1, Հիմնական ներածություն
Չինական անուն:Բարիում, անգլերեն անվանումը:Բարիում, տարրի խորհրդանիշBaՊարբերական աղյուսակում ատոմային համարը՝ 56, IIA խմբի հողալկալիական մետաղի տարր է՝ 3,51 գ/խորանարդ սանտիմետր խտությամբ, 727 °C հալման կետով (1000 K, 1341 °F) և եռման կետով՝ 1870 °։ C (2143 K, 3398 ° F):Բարիումը հողալկալիական մետաղ է՝ արծաթափայլ սպիտակ փայլով, դեղին կանաչ բոցի գույնով, փափուկ և ճկուն:Բարիումունի շատ ակտիվ քիմիական հատկություններ և կարող է արձագանքել ոչ մետաղների մեծ մասի հետ:Բարիումբնության մեջ երբեք չի հայտնաբերվել որպես մեկ նյութ:Բարիումաղերը թունավոր են, բացառությամբբարիումսուլֆատ.Ի հավելումն,մետաղական բարիումունի հզոր վերականգնողականություն և կարող է նվազեցնել մետաղների օքսիդների, հալոգենների և սուլֆիդների մեծ մասը՝ համապատասխան մետաղներ ստանալու համար:-ի բովանդակությունըբարիումընդերքում կազմում է 0,05%, իսկ բնության մեջ ամենատարածված հանքանյութերը բարիտն են (բարիումսուլֆատ) և վիտրիտ (բարիումկարբոնատ):Բարիումը լայնորեն օգտագործվում է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են էլեկտրոնիկան, խեցեղենը, բժշկությունը և նավթը:
2, The Discovery ofԲարիումև Չինաստանի զարգացման կարգավիճակըԲարիումԱրդյունաբերություն
1.հայտնաբերման համառոտ պատմությունբարիում
Հողալկալիական մետաղների սուլֆիդները ցուցադրում են ֆոսֆորեսցենտություն, ինչը նշանակում է, որ նրանք շարունակում են լույս արձակել մթության մեջ լույսի ներքո հայտնվելուց հետո որոշ ժամանակ:Հենց այս հատկանիշի շնորհիվ է, որբարիումմիացությունները սկսել են ուշադրության արժանանալ։
1602 թվականին Իտալիայի Բոլոնյա քաղաքում կոշկակար Վ. Կազիորոլուսը հայտնաբերել է, որ բարիտ պարունակող.բարիումսուլֆատը լույս է արձակում մթության մեջ այն այրվող նյութերով բովելուց հետո:Այս երեւույթը առաջացրել է եվրոպացի քիմիկոսների հետաքրքրությունը։1774 թվականին շվեդ քիմիկոս CW Scheele-ն բարիտում հայտնաբերեց նոր տարր, բայց նա չկարողացավ առանձնացնել այն, միայն այդ տարրի օքսիդը։1776 թվականին Յոհան Գոտլիբ Գանը նմանատիպ հետազոտության ընթացքում մեկուսացրեց այս օքսիդը:Բարիտան Գայտոն դե Մորվոյի կողմից սկզբում կոչվել է բարոտե, իսկ ավելի ուշ Անտուան Լավուազիեի կողմից վերանվանվել է բարիտա (ծանր երկիր):1808 թվականին բրիտանացի քիմիկոս Համֆրի Դեյվին օգտագործել է սնդիկը որպես կաթոդ, պլատինը որպես անոդ և էլեկտրոլիզացված բարիտ (BaSO4) արտադրելու համար։բարիումամալգամ.Սնդիկը հեռացնելու համար թորումից հետո ստացվել և անվանվել է ցածր մաքրությամբ մետաղբարիում.
