बेरियम धातु (1)

1 、 मूल परिचय

चीनी नाम:बेरियम, अंग्रेजी नाम:बेरियम, तत्व प्रतीकBa, आवर्त सारणी में परमाणु संख्या 56, एक IIA समूह क्षारीय पृथ्वी धातु तत्व है जिसमें 3.51 ग्राम/क्यूबिक सेंटीमीटर के घनत्व, 727 ° C (1000 K, 1341 ° F) का एक पिघलने बिंदु और 1870 ° C (2143 K, 3398 ° F) का एक उबलते बिंदु है। बेरियम एक क्षारीय पृथ्वी धातु है जिसमें चांदी की सफेद चमक होती है, जिसमें पीले हरे, नरम और नमनीय का एक लौ रंग होता है।बेरियमबहुत सक्रिय रासायनिक गुण हैं और अधिकांश गैर-धातुओं के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं।बेरियमप्रकृति में एक भी पदार्थ के रूप में कभी नहीं पाया गया है।बेरियमलवण को छोड़कर विषाक्त हैंबेरियमसल्फेट। इसके अलावा,मेटालिक बेरियमएक मजबूत reducibility है और इसी धातुओं को प्राप्त करने के लिए अधिकांश धातु ऑक्साइड, हलाइड्स और सल्फाइड को कम कर सकता है। की सामग्रीबेरियमक्रस्ट में 0.05%है, और प्रकृति में सबसे आम खनिज हैं,बेरियमसल्फेट) और विदराइट (बेरियमकार्बोनेट)। बेरियम का उपयोग व्यापक रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स, सिरेमिक, दवा और पेट्रोलियम जैसे क्षेत्रों में किया जाता है।

2 、 की खोजबेरियमऔर चीन की विकास की स्थितिबेरियमउद्योग

1। की खोज का एक संक्षिप्त इतिहासबेरियम

क्षारीय पृथ्वी धातु सल्फाइड्स फॉस्फोरेसेंस को प्रदर्शित करते हैं, जिसका अर्थ है कि वे प्रकाश के संपर्क में आने के बाद समय की अवधि के लिए अंधेरे में प्रकाश का उत्सर्जन करते रहते हैं। यह इस विशेषता के कारण ठीक हैबेरियमयौगिकों ने ध्यान आकर्षित करना शुरू कर दिया है।

1602 में, इटली के बोलोग्ना में एक शोमेकर वी। कैसियोरोलस, ने पाया कि एक बाराइट युक्तबेरियमसल्फेट ने दहनशील पदार्थों के साथ इसे भूनने के बाद अंधेरे में प्रकाश उत्सर्जित किया। इस घटना ने यूरोपीय रसायनज्ञों के हित को जगाया। 1774 में, स्वीडिश केमिस्ट सीडब्ल्यू स्कीले ने बाराइट में एक नए तत्व की खोज की, लेकिन वह इसे अलग करने में असमर्थ थे, केवल उस तत्व का ऑक्साइड। 1776 में, जोहान गोटलिब गान ने इस ऑक्साइड को एक समान अध्ययन में अलग कर दिया। बरीता को शुरू में गाइटन डी मोरव्यू द्वारा बारोट के रूप में संदर्भित किया गया था, और बाद में एंटोनी लावोइसियर द्वारा बैरिटा (हेवी अर्थ) का नाम दिया गया था। 1808 में, ब्रिटिश केमिस्ट हम्फ्री डेवी ने कैथोड के रूप में पारा का इस्तेमाल किया, एनोड के रूप में प्लैटिनम, और इलेक्ट्रोलाइज्ड बाराइट (BASO4) का उत्पादन करने के लिएबेरियमअमलगम। पारा को हटाने के लिए आसवन के बाद, कम शुद्धता वाली एक धातु प्राप्त की गई और नामित किया गयाबेरियम।

