1 、 مقدمه اساسی
نام چینی:باریم، نام انگلیسی:باریم، نماد عنصرBa، شماره اتمی 56 در جدول تناوبی ، یک عنصر فلزی زمین قلیایی گروه IIA با چگالی 3.51 گرم در سانتیمتر مکعب ، نقطه ذوب 727 درجه سانتیگراد (1000 K ، 1341 ° F) و یک نقطه جوش 1870 درجه سانتیگراد (2143 K ، 3398 ° F) است. باریم یک فلز قلیایی زمین با یک درخشش سفید نقره ای است و دارای رنگ شعله ای از سبز زرد ، نرم و انعطاف پذیر است.باریمدارای خواص شیمیایی بسیار فعال است و می تواند با بیشتر متال ها واکنش نشان دهد.باریمهرگز به عنوان یک ماده واحد در طبیعت یافت نشده است.باریمنمک ها به جز سمی هستندباریمسولفات علاوه بر این ،باریمقابلیت کاهش قوی دارد و می تواند بیشتر اکسیدهای فلزی ، هالیدها و سولفیدها را برای به دست آوردن فلزات مربوطه کاهش دهد. محتوایباریمدر پوسته 0.05 ٪ است و شایع ترین مواد معدنی موجود در طبیعت باریت است (باریمسولفات) و لیتری (باریمکربنات). باریم به طور گسترده در مزارع مانند الکترونیک ، سرامیک ، دارو و نفت استفاده می شود.
2 、 کشفباریمو وضعیت توسعه چینباریمصنعت
1بشر تاریخچه مختصری از کشفباریم
سولفیدهای فلزی زمین قلیایی فسفورسانس را نشان می دهند ، به این معنی که آنها پس از قرار گرفتن در معرض نور ، برای مدت زمانی در تاریکی منتشر می شوند. این دقیقاً به دلیل این ویژگی است کهباریمترکیبات شروع به جلب توجه کرده اند.
در سال 1602 ، V. Casiorolus ، کفش ورزشی در بولونیا ، ایتالیا ، کشف کرد که یک باریت حاویباریمسولفات پس از برشته کردن آن با مواد قابل احتراق ، نور را در تاریکی ساطع کرد. این پدیده علاقه شیمیدانان اروپایی را برانگیخت. در سال 1774 ، شیمیدان سوئدی CW Scheele عنصر جدیدی را در باریت کشف کرد ، اما او نتوانست آن را جدا کند ، فقط اکسید آن عنصر. در سال 1776 ، یوهان گوتلیب گان در یک مطالعه مشابه این اکسید را جدا کرد. در ابتدا باروت توسط گایون دو موروو به عنوان باروت نامیده شد و بعداً توسط آنتوان لاوویزایر بارتا (زمین سنگین) تغییر نام داد. در سال 1808 ، همفری دیوی ، شیمیدان بریتانیایی ، از جیوه به عنوان کاتد ، پلاتین به عنوان آند و باریت الکترولیز شده (BASO4) برای تولید استفاده کردباریمآمالگام پس از تقطیر برای از بین بردن جیوه ، یک فلز با خلوص کم به دست آمد و نامگذاری شدباریم
برنامه های صنعتی نیز بیش از صد سال سابقه دارند
در اوایل قرن نوزدهم ، مردم شروع به استفاده از باریت (یک ماده معدنی مهم برای تولیدباریموتباریمترکیبات) به عنوان پرکننده برای رنگ ها. از این قرن ، باریت به مواد اولیه اصلی برای تولید مختلف تبدیل شده استباریمحاوی محصولات شیمیایی. با توجه به نسبت قابل توجه ، خواص شیمیایی پایدار و نامحلول در آب و اسیدها ، از باریت به عنوان ماده وزنی برای گل و لای روغن و گاز در اوایل دهه 1920 استفاده شده است.باریماز سولفات در تولید رنگدانه های سفید استفاده می شود و می تواند به عنوان پرکننده و رنگ آمیزی برای لاستیک استفاده شود.