Արդյունաբերական կիրառությունները նույնպես հարյուր տարվա պատմություն ունեն
Դեռևս 19-րդ դարի կեսերին մարդիկ սկսեցին օգտագործել բարիտը (արտադրության համար կարևոր հանքանյութբարիումևբարիումմիացություններ) որպես ներկերի լցոնիչ:Այս դարից ի վեր բարիտը դարձել է տարբեր տեսակի արտադրության հիմնական հումքըբարիումքիմիական արտադրանք պարունակող.Իր զգալի համամասնության, կայուն քիմիական հատկությունների և ջրում և թթուներում չլուծվող լինելու պատճառով բարիտը որպես կշռող նյութ օգտագործվել է նավթի և գազի հորատման ցեխի համար դեռևս 1920-ական թվականներին:Բարիումսուլֆատն օգտագործվում է սպիտակ գունանյութերի արտադրության մեջ և կարող է օգտագործվել որպես ռետինի լցոնիչ և ներկանյութ:
2. Չինաստանի իրավիճակըբարիումԱրդյունաբերություն
Ընդհանուրբարիումաղերը ներառում ենբարիումսուլֆատ,բարիումնիտրատ, բարիումի քլորիդ,բարիումկարբոնատ,բարիումցիանիդ և այլն:Բարիումաղի արտադրանքը հիմնականում օգտագործվում է էլեկտրոնային արդյունաբերության մեջ՝ որպես գունավոր նկարների խողովակների և մագնիսական նյութերի հավելումներ։
Ներկայումս Չինաստանը դարձել է աշխարհի խոշորագույն արտադրողըբարիումաղեր.Համաշխարհային տարեկան արտադրական հզորությունըբարիումկարբոնատը կազմում է մոտ 900000 տոննա, մոտ 700000 տոննա արտադրանքով, մինչդեռ Չինաստանի տարեկան արտադրական հզորությունը կազմում է մոտ 700000 տոննա, տարեկան արտադրանքը կազմում է մոտ 500000 տոննա, ինչը կազմում է համաշխարհային արտադրանքի ավելի քան 70% -ը:բարիումկարբոնատի արտադրության հզորությունը և արտադրանքը:Չինաստանիբարիումկարբոնատային արտադրանքը երկար ժամանակ արտահանվել է մեծ քանակությամբ, և Չինաստանը դարձել է աշխարհի ամենամեծ արտահանողը։բարիումկարբոնատ.
Զարգացման առջև ծառացած խնդիրներըԲարիումԱղի արդյունաբերությունը Չինաստանում
Չնայած Չինաստանը աշխարհի ամենամեծ արտադրողն ու արտահանողն էբարիումկարբոնատ, այն բարիումի կարբոնատի ուժեղ արտադրող չէ:Նախ, դրանք քիչ են լայնածավալբարիումՉինաստանում կարբոնատի արտադրության ձեռնարկություններ, և շատ քիչ ձեռնարկություններ կան, որոնք հասել են լայնածավալ արտադրության.Երկրորդ՝ Չինաստանիբարիումկարբոնատային արտադրանքներն ունեն մեկ կառուցվածք և չունեն բարձր տեխնոլոգիական արտադրանք:Թեև որոշ գործարաններ ներկայումս ուսումնասիրում և արտադրում են բարձր մաքրությունբարիումկարբոնատ, նրա կայունությունը վատ է:Բարձր մաքրության արտադրանքի համար Չինաստանը պետք է ներմուծի նաև այնպիսի ընկերություններից, ինչպիսիք են Գերմանիան, Իտալիան և Ճապոնիան:Բացի այդ, վերջին տարիներին որոշ երկրներ դարձել են նոր արտահանողներբարիումկարբոնատները, ինչպիսիք են Ռուսաստանը, Բրազիլիան, Հարավային Կորեան և Մեքսիկան, ինչը հանգեցրեց միջազգային շուկայում ավելցուկային մատակարարմանբարիումկարբոնատի շուկան, որը հսկայական ազդեցություն է ունեցել Չինաստանի վրաբարիումկարբոնատային արդյունաբերություն.