औद्योगिक अनुप्रयोगों का सौ साल से अधिक का इतिहास भी है

19 वीं शताब्दी के मध्य में, लोगों ने बाराइट (उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण खनिज (एक महत्वपूर्ण खनिज) का उपयोग करना शुरू कियाबेरियमऔरबेरियमयौगिक) पेंट के लिए एक भराव के रूप में। इस सदी के बाद से, Barite विभिन्न निर्माण के लिए मुख्य कच्चा माल बन गया हैबेरियमरासायनिक उत्पादों से युक्त। इसके महत्वपूर्ण अनुपात, स्थिर रासायनिक गुणों और पानी और एसिड में अघुलनशील होने के कारण, बाराइट का उपयोग तेल और गैस ड्रिलिंग कीचड़ के लिए एक वेटिंग एजेंट के रूप में किया गया है जो 1920 के दशक की शुरुआत में है।बेरियमसल्फेट का उपयोग सफेद पिगमेंट के उत्पादन में किया जाता है और इसका उपयोग रबर के लिए एक भराव और रंगीन के रूप में किया जा सकता है।

2। चीन की स्थितिबेरियमउद्योग

सामान्यबेरियमलवण शामिल हैंबेरियमसल्फेट,बेरियमनाइट्रेट, बेरियम क्लोराइड,बेरियमकार्बोनेट,बेरियमसाइनाइड, आदि।बेरियमनमक उत्पादों का उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक उद्योग में रंग चित्र ट्यूब और चुंबकीय सामग्री के लिए एडिटिव्स के रूप में किया जाता है।

वर्तमान में, चीन दुनिया का सबसे बड़ा उत्पादक बन गया हैबेरियमनमक। की वैश्विक वार्षिक उत्पादन क्षमताबेरियमकार्बोनेट लगभग 900000 टन है, जिसमें लगभग 700000 टन का उत्पादन होता है, जबकि चीन की वार्षिक उत्पादन क्षमता लगभग 700000 टन है, लगभग 500000 टन के वार्षिक उत्पादन के साथ, वैश्विक के 70% से अधिक के लिए लेखांकनबेरियमकार्बोनेट उत्पादन क्षमता और उत्पादन। चीन काबेरियमकार्बोनेट उत्पादों को लंबे समय से बड़ी मात्रा में निर्यात किया गया है, और चीन दुनिया का सबसे बड़ा निर्यातक बन गया हैबेरियमकार्बोनेट।

के विकास के सामने आने वाली समस्याएंबेरियमचीन में नमक उद्योग

हालांकि चीन दुनिया का सबसे बड़ा उत्पादक और निर्यातक हैबेरियमकार्बोनेट, यह बेरियम कार्बोनेट का एक मजबूत उत्पादक नहीं है। सबसे पहले, कुछ बड़े पैमाने पर हैंबेरियमचीन में कार्बोनेट उत्पादन उद्यम, और बहुत कम उद्यम हैं जिन्होंने बड़े पैमाने पर उत्पादन प्राप्त किया है; दूसरी बात, चीन काबेरियमकार्बोनेट उत्पादों में एक एकल संरचना होती है और उच्च तकनीक वाले उत्पादों की कमी होती है। हालांकि कुछ कारखाने वर्तमान में उच्च शुद्धता पर शोध और उत्पादन कर रहे हैंबेरियमकार्बोनेट, इसकी स्थिरता खराब है। उच्च शुद्धता वाले उत्पादों के लिए, चीन को जर्मनी, इटली और जापान जैसी कंपनियों से भी आयात करने की आवश्यकता है। इसके अलावा, हाल के वर्षों में, कुछ देश नए निर्यातक बन गए हैंबेरियमकार्बोनेट, जैसे रूस, ब्राजील, दक्षिण कोरिया और मैक्सिको, अंतरराष्ट्रीय में ओवरसुप्ली के लिए अग्रणीबेरियमकार्बोनेट बाजार, जिसका चीन पर बहुत प्रभाव पड़ा हैबेरियमकार्बोनेट उद्योग। निर्माता जीवित रहने के लिए कीमतों को कम करने के लिए तैयार हैं। इसी समय, चीनी निर्यात उद्यम भी विदेशों से डंपिंग एंटी-डंपिंग जांच का सामना कर रहे हैं। पर्यावरण संरक्षण आवश्यकताओं के निरंतर सुधार के साथ, कुछबेरियमचीन में नमक उत्पादन उद्यम भी पर्यावरण संरक्षण के मुद्दों का सामना कर रहे हैं। चीन के विकास को बढ़ावा देने के लिएबेरियमनमक उद्योग,बेरियमचीन में नमक उत्पादन उद्यमों को फाउंडेशन के रूप में पर्यावरण संरक्षण और सुरक्षा लेनी चाहिए, लगातार अनुसंधान करना चाहिए और उन्नत प्रौद्योगिकियों का परिचय देना चाहिए, और नए उत्पादों को विकसित करना चाहिए जो समय की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं और उच्च तकनीकी सामग्री होती हैं।

