1、 Асноўныя ўводзіны
Кітайская назва:Барый, англійская назва:Барый, сімвал элементаBa, атамны нумар 56 у перыядычнай сістэме Мендзялеева, з'яўляецца шчолачназямельным металічным элементам групы IIA са шчыльнасцю 3,51 г/кубічны сантыметр, тэмпературай плаўлення 727 °C (1000 K, 1341 °F) і тэмпературай кіпення 1870 °C. C (2143 K, 3398 ° F).Барый - гэта шчолачназямельны метал з серабрыста-белым бляскам, жоўта-зялёным колерам полымя, мяккі і пластычны.Барыйвалодае вельмі актыўнымі хімічнымі ўласцівасцямі і можа рэагаваць з большасцю неметалаў.Барыйніколі не было знойдзена ў прыродзе як адно рэчыва.Барыйсолі таксічныя за выключэннембарыйсульфат.У дадатак,металічны барыймае моцную аднаўляльнасць і можа аднаўляць большасць аксідаў, галагенідаў і сульфідаў металаў з атрыманнем адпаведных металаў.Змест стбарыйу кары складае 0,05%, а найбольш распаўсюджанымі ў прыродзе мінераламі з'яўляюцца барыт (барыйсульфат) і вітэрыт (барыйкарбанат).Барый шырока выкарыстоўваецца ў такіх галінах, як электроніка, кераміка, медыцына і нафта.
2、 АдкрыццёБарыйі стан развіцця КітаяБарыйПрамысловасць
1.Кароткая гісторыя адкрыцця вбарый
Сульфіды шчолачназямельных металаў дэманструюць фасфарасцэнцыю, што азначае, што яны працягваюць выпраменьваць святло ў цемры на працягу некаторага часу пасля ўздзеяння святла.Менавіта дзякуючы гэтай асаблівасцібарыйзлучэнняў пачалі звяртаць на сябе ўвагу.
У 1602 г. В. Касіёрол, шавец з Балонні, Італія, выявіў, што барыт, які змяшчаебарыйсульфат выпраменьваў святло ў цемры пасля абпалу яго гаручымі рэчывамі.Гэта з'ява выклікала цікавасць еўрапейскіх хімікаў.У 1774 г. шведскі хімік К. В. Шэеле адкрыў новы элемент у барыце, але ён не змог яго аддзяліць, толькі аксід гэтага элемента.У 1776 годзе Ёхан Готліб Ган вылучыў гэты аксід у падобным даследаванні.Першапачаткова Guyton de Morveau называў Baryta barote, а пазней Антуан Лавуазье перайменаваў яго ў baryta (цяжкая зямля).У 1808 г. брытанскі хімік Хэмфры Дэві выкарыстаў ртуць у якасці катода, плаціну ў якасці анода і электролізны барыт (BaSO4) для атрыманнябарыйамальгама.Пасля дыстыляцыі для выдалення ртуці быў атрыманы і названы метал нізкай чысцінібарый.
Прамысловыя прымянення таксама маюць больш чым стогадовую гісторыю
Ужо ў сярэдзіне 19-га стагоддзя людзі пачалі выкарыстоўваць барыт (важны мінерал для вытворчасцібарыйібарыйзлучэнняў) як напаўняльнік для фарбаў.З гэтага стагоддзя барыт стаў асноўнай сыравінай для вырабу розных вырабаўбарыйякія змяшчаюць хімічныя прадукты.З-за яго значнай долі, стабільных хімічных уласцівасцей і нерастваральнасці ў вадзе і кіслотах барыт выкарыстоўваўся ў якасці ўцяжарвальніка для нафтавых і газавых буравых раствораў яшчэ ў 1920-х гадах.Барыйсульфат выкарыстоўваецца ў вытворчасці белых пігментаў і можа выкарыстоўвацца ў якасці напаўняльніка і фарбавальніка для гумы.