Արտադրողները պատրաստ են նվազեցնել գները՝ գոյատևելու համար։Միևնույն ժամանակ, չինական արտահանման ձեռնարկությունները նույնպես բախվում են հակադեմպինգային հետաքննության արտերկրից։Շրջակա միջավայրի պահպանության պահանջների շարունակական բարելավմամբ որոշբարիումՉինաստանում աղի արտադրության ձեռնարկությունները նույնպես բախվում են շրջակա միջավայրի պահպանության խնդիրների։Չինաստանի զարգացմանը նպաստելու նպատակովբարիումաղի արդյունաբերություն,բարիումՉինաստանում աղի արտադրության ձեռնարկությունները պետք է հիմք ընդունեն շրջակա միջավայրի պաշտպանությունն ու անվտանգությունը, շարունակաբար ուսումնասիրեն և ներդնեն առաջադեմ տեխնոլոգիաներ և մշակեն նոր ապրանքներ, որոնք համապատասխանում են ժամանակի պահանջներին և ունեն բարձր տեխնոլոգիական բովանդակություն:
Չինաստանում բարիտի արտադրության և արտահանման տվյալները
Համաձայն Միացյալ Նահանգների Երկրաբանական ծառայության տվյալների՝ 2014 թվականին Չինաստանում բարիտի արտադրությունը կազմել է մոտավորապես 41 միլիոն տոննա: Չինական մաքսային վիճակագրության համաձայն՝ 2014 թվականի հունվարից դեկտեմբեր ընկած ժամանակահատվածում Չինաստանը արտահանել է 92588597 կիլոգրամբարիումսուլֆատ՝ նախորդ տարվա նույն ժամանակահատվածի համեմատ ավելանալով 0,18%-ով։Արտահանման կուտակային արժեքը կազմել է 65496598 ԱՄՆ դոլար՝ նախորդ տարվա նույն ժամանակահատվածի համեմատ աճելով 20,99 տոկոսով։Արտահանման միավորի գինը կազմել է 0,71 ԱՄՆ դոլար մեկ կիլոգրամի դիմաց՝ նախորդ տարվա նույն ժամանակահատվածի համեմատ ավելանալով 0,12 ԱՄՆ դոլարով։Դրանցից 2014 թվականի դեկտեմբերին Չինաստանն արտահանել է 8768648 կիլոգրամբարիումսուլֆատ՝ նախորդ տարվա նույն ժամանակահատվածի համեմատ ավելանալով 8,19%-ով։Արտահանման ծավալը կազմել է 8385141 ԱՄՆ դոլար՝ նախորդ տարվա նույն ժամանակահատվածի համեմատ աճելով 5,1%-ով։
Չինաստանի մաքսային տվյալների համաձայն՝ 2015 թվականի հունիսին Չինաստանն արտահանել է 170 000 տոննա.բարիումսուլֆատ՝ նախորդ տարվա նույն ժամանակահատվածի համեմատ նվազելով 1,7%-ով;առաջին կիսամյակում արտահանման կուտակային ծավալը կազմել է 1,12 մլն տոննա՝ նախորդ տարվա նույն ժամանակահատվածի համեմատ նվազելով 6,8%-ով;Արտահանման նույն ծավալը նախորդ տարվա նույն ժամանակահատվածի համեմատ նվազել է համապատասխանաբար 5.4%-ով և 9%-ով։
3, Բարիումի (բարիտի) պաշարների բաշխում և արտադրություն
1. Բարիումի պաշարների բաշխում
-ի բովանդակությունըբարիումընդերքում կազմում է 0,05%, զբաղեցնում է 14-րդ տեղը։Բնության հիմնական հանքանյութերն են բարիտը (բարիումսուլֆատ BaSO4) և վիթերիտ (բարիումկարբոնատ BaCO3):Դրանցից բարիտը բարիումի ամենատարածված հանքանյութն է, որը կազմված էբարիումսուլֆատ և առաջանում է ցածր ջերմաստիճանի հիդրոթերմային երակներում, ինչպիսիք են կվարց բարիտային երակները, ֆտորիտ բարիտային երակները և այլն: Թունավորությունը ևս մեկ հիմնական խնդիր է:բարիումբնության մեջ պարունակող հանքանյութ, բացի բարիտից, և դրա հիմնական բաղադրիչն էբարիումկարբոնատ.
