1 、 مقدمة أساسية
الاسم الصيني:الباريوم، الاسم الإنجليزي:الباريوم، رمز العنصرBa، الرقم الذري 56 في الجدول الدوري ، هو عنصر معدن الأرض القلوي مجموعة IIA بكثافة 3.51 جم/سنتيمتر مكعب ، ونقطة انصهار من 727 درجة مئوية (1000 كلفن ، 1341 درجة فهرنهايت) ، ونقطة غليان من 1870 درجة مئوية (2143 ك ، 3398 درجة فهرنهايت). الباريوم هو معدن أرضي قلوي مع بريق أبيض فضي ، ولون لهب من اللون الأخضر الأصفر ، والطين ، والدكتايل.الباريومله خصائص كيميائية نشطة للغاية ويمكن أن تتفاعل مع معظم المعادن.الباريوملم يتم العثور عليها كمواد واحدة في الطبيعة.الباريومالأملاح سامة باستثناءالباريومكبريتات. فضلاً عن ذلك،الباريوم المعدنيلديه انخفاض قوي ويمكن أن يقلل من معظم أكاسيد المعادن ، الهاليدات ، والكبريتيدات للحصول على المعادن المقابلة. محتوىالباريومفي القشرة 0.05 ٪ ، والمعادن الأكثر شيوعا في الطبيعة هي الباريت (الباريومالكبريتات) و Withite (الباريومكربونات). يستخدم الباريوم على نطاق واسع في حقول مثل الإلكترونيات والسيراميك والطب والبترول.
2 、 اكتشافالباريوموحالة تنمية الصينالباريومصناعة
1. تاريخ موجز لاكتشافالباريوم
تظهر كبريتيدات المعادن الأرضية القلوية تألقًا ، مما يعني أنها تستمر في انبعاث الضوء في الظلام لفترة من الوقت بعد تعرضه للضوء. يرجع ذلك بالتحديد إلى هذه المميزةالباريومبدأت المركبات في الحصول على الاهتمام.
في 1602 ، اكتشف V. Casiorolus ، صانع أحذية في بولونيا ، إيطاليا ، أن الباريت يحتويالباريومالكبريتات المنبعثة من الضوء في الظلام بعد تحميصه بمواد قابلة للاحتراق. أثارت هذه الظاهرة اهتمام الكيميائيين الأوروبيين. في عام 1774 ، اكتشف الكيميائي السويدي CW Scheele عنصرًا جديدًا في باريت ، لكنه لم يتمكن من فصله ، فقط أكسيد هذا العنصر. في عام 1776 ، عزل يوهان غوتليب غان هذا الأكسيد في دراسة مماثلة. تمت الإشارة إلى باريتا في البداية باسم Barote بواسطة Guyton de Morveau ، ثم أعيد تسميته لاحقًا Baryta (الأرض الثقيلة) بواسطة Antoine Lavoisier. في عام 1808 ، استخدم الكيميائي البريطاني همفري ديفي الزئبق ككاثود ، والبلاتين كأنود ، والباريت المنحل بالكهرباء (BASO4) لإنتاجالباريومملغم. بعد التقطير لإزالة الزئبق ، تم الحصول على معدن ذو نقاء منخفض وسمتهالباريوم.
كما أن التطبيقات الصناعية لها تاريخ أكثر من مائة عام
في وقت مبكر من منتصف القرن التاسع عشر ، بدأ الناس في استخدام الباريت (وهو معدن مهم للإنتاجالباريوموالباريومالمركبات) كحشو للدهانات. منذ هذا القرن ، أصبح باريت المادة الخام الرئيسية لتصنيع مختلفالباريومتحتوي على المنتجات الكيميائية. نظرًا لنسبةها الكبيرة ، والخصائص الكيميائية المستقرة ، وغير القابلة للذوبان في الماء والأحماض ، تم استخدام الباريت كعامل ترجيح لحل الطين في الحفر في العشرينات من القرن العشرين.الباريوميتم استخدام الكبريتات في إنتاج أصباغ بيضاء ويمكن استخدامها كحشو وملونة للمطاط.
