. Mặc dù một số nhà máy hiện đang nghiên cứu và sản xuất tinh khiết caoBariumCarbonate, sự ổn định của nó là kém. Đối với các sản phẩm tinh khiết cao, Trung Quốc cũng cần nhập khẩu từ các công ty như Đức, Ý và Nhật Bản. Ngoài ra, trong những năm gần đây, một số quốc gia đã trở thành nhà xuất khẩu mới củaBariumcarbonate, như Nga, Brazil, Hàn Quốc và Mexico, dẫn đến tình trạng cung cấp quá mức trong quốc tếBariumThị trường carbonate, đã có tác động rất lớn đến Trung QuốcBariumCông nghiệp carbonate. Các nhà sản xuất sẵn sàng giảm giá để tồn tại. Đồng thời, các doanh nghiệp xuất khẩu của Trung Quốc cũng đang phải đối mặt với các cuộc điều tra chống bán phá giá từ nước ngoài. Với việc cải thiện liên tục các yêu cầu bảo vệ môi trường, một sốBariumCác doanh nghiệp sản xuất muối ở Trung Quốc cũng đang phải đối mặt với các vấn đề bảo vệ môi trường. Để thúc đẩy sự phát triển của Trung QuốcBariumngành công nghiệp muối,BariumCác doanh nghiệp sản xuất muối ở Trung Quốc nên đảm nhận bảo vệ và an toàn môi trường làm nền tảng, liên tục nghiên cứu và giới thiệu các công nghệ tiên tiến và phát triển các sản phẩm mới đáp ứng các yêu cầu của thời đại và có nội dung công nghệ cao.
Dữ liệu sản xuất và xuất khẩu của Barite ở Trung Quốc
Theo dữ liệu từ Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ, việc sản xuất barite ở Trung Quốc là khoảng 41 triệu tấn trong 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 củaBariumSulfate, tăng 0,18% so với cùng kỳ năm ngoái. Giá trị xuất khẩu tích lũy là 65496598 đô la Mỹ, tăng 20,99% so với cùng kỳ năm ngoái. Đơn vị xuất khẩu là 0,71 đô la Mỹ mỗi kg, tăng 0,12 đô la Mỹ mỗi kg so với cùng kỳ năm ngoái. Trong số đó, vào tháng 12 năm 2014, Trung Quốc đã xuất khẩu 8768648 kgBariumSulfate, tăng 8,19% so với cùng kỳ năm ngoái. Số tiền xuất khẩu là 8385141 đô la Mỹ, tăng 5,1% so với cùng kỳ năm ngoái.
Theo dữ liệu hải quan Trung Quốc, vào tháng 6 năm 2015, Trung Quốc đã xuất khẩu 170000 tấnBariumSulfate, giảm 1,7% so với cùng kỳ năm ngoái; Trong nửa đầu năm, khối lượng xuất khẩu tích lũy là 1,12 triệu tấn, giảm 6,8% so với cùng kỳ năm ngoái; Số tiền xuất khẩu tương tự giảm 5,4% và 9% so với cùng kỳ năm ngoái.
3 、 Phân phối và sản xuất tài nguyên Barium (Barite)
1. Phân phối tài nguyên bari
Nội dung củaBariumTrong lớp vỏ là 0,05%, xếp thứ 14. Các khoáng chất chính trong tự nhiên là barite (Bariumsunfat baso4) và héo (BariumBaco3 cacbonat). Trong số đó, barite là khoáng chất phổ biến nhất của bari, bao gồmBariumsunfat và xảy ra trong các tĩnh mạch thủy nhiệt nhiệt độ thấp, chẳng hạn như tĩnh mạch quartz, tĩnh mạch barite fluorite, v.v.Bariumchứa khoáng chất trong tự nhiên, ngoài barite, và thành phần chính của nó làBariumcacbonat.
Theo dữ liệu từ Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ năm 2015, tài nguyên barite toàn cầu là khoảng 2 tỷ tấn, trong đó có 740 triệu tấn được chứng minh. Dự trữ barite toàn cầu là 350 triệu tấn. Trung Quốc là quốc gia có tài nguyên barite phong phú nhất. Các quốc gia khác có tài nguyên barite phong phú bao gồm Kazakhstan, Türkiye, Ấn Độ, Thái Lan, Hoa Kỳ và Mexico. Các nguồn nổi tiếng của barite trên thế giới bao gồm Westman Land ở Anh, Felsbonne ở Romania, Sachsen ở Đức, Tianzhu ở Quý Châu, Heifenggou ở Gansu, Gongxi ở Hunan, Liulin ở Hubei, Xiangzhou ở Guangxi và Shuaping ở Shaanxi.