Համաձայն 2015 թվականի Միացյալ Նահանգների Երկրաբանական ծառայության տվյալների՝ բարիտի համաշխարհային ռեսուրսը կազմում է մոտավորապես 2 միլիարդ տոննա, որից 740 միլիոն տոննան ապացուցված է:Բարիտի համաշխարհային պաշարները կազմում են 350 մլն տոննա։Չինաստանը բարիտի ամենառատ ռեսուրսներով երկիրն է։Բարիտի հարուստ պաշարներ ունեցող այլ երկրներ են Ղազախստանը, Թուրքիան, Հնդկաստանը, Թաիլանդը, Միացյալ Նահանգները և Մեքսիկան:Աշխարհում բարիտի հայտնի աղբյուրներն են՝ Մեծ Բրիտանիայում՝ Վեսթման հողը, Ռումինիայում՝ Ֆելսբոնը, Գերմանիայում՝ Սաքսոնիան, Գուչժոուում՝ Տյանչժուն, Գանսուում՝ Հեյֆենգուն, Հունանում՝ Գոնգսին, Հուբեյում՝ Սյանչժոուն, Գուանսիում՝ Շուպինգը, և Շանսիում՝ Շուպինգը։
2015 թվականին Միացյալ Նահանգների Երկրաբանական ծառայության տվյալների համաձայն՝ 2013 թվականին բարիտի համաշխարհային արտադրությունը կազմել է 9,23 միլիոն տոննա, իսկ 2014 թվականին՝ 9,26 միլիոն տոննա։ 2014 թվականին Չինաստանը եղել է բարիտի ամենամեծ արտադրողը՝ 4,1 միլիոն տոննա արտադրությամբ։ , որը կազմում է համաշխարհային ընդհանուր արտադրության մոտավորապես 44,3%-ը։Հնդկաստանը, Մարոկկոն և Միացյալ Նահանգները զբաղեցնում են համապատասխանաբար երկրորդ, երրորդ և չորրորդ տեղը՝ 1,6 միլիոն տոննա, 1 միլիոն տոննա և 720 հազար տոննա արտադրությամբ:
2. ԲաշխումԲարիումՌեսուրսներ Չինաստանում
Չինաստանը հարուստ էբարիումհանքաքարի պաշարներ՝ ավելի քան 1 մլրդ տոննա կանխատեսվող ընդհանուր պաշարով։Ավելին, բարիումի հանքաքարի տեսակարար կշիռը համեմատաբար բարձր է, և դրա պաշարներն ու արտադրությունը ներկայումս աշխարհում առաջին տեղն են զբաղեցնում։Առավել տարածվածբարիումբնության մեջ հանքանյութ պարունակող բարիտն է։Բարիտի համաշխարհային պաշարը կազմում է 350 միլիոն տոննա, մինչդեռ Չինաստանում բարիտի պաշարը կազմում է 100 միլիոն տոննա, ինչը կազմում է ընդհանուր համաշխարհային պաշարի մոտավորապես 29%-ը և զբաղեցնում է առաջին տեղը աշխարհում:
Համաձայն «Չինաստանի բարիտի հանքերի հիմնական օգտակար հանածոների կոնցենտրացիայի տարածքների և ռեսուրսների ներուժի ուսումնասիրության» (Chemical Mineral Geology, 2010) տվյալների՝ Չինաստանը հարուստ է բարիտի պաշարներով՝ տարածված երկրի 24 գավառներում (տարածաշրջաններում)՝ պաշարներով և արտադրության վարկանիշով։ առաջինը աշխարհում։Չինաստանում կան ապացուցված պաշարներով 195 հանքարդյունաբերական տարածքներ, որոնց ընդհանուր հաստատված պաշարները կազմում են 390 միլիոն տոննա հանքաքար:Բարիտի գավառական (տարածաշրջանային) բաշխումից Գույչժոու նահանգն ունի բարիտի ամենաշատ հանքավայրերը, որոնք կազմում են երկրի ընդհանուր պաշարների 34%-ը;Երկրորդ տեղում են Հունանը, Գուանսին, Գանսուն, Շանսին և այլ նահանգներ (տարածաշրջաններ)։Վերոնշյալ հինգ նահանգներին բաժին է ընկնում ազգային պահուստների 80%-ը։Ավանդատեսակը հիմնականում նստվածքային է, որը կազմում է ընդհանուր պահուստների 60%-ը։Բացի այդ, կան նաև շերտով կառավարվող (էնդոգենետիկ), հրաբխային նստվածքային, հիդրոթերմային և քայքայված (մնացորդային թեքություն) տեսակներ։Հանքայնացման շրջանը հիմնականում եղել է պալեոզոյան դարաշրջանում, իսկ բարիտային հանքավայրերը ձևավորվել են նաև սինյան և մեզոզոյան կայնոզոյան ժամանակաշրջանում։