2. حالة الصينالباريومصناعة
شائعالباريومالأملاح تشملالباريومكبريتات،الباريومنترات ، كلوريد الباريوم ،الباريومكربونات،الباريومالسيانيد ، إلخ.الباريومتستخدم منتجات الملح بشكل أساسي في الصناعة الإلكترونية كضافات لأنابيب الصور الملونة والمواد المغناطيسية.
في الوقت الحاضر ، أصبحت الصين أكبر منتج في العالمالباريومأملاح. القدرة الإنتاجية السنوية العالمية لـالباريومتبلغ الكربونات حوالي 900000 طن ، مع إخراج حوالي 700000 طن ، في حين أن القدرة الإنتاجية السنوية للصين تبلغ حوالي 700000 طن ، مع إنتاج سنوي يبلغ حوالي 500000 طن ، وهو ما يمثل أكثر من 70 ٪ من العالمالباريومطاقة إنتاج الكربونات والإنتاج. الصينالباريومتم تصدير منتجات الكربونات بكميات كبيرة لفترة طويلة ، وأصبحت الصين أكبر مصدر في العالمالباريومكربونات.
المشاكل التي تواجهها تطويرالباريومصناعة الملح في الصين
على الرغم من أن الصين هي أكبر منتج ومصدر في العالمالباريومكربونات ، ليس منتجًا قويًا لكربونات الباريوم. أولاً ، هناك عدد قليل على نطاق واسعالباريوممؤسسات إنتاج الكربونات في الصين ، وهناك عدد قليل جدًا من المؤسسات التي حققت إنتاجًا واسع النطاق ؛ ثانياً ، الصينالباريوممنتجات الكربونات لها بنية واحدة وتفتقر إلى المنتجات عالية التقنية. على الرغم من أن بعض المصانع تقوم حاليًا بالبحث وتنتج نقاء عاليالباريومكربونات ، استقرارها ضعيف. بالنسبة للمنتجات عالية النقاء ، تحتاج الصين أيضًا إلى استيراد شركات مثل ألمانيا وإيطاليا واليابان. بالإضافة إلى ذلك ، في السنوات الأخيرة ، أصبحت بعض الدول مصدرين جددالباريومالكربونات ، مثل روسيا والبرازيل وكوريا الجنوبية والمكسيك ، مما يؤدي إلى زيادة العرض في الدوليةالباريومسوق الكربونات ، الذي كان له تأثير كبير على الصينالباريومصناعة الكربونات. الشركات المصنعة على استعداد لخفض الأسعار من أجل البقاء. في الوقت نفسه ، تواجه مؤسسات التصدير الصينية أيضًا تحقيقات مكافحة الإغراق من الخارج. مع التحسين المستمر لمتطلبات حماية البيئة ، بعضهاالباريومتواجه مؤسسات إنتاج الملح في الصين أيضًا قضايا حماية البيئة. من أجل تعزيز تطوير الصينالباريومصناعة الملح ،الباريوميجب أن تأخذ مؤسسات إنتاج الملح في الصين حماية وسلامة البيئة كأساس ، والبحث باستمرار وتقدم تقنيات متقدمة ، وتطوير منتجات جديدة تلبي متطلبات العصر ولها محتوى تكنولوجي عالي.
بيانات الإنتاج والتصدير للباريت في الصين
وفقًا لبيانات المسح الجيولوجي للولايات المتحدة ، كان إنتاج باريت في الصين حوالي 41 مليون طن في عام 2014. وفقًا للإحصاءات الجمركية الصينية ، من يناير إلى ديسمبر 2014 ، قامت الصين بتصدير 92588597 كيلوغرامالباريومالكبريتات ، بزيادة قدرها 0.18 ٪ مقارنة مع نفس الفترة من العام الماضي. كانت قيمة التصدير التراكمي 65496598 دولار أمريكي ، بزيادة قدرها 20.99 ٪ مقارنة بالفترة نفسها من العام الماضي. كان سعر وحدة التصدير 0.71 دولار أمريكي لكل كيلوغرام ، بزيادة قدرها 0.12 دولار أمريكي لكل كيلوغرام مقارنة بالفترة نفسها من العام الماضي. من بينها ، في ديسمبر 2014 ، صدرت الصين 8768648 كيلوغرام منالباريومالكبريتات ، بزيادة 8.19 ٪ مقارنة مع نفس الفترة من العام الماضي. كان مبلغ التصدير 8385141 دولار أمريكي ، بزيادة قدرها 5.1 ٪ مقارنة بالفترة نفسها من العام الماضي.