Theo dữ liệu từ Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ vào năm 2015, sản lượng toàn cầu của Barite là 9,23 triệu tấn trong năm 2013 và tăng lên 9,26 triệu tấn trong năm 2014. Năm 2014, Trung Quốc là nhà sản xuất barite lớn nhất, với sản lượng 4,1 triệu tấn, chiếm khoảng 44,3% tổng sản lượng toàn cầu. Ấn Độ, Morocco và Hoa Kỳ xếp thứ hai, thứ ba và thứ tư, với sản lượng 1,6 triệu tấn, 1 triệu tấn và 720000 tấn.
2. Phân phối củaBariumTài nguyên ở Trung Quốc
Trung Quốc giàu cóBariumTài nguyên quặng, với tổng dự đoán hơn 1 tỷ tấn. Hơn nữa, loại quặng bari tương đối cao, và dự trữ và sản xuất của nó hiện được xếp hạng đầu tiên trên thế giới. Phổ biến nhấtBariumchứa khoáng chất trong tự nhiên là barite. Dự trữ toàn cầu của Barite là 350 triệu tấn, trong khi dự trữ của Barite ở Trung Quốc là 100 triệu tấn, chiếm khoảng 29% tổng lượng dự trữ toàn cầu và xếp hạng đầu tiên trên thế giới.
Theo dữ liệu trong thăm dò của các khu vực nồng độ khoáng sản chính và tiềm năng tài nguyên của các mỏ barite của Trung Quốc (Địa chất khoáng hóa học, 2010), Trung Quốc rất giàu tài nguyên barite, được phân phối ở 24 tỉnh (khu vực) trên toàn quốc, với dự trữ và xếp hạng sản xuất đầu tiên trên thế giới. Có 195 khu vực khai thác với dự trữ đã được chứng minh ở Trung Quốc, với tổng dự trữ tài nguyên được xác nhận là 390 triệu tấn quặng. Từ sự phân phối của Barite (khu vực) của Barite, tỉnh Quý Châu có nhiều mỏ barite nhất, chiếm 34% tổng số dự trữ của đất nước; Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi và các tỉnh (khu vực) khác chiếm vị trí thứ hai. Năm tỉnh trên chiếm 80% dự trữ quốc gia. Loại tiền gửi chủ yếu là trầm tích, chiếm 60% tổng số dự trữ. Ngoài ra, cũng có các loại được kiểm soát lớp (nội sinh), trầm tích núi lửa, thủy nhiệt và các loại phong hóa (độ dốc còn lại). Thời kỳ khoáng hóa chủ yếu ở thời kỳ cổ sinh vật học, và tiền gửi barite cũng được hình thành trong thời kỳ Kainozoi Sinian và Mesozoi.
Đặc điểm của tài nguyên khoáng sản barite ở Trung Quốc
Từ góc độ định lượng, khoáng sản barite ở Trung Quốc chủ yếu được phân phối ở khu vực trung tâm; Về mặt lớp, hầu hết tất cả các khoáng chất phong phú chủ yếu tập trung ở Quý Châu và Quảng Tây; Từ quan điểm của quy mô tiền gửi quặng, tiền gửi barite của Trung Quốc chủ yếu là lớn và cỡ trung bình. Chỉ có hai khu vực khai thác của Guizhou Tianzhu Dahe Bian và Hunan Tân Hoa Tân Gongxi chiếm hơn một nửa số dự trữ ở các khu vực này. Thông thường, một loại barite duy nhất là loại quặng chính, và thành phần khoáng sản và tỷ lệ thành phần hóa học tương đối đơn giản và tinh khiết, chẳng hạn như mỏ Barite Hunan Tân Congxi. Ngoài ra, cũng có nhiều trữ lượng CO và khoáng sản liên quan có thể được sử dụng toàn diện.
4 Quá trình sản xuất barium
1. Chuẩn bịBarium
Việc sản xuất bari kim loại trong ngành bao gồm hai bước: sản xuất oxit bari và sản xuất bari kim loại thông qua giảm nhiệt kim loại (giảm aluminother).
