1 、 Pengantar Dasar
Nama Cina:Barium, Nama Bahasa Inggris:Barium, simbol elemenBa, nomor atom 56 dalam tabel periodik, adalah elemen logam alkali group alkali dengan kepadatan 3,51 g/sentimeter kubik, titik leleh 727 ° C (1000 K, 1341 ° F), dan titik mendidih 1870 ° C (2143 K, 3398 ° F). Barium adalah logam tanah basa dengan kilau putih perak, dengan warna api hijau kuning, lembut, dan ulet.Bariummemiliki sifat kimia yang sangat aktif dan dapat bereaksi dengan sebagian besar non-logam.Bariumbelum pernah ditemukan sebagai zat tunggal di alam.Bariumgaram beracun kecualibariumsulfat. Selain itu,Barium logammemiliki reducibilitas yang kuat dan dapat mengurangi sebagian besar oksida logam, halida, dan sulfida untuk mendapatkan logam yang sesuai. KontenbariumDi kerak adalah 0,05%, dan mineral yang paling umum di alam adalah barit (bariumsulfat) dan witherite (bariumkarbonat). Barium banyak digunakan di ladang seperti elektronik, keramik, obat -obatan, dan minyak bumi.
2 、 penemuanBariumdan status pengembangan CinaBariumIndustri
1. Sejarah singkat penemuanbarium
Alkali Bumi Sulfida menunjukkan fosfor, yang berarti bahwa mereka terus memancarkan cahaya dalam gelap untuk jangka waktu tertentu setelah terpapar cahaya. Justru karena karakteristik inibariumSenyawa sudah mulai mendapat perhatian.
Pada 1602, V. casiorolus, pembuat sepatu di Bologna, Italia, menemukan bahwa barit yang mengandungbariumSulfat memancarkan cahaya dalam gelap setelah memanggangnya dengan zat yang mudah terbakar. Fenomena ini membangkitkan minat ahli kimia Eropa. Pada 1774, ahli kimia Swedia CW Scheele menemukan elemen baru di Barite, tetapi ia tidak dapat memisahkannya, hanya oksida dari elemen itu. Pada 1776, Johan Gottlieb Gahn mengisolasi oksida ini dalam penelitian serupa. Baryta awalnya disebut sebagai Barote oleh Guyton de Morveau, dan kemudian berganti nama menjadi Baryta (Bumi Berat) oleh Antoine Lavoisier. Pada tahun 1808, ahli kimia Inggris Humphry Davy menggunakan Merkurius sebagai katoda, platinum sebagai anoda, dan barit listrik (Baso4) untuk menghasilkanbariumcampuran. Setelah distilasi untuk menghilangkan merkuri, logam dengan kemurnian rendah diperoleh dan dinamaibarium.
Aplikasi industri juga memiliki riwayat lebih dari seratus tahun
Pada awal abad ke-19, orang mulai menggunakan barit (mineral penting untuk memproduksibariumDanbariumsenyawa) sebagai pengisi untuk cat. Sejak abad ini, barit telah menjadi bahan baku utama untuk pembuatan berbagaibariummengandung produk kimia. Karena proporsi yang signifikan, sifat kimianya yang stabil, dan tidak larut dalam air dan asam, barit telah digunakan sebagai agen pembobotan untuk lumpur pengeboran minyak dan gas pada awal 1920 -an.BariumSulfat digunakan dalam produksi pigmen putih dan dapat digunakan sebagai pengisi dan pewarna untuk karet.
2. Situasi Tiongkokbariumindustri
UmumbariumGaram termasukbariumsulfat,bariumnitrat, barium klorida,bariumkarbonat,bariumsianida, dll.BariumProduk garam terutama digunakan dalam industri elektronik sebagai aditif untuk tabung gambar warna dan bahan magnetik.
Saat ini, Cina telah menjadi produsen terbesar di duniabariumgaram. Kapasitas produksi tahunan globalbariumKarbonat sekitar 900.000 ton, dengan output sekitar 700.000 ton, sedangkan kapasitas produksi tahunan China adalah sekitar 700.000 ton, dengan output tahunan sekitar 500.000 ton, menyumbang lebih dari 70% dari globalbariumKapasitas dan output produksi karbonat. ChinabariumProduk karbonat telah diekspor dalam jumlah besar untuk waktu yang lama, dan Cina telah menjadi eksportir terbesar di duniabariumkarbonat.