وفقًا للبيانات الجمركية الصينية ، في يونيو 2015 ، صدرت الصين 170000 طن منالباريومالكبريتات ، انخفاض بنسبة 1.7 ٪ مقارنة مع نفس الفترة من العام الماضي ؛ في النصف الأول من العام ، كان حجم التصدير التراكمي 1.12 مليون طن ، بانخفاض قدره 6.8 ٪ مقارنة بالفترة نفسها من العام الماضي ؛ انخفض نفس مبلغ التصدير بنسبة 5.4 ٪ و 9 ٪ على التوالي مقارنة بالفترة نفسها من العام الماضي.
3 、 توزيع وإنتاج موارد الباريوم (باريت)
1. توزيع موارد الباريوم
محتوىالباريومفي القشرة هو 0.05 ٪ ، المرتبة 14. المعادن الرئيسية في الطبيعة هي الباريت (الباريومالكبريتات baso4) و Witherite (الباريومكربونات BACO3). من بينها ، الباريت هو المعدن الأكثر شيوعا للباريوم ، الذي يتكون منالباريومالكبريتات ويحدث في الأوردة الحرارية المائية منخفضة الحرارة ، مثل عروق الباريت الكوارتز ، وخلوط الباريت الفلوريت ، وما إلى ذلك.الباريومتحتوي على المعادن في الطبيعة ، بالإضافة إلى الباريت ، والمكون الرئيسي لهاالباريومكربونات.
وفقًا لبيانات المسح الجيولوجي للولايات المتحدة في عام 2015 ، يبلغ مورد باريت العالمي حوالي ملياري طن ، منها 740 مليون طن. احتياطيات الباريت العالمية هي 350 مليون طن. الصين هي البلاد التي لديها موارد الباريت الأكثر وفرة. تشمل الدول الأخرى التي لديها موارد باريت الغنية كازاخستان وتوركياي والهند وتايلاند والولايات المتحدة والمكسيك. تشمل مصادر باريت الشهيرة في العالم Westman Land في المملكة المتحدة ، وفيلسون في رومانيا ، سكسونيا في ألمانيا ، تيانزو في غويتشو ، هيفنغجو في غانسو ، غونغشي في هونان ، ليولين في هوب ، شيانغتشو في قوانغشي ، وشوكي في شانكسي.
وفقًا لبيانات المسح الجيولوجي للولايات المتحدة في عام 2015 ، بلغ الإنتاج العالمي لـ Barite 9.23 مليون طن في عام 2013 وزادت إلى 9.26 مليون طن في عام 2014. في عام 2014 ، كانت الصين أكبر منتج للباريت ، حيث بلغ إنتاجه 4.1 مليون طن ، وهو ما يمثل 44.3 ٪ من الإنتاج الإجمالي العالمي. تحتل الهند والمغرب والولايات المتحدة المرتبة الثانية والثالثة والرابعة على التوالي ، مع إنتاج 1.6 مليون طن ، مليون طن ، و 720000 طن.
2. توزيعالباريومالموارد في الصين
الصين غنيةالباريومموارد خام ، مع إجمالي الاحتياطي المتوقع لأكثر من مليار طن. علاوة على ذلك ، فإن درجة خام الباريوم مرتفعة نسبيًا ، ويتم تصنيف احتياطياتها وإنتاجها حاليًا في المرتبة الأولى في العالم. الأكثر شيوعاالباريومتحتوي على المعادن في الطبيعة باريت. يبلغ المحمية العالمية لـ Barite 350 مليون طن ، في حين أن احتياطي Barite في الصين يبلغ 100 مليون طن ، وهو ما يمثل حوالي 29 ٪ من إجمالي الاحتياطي العالمي وتصنيفه الأول في العالم.