2. Становішча Кітаябарыйпрамысловасць
Агульныбарыйсолі ўключаюцьбарыйсульфат,барыйнітрат, хларыд барыю,барыйкарбанат,барыйцыянід і інш.Барыйсаляныя прадукты ў асноўным выкарыстоўваюцца ў электроннай прамысловасці ў якасці дабавак для каляровых кінескопаў і магнітных матэрыялаў.
У цяперашні час Кітай стаў найбуйнейшым у свеце вытворцамбарыйсолі.Сусветная гадавая вытворчая магутнасцьбарыйкарбанат складае каля 900 000 тон, з выхадам каля 700 000 тон, у той час як гадавая вытворчая магутнасць Кітая складае каля 700 000 тон, з гадавым аб'ёмам вытворчасці каля 500 000 тон, што складае больш за 70% сусветнагабарыйВытворчыя магутнасці карбанату і выхад.Кітаябарыйкарбанатныя прадукты экспартаваліся ў вялікіх колькасцях на працягу доўгага часу, і Кітай стаў найбуйнейшым у свеце экспарцёрамбарыйкарбанат.
Праблемы, з якімі сутыкаецца развіццёБарыйSalt Industry ў Кітай
Хоць Кітай з'яўляецца найбуйнейшым у свеце вытворцам і экспарцёрамбарыйкарбанат, ён не з'яўляецца моцным вытворцам карбанату барыю.Па-першае, маштабных малабарыйпрадпрыемствы па вытворчасці карбанату ў Кітаі, і вельмі мала прадпрыемстваў, якія дасягнулі буйнамаштабнай вытворчасці;Па-другое, Кітайбарыйкарбанатныя вырабы маюць адзіную структуру і не маюць высокатэхналагічных вырабаў.Хоць некаторыя заводы ў цяперашні час даследуюць і вырабляюць высокую чысцінюбарыйкарбанат, яго стабільнасць дрэнная.Для прадуктаў высокай чысціні Кітай таксама павінен імпартаваць з такіх кампаній, як Германія, Італія і Японія.Акрамя таго, у апошнія гады некаторыя краіны сталі новымі экспарцёрамібарыйкарбанату, такіх як Расія, Бразілія, Паўднёвая Карэя і Мексіка, што прыводзіць да празмернасці прапановы ў міжнарбарыйрынак карбанатаў, што аказала вялікі ўплыў на рынак Кітаябарыйкарбанатнай прамысловасці.Каб выжыць, вытворцы гатовыя зніжаць цэны.У той жа час кітайскія экспартныя прадпрыемствы таксама сутыкаюцца з антыдэмпінгавымі расследаваннямі з-за мяжы.З пастаянным паляпшэннем патрабаванняў да аховы навакольнага асяроддзя, некаторыябарыйпрадпрыемствы па вытворчасці солі ў Кітаі таксама сутыкаюцца з праблемамі аховы навакольнага асяроддзя.У мэтах садзейнічання развіццю Кітаябарыйсаляная прамысловасць,барыйпрадпрыемствы па здабычы солі ў Кітаі павінны браць за аснову ахову навакольнага асяроддзя і бяспеку, пастаянна даследаваць і ўкараняць перадавыя тэхналогіі, распрацоўваць новыя прадукты, якія адпавядаюць патрабаванням часу і маюць высокі тэхналагічны змест.
Дадзеныя аб вытворчасці і экспарце барыту ў Кітаі
Згодна з дадзенымі Геалагічнай службы ЗША, вытворчасць барыту ў Кітаі ў 2014 годзе склала прыкладна 41 мільён тон. Згодна з кітайскай мытнай статыстыкай, са студзеня па снежань 2014 года Кітай экспартаваў 92588597 кілаграмаўбарыйсульфату, павялічыўшыся ў параўнанні з аналагічным перыядам мінулага года на 0,18%.Сукупны аб'ём экспарту склаў 65496598 долараў ЗША, павялічыўшыся ў параўнанні з аналагічным перыядам мінулага года на 20,99%.Экспартная цана за адзінку склала 0,71 долара ЗША за кілаграм, павялічыўшыся ў параўнанні з аналагічным перыядам мінулага года на 0,12 долара ЗША за кілаграм.З іх у снежні 2014 года Кітай экспартаваў 8768648 кілаграмаўбарыйсульфату, павялічыўшыся ў параўнанні з аналагічным перыядам мінулага года на 8,19%.Аб'ём экспарту склаў 8385141 долараў ЗША, павялічыўшыся ў параўнанні з аналагічным перыядам мінулага года на 5,1 працэнта.