2. وضعیت چینباریمصنعت
مشترکباریمنمک ها شامل می شوندباریمسولفات ،باریمنیترات ، کلرید باریم ،باریمکربنات ،باریمسیانید ، و غیرهباریممحصولات نمکی عمدتاً در صنعت الکترونیکی به عنوان مواد افزودنی برای لوله های رنگی و مواد مغناطیسی مورد استفاده قرار می گیرند.
در حال حاضر ، چین به بزرگترین تولید کننده جهان تبدیل شده استباریمنمک ظرفیت تولید سالانه جهانیباریمکربنات حدود 900000 تن است و میزان تولید آن در حدود 700000 تن است ، در حالی که ظرفیت تولید سالانه چین حدود 700000 تن است ، با تولید سالانه حدود 500000 تن ، بیش از 70 ٪ از جهانی را تشکیل می دهدباریمظرفیت تولید کربنات و خروجی. چینباریممحصولات کربنات برای مدت طولانی در مقادیر زیادی صادر شده است ، و چین به بزرگترین صادرکننده جهان تبدیل شده استباریمکربنات
مشکلات پیش روی توسعهباریمصنعت نمک در چین
اگرچه چین بزرگترین تولید کننده و صادر کننده جهان استباریمکربنات ، تولید کننده قوی کربنات باریم نیست. اولا ، تعداد کمی در مقیاس بزرگ وجود داردباریمشرکت های تولید کربنات در چین ، و شرکت های بسیار کمی وجود دارند که به تولید در مقیاس بزرگ دست یافته اند. دوم ، چینباریممحصولات کربنات یک ساختار واحد دارند و فاقد محصولات پیشرفته هستند. اگرچه برخی از کارخانه ها در حال حاضر در حال تحقیق و تولید با خلوص بالا هستندباریمکربنات ، ثبات آن ضعیف است. برای محصولات با خلوص بالا ، چین همچنین باید از شرکت هایی مانند آلمان ، ایتالیا و ژاپن وارد کند. علاوه بر این ، در سالهای اخیر ، برخی از کشورها به صادرکنندگان جدید تبدیل شده اندباریمکربنات ، مانند روسیه ، برزیل ، کره جنوبی و مکزیک ، که منجر به بیش از حد در بین المللی می شودباریمبازار کربنات ، که تأثیر زیادی در چین داشته استباریمصنعت کربنات. تولید کنندگان برای زنده ماندن مایل به کاهش قیمت هستند. در همین زمان ، شرکت های صادراتی چین نیز از خارج با تحقیقات ضد دامپینگ روبرو هستند. با بهبود مداوم الزامات حفاظت از محیط زیست ، برخیباریمشرکت های تولید نمک در چین نیز با مشکلات حفاظت از محیط زیست روبرو هستند. به منظور ارتقاء توسعه چینباریمصنعت نمک ،باریمشرکت های تولید نمک در چین باید به عنوان پایه و اساس از حفاظت از محیط زیست و ایمنی استفاده کنند ، به طور مداوم تحقیق و معرفی فن آوری های پیشرفته و تولید محصولات جدیدی را ایجاد کنند که الزامات زمان را برآورده می کند و دارای محتوای تکنولوژیکی بالایی است.
داده های تولید و صادرات باریت در چین
براساس داده های بررسی زمین شناسی ایالات متحده ، تولید باریت در چین در سال 2014 تقریباً 41 میلیون تن بود. براساس آمار گمرک چینی ، از ژانویه تا دسامبر 2014 ، چین 92588597 کیلوگرم از صادر کردباریمسولفات ، افزایش 0.18 ٪ در مقایسه با مدت مشابه سال گذشته. ارزش صادرات تجمعی 65496598 دلار آمریکا بود که نسبت به مدت مشابه سال گذشته 20.99 ٪ افزایش یافته است. قیمت واحد صادرات 0.71 دلار آمریکا در هر کیلوگرم بود که در مقایسه با مدت مشابه سال گذشته ، 0.12 دلار در هر کیلوگرم افزایش یافته است. در میان آنها ، در دسامبر سال 2014 ، چین 8768648 کیلوگرم صادر کردباریمسولفات ، افزایش 8.19 ٪ در مقایسه با مدت مشابه سال گذشته. مبلغ صادرات 8385141 دلار آمریکا بود که نسبت به مدت مشابه سال گذشته 5.1 ٪ افزایش داشت.