وفقًا للبيانات الواردة في "استكشاف مجالات تركيز المعادن الرئيسية وإمكانات الموارد من مناجم الباريت في الصين" (الجيولوجيا المعدنية الكيميائية ، 2010) ، فإن الصين غنية بموارد الباريت ، التي تم توزيعها في 24 مقاطعة (مناطق) على مستوى البلاد ، مع الاحتياطيات وترتيب الإنتاج أولاً في العالم. هناك 195 منطقة تعدين مع احتياطيات مثبتة في الصين ، مع إجمالي احتياطي موارد مؤكد بلغ 390 مليون طن من الخام. من التوزيع الإقليمي (الإقليمي) للباريت ، تمتلك مقاطعة غيتشو أكثر مناجم باريت ، حيث تمثل 34 ٪ من إجمالي احتياطيات البلاد ؛ يحتل هونان ، قوانغشي ، جانسو ، شنشي وغيرها من المقاطعات (المناطق) المركز الثاني. تمثل المقاطعات الخمس أعلاه 80 ٪ من الاحتياطيات الوطنية. نوع الإيداع هو رواسب في الأساس ، وهو ما يمثل 60 ٪ من إجمالي الاحتياطيات. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا أنواع مرتبطة بالطبقة (الداخلية) ، والأنواع الرسوبية البركانية ، والبركانية الحرارية ، والتجويف (المنحدر المتبقي). كانت فترة التمعدن بشكل رئيسي في عصر القديم ، وتم تشكيل رواسب الباريت خلال فترات سينوزويك سينيان وميسيوية.
خصائص الموارد المعدنية الباريت في الصين
من منظور كمي ، يتم توزيع المعادن الباريت في الصين بشكل رئيسي في المنطقة الوسطى ؛ من حيث الدرجة ، تتركز جميع المعادن الغنية تقريبًا بشكل أساسي في Guizhou و Guangxi ؛ من منظور مقياس ودائع الخام ، تكون رواسب الباريت في الصين كبيرة ومتوسطة الحجم بشكل أساسي. تمثل منطقتي التعدين في Guizhou Tianzhu Dahe Bian و Hunan Xinhuang Gongxi أكثر من نصف الاحتياطيات في هذه المناطق. في كثير من الأحيان ، يكون نوع الباريت واحد هو نوع الخام الرئيسي ، ونسبة التكوين المعدني والتكوين الكيميائي بسيط نسبيًا ونقي ، مثل منجم Hunan Xinhuang Gongxi. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا احتياطيات كبيرة من CO والمعادن المرتبطة التي يمكن استخدامها بشكل شامل.
4 、 عملية إنتاج الباريوم
1. تحضيرالباريوم
يشمل إنتاج الباريوم المعدني في الصناعة خطوتين: إنتاج أكسيد الباريوم وإنتاج الباريوم المعدني من خلال الحد من المعادن الحرارية (الحد من الألمنيوم الحراري).
(1) تحضيرالباريومأكسيد
يتطلب خام الباريت عالي الجودة أولاً الاختيار اليدوي والتعويم ، يليه إزالة الحديد والسيليكون للحصول على تركيز يحتوي على أكثر من 96 ٪الباريومكبريتات. امزج مسحوق المعادن مع حجم الجسيمات أقل من 20 شبكة وفحم أو مسحوق فحم الكوك البترول بنسبة وزن 4: 1 ، والكلس في 1100 ℃ في فرن الصدى.الباريوميتم تقليل الكبريتات إلى كبريتيد الباريوم (المعروف باسم "الرماد الأسود") ، والذي يتم تربيته بالماء الساخن للحصول على محلول من كبريتيد الباريوم. من أجل تحويل كبريتيد الباريوم إلى هطول كربونات الباريوم ، من الضروري إضافة كربونات الصوديوم أو إدخال ثاني أكسيد الكربون في محلول مائي كبريتيد الباريوم. امزج كربونات الباريوم مع مسحوق الكربون والكلس في أعلى من 800 ℃ للحصول على أكسيد الباريوم. تجدر الإرسالالباريومأكسيد في 700-800 ℃. لذلك ، لتجنب إنتاج بيروكسيد الباريوم ، يجب تبريد المنتجات المكسوة أو إخمادها تحت حماية الغاز الخاملة.