Masalah yang dihadapi oleh pengembanganBariumIndustri garam di Cina
Meskipun Cina adalah produsen dan pengekspor terbesar di duniabariumKarbonat, ini bukan produsen kuat barium karbonat. Pertama, ada beberapa skala besarbariumPerusahaan produksi karbonat di Cina, dan ada sangat sedikit perusahaan yang telah mencapai produksi skala besar; Kedua, ChinabariumProduk karbonat memiliki struktur tunggal dan kekurangan produk berteknologi tinggi. Meskipun beberapa pabrik sedang meneliti dan menghasilkan kemurnian tinggibariumKarbonat, stabilitasnya buruk. Untuk produk dengan kemurnian tinggi, Cina juga perlu mengimpor dari perusahaan seperti Jerman, Italia, dan Jepang. Selain itu, dalam beberapa tahun terakhir, beberapa negara telah menjadi eksportir barubariumKarbonat, seperti Rusia, Brasil, Korea Selatan, dan Meksiko, yang mengarah ke kelebihan pasokan di InternasionalbariumPasar Karbonat, yang memiliki dampak besar pada ChinabariumIndustri karbonat. Produsen bersedia mengurangi harga untuk bertahan hidup. Pada saat yang sama, perusahaan ekspor Cina juga menghadapi investigasi anti-dumping dari luar negeri. Dengan peningkatan berkelanjutan dari persyaratan perlindungan lingkungan, beberapabariumPerusahaan produksi garam di Cina juga menghadapi masalah perlindungan lingkungan. Untuk mempromosikan pengembangan CinabariumIndustri garam,bariumPerusahaan produksi garam di Cina harus mengambil perlindungan lingkungan dan keselamatan sebagai fondasi, terus meneliti dan memperkenalkan teknologi canggih, dan mengembangkan produk baru yang memenuhi persyaratan zaman dan memiliki konten teknologi yang tinggi.
Data produksi dan ekspor barit di Cina
Menurut data dari Survei Geologi Amerika Serikat, produksi barit di Cina adalah sekitar 41 juta ton pada tahun 2014. Menurut statistik bea cukai Tiongkok, dari Januari hingga Desember 2014, China mengekspor 92588597 kilogrambariumSulfat, peningkatan 0,18% dibandingkan dengan periode yang sama tahun lalu. Nilai ekspor kumulatif adalah 65496598 AS dolar, meningkat 20,99% dibandingkan periode yang sama tahun lalu. Harga unit ekspor adalah 0,71 dolar AS per kilogram, meningkat 0,12 dolar AS per kilogram dibandingkan dengan periode yang sama tahun lalu. Di antara mereka, pada bulan Desember 2014, Cina mengekspor 8768648 kilogrambariumsulfat, peningkatan 8,19% dibandingkan dengan periode yang sama tahun lalu. Jumlah ekspor adalah 8385141 dolar AS, meningkat 5,1% dibandingkan periode yang sama tahun lalu.
Menurut data bea cukai Cina, pada Juni 2015, China mengekspor 170000 tonbariumsulfat, penurunan 1,7% dibandingkan dengan periode yang sama tahun lalu; Pada paruh pertama tahun ini, volume ekspor kumulatif adalah 1,12 juta ton, penurunan 6,8% dibandingkan periode yang sama tahun lalu; Jumlah ekspor yang sama menurun masing -masing sebesar 5,4% dan 9% dibandingkan dengan periode yang sama tahun lalu.
3 、 Distribusi dan produksi sumber daya barium (barite)
1. Distribusi Sumber Daya Barium
KontenbariumDi kerak adalah 0,05%, peringkat ke -14. Mineral utama di alam adalah barit (bariumsulfat baso4) dan witherite (bariumBACO3 karbonat). Di antara mereka, barit adalah mineral barium yang paling umum, yang terdiri daribariumsulfat dan terjadi pada vena hidrotermal suhu rendah, seperti urat barit kuarsa, vena barit fluorit, dll. Toksikit adalah mayor lainbariummengandung mineral di alam, selain barit, dan komponen utamanya adalahbariumkarbonat.
Menurut data dari Survei Geologi Amerika Serikat pada tahun 2015, sumber daya Barit global sekitar 2 miliar ton, di mana 740 juta ton terbukti. Cadangan Barit global adalah 350 juta ton. Cina adalah negara dengan sumber daya barit yang paling banyak. Negara -negara lain dengan sumber daya barit yang kaya termasuk Kazakhstan, Türkiye, India, Thailand, Amerika Serikat dan Meksiko. Sumber -sumber terkenal barit di dunia termasuk tanah Westman di Inggris, Felsbonne di Rumania, Saxony di Jerman, Tianzhu di Guizhou, Heifenggou di Gansu, Gongxi di Hunan, Liulin di Hubei, Xiangzhou di Guangxi, dan Shuiping di Shaanxi.