براساس داده های گمرک چینی ، در ژوئن 2015 ، چین 170000 تن صادر کردباریمسولفات ، کاهش 1.7 ٪ در مقایسه با مدت مشابه سال گذشته. در نیمه اول سال ، حجم صادرات تجمعی 1.12 میلیون تن بود که نسبت به مدت مشابه سال گذشته 6.8 ٪ کاهش یافته است. همان مقدار صادرات به ترتیب در مقایسه با مدت مشابه سال گذشته 5.4 ٪ و 9 ٪ کاهش یافته است.
3 、 توزیع و تولید منابع باریم (باریت)
1. توزیع منابع باریم
محتوایباریمدر پوسته 0.05 ٪ است که در رده چهاردهم قرار دارد. مواد معدنی اصلی در طبیعت باریت هستند (باریمسولفات baso4) و witherite (باریمکربنات baco3). در میان آنها ، باریت رایج ترین ماده معدنی باریم است که از آن تشکیل شده استباریمسولفات و در رگهای هیدروترمال با دمای پایین ، مانند رگهای باریت کوارتز ، رگهای باریت فلوئوریت و غیره رخ می دهد.باریمحاوی مواد معدنی در طبیعت ، علاوه بر باریت ، و مؤلفه اصلی آن استباریمکربنات
براساس داده های سازمان زمین شناسی ایالات متحده در سال 2015 ، منبع جهانی باریت تقریباً 2 میلیارد تن است که از این تعداد 740 میلیون تن اثبات شده است. ذخایر جهانی باریت 350 میلیون تن است. چین کشوری است که فراوان ترین منابع باریت را دارد. سایر کشورها با منابع غنی از باری شامل قزاقستان ، تورکی ، هند ، تایلند ، ایالات متحده و مکزیک هستند. منابع مشهور باریت در جهان شامل سرزمین Westman در انگلستان ، Felsbonne در رومانی ، ساکسونی در آلمان ، Tianzhu در Guizhou ، Heifenggou در Gansu ، Gongxi در Hunan ، Liulin in Hubei ، Xiangzhou in Guangxi و Shuiping in Shaananxi است.
براساس داده های سازمان زمین شناسی ایالات متحده در سال 2015 ، تولید جهانی باریت در سال 2013 9.23 میلیون تن و در سال 2014 به 9.26 میلیون تن افزایش یافته است. در سال 2014 ، چین بزرگترین تولید کننده باریت بود ، با تولید 4.1 میلیون تن ، تقریباً 44.3 ٪ از تولید جهانی کل را تشکیل می داد. هند ، مراکش و ایالات متحده به ترتیب با تولید 1.6 میلیون تن ، 1 میلیون تن و 720000 تن به ترتیب دوم ، سوم و چهارم در رتبه دوم ، سوم و چهارم قرار دارند.
2. توزیع ازباریممنابع در چین
چین سرشار از آن استباریممنابع سنگ معدن ، با ذخیره کل بیش از 1 میلیارد تن. علاوه بر این ، درجه سنگ معدن باریم نسبتاً زیاد است و ذخایر و تولید آن در حال حاضر در رتبه اول در جهان قرار دارد. رایج ترینباریمحاوی مواد معدنی در طبیعت باریت است. ذخیره جهانی باریت 350 میلیون تن است ، در حالی که ذخیره باریت در چین 100 میلیون تن است که تقریباً 29 ٪ از کل ذخیره جهانی را تشکیل می دهد و رتبه اول جهان را دارد.