Па дадзеных кітайскай мытні, у чэрвені 2015 года Кітай экспартаваў 170 000 тонбарыйсульфат, зніжэнне ў параўнанні з аналагічным перыядам мінулага года на 1,7%;У першым паўгоддзі сукупны аб'ём экспарту склаў 1,12 млн. тон і знізіўся на 6,8% у параўнанні з аналагічным перыядам мінулага года;Такі ж аб'ём экспарту ў параўнанні з аналагічным перыядам мінулага года знізіўся на 5,4% і 9% адпаведна.
3、 Размеркаванне і вытворчасць рэсурсаў барыю (барыту).
1. Размеркаванне рэсурсаў барыю
Змест стбарыйу кары 0,05%, займае 14 месца.Асноўнымі мінераламі ў прыродзе з'яўляюцца барыт (барыйсульфат BaSO4) і вітэрыт (барыйкарбанат BaCO3).Сярод іх барыт з'яўляецца найбольш распаўсюджаным мінералам барыю, які складаецца збарыйсульфат і сустракаецца ў нізкатэмпературных гідратэрмальных жылах, такіх як кварц-барытавыя жылы, флюарыт-барытавыя жылы і г.д.барыйякі змяшчае мінерал у прыродзе, акрамя барыту, і яго галоўным кампанентам з'яўляеццабарыйкарбанат.
Па дадзеных Геалагічнай службы ЗША ў 2015 годзе, сусветныя рэсурсы барыту складаюць каля 2 мільярдаў тон, з якіх 740 мільёнаў тон даказаны.Сусветныя запасы барыту складаюць 350 мільёнаў тон.Кітай з'яўляецца краінай з самымі багатымі рэсурсамі барыту.Іншыя краіны з багатымі рэсурсамі барыту ўключаюць Казахстан, Турцыю, Індыю, Тайланд, ЗША і Мексіку.Вядомыя крыніцы барыту ў свеце ўключаюць Вестман-Лэнд у Вялікабрытаніі, Фельсбон у Румыніі, Саксонію ў Германіі, Цяньчжу ў Гуйчжоу, Хэйфэнгоу ў Ганьсу, Гунсі ў Хунані, Люлінь у Хубэі, Сянчжоу ў Гуансі і Шуйпін у Шэньсі.
Згодна з дадзенымі Геалагічнай службы ЗША ў 2015 годзе, сусветная вытворчасць барыту склала 9,23 мільёна тон у 2013 годзе і павялічылася да 9,26 мільёна тон у 2014 годзе. У 2014 годзе Кітай быў найбуйнейшым вытворцам барыту з вытворчасцю 4,1 мільёна тон. , што складае прыкладна 44,3% ад агульнага сусветнага вытворчасці.Індыя, Марока і ЗША займаюць другое, трэцяе і чацвёртае месцы адпаведна з вытворчасцю 1,6 млн. тон, 1 млн. тон і 720 000 тон.
2. РаспаўсюджваннеБарыйResources ў Кітай
Кітай багатыбарыйрудных рэсурсаў з прагнознымі агульнымі запасамі больш за 1 млрд. тон.Акрамя таго, утрыманне барыевай руды адносна высокае, а яе запасы і здабыча ў цяперашні час займаюць першае месца ў свеце.Найбольш распаўсюджанымбарыйякі змяшчае мінерал у прыродзе - барыт.Сусветныя запасы барыту складаюць 350 мільёнаў тон, у той час як запасы барыту ў Кітаі складаюць 100 мільёнаў тон, што складае прыкладна 29% ад агульнага сусветнага запасу і займае першае месца ў свеце.
