1 、 מבוא בסיסי
שם סיני:בריום, שם אנגלי:בריום, סמל אלמנטBa, מספר אטומי 56 בטבלה התקופתית, הוא אלמנט מתכת אדמה אלקלין של IIA עם צפיפות של 3.51 גרם/קוביות, נקודת התכה של 727 מעלות צלזיוס (1000 K, 1341 מעלות צלזיוס) ונקודת רתיחה של 1870 מעלות צלזיוס (2143 K, 3398 מעלות צלזיוס). בריום הוא מתכת אדמה אלקליין עם ברק לבן כסף, עם צבע להבה של ירוק צהוב, רך ושמישה.בריוםיש תכונות כימיות פעילות מאוד ויכולות להגיב עם מרבית המתכות.בריוםמעולם לא נמצא כחומר אחד בטבע.בריוםמלחים רעילים למעטבריוםסולפט. בנוסף,בריום מתכתייש צמצום חזק ויכול להפחית את מרבית תחמוצות המתכת, ההלידים והגופרית כדי להשיג מתכות תואמות. התוכן שלבריוםבקרום הוא 0.05%, והמינרלים הנפוצים ביותר בטבע הם ברייט (בריוםסולפט) ואנשי (בריוםפַּחמָה). בריום נמצא בשימוש נרחב בתחומים כמו אלקטרוניקה, קרמיקה, רפואה ונפט.
2 、 הגילוי שלבריוםומצב הפיתוח של סיןבריוםתַעֲשִׂיָה
1ו היסטוריה קצרה של גילויבריום
סולפידים מתכתית של אדמה אלקליין מציגה זרחן, כלומר הם ממשיכים לפלוט אור בחושך במשך תקופה מסוימת לאחר שנחשפו לאור. זה בדיוק בגלל המאפיין הזהבריוםתרכובות החלו לקבל תשומת לב.
בשנת 1602 גילה V. Casiorolus, סנדלר בבולוניה, איטליה, כי בריט המכילבריוםסולפט פלט אור בחושך לאחר צלייתו עם חומרים דליקים. תופעה זו עוררה את האינטרס של הכימאים האירופאים. בשנת 1774 גילה הכימאי השבדי CW Scheee אלמנט חדש בבריט, אך הוא לא הצליח להפריד אותו, רק לתחמוצתו של אותו אלמנט. בשנת 1776 בידד יוהאן גוטליב גאהן תחמוצת זו במחקר דומה. בריטה נקראה בתחילה ברוטה על ידי גיאטון דה מורבו, ובהמשך שונה בשמה של בריטה (כדור הארץ הכבד) על ידי אנטואן לבויז'ר. בשנת 1808, הכימאי הבריטי האמפרי דייווי השתמש בכספית כקתודה, פלטינה כאנודה, ובאריט אלקטרוליזה (BASO4) כדי לייצרבריוםאֲמַלְגַמָה. לאחר זיקוק להסרת כספית, הושגה מתכת עם טוהר נמוךבריום.
ליישומים תעשייתיים יש גם היסטוריה של למעלה ממאה שנה
כבר באמצע המאה ה -19 אנשים החלו להשתמש בבריט (מינרל חשוב לייצורבריוםוכןבריוםתרכובות) כמילוי לצבעים. מאז המאה הנוכחית, ברייט הפכה לחומר הגלם העיקרי לייצור שונותבריוםמכיל מוצרים כימיים. בשל חלקו המשמעותי, התכונות הכימיות היציבות והבלתי מסיסים במים ובחומצות, בריט שימש כחומר ניפוח לבוץ קידוח נפט וגז כבר בשנות העשרים.בריוםסולפט משמש בייצור פיגמנטים לבנים ויכול לשמש כמילוי וצבע לגומי.