चीन में बाराइट का उत्पादन और निर्यात डेटा

संयुक्त राज्य अमेरिका के भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण के आंकड़ों के अनुसार, चीन में बाराइट का उत्पादन 2014 में लगभग 41 मिलियन टन था। चीनी सीमा शुल्क के आंकड़ों के अनुसार, जनवरी से दिसंबर 2014 तक, चीन ने 92588597 किलोग्राम का निर्यात किया।बेरियमसल्फेट, पिछले वर्ष की समान अवधि की तुलना में 0.18% की वृद्धि। संचयी निर्यात मूल्य 65496598 अमेरिकी डॉलर था, जो पिछले साल की समान अवधि की तुलना में 20.99% की वृद्धि थी। निर्यात इकाई की कीमत 0.71 अमेरिकी डॉलर प्रति किलोग्राम थी, जो पिछले साल की समान अवधि की तुलना में 0.12 अमेरिकी डॉलर प्रति किलोग्राम की वृद्धि थी। उनमें से, दिसंबर 2014 में, चीन ने 8768648 किलोग्राम का निर्यात कियाबेरियमसल्फेट, पिछले साल की समान अवधि की तुलना में 8.19% की वृद्धि। निर्यात राशि 8385141 अमेरिकी डॉलर थी, जो पिछले साल की समान अवधि की तुलना में 5.1% की वृद्धि थी।

चीनी सीमा शुल्क के आंकड़ों के अनुसार, जून 2015 में, चीन ने 170000 टन का निर्यात कियाबेरियमसल्फेट, पिछले वर्ष की समान अवधि की तुलना में 1.7% की कमी; वर्ष की पहली छमाही में, संचयी निर्यात की मात्रा 1.12 मिलियन टन थी, जो पिछले साल की समान अवधि की तुलना में 6.8% की कमी थी; पिछले वर्ष की समान अवधि की तुलना में समान निर्यात राशि में 5.4% और 9% की कमी आई।

3 、 बेरियम (BARITE) संसाधनों का वितरण और उत्पादन

1। बेरियम संसाधनों का वितरण

की सामग्रीबेरियमक्रस्ट में 0.05%है, 14 वीं रैंकिंग। प्रकृति में मुख्य खनिज बारिट हैं (बेरियमसल्फेट baso4) और विदराइट (बेरियमकार्बोनेट Baco3)। उनमें से, बाराइट बेरियम का सबसे आम खनिज है, जो कि बना हैबेरियमसल्फेट और कम तापमान वाले हाइड्रोथर्मल नसों में होता है, जैसे कि क्वार्ट्ज बाराइट नस, फ्लोराइट बाराइट नस, आदि विषाक्तता एक और प्रमुख हैबेरियमप्रकृति में खनिज युक्त, बाराइट के अलावा, और इसका मुख्य घटक हैबेरियमकार्बोनेट।

2015 में यूनाइटेड स्टेट्स जियोलॉजिकल सर्वे के आंकड़ों के अनुसार, वैश्विक बाराइट संसाधन लगभग 2 बिलियन टन है, जिनमें से 740 मिलियन टन साबित होते हैं। वैश्विक बाराइट भंडार 350 मिलियन टन हैं। चीन सबसे प्रचुर मात्रा में बाराइट संसाधनों वाला देश है। समृद्ध बाराइट संसाधनों वाले अन्य देशों में कजाकिस्तान, तुर्केय, भारत, थाईलैंड, संयुक्त राज्य अमेरिका और मैक्सिको शामिल हैं। दुनिया में बाराइट के प्रसिद्ध स्रोतों में यूके में वेस्टमैन लैंड, रोमानिया में फेल्सबोन, जर्मनी में सैक्सोनी, गुइझो में तियानझु, गांसु में हेइफेंगगौ, हुनान में गोंग्शी, हुबेई में लियुलिन, गुआंग्शी में जियांगज़ू और शंकी में शूपिंग में शामिल हैं।