(2) إنتاجالباريوم المعدنبواسطة طريقة الحد من الألمنيوم للحرارة
هناك ردود فعلان لتقليل الألومنيوم منالباريومأكسيد بسبب المكونات المختلفة:
6Bao+2AL → 3BAO • AL2O3+3BA ↑
أو: 4Bao+2al → Bao • AL2O3+3BA ↑
في درجات حرارة تتراوح بين 1000 إلى 1200 ℃ ، ينتج هذان التفاعلان القليل جدًاالباريوم، لذلك من الضروري استخدام مضخة فراغ لنقلها بشكل مستمرالباريومالبخار من منطقة التفاعل إلى منطقة التكثيف من أجل المضي قدما في المضي قدما بشكل مستمر إلى اليمين. البقايا بعد التفاعل سامة ولا يمكن التخلص منها إلا بعد العلاج.
2. إعداد مركبات الباريوم المشتركة
(1) طريقة التحضيرالباريومكربونات
① طريقة الكربنة
تتضمن طريقة الكربنة بشكل أساسي خلط الباريت والفحم بنسبة معينة ، وسحقهما في فرن دوار ، وتحميصها وتقليلها عند 1100-1200 ℃ للحصول على ذوبان كبريتيد الباريوم. يتم إدخال ثاني أكسيد الكربون فيالباريوممحلول الكبريتيد للسبنية ، والتحصل عليهالباريوميتعرض ملاط الكربونات لغسل الكبريت وترشيح الفراغ. بعد ذلك ، يتم تجفيفه وسحقه عند 300 ℃ للحصول على منتج كربونات الباريوم النهائي. يتم اعتماد هذه الطريقة من قبل معظم الشركات المصنعة بسبب عمليتها البسيطة وتكلفة منخفضة.
② طريقة التحلل المعقدة
المنتج النهائي لالباريوميمكن الحصول على كربونات عن طريق تفاعل التحلل المزدوج بين كبريتيد الباريوم وكربونات الأمونيوم ، أو عن طريق التفاعل بين كلوريد الباريوم وكربونات البوتاسيوم. ثم يتم غسل المنتج الناتج وتصفيته وتجفيفه ، إلخ.
③ قانون البتروكيماويات الثقيل السام
يتم تفاعل مسحوق الخام الثقيل السام بملح الأمونيوم لتوليد قابل للذوبانالباريوميتم إعادة تدوير الملح ، وكربونات الأمونيوم للاستخدام. القابلة للذوبانالباريوميضاف الملح إلى كربونات الأمونيوم لترسيب كربونات الباريوم المكررة ، والتي يتم ترشيحها وتجفيفها لإنتاج منتج نهائي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إعادة تدوير الخمور الأم التي تم الحصول عليها وإعادة استخدامها.
(2) طريقة التحضيرالباريومتيتانيت
① طريقة المرحلة الصلبة
الباريوميمكن تحضير Titanate بالتكلسالباريومكربونات وثاني أكسيد التيتانيوم ، والتي يمكن أن تدخر مع أي مادة أخرى.
coprecipitation طريقة
حلالباريومكلوريد تراتخريد كلوريد وتيتانيوم في مزيج من المواد المتساوية ، الحرارة إلى 70 درجة مئوية ، ثم إسقاط حمض الأكساليك للحصول على ترسبات رطبةالباريومTitanate [Batio (C2O4) 2-4H2O]. غسل ، جاف ، ثم الانحلال الحراري للحصول على تيتانيت الباريوم.
(3) طريقة التحضيرالباريومكلوريد
عملية إنتاجالباريوميشمل كلوريد بشكل أساسي طريقة حمض الهيدروكلوريك ،الباريومطريقة الكربونات ، طريقة كلوريد الكالسيوم ، وطريقة كلوريد المغنيسيوم وفقًا لطرق مختلفة أو مواد خام.
① طريقة حمض الهيدروكلوريك.
②الباريومطريقة الكربونات. مصنوعة من الحجر ذبل (كربونات الباريوم) كمواد خام.
③ طريقة كلوريد الكالسيوم. تقليل مزيج من الباريت وكلوريد الكالسيوم مع الكربون.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك طريقة كلوريد المغنيسيوم. أعدت من خلال العلاجالباريومكبريتيد مع كلوريد المغنيسيوم.
وقت النشر: نوفمبر -01-2023