براساس داده های موجود در "اکتشاف مناطق اصلی غلظت مواد معدنی و پتانسیل منابع معادن باریت چین" (زمین شناسی مواد معدنی شیمیایی ، 2010) ، چین سرشار از منابع باریت است ، در 24 استان (مناطق) در سراسر کشور توزیع شده و دارای ذخایر و رتبه بندی تولید در جهان است. 195 منطقه معدن با ذخایر اثبات شده در چین وجود دارد که کل منابع آن 390 میلیون تن سنگ معدن تأیید شده است. از توزیع استانی (منطقه ای) باریت ، استان گوژو بیشترین معادن را دارد که 34 ٪ از کل ذخایر کشور را تشکیل می دهد. هونان ، گوانگشی ، گانسو ، شانشی و سایر استان ها (مناطق) مقام دوم را کسب می کنند. پنج استان فوق 80 ٪ از ذخایر ملی را تشکیل می دهند. نوع سپرده عمدتاً رسوبی است و 60 ٪ از کل ذخایر را تشکیل می دهد. علاوه بر این ، انواع کنترل شده با لایه (درون زا) ، رسوبی آتشفشانی ، هیدروترمال و آب و هوا (شیب باقیمانده) نیز وجود دارد. دوره کانی سازی عمدتاً در دوره پالئوزوئیک بود و رسوبات باریت نیز در دوره های سینسی و مزوزوئیک سنوزوئیک تشکیل شد.
ویژگی های منابع معدنی باریت در چین
از منظر کمی ، مواد معدنی باریت در چین عمدتاً در منطقه مرکزی توزیع می شوند. از نظر درجه ، تقریباً تمام مواد معدنی غنی عمدتاً در Guizhou و Guangxi متمرکز شده اند. از منظر مقیاس سپرده سنگ معدن ، سپرده های باریت چین عمدتاً بزرگ و متوسط هستند. فقط دو منطقه معدن Guizhou Tianzhu Dahe Bian و Hunan Xinhuang Gongxi بیش از نیمی از ذخایر در این مناطق را تشکیل می دهند. اغلب ، یک نوع باریت واحد نوع اصلی سنگ معدن است و ترکیب مواد معدنی و ترکیب شیمیایی نسبتاً ساده و خالص است ، مانند معدن باریت Hunan Xinhuang Gongxi. علاوه بر این ، همچنین ذخایر زیادی از CO و مواد معدنی مرتبط وجود دارد که می توانند به طور جامع مورد استفاده قرار گیرند.
4 、 فرآیند تولید باریم
1. آماده سازیباریم
تولید باریم فلزی در صنعت شامل دو مرحله است: تولید اکسید باریم و تولید باریم فلزی از طریق کاهش حرارتی فلز (کاهش آلومینترمیک).
(1) آماده سازیباریماکسید
سنگ معدن بایت با کیفیت بالا ابتدا به انتخاب دستی و شناور نیاز دارد و پس از آن حذف آهن و سیلیکون برای به دست آوردن کنسانتره حاوی بیش از 96 ٪باریمسولفات پودر معدنی را با اندازه ذرات کمتر از 20 مش و ذغال سنگ یا پودر کک نفتی در نسبت وزن 4: 1 مخلوط کنید و در یک کوره Reverberatory در 1100 calcine.باریمسولفات به سولفید باریم (که معمولاً به عنوان "خاکستر سیاه" شناخته می شود) کاهش می یابد ، که برای به دست آوردن محلول سولفید باریم با آب گرم شسته می شود. به منظور تبدیل سولفید باریم به بارش کربنات باریم ، لازم است کربنات سدیم اضافه شود یا دی اکسید کربن را به محلول آبی سولفید باریم وارد کند. کربنات باریم را با پودر کربن و کلین در بالای 800 ℃ مخلوط کنید تا اکسید باریم بدست آورید. لازم به ذکر است که اکسید باریم اکسید می شود تا پراکسید باریم را در 500-700 ایجاد کند ، و پراکسید باریم می تواند تشکیل شودباریماکسید در 700-800. بنابراین ، برای جلوگیری از تولید پراکسید باریم ، محصولات کلسینه شده باید تحت حفاظت از گاز بی اثر خنک یا خاموش شوند.