2. מצב של סיןבריוםתַעֲשִׂיָה
מְשׁוּתָףבריוםמלחים כולליםבריוםסולפט,בריוםחנקה, בריום כלוריד,בריוםפַּחמָה,בריוםציאניד וכו 'בריוםמוצרי מלח משמשים בעיקר בתעשייה האלקטרונית כתוספים לצינורות תמונת צבע וחומרים מגנטיים.
נכון לעכשיו, סין הפכה ליצרנית הגדולה בעולם שלבריוםמלחים. כושר הייצור השנתי הגלובלי שלבריוםקרבונט הוא כ- 900000 טון, עם תפוקה של כ- 700000 טון, ואילו כושר הייצור השנתי של סין הוא כ- 700000 טון, עם תפוקה שנתית של כ -500000 טון, המהווה למעלה מ- 70% מהגלובליבריוםיכולת ייצור קרבונט ותפוקה. סיןבריוםמוצרי קרבונט מיוצאים בכמויות גדולות מזה זמן רב, וסין הפכה ליצואנית הגדולה בעולם שלבריוםפַּחמָה.
הבעיות שעומדות בפני התפתחות שלבריוםתעשיית מלח בסין
למרות שסין היא היצרנית הגדולה בעולם ויצואניתבריוםקרבונט, זה לא יצרן חזק של בריום קרבונט. ראשית, ישנם מעט בקנה מידה גדולבריוםמפעלי ייצור קרבונט בסין, ויש מעט מאוד מפעלים שהשיגו ייצור בקנה מידה גדול; שנית, סיןבריוםלמוצרי קרבונט יש מבנה יחיד וחסרי מוצרי היי-טק. למרות שמפעלים מסוימים חוקרים כעת ומייצרים טווח גבוהבריוםקרבונט, היציבות שלו גרועה. עבור מוצרים בעלת טוהר גבוה, סין צריכה גם לייבא מחברות כמו גרמניה, איטליה ויפן. בנוסף, בשנים האחרונות מדינות מסוימות הפכו ליצואנים חדשים שלבריוםקרבונט, כמו רוסיה, ברזיל, דרום קוריאה ומקסיקו, מה שמוביל לאספקה יתר בבינלאומיבריוםשוק קרבונט, שהשפיע מאוד על סיןבריוםתעשיית הפחמתי. היצרנים מוכנים להפחית מחירים כדי לשרוד. במקביל, מפעלי הייצוא הסיניים מתמודדים גם עם חקירות נגד דה-דבקות מחו"ל. עם השיפור המתמיד של דרישות הגנת הסביבה, חלקםבריוםמפעלי ייצור מלח בסין מתמודדים גם עם סוגיות להגנת הסביבה. על מנת לקדם את פיתוח סיןבריוםתעשיית מלח,בריוםמפעלי ייצור מלח בסין צריכים לקחת הגנה על הסביבה ובטיחות כבסיס, לחקור ברציפות ולהציג טכנולוגיות מתקדמות, ולפתח מוצרים חדשים העומדים בדרישות התקופה ובעלי תוכן טכנולוגי גבוה.
נתוני ייצור ויצוא של ברייט בסין
על פי נתוני הסקר הגיאולוגי של ארצות הברית, ייצור הבריט בסין היה כ -41 מיליון טון בשנת 2014. על פי נתונים סטטיסטיים של המכס הסיני, מינואר עד דצמבר 2014, סין ייצאה 92588597 קילוגרמים שלבריוםסולפט, עלייה של 0.18% לעומת התקופה המקבילה אשתקד. ערך הייצוא המצטבר היה 65496598 דולר ארה"ב, עלייה של 20.99% בהשוואה לתקופה המקבילה אשתקד. מחיר יחידת הייצוא היה 0.71 דולר ארה"ב לקילוגרם, עלייה של 0.12 דולר ארה"ב לקילוגרם לעומת התקופה המקבילה אשתקד. ביניהם, בדצמבר 2014, ייצאה סין 8768648 קילוגרמים שלבריוםסולפט, עלייה של 8.19% בהשוואה לתקופה המקבילה אשתקד. סכום הייצוא היה 8385141 דולר אמריקאי, עלייה של 5.1% בהשוואה לתקופה המקבילה אשתקד.
