Barium-ekstraksieproses

(1) Voorbereiding van bariumoksied 

Hoëgehalte barieterts moet eers met die hand gekies en gedryf word, en dan word yster en silikon verwyder om 'n konsentraat te verkry wat meer as 96% bariumsulfaat bevat. Die ertspoeier met 'n deeltjiegrootte van minder as 20 maas word gemeng met steenkool- of petroleumkookspoeier in 'n gewigsverhouding van 4:1, en gerooster by 1100 ℃ in 'n nagalmoond. Die bariumsulfaat word gereduseer tot bariumsulfied (algemeen bekend as "swart as"), en die verkrygde bariumsulfiedoplossing word met warm water uitgeloog. Om bariumsulfied in bariumkarbonaatpresipitasie om te skakel, moet natriumkarbonaat of koolstofdioksied by die waterige bariumsulfiedoplossing gevoeg word. Bariumoksied kan verkry word deur bariumkarbonaat met koolstofpoeier te meng en dit bo 800 ℃ te kalsineer. Daar moet kennis geneem word dat bariumoksied geoksideer word om bariumperoksied te vorm by 500-700 ℃, en bariumperoksied kan ontbind word om bariumoksied te vorm by 700-800 ℃. Om die produksie van bariumperoksied te vermy, moet die gekalsineerde produk dus afgekoel of geblus word onder die beskerming van 'n inerte gas. 

(2) Aluminotermiese reduksiemetode om metalliese barium te produseer 

As gevolg van verskillende bestanddele, is daar twee reaksies van aluminiumreduserende bariumoksied:

6BaO+2Al→3BaO•Al2O3+3Ba↑

Of: 4BaO+2Al→BaO•Al2O3+3Ba↑

By 1000-1200℃ produseer hierdie twee reaksies baie min barium, dus is 'n vakuumpomp nodig om die bariumdamp voortdurend van die reaksiesone na die kondensasiesone oor te dra sodat die reaksie na regs kan voortgaan. Die residu na die reaksie is toksies en moet behandel word voordat dit weggegooi kan word.

Voorbereiding van algemene bariumverbindings 

(1) Voorbereidingsmetode van bariumkarbonaat 

① Karboniseringsmetode

Die karboniseringsmetode behels hoofsaaklik die vermenging van bariet en steenkool in 'n sekere verhouding, die vergruising daarvan in 'n roterende oond en die kalsinering en reduseer daarvan by 1100-1200 ℃ om 'n bariumsulfiedsmelt te verkry. Koolstofdioksied word in die bariumsulfiedoplossing ingebring vir karbonisering, en die reaksie is soos volg:

BaS+CO2+H2O=BaCO3+H2S

Die verkrygde bariumkarbonaat-suspensie word ontswawel, gewas en vakuumgefiltreer, en dan gedroog en vergruis by 300 ℃ om 'n finale bariumkarbonaatproduk te verkry. Hierdie metode is eenvoudig in proses en lae koste, daarom word dit deur die meeste vervaardigers aangeneem.

② Dubbele ontbindingsmetode

Bariumsulfied en ammoniumkarbonaat ondergaan 'n dubbele ontbindingsreaksie, en die reaksie is soos volg:

BaS+(NH4)2CO3=BaCO3+(NH4)2S

Of bariumchloried reageer met kaliumkarbonaat, en die reaksie is soos volg:

BaCl2+K2CO3=BaCO3+2KCl

Die produk wat uit die reaksie verkry word, word dan gewas, gefiltreer, gedroog, ens. om 'n voltooide bariumkarbonaatproduk te verkry.

③ Bariumkarbonaatmetode

Bariumkarbonaatpoeier word met ammoniumsout gereageer om oplosbare bariumsout te genereer, en ammoniumkarbonaat word herwin. Oplosbare bariumsout word by ammoniumkarbonaat gevoeg om geraffineerde bariumkarbonaat te presipiteer, wat gefiltreer en gedroog word om die finale produk te maak. Daarbenewens kan die verkrygde moederloog herwin word. Die reaksie is soos volg:

BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2

BaCl2+2NH4OH=Ba(OH)2+2NH4Cl

Ba(OH)2+CO2=BaCO3+H2O 

(2) Bereidingsmetode van bariumtitanaat 

① Vastefasemetode

Bariumtitanaat kan verkry word deur bariumkarbonaat en titaandioksied te kalsineer, en enige ander materiale kan daarin gedoteer word. Die reaksie is soos volg:

TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑

② Kopresipitasiemetode

Bariumchloried en titaniumtetrachloried word gemeng en in gelyke hoeveelhede opgelos, verhit tot 70°C, en dan word oksaalsuur drupsgewys bygevoeg om gehidreerde bariumtitanieloksalaat [BaTiO(C2O4)2•4H2O] neerslag te verkry, wat gewas, gedroog en dan gepiroliseer word om bariumtitanaat te verkry. Die reaksie is soos volg:

BaCl2 + TiCl4 + 2H2C2O4 + 5H2O = BaTiO(C2O4)2•4H2O↓ + 6HCl

BaTiO(C2O4)2•4H2O = BaTiO3 + 2CO2↑ + 2CO↑ + 4H2O

Nadat die metatitansuur geklits is, word 'n bariumchloriedoplossing bygevoeg, en dan word ammoniumkarbonaat onder roering bygevoeg om 'n kopresipitaat van bariumkarbonaat en metatitansuur te genereer, wat gekalsineer word om die produk te verkry. Die reaksie is soos volg:

BaCl2 + (NH4)2CO3 = BaCO3 + 2NH4Cl

H2TiO3 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ + H2O 

(3) Voorbereiding van bariumchloried 

Die produksieproses van bariumchloried sluit hoofsaaklik die soutsuurmetode, bariumkarbonaatmetode, kalsiumchloriedmetode en magnesiumchloriedmetode in volgens die verskillende metodes of grondstowwe.

① Soutsuurmetode. Wanneer bariumsulfied met soutsuur behandel word, is die hoofreaksie:

BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑+Q