(2) تولیدفلز باریمبا روش کاهش آلومینترمیک
برای کاهش آلومینیوم دو واکنش وجود داردباریماکسید به دلیل مواد مختلف:
6BAO+2AL → 3BAO • AL2O3+3BA
یا: 4Bao+2al → Bao • Al2O3+3BA
در دماهای مختلف از 1000 تا 1200 ℃ ، این دو واکنش بسیار کم تولید می کنندباریم، بنابراین برای انتقال مداوم از پمپ خلاء لازم استباریمبخار از منطقه واکنش به منطقه تراکم به منظور واکنش مداوم به سمت راست. باقیمانده پس از واکنش سمی است و فقط می توان پس از درمان دور ریخت.
2. آماده سازی ترکیبات باریم مشترک
(1) روش آماده سازیباریمکربنات
① روش کربن سازی
روش کربن سازی عمدتاً شامل مخلوط کردن باریت و زغال سنگ به نسبت خاصی است ، آنها را به یک کوره دوار خرد می کند و برشته و آنها را در 1100-1200 کاهش می دهد تا ذوب سولفید باریم را بدست آورد. دی اکسید کربن بهباریممحلول سولفید برای کربن سازی ، و به دست آمدهباریمدوغاب کربنات در معرض شستشوی سولفوریزاسیون و تصفیه خلاء قرار دارد. سپس برای به دست آوردن محصول کربنات باریم به پایان رسیده ، در 300 ℃ خشک و خرد می شود. این روش به دلیل فرآیند ساده و هزینه کم توسط اکثر تولید کنندگان اتخاذ شده است.
② روش تجزیه پیچیده
محصول نهایی ازباریمکربنات را می توان با واکنش تجزیه مضاعف بین سولفید باریم و کربنات آمونیوم یا واکنش بین کلرید باریم و کربنات پتاسیم بدست آورد. محصول حاصل سپس شسته ، فیلتر ، خشک و غیره شسته ، فیلتر می شود.
③ قانون سنگین پتروشیمی سنگین سمی
پودر سنگ سنگ سنگین سمی با نمک آمونیوم برای تولید محلول واکنش نشان می دهدباریمنمک و کربنات آمونیوم برای استفاده بازیافت می شود. محلولباریمنمک به کربنات آمونیوم اضافه می شود تا رسوب کربنات باریم تصفیه شده ، که برای تولید یک محصول نهایی فیلتر و خشک می شود ، کاهش یابد. علاوه بر این ، مشروبات الکلی به دست آمده را می توان بازیافت و استفاده مجدد کرد.
(2) روش آماده سازیباریمتیتاینات
① روش فاز جامد
باریمتیتانات را می توان با محاسبه تهیه کردباریمکربنات و دی اکسید تیتانیوم ، که با هر ماده دیگری قابل استفاده است.
② روش استفاده
حل کردنباریمکلرید و تتراکلرید تیتانیوم در مخلوطی از مواد برابر ، گرما تا 70 درجه سانتیگراد ، و سپس اسید اگزالیک را رها کنید تا رسوب هیدراته شودباریمتیتانات [Batio (C2O4) 2-4H2O]. برای به دست آوردن تیتاینات باریم ، شستشو ، خشک و سپس پیرولیز.
(3) روش آماده سازیباریمکلرید
روند تولیدباریمکلرید عمدتا شامل روش اسید هیدروکلریک است ،باریمروش کربنات ، روش کلرید کلسیم و روش کلرید منیزیم با توجه به روش های مختلف یا مواد اولیه.
① روش اسید هیدروکلریک.
②باریمروش کربنات. ساخته شده از سنگ پژمرده (کربنات باریم) به عنوان مواد اولیه.
③ روش کلرید کلسیم. کاهش مخلوطی از باریت و کلرید کلسیم با کربن.
علاوه بر این ، روش کلرید منیزیم وجود دارد. تهیه شده با درمانباریمسولفید با کلرید منیزیم.
زمان پست: نوامبر 01-2023