על פי נתוני המכס הסיני, ביוני 2015, סין ייצאה 170000 טון שלבריוםסולפט, ירידה של 1.7% בהשוואה לתקופה המקבילה אשתקד; במחצית הראשונה של השנה, נפח הייצוא המצטבר היה 1.12 מיליון טון, ירידה של 6.8% בהשוואה לתקופה המקבילה אשתקד; סכום הייצוא זהה ירד ב -5.4% ו -9% בהתאמה בהשוואה לתקופה המקבילה אשתקד.
3 、 הפצה וייצור משאבי בריום (ברייט)
1. חלוקת משאבי הבריום
התוכן שלבריוםבקרום הוא 0.05%, המדורג במקום ה -14. המינרלים העיקריים בטבע הם ברייט (בריוםsulfate baso4) ואנשי (בריוםקרבונט BACO3). ביניהם, ברייט הוא המינרל הנפוץ ביותר של בריום, המורכב מבריוםסולפט ומתרחש בעורקים הידרותרמיים בטמפרטורה נמוכה, כמו ורידי בריט קוורץ, ורידי בריט פלואוריט וכו 'בריוםמכיל מינרל בטבע, בנוסף לבריט, והמרכיב העיקרי שלו הואבריוםפַּחמָה.
על פי נתוני הסקר הגיאולוגי של ארצות הברית בשנת 2015, משאב הבריט העולמי הוא כ -2 מיליארד טון, מתוכם הוכחת 740 מיליון טון. עתודות הבריט העולמיות הן 350 מיליון טון. סין היא המדינה עם משאבי הבריט השופעים ביותר. מדינות אחרות עם משאבי בריט עשירים כוללות קזחסטן, טורקייה, הודו, תאילנד, ארצות הברית ומקסיקו. מקורות מפורסמים של ברייט בעולם כוללים את ווסטמן אדמות בבריטניה, פלסבון ברומניה, סקסוניה בגרמניה, טיאנצ'ו בגיז'ו, היפנגגו בגאנסו, גונגקסי בהונאן, ליולין בהובי, שיאנגז'ו בגואנגקסי, ושוויפינג בשאנקסי.
על פי נתוני הסקר הגיאולוגי של ארצות הברית בשנת 2015, הייצור העולמי של בריט היה 9.23 מיליון טון בשנת 2013 והגדל ל -9.26 מיליון טון בשנת 2014. בשנת 2014, סין הייתה היצרנית הגדולה ביותר של ברייט, עם ייצור של 4.1 מיליון טון, בהתחשב בכ -44.3% מהייצור הכולל העולמי. הודו, מרוקו וארצות הברית מדורגים במקום השני, השלישי והרביעי בהתאמה, עם ייצור של 1.6 מיליון טון, מיליון טון ו 720000 טון.
2. חלוקה שלבריוםמשאבים בסין
סין עשירה בבריוםמשאבי עפרות, עם שמורה כוללת חזויה של למעלה ממיליארד טון. יתר על כן, ציון Barium Ore הוא גבוה יחסית, ושמורותיה וייצורו מדורגות כיום במקום הראשון בעולם. הנפוץ ביותרבריוםהמכיל מינרל בטבע הוא ברייט. השמורה העולמית של ברייט היא 350 מיליון טון, ואילו שמורת הבריט בסין היא 100 מיליון טון, המהווה כ -29% מכלל השמורה העולמית ומדורגת במקום הראשון בעולם.