Չինաստանում բարիտի հանքային պաշարների բնութագրերը
Քանակական տեսանկյունից Չինաստանում բարիտ հանքանյութերը հիմնականում տարածված են կենտրոնական տարածաշրջանում.Ինչ վերաբերում է դասակարգին, գրեթե բոլոր հարուստ հանքանյութերը հիմնականում կենտրոնացած են Գույչժոուում և Գուանսիում;Հանքաքարի հանքավայրի մասշտաբի տեսանկյունից Չինաստանի բարիտի հանքավայրերը հիմնականում մեծ և միջին են։Միայն Գույչժոու Տյանչժու Դահե Բիանի և Հունան Սինհուանգ Գոնսիի հանքարդյունաբերական տարածքներն են կազմում այս տարածքների պաշարների կեսից ավելին:Հաճախ, մեկ բարիտ տեսակը հիմնական հանքաքարի տեսակն է, և հանքային բաղադրությունը և քիմիական կազմի հարաբերակցությունը համեմատաբար պարզ և մաքուր են, ինչպես, օրինակ, Հունան Սինհուանգ Գոնգսի բարիտի հանքավայրը:Բացի այդ, կան նաև կո- և հարակից օգտակար հանածոների մեծ պաշարներ, որոնք կարող են համակողմանիորեն օգտագործվել:
4, Բարիումի արտադրության գործընթացը
1. Պատրաստումբարիում
Արդյունաբերության մեջ մետաղական բարիումի արտադրությունը ներառում է երկու փուլ՝ բարիումի օքսիդի արտադրություն և մետաղական բարիումի արտադրություն՝ մետաղի ջերմային վերականգնումով (ալյումինջերմային ռեդուկցիա)։
(1) Պատրաստումբարիումօքսիդ
Բարձր որակի բարիտի հանքաքարը նախ պահանջում է ձեռքով ընտրություն և ֆլոտացիա, որին հաջորդում է երկաթի և սիլիցիումի հեռացում ավելի քան 96% պարունակող խտանյութ ստանալու համար:բարիումսուլֆատ.Խառնեք հանքային փոշին 20 ցանցից պակաս մասնիկի չափով և ածուխի կամ նավթային կոքսի փոշի 4:1 զանգվածային հարաբերակցությամբ, և կալցինը 1100 ℃ ջերմաստիճանում ռեվերբերացիոն վառարանում:Բարիումսուլֆատը վերածվում է բարիումի սուլֆիդի (սովորաբար հայտնի է որպես «սև մոխիր»), որը լվացվում է տաք ջրով՝ բարիումի սուլֆիդի լուծույթ ստանալու համար:Բարիումի սուլֆիդը բարիումի կարբոնատի նստվածքների վերածելու համար անհրաժեշտ է ավելացնել նատրիումի կարբոնատ կամ ածխաթթու գազ ներմուծել բարիումի սուլֆիդի ջրային լուծույթի մեջ։Բարիումի կարբոնատը խառնեք ածխածնի փոշու և կալցինի հետ 800 ℃ բարձր ջերմաստիճանում՝ բարիումի օքսիդ ստանալու համար:Հարկ է նշել, որ բարիումի օքսիդը օքսիդանում է՝ առաջացնելով բարիումի պերօքսիդ 500-700 ℃, իսկ բարիումի պերօքսիդը կարող է քայքայվել և ձևավորվել։բարիումօքսիդ 700-800 ℃:Հետևաբար, բարիումի պերօքսիդ արտադրելուց խուսափելու համար կալցինացված արտադրանքը պետք է սառեցվի կամ մարվի իներտ գազի պաշտպանության տակ:
(2) արտադրությունբարիում մետաղալյումինջերմային նվազեցման մեթոդով
Ալյումինի կրճատման երկու ռեակցիա կաբարիումօքսիդ տարբեր բաղադրիչների պատճառով.