Menurut data dari Survei Geologi Amerika Serikat pada tahun 2015, produksi global barit adalah 9,23 juta ton pada 2013 dan meningkat menjadi 9,26 juta ton pada tahun 2014. Pada tahun 2014, Cina adalah produsen terbesar Barit, dengan produksi 4,1 juta ton, yang menyumbang sekitar 44,3% dari total produksi global. India, Maroko, dan Amerika Serikat masing -masing peringkat kedua, ketiga, dan keempat, dengan produksi 1,6 juta ton, 1 juta ton, dan 720000 ton.
2. DistribusiBariumSumber Daya di Cina
Cina kayabariumSumber Daya Bijih, dengan cadangan total yang diprediksi lebih dari 1 miliar ton. Selain itu, tingkat bijih barium relatif tinggi, dan cadangan serta produksinya saat ini peringkat pertama di dunia. Yang paling umumbariumMengandung mineral di alam adalah barit. Cadangan global Barite adalah 350 juta ton, sedangkan cadangan barit di Cina adalah 100 juta ton, menyumbang sekitar 29% dari total cadangan global dan peringkat pertama di dunia.
Menurut data dalam “Eksplorasi Area Konsentrasi Mineral Utama dan Potensi Sumber Daya Tambang Barit Tiongkok” (Chemical Mineral Geology, 2010), Cina kaya akan sumber daya barit, didistribusikan di 24 provinsi (daerah) secara nasional, dengan cadangan dan peringkat produksi pertama di dunia. Ada 195 area penambangan dengan cadangan yang terbukti di Cina, dengan total cadangan sumber daya yang dikonfirmasi sebesar 390 juta ton bijih. Dari distribusi provinsi (regional) Barit, provinsi Guizhou memiliki tambang barit yang paling banyak, menyumbang 34% dari total cadangan negara; Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi dan provinsi lain (daerah) menempati posisi kedua. Lima provinsi di atas menyumbang 80% dari cadangan nasional. Jenis setoran terutama sedimen, menyumbang 60% dari total cadangan. Selain itu, ada juga jenis yang dikontrol lapisan (endogenetik), sedimen vulkanik, hidrotermal, dan lapuk (lereng residu). Periode mineralisasi terutama di era Paleozoikum, dan endapan barit juga terbentuk selama periode Cenozoikum Sinian dan Mesozoikum.
Karakteristik sumber daya mineral barit di Cina
Dari perspektif kuantitatif, mineral barit di Cina terutama didistribusikan di wilayah tengah; Dalam hal kelas, hampir semua mineral kaya terutama terkonsentrasi di Guizhou dan Guangxi; Dari perspektif skala deposit bijih, deposit barit China terutama besar dan berukuran sedang. Hanya dua area penambangan Guizhou Tianzhu Dahe Bian dan Hunan Xinhuang Gongxi menyumbang lebih dari setengah cadangan di daerah ini. Seringkali, tipe barit tunggal adalah jenis bijih utama, dan komposisi mineral dan rasio komposisi kimia relatif sederhana dan murni, seperti tambang barit Hunan Xinhuang Gongxi. Selain itu, ada juga cadangan besar CO dan mineral terkait yang dapat digunakan secara komprehensif.
4 、 Proses produksi barium
1. Persiapanbarium
Produksi barium logam dalam industri mencakup dua langkah: produksi barium oksida dan produksi barium logam melalui pengurangan termal logam (reduksi aluminotermik).