Згодна з дадзенымі ў «Разведцы асноўных раёнаў канцэнтрацыі карысных выкапняў і рэсурснага патэнцыялу барытавых шахтаў Кітая» (Chemical Mineral Geology, 2010), Кітай багаты рэсурсамі барыту, якія размешчаны ў 24 правінцыях (рэгіёнах) па ўсёй краіне, з запасамі і рэйтынгам вытворчасці першым у свеце.У Кітаі налічваецца 195 раёнаў здабычы з пацверджанымі запасамі руды з агульным пацверджаным запасам 390 мільёнаў тон руды.З правінцыйнага (рэгіянальнага) размеркавання барыту правінцыя Гуйчжоу мае найбольшую колькасць барытавых шахтаў, што складае 34% ад агульных запасаў краіны;Другое месца займаюць правінцыі (рэгіёны) Хунань, Гуансі, Ганьсу, Шэньсі і іншыя.На гэтыя пяць правінцый прыходзіцца 80% нацыянальных запаведнікаў.Тып радовішчаў пераважна асадкавы, складае 60% ад агульных запасаў.Акрамя таго, існуюць таксама пласты, якія кантралююцца (эндагенетычныя), вулканічныя ападкавыя, гідратэрмальныя і выветраныя (рэшткавы схіл).Перыяд мінералізацыі прыпадае ў асноўным на палеазойскую эру, а радовішчы барыту ўтвараліся таксама ў сінійскі і мезазойскі кайназойскі перыяды.
Характарыстыка мінеральных рэсурсаў барыту ў Кітаі
З колькаснага пункту гледжання мінералы барыту ў Кітаі ў асноўным распаўсюджаны ў цэнтральным рэгіёне;З пункту гледжання якасці, амаль усе багатыя карысныя выкапні ў асноўным сканцэнтраваны ў Гуйчжоу і Гуансі;З пункту гледжання маштабу радовішчаў руды, радовішчы барыту ў Кітаі ў асноўным буйныя і сярэднія.Толькі два горназдабыўныя раёны Гуйчжоу Цяньчжу Дахэ Бянь і Хунань Сіньхуан Гунсі складаюць больш за палову запасаў у гэтых раёнах.Часта адзін тып барыту з'яўляецца асноўным тыпам руды, а мінеральны склад і суадносіны хімічнага складу адносна простыя і чыстыя, напрыклад, барытавая шахта Хунань Сіньхуан Гунсі.Акрамя таго, ёсць таксама вялікія запасы сумесных і спадарожных карысных выкапняў, якія могуць быць комплексна выкарыстаны.
4、 Працэс вытворчасці барыю
1. Падрыхтоўкабарый
Вытворчасць металічнага барыю ў прамысловасці ўключае дзве стадыі: вытворчасць аксіду барыю і вытворчасць металічнага барыю шляхам тэрмічнага аднаўлення металу (алюмінатэрмічнае аднаўленне).
(1) Падрыхтоўкабарыйаксід
Высакаякасная барытавая руда спачатку патрабуе ручнога адбору і флотации, а затым выдалення жалеза і крэмнію для атрымання канцэнтрату, які змяшчае больш за 96%барыйсульфат.Змяшайце мінеральны парашок з памерам часціц менш за 20 меш і парашок вугалю або нафтавага коксу ў вагавых суадносінах 4:1 і абпаліце пры 1100 ℃ у рэверберацыйнай печы.Барыйсульфат аднаўляецца да сульфіду барыю (шырока вядомага як «чорны попел»), які вымываецца гарачай вадой з атрыманнем раствора сульфіду барыю.Каб ператварыць сульфід барыю ў ападкі карбанату барыю, у водны раствор сульфіду барыю неабходна дадаць карбанат натрыю або ўвесці вуглякіслы газ.Змяшайце карбанат барыю з вугляродным парашком і прожарьте пры тэмпературы вышэй за 800 ℃, каб атрымаць аксід барыю.Варта адзначыць, што аксід барыю акісляецца з адукацыяй перакісу барыю пры 500-700 ℃, а перакіс барыю можа раскладацца з адукацыяйбарыйаксід пры 700-800 ℃.Такім чынам, каб пазбегнуць адукацыі перакісу барыю, кальцыніраваныя прадукты неабходна астуджаць або гасіць пад аховай інэртнага газу.