2015 में यूनाइटेड स्टेट्स जियोलॉजिकल सर्वे के आंकड़ों के अनुसार, 2013 में बाराइट का वैश्विक उत्पादन 9.23 मिलियन टन था और 2014 में 9.26 मिलियन टन तक बढ़ गया। 2014 में, चीन बाराइट का सबसे बड़ा उत्पादक था, जिसमें 4.1 मिलियन टन का उत्पादन होता था, वैश्विक कुल उत्पादन का लगभग 44.3% था। भारत, मोरक्को और संयुक्त राज्य अमेरिका क्रमशः 1.6 मिलियन टन, 1 मिलियन टन और 720000 टन के उत्पादन के साथ दूसरे, तीसरे और चौथे स्थान पर हैं।

2। का वितरणबेरियमचीन में संसाधन

चीन समृद्ध हैबेरियमअयस्क संसाधन, 1 बिलियन टन से अधिक के कुल रिजर्व के साथ। इसके अलावा, बेरियम अयस्क का ग्रेड अपेक्षाकृत अधिक है, और इसके भंडार और उत्पादन वर्तमान में दुनिया में पहले स्थान पर हैं। सबसे आमबेरियमप्रकृति में खनिज युक्त बाराइट है। बाराइट का वैश्विक रिजर्व 350 मिलियन टन है, जबकि चीन में बाराइट का रिजर्व 100 मिलियन टन है, कुल वैश्विक रिजर्व का लगभग 29% और दुनिया में पहले रैंकिंग का हिसाब।

"मुख्य खनिज एकाग्रता क्षेत्रों की खोज और चीन की बाराइट खानों की संसाधन क्षमता" (रासायनिक खनिज भूविज्ञान, 2010) के आंकड़ों के अनुसार, चीन बाराइट संसाधनों में समृद्ध है, जो 24 प्रांतों (क्षेत्रों) में वितरित किया गया है, जो दुनिया में पहले भंडार और उत्पादन रैंकिंग के साथ है। चीन में सिद्ध भंडार के साथ 195 खनन क्षेत्र हैं, जिसमें 390 मिलियन टन अयस्क के कुल पुष्टि किए गए संसाधन रिजर्व हैं। Barite के प्रांतीय (क्षेत्रीय) वितरण से, गुइझोउ प्रांत में सबसे अधिक बाराइट खदानें हैं, देश के कुल भंडार के 34% के लिए लेखांकन; हुनान, गुआंग्शी, गांसु, शानक्सी और अन्य प्रांत (क्षेत्र) दूसरे स्थान पर हैं। उपरोक्त पांच प्रांतों में राष्ट्रीय भंडार का 80% हिस्सा है। जमा प्रकार मुख्य रूप से तलछटी है, कुल भंडार के 60% के लिए लेखांकन। इसके अलावा, परत नियंत्रित (एंडोजेनिक), ज्वालामुखी तलछटी, हाइड्रोथर्मल और अनुभवी (अवशिष्ट ढलान) प्रकार भी हैं। खनिज की अवधि मुख्य रूप से पेलियोजोइक युग में थी, और सिनियन और मेसोज़ोइक सेनोज़ोइक अवधि के दौरान बाराइट जमा का गठन भी किया गया था।