על פי הנתונים ב"חקר את אזורי הריכוז המינרלים העיקריים ופוטנציאל המשאבים של מכרות הבריט של סין "(Chemical Mineral Geology, 2010), סין עשירה במשאבי בריט, המופצים ב -24 מחוזות (אזורים) בפריסה ארצית, עם עתודות ודירוג הייצור הראשון בעולם. ישנם 195 אזורי כרייה עם עתודות מוכחות בסין, עם שמורת משאבים מאושרת הכוללת של 390 מיליון טון עפרות. מההפצה המחוזית (האזורית) של ברייט, מחוז גויז'ו מכיל את המכרות הבריטים ביותר, המהווים 34% מכלל העתודות במדינה; הונאן, גואנגשי, גאנסו, שאנשי ופרובינציות אחרות (אזורים) לוקחים את המקום השני. חמש הפרובינציות לעיל מהוות 80% מהשמורות הלאומיות. סוג הפיקדון הוא בעיקר משקע, מהווה 60% מכלל העתודות. בנוסף, ישנם גם סוגים מבוקרים בשכבה (אנדוגנטית), משקע וולקני, הידרותרמי ומזג אוויר (שיפוע שיורי). תקופת המינרליזציה הייתה בעיקר בעידן הפליוזואית, ונוצרו גם מרבצי בריט בתקופות הקנוזואיות הסיניאניות והמזוזואיות.
מאפיינים של משאבי מינרלים ברייט בסין
מנקודת מבט כמותית, מינרלים ברייט בסין מופצים בעיקר באזור המרכזי; מבחינת ציון, כמעט כל המינרלים העשירים מרוכזים בעיקר בגיז'ו ובגואנגשי; מנקודת המבט של סולם הפיקדון של עפרות, מרבצי הבריט של סין הם בעיקר גדולים ובינוניים. רק שני אזורי הכרייה של גיז'ו טיאנזו דהה ביאן והונאן שינאנג גונגסי מהווים יותר ממחצית השמורות באזורים אלה. לעתים קרובות, סוג ברייט יחיד הוא סוג העפרות העיקרי, ויחס ההרכב המינרלי ויחס ההרכב הכימי הם פשוטים וטהורים יחסית, כמו מכרה בריט גונגסי של הונאן שינאנג. בנוסף, ישנן גם עתודות גדולות של CO ומינרלים נלווים שניתן להשתמש בהם באופן מקיף.
4 、 תהליך ייצור של בריום
1. הכנתבריום
ייצור בריום מתכתי בתעשייה כולל שני שלבים: ייצור תחמוצת הבריום וייצור בריום מתכתי באמצעות הפחתה תרמית מתכתית (הפחתה אלומינותרמית).
(1) הכנה שלבריוםתַחמוֹצֶת
עפרות בריט באיכות גבוהה דורשת תחילה בחירה ידנית והנפקה, ואחריה הסרת ברזל וסיליקון כדי להשיג תרכיז המכיל יותר מ- 96%בריוםסולפט. מערבבים אבקת מינרלים בגודל חלקיקים פחות מ 20 רשת ופחם או אבקת קולה נפט ביחס משקל של 4: 1, וקלצין ב 1100 ℃ בכבשן הדהוד.בריוםסולפט מצטמצם לבריום סולפיד (המכונה בדרך כלל "אפר שחור"), המופעל במים חמים כדי לקבל תמיסה של בריום גופרתי. על מנת להמיר בריום גופרתי למשקעים של בריום פחמתי, יש צורך להוסיף נתרן פחמתי או להכניס פחמן דו חמצני לתמיסה המימית של בריום סולפיד. מערבבים בריום קרבונט עם אבקת פחמן וקלצין מעל 800 ℃ כדי להשיג תחמוצת בריום. יש לציין כי בריום תחמוצת מתחמצן ליצירת מי חמצן בריום בטלפון 500-700 ℃, ובריום מי חמצן יכול להתפרק ליצירתבריוםתחמוצת ב 700-800 ℃. לכן, כדי להימנע מייצור בריום מי חמצן, יש לקרר או להרוות את המוצרים המעורבים תחת הגנת גז אינרטי.