6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑
Կամ՝ 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑
1000-ից 1200 ℃ ջերմաստիճաններում այս երկու ռեակցիաները շատ քիչ են արտադրումբարիում, ուստի անընդհատ փոխանցելու համար անհրաժեշտ է օգտագործել վակուումային պոմպբարիումգոլորշին ռեակցիայի գոտուց դեպի խտացման գոտի, որպեսզի ռեակցիան շարունակաբար ընթանա դեպի աջ:Ռեակցիայից հետո մնացած մնացորդը թունավոր է և կարող է հեռացվել միայն բուժումից հետո:
2. Ընդհանուր բարիումի միացությունների պատրաստում
(1) Պատրաստման եղանակըբարիումկարբոնատ
① Կարբոնացման մեթոդ
Կարբոնացման մեթոդը հիմնականում ներառում է բարիտը և ածուխը որոշակի համամասնությամբ խառնելով, դրանք մանրացնելով պտտվող վառարանի մեջ և բովելով և իջեցնելով դրանք 1100-1200 ℃ ջերմաստիճանում՝ բարիումի սուլֆիդի հալվածք ստանալու համար:Ածխածնի երկօքսիդը ներմուծվում էբարիումկարբոնացման սուլֆիդային լուծույթ և ստացվածբարիումկարբոնատային լուծույթը ենթարկվում է ծծմբազրկման լվացման և վակուումային զտման:Այնուհետև այն չորացնում և մանրացնում են 300 ℃ ջերմաստիճանում՝ բարիումի կարբոնատի պատրաստի արտադրանք ստանալու համար։Այս մեթոդը ընդունված է արտադրողների մեծ մասի կողմից՝ պարզ գործընթացի և ցածր գնի պատճառով:
② Բարդ տարրալուծման մեթոդ
-ի վերջնական արտադրանքըբարիումկարբոնատ կարելի է ստանալ բարիումի սուլֆիդի և ամոնիումի կարբոնատի կրկնակի տարրալուծման ռեակցիայի միջոցով, կամ բարիումի քլորիդի և կալիումի կարբոնատի միջև փոխազդեցության արդյունքում։Դրանից հետո ստացված արտադրանքը լվանում է, ֆիլտրում, չորացնում և այլն:
③ Թունավոր ծանր նավթաքիմիական օրենք
Թունավոր ծանր հանքաքարի փոշին փոխազդում է ամոնիումի աղի հետ՝ առաջացնելով լուծելիբարիումաղը, իսկ ամոնիումի կարբոնատը վերամշակվում է օգտագործման համար:Լուծվողըբարիումաղը ավելացվում է ամոնիումի կարբոնատին՝ զտված բարիումի կարբոնատը նստեցնելու համար, որը զտվում և չորանում է՝ պատրաստի արտադրանք ստանալու համար:Բացի այդ, ստացված մայր լիկյորը կարող է վերամշակվել և նորից օգտագործվել:
(2) Պատրաստման եղանակըբարիումտիտանատ
① Կոշտ փուլային մեթոդ
Բարիումtitanate կարելի է պատրաստել calciningբարիումկարբոնատ և տիտանի երկօքսիդ, որոնք կարող են քսվել ցանկացած այլ նյութով:
② համակցման մեթոդ
Լուծելբարիումքլորիդը և տիտանի տետրաքլորիդը հավասար նյութերի խառնուրդում, տաքացրեք մինչև 70 ° C, այնուհետև կաթեք օքսալաթթուն՝ խոնավացված նստվածք ստանալու համար։բարիումտիտանատ [BaTiO (C2O4) 2-4H2O]:Լվացեք, չորացրեք, ապա պիրոլիզի ենթարկեք բարիումի տիտանատ ստանալու համար:
(3) Պատրաստման եղանակըբարիումքլորիդ
-ի արտադրության գործընթացըբարիումքլորիդը հիմնականում ներառում է աղաթթվի մեթոդը,բարիումկարբոնատային մեթոդ, կալցիումի քլորիդի մեթոդ և մագնեզիումի քլորիդի մեթոդ՝ ըստ տարբեր մեթոդների կամ հումքի։
① Աղաթթվի մեթոդ.
②Բարիումկարբոնատային մեթոդ.Պատրաստված է չորացած քարից (բարիումի կարբոնատ) որպես հումք։
③ Կալցիումի քլորիդ մեթոդ:Բարիտի և կալցիումի քլորիդի խառնուրդի կրճատում ածխածնի հետ:
Բացի այդ, կա մագնեզիումի քլորիդի մեթոդը:Պատրաստված է բուժելովբարիումսուլֆիդ մագնեզիումի քլորիդով:
Հրապարակման ժամանակը` նոյ-01-2023