(1) Persiapanbariumoksida
Bijih barit berkualitas tinggi pertama membutuhkan pemilihan manual dan pengapungan, diikuti oleh penghilangan zat besi dan silikon untuk mendapatkan konsentrat yang mengandung lebih dari 96%bariumsulfat. Campurkan bubuk mineral dengan ukuran partikel kurang dari 20 mesh dan batu bara atau batu bara kokas minyak dalam rasio berat 4: 1, dan lalat pada 1100 ℃ dalam tungku gema.BariumSulfat direduksi menjadi barium sulfida (umumnya dikenal sebagai "abu hitam"), yang terlindung dengan air panas untuk mendapatkan larutan barium sulfida. Untuk mengubah barium sulfida menjadi presipitasi barium karbonat, perlu untuk menambahkan natrium karbonat atau memperkenalkan karbon dioksida ke dalam larutan air barium sulfida. Campur barium karbonat dengan bubuk karbon dan lalat di atas 800 ℃ untuk mendapatkan barium oksida. Perlu dicatat bahwa barium oksida teroksidasi untuk membentuk barium peroksida pada 500-700 ℃, dan barium peroksida dapat terurai untuk terbentukbariumoksida di 700-800 ℃. Oleh karena itu, untuk menghindari memproduksi barium peroksida, produk yang dikalsinasi perlu didinginkan atau didinginkan di bawah perlindungan gas inert.
(2) ProduksiBarium Metaldengan metode reduksi aluminotermik
Ada dua reaksi untuk pengurangan aluminiumbariumoksida karena bahan yang berbeda:
6BAO+2AL → 3BAO • AL2O3+3BA ↑
Atau: 4BAO+2AL → BAO • AL2O3+3BA ↑
Pada suhu mulai dari 1000 hingga 1200 ℃, dua reaksi ini menghasilkan sangat sedikitbarium, jadi perlu menggunakan pompa vakum untuk terus transferbariumUap dari zona reaksi ke zona kondensasi agar reaksi dapat melanjutkan terus menerus ke kanan. Residu setelah reaksi beracun dan hanya dapat dibuang setelah perawatan.
2. Persiapan senyawa barium umum
(1) Metode persiapanbariumkarbonat
① Metode karbonisasi
Metode karbonisasi terutama melibatkan pencampuran barit dan batu bara dalam proporsi tertentu, menghancurkannya menjadi tungku putar, dan memanggang dan menguranginya pada 1100-1200 ℃ untuk mendapatkan lelehan barium sulfida. Karbon dioksida dimasukkan ke dalambariumlarutan sulfida untuk karbonisasi, dan yang diperolehbariumBubur karbonat mengalami pencucian desulfurisasi dan penyaringan vakum. Kemudian, dikeringkan dan dihancurkan pada 300 ℃ untuk mendapatkan produk barium karbonat yang sudah jadi. Metode ini diadopsi oleh sebagian besar produsen karena prosesnya yang sederhana dan biaya rendah.
② Metode dekomposisi yang kompleks
Produk akhir daribariumKarbonat dapat diperoleh dengan reaksi dekomposisi ganda antara barium sulfida dan amonium karbonat, atau dengan reaksi antara barium klorida dan kalium karbonat. Produk yang dihasilkan kemudian dicuci, disaring, dikeringkan, dll.
③ Hukum petrokimia berat yang beracun
Bubuk bijih berat beracun bereaksi dengan garam amonium untuk menghasilkan larutbariumGaram, dan amonium karbonat didaur ulang untuk digunakan. Yang larutbariumGaram ditambahkan ke amonium karbonat untuk mengendapkan barium karbonat halus, yang disaring dan dikeringkan untuk menghasilkan produk jadi. Selain itu, Mother Liquor yang diperoleh dapat didaur ulang dan digunakan kembali.
(2) Metode persiapanbariumtitanate
① Metode fase padat
BariumTitanate dapat disiapkan dengan mengkapirbariumkarbonat dan titanium dioksida, yang dapat didoping dengan bahan lainnya.
Metode Metode Pengresahan Copresitation
Larutbariumklorida dan titanium tetraklorida dalam campuran zat yang sama, panas hingga 70 ° C, dan kemudian jatuhkan asam oksalat untuk mendapatkan endapan terhidrasibariumTitanate [Batio (C2O4) 2-4H2O]. Cuci, keringkan, lalu pirolisis untuk mendapatkan barium titanate.
(3) Metode persiapanbariumkhlorida
Proses produksibariumKlorida terutama mencakup metode asam klorida,bariumMetode karbonat, metode kalsium klorida, dan metode magnesium klorida sesuai dengan metode yang berbeda atau bahan baku.
① Metode asam klorida.
②Bariummetode karbonat. Terbuat dari batu layu (barium karbonat) sebagai bahan baku.
③ Metode kalsium klorida. Mengurangi campuran barit dan kalsium klorida dengan karbon.
Selain itu, ada metode magnesium klorida. Disiapkan dengan merawatbariumsulfida dengan magnesium klorida.
Waktu posting: Nov-01-2023