(2) ייצור שלבריום מתכתבשיטת הפחתה אלומינותרמית
ישנן שתי תגובות להפחתת אלומיניום שלבריוםתחמוצת בגלל מרכיבים שונים:
6BAO+2AL → 3BAO • AL2O3+3BA ↑
או: 4BAO+2AL → BAO • AL2O3+3BA ↑
בטמפרטורות שנעות בין 1000 ל 1200 ℃, שתי התגובות הללו מייצרות מעט מאודבריוםלכן יש צורך להשתמש במשאבת ואקום כדי להעביר ברציפותבריוםאדים מאזור התגובה לאזור העיבוי על מנת שהתגובה תמשיך ברציפות ימינה. המשקעים לאחר התגובה רעילים וניתן להשליך אותם רק לאחר הטיפול.
2. הכנת תרכובות בריום נפוצות
(1) שיטת ההכנה שלבריוםפַּחמָה
① שיטת פחמימות
שיטת הפחמן כוללת בעיקר ערבוב של בריט ופחם בפרופורציה מסוימת, ריסוקם לתנור סיבוב, וצלייה והפחתתם בגובה 1100-1200 ℃ כדי להשיג נמס בריום גופרתי. פחמן דו חמצני מוצג לתוךבריוםתמיסת סולפיד לפחמימות, והתקבלבריוםSlurry קרבונט נתון לשטיפת דמיון וסינון ואקום. לאחר מכן, הוא מיובש ונמחץ בגובה 300 ℃ כדי להשיג את המוצר המוגמר של Barium Carbonate. שיטה זו מאומצת על ידי מרבית היצרנים בגלל התהליך הפשוט והעלות הנמוכה שלה.
② שיטת פירוק מורכבת
התוצר הסופי שלבריוםניתן להשיג קרבונט על ידי תגובת הפירוק הכפולה בין בריום סולפיד לפחמתי אמוניום, או על ידי התגובה בין בריום כלוריד לאשלגן קרבונט. לאחר מכן נשטף את המוצר המתקבל, מסונן, מיובש וכו '.
③ חוק פטרוכימי כבד רעיל
אבקת העפרות הכבדה הרעילה מגיבה עם מלח אמוניום כדי לייצר מסיסבריוםמלח ואמוניום פחמתי ממוחזר לשימוש. המסיסבריוםמלח מתווסף לאמוניום פחמתי כדי לזרז את בריום קרבונט מזוקק, המסונן ומייבש לייצור מוצר מוגמר. בנוסף, ניתן למחזר את המשקאות של האם שהתקבלה ולנעשה זאת בשימוש חוזר.
(2) שיטת ההכנה שלבריוםטיטנאט
① שיטת פאזה מוצקה
בריוםניתן להכין את הטיטאנאט על ידי חישובבריוםקרבונט וטיטניום דו חמצני, שניתן לסמן אותו עם כל חומר אחר.
② שיטת Coprecipitation
לְהִתְמוֹסֵסבריוםכלוריד וטיטניום טטרכלוריד בתערובת של חומרים שווים, מחממים עד 70 מעלות צלזיוס ואז ירידו חומצה אוקסלית כדי להשיג משקע של הידרציהבריוםTitanate [Batio (C2O4) 2-4H2O]. לשטוף, לייבש ואז לפירוליזה כדי להשיג בריום טיטנאט.
(3) שיטת ההכנה שלבריוםכלוריד
תהליך הייצור שלבריוםכלוריד כולל בעיקר שיטת חומצה הידרוכלורית,בריוםשיטת קרבונט, שיטת סידן כלוריד ושיטת מגנזיום כלוריד על פי שיטות או חומרי גלם שונים.
① שיטת חומצה הידרוכלורית.
②בריוםשיטת קרבונט. עשוי מאבן קמולה (בריום פחמתי) כחומר גלם.
③ שיטת סידן כלוריד. הפחתת תערובת של בריט וסידן כלוריד עם פחמן.
בנוסף, קיימת שיטת המגנזיום כלוריד. מוכן על ידי טיפולבריוםסולפיד עם מגנזיום כלוריד.
זמן פוסט: נוב-01-2023