(2) Вытворчасцьметалічны барыйметадам алюмінатэрмічнага аднаўлення
Ёсць дзве рэакцыі для аднаўлення алюмініябарыйаксід з-за розных інгрэдыентаў:
6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑
Або: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑
Пры тэмпературах ад 1000 да 1200 ℃ гэтыя дзве рэакцыі вырабляюць вельмі малабарый, таму для бесперапыннай перадачы неабходна выкарыстоўваць вакуумны помпабарыйпар з зоны рэакцыі ў зону кандэнсацыі, каб рэакцыя бесперапынна ішла направа.Рэшткі пасля рэакцыі таксічныя і могуць быць выкінуты толькі пасля апрацоўкі.
2. Атрыманне звычайных злучэнняў барыю
(1) Спосаб падрыхтоўкібарыйкарбанат
① Метад карбанізацыі
Метад карбанізацыі ў асноўным уключае змешванне барыту і вугалю ў пэўнай прапорцыі, іх драбненне ў вярчальнай печы, абпал і аднаўленне пры 1100-1200 ℃ для атрымання расплаву сульфіду барыю.Вуглякіслы газ ўводзіцца ўбарыйсульфіднага раствора для карбанізацыі і атрымбарыйкарбанатнай пульпы падвяргаюць десульфурации прамывання і вакуумнай фільтрацыі.Затым яго сушаць і здрабняюць пры 300 ℃, каб атрымаць гатовы карбанат барыю.Гэты метад прыняты большасцю вытворцаў з-за яго простага працэсу і нізкай кошту.
② Складаны метад дэкампазіцыі
Канчатковы прадукт стбарыйкарбанат можа быць атрыманы ў выніку рэакцыі падвойнага раскладання паміж сульфідам барыю і карбанатам амонія або ў выніку рэакцыі паміж хларыдам барыю і карбанатам калію.Затым атрыманы прадукт промывают, працаджваюць, абсушваюць і г.д.
③ Закон аб таксічных цяжкіх нафтахіміях
Таксічны парашок цяжкай руды ўступае ў рэакцыю з соллю амонія для атрымання растваральнай рэчывыбарыйсоль, а карбанат амонія перапрацоўваецца для выкарыстання.Растваральныбарыйсоль дадаюць да карбанату амонія для выпадзення рафінаванага карбанату барыю, які фільтруюць і сушаць з атрыманнем гатовага прадукту.Акрамя таго, атрыманы маткавы раствор можна перапрацаваць і выкарыстоўваць паўторна.
(2) Спосаб падрыхтоўкібарыйтытанат
① Цвёрдафазны метад
Барыйтытанат можна атрымаць прокаливаниембарыйкарбанат і дыяксід тытана, які можа быць легаваны любым іншым матэрыялам.
② Метад суасаджэння
Растварыцьбарыйхларыд і чатыроххларыд тытана ў сумесі роўных рэчываў, награваюць да 70 ° С, а затым крапяць шчаўевай кіслатой да атрымання асадка гидратированногобарыйтытанат [BaTiO (C2O4) 2-4H2O].Прамыць, высушыць, а затым піроліз для атрымання тытаната барыю.
(3) Спосаб падрыхтоўкібарыйхларыд
Вытворчы працэс стбарыйхларыд у асноўным уключае метад салянай кіслаты,барыйкарбанатны метад, метад хларыду кальцыя і метад хларыду магнію ў залежнасці ад розных метадаў або сыравіны.
① Метад салянай кіслаты.
②Барыйкарбанатны метад.Выраблены з высушанага каменя (карбанат барыю) у якасці сыравіны.
③ Метад хларыду кальцыя.Аднаўленне сумесі барыту і хларыду кальцыя вугляродам.
Акрамя таго, існуе метад хларыду магнію.Рыхтуецца лячэннембарыйсульфіду з хларыдам магнію.
Час публікацыі: 1 лістапада 2023 г