(1) Chuẩn bịBariumoxit
Quặng barite chất lượng cao đầu tiên yêu cầu lựa chọn và tuyển nổi thủ công, tiếp theo là loại bỏ sắt và silicon để có được một chất cô đặc chứa hơn 96%Bariumsunfat. Trộn bột khoáng với kích thước hạt dưới 20 lưới và than than hoặc dầu than cốc theo tỷ lệ trọng lượng là 4: 1 và calcine ở 1100 trong lò phản hồi.BariumSulfate được giảm xuống thành barium sulfide (thường được gọi là tro đen), được lọc bằng nước nóng để thu được dung dịch barium sulfide. Để chuyển đổi barium sulfide thành kết tủa barium cacbonat, cần thêm natri cacbonat hoặc giới thiệu carbon dioxide vào dung dịch nước barium sulfide. Trộn barium cacbonat với bột carbon và calcine ở mức trên 800 ℃ để thu được oxit bari. Cần lưu ý rằng bari oxit oxy hóa để tạo thành bari peroxide ở mức 500-700, và bari peroxide có thể phân hủy thành hình thànhBariumoxit ở 700-800. Do đó, để tránh sản xuất bari peroxide, các sản phẩm được nung cần được làm mát hoặc làm nguội dưới sự bảo vệ khí trơ.
(2) Sản xuấtkim loại baribằng phương pháp giảm aluminother
Có hai phản ứng giảm nhôm củaBariumoxit do các thành phần khác nhau:
6bao+2al → 3bao • Al2O3+3BA ↑
Hoặc: 4bao+2al → bao • al2o3+3ba
Ở nhiệt độ từ 1000 đến 1200, hai phản ứng này tạo ra rất ítBarium, vì vậy cần sử dụng máy bơm chân không để chuyển liên tụcBariumHơi từ vùng phản ứng đến vùng ngưng tụ để phản ứng tiến hành liên tục sang phải. Phần dư sau phản ứng là độc hại và chỉ có thể bị loại bỏ sau khi điều trị.
2. Chuẩn bị các hợp chất bari thông thường
(1) Phương pháp chuẩn bị củaBariumcacbonat
Phương pháp cacbon hóa
Phương pháp cacbon hóa chủ yếu liên quan đến việc trộn barite và than theo một tỷ lệ nhất định, nghiền nát chúng vào lò quay, và rang và giảm chúng ở mức 1100-1200 để có được sự tan chảy của barium sulfide. Carbon dioxide được đưa vàoBariumdung dịch sunfua để cacbon hóa và thu đượcBariumSát chủ cacbonat phải chịu quá trình khử lưu huỳnh và lọc chân không. Sau đó, nó được sấy khô và nghiền nát ở 300 ℃ để có được sản phẩm Barium cacbonat đã hoàn thành. Phương pháp này được hầu hết các nhà sản xuất áp dụng do quy trình đơn giản và chi phí thấp.
Phương pháp phân hủy phức tạp
Sản phẩm cuối cùng củaBariumCarbonate có thể thu được bằng phản ứng phân hủy kép giữa barium sulfide và ammonium cacbonat, hoặc bởi phản ứng giữa barium clorua và kali cacbonat. Sản phẩm kết quả sau đó được rửa, lọc, sấy khô, v.v.
Luật hóa dầu nặng độc hại
Bột quặng nặng độc hại được phản ứng với muối amoni để tạo ra hòa tanBariumMuối, và ammonium cacbonat được tái chế để sử dụng. Sự hòa tanBariumMuối được thêm vào ammonium cacbonat để kết tủa barium cacbonat tinh chế, được lọc và sấy khô để tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh. Ngoài ra, rượu mẹ thu được có thể được tái chế và tái sử dụng.
(2) Phương pháp chuẩn bị củaBariumTitanate
Phương pháp pha rắn
BariumTitanate có thể được chuẩn bị bằng cách nungBariumCarbonate và titan dioxide, có thể được pha tạp với bất kỳ vật liệu nào khác.
Phương pháp coprecipitation
Hòa tanBariumclorua và titan tetrachloride trong hỗn hợp các chất bằng nhau, nhiệt xuống 70 ° C, sau đó làm giảm axit oxalic để thu được kết tủa nước ngậm nướcBariumTitanate [Batio (C2O4) 2-4H2O]. Rửa, khô, và sau đó nhiệt phân để có được bari titanate.
(3) Phương pháp chuẩn bị củaBariumclorua
Quá trình sản xuất củaBariumclorua chủ yếu bao gồm phương pháp axit clohydric,BariumPhương pháp carbonate, phương pháp canxi clorua và phương pháp magiê clorua theo các phương pháp hoặc nguyên liệu thô khác nhau.
Phương pháp axit clohydric.
②BariumPhương pháp carbonate. Được làm từ đá khô (barium cacbonat) làm nguyên liệu thô.
Phương pháp canxi clorua. Giảm hỗn hợp barite và canxi clorua bằng carbon.
Ngoài ra, có phương pháp magiê clorua. Được chuẩn bị bằng cách điều trịBariumSulfide với magiê clorua.
Thời gian đăng: Nov-01-2023