चीन में बाराइट खनिज संसाधनों के लक्षण

एक मात्रात्मक दृष्टिकोण से, चीन में बाराइट खनिज मुख्य रूप से मध्य क्षेत्र में वितरित किए जाते हैं; ग्रेड के संदर्भ में, लगभग सभी समृद्ध खनिज मुख्य रूप से गुइझोउ और गुआंग्शी में केंद्रित हैं; अयस्क जमा पैमाने के दृष्टिकोण से, चीन के बाराइट जमा मुख्य रूप से बड़े और मध्यम आकार के हैं। गुइज़ो टियानझु दाहे बियान और हुनान शिन्हुआंग गोंग्सी के केवल दो खनन क्षेत्र इन क्षेत्रों में आधे से अधिक भंडार के लिए खाते हैं। अक्सर, एक एकल बाराइट प्रकार मुख्य अयस्क प्रकार होता है, और खनिज संरचना और रासायनिक संरचना अनुपात अपेक्षाकृत सरल और शुद्ध होता है, जैसे कि हुनान शिन्हुआंग गोंग्सी बाराइट माइन। इसके अलावा, सीओ और संबंधित खनिजों के बड़े भंडार भी हैं जिनका व्यापक रूप से उपयोग किया जा सकता है।

4 、 बेरियम की उत्पादन प्रक्रिया

1। की तैयारीबेरियम

उद्योग में धातु बेरियम के उत्पादन में दो चरण शामिल हैं: बेरियम ऑक्साइड का उत्पादन और धातु थर्मल कमी (एल्यूमीनोथर्मिक कमी) के माध्यम से धातु बेरियम का उत्पादन।

(१) की तैयारीबेरियमऑक्साइड

उच्च गुणवत्ता वाले बाराइट अयस्क को पहले मैनुअल चयन और प्लॉटेशन की आवश्यकता होती है, इसके बाद लोहे और सिलिकॉन हटाने के लिए 96% से अधिक ध्यान केंद्रित करने के लिए एक ध्यान केंद्रित करने के लिएबेरियमसल्फेट। 4: 1 के वजन अनुपात में 20 मेष और कोयला या पेट्रोलियम कोक पाउडर से कम कण आकार के साथ खनिज पाउडर मिलाएं, और एक reverberatory भट्ठी में 1100 ℃ पर कैल्सीन।बेरियमसल्फेट को बेरियम सल्फाइड (आमतौर पर "ब्लैक ऐश" के रूप में जाना जाता है) में कम किया जाता है, जिसे बेरियम सल्फाइड का समाधान प्राप्त करने के लिए गर्म पानी के साथ लीच किया जाता है। बेरियम सल्फाइड को बेरियम कार्बोनेट वर्षा में बदलने के लिए, सोडियम कार्बोनेट को जोड़ना या बेरियम सल्फाइड जलीय घोल में कार्बन डाइऑक्साइड को पेश करना आवश्यक है। बेरियम ऑक्साइड प्राप्त करने के लिए कार्बन पाउडर के साथ बेरियम कार्बोनेट मिलाएं और 800 ℃ से ऊपर कैल्सीन। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बेरियम ऑक्साइड 500-700 ℃ पर बेरियम पेरोक्साइड बनाने के लिए ऑक्सीकरण करता है, और बेरियम पेरोक्साइड बनाने के लिए विघटित हो सकता हैबेरियम700-800 ℃ पर ऑक्साइड। इसलिए, बेरियम पेरोक्साइड के उत्पादन से बचने के लिए, कैल्सीड उत्पादों को अक्रिय गैस संरक्षण के तहत ठंडा या बुझाने की आवश्यकता होती है।

(२) का उत्पादनबेरियम धातुएल्यूमीनोथर्मिक कमी विधि द्वारा

एल्यूमीनियम में कमी के लिए दो प्रतिक्रियाएं हैंबेरियमविभिन्न अवयवों के कारण ऑक्साइड:

6BAO+2AL → 3BAO • AL2O3+3BA ↑

Or: 4bao+2al → Bao • Al2O3+3BA ↑

1000 से 1200 ℃ तक के तापमान पर, ये दोनों प्रतिक्रियाएं बहुत कम उत्पादन करती हैंबेरियम, इसलिए लगातार स्थानांतरित करने के लिए एक वैक्यूम पंप का उपयोग करना आवश्यक हैबेरियमप्रतिक्रिया क्षेत्र से संक्षेपण क्षेत्र तक वाष्प प्रतिक्रिया के लिए लगातार दाईं ओर आगे बढ़ने के लिए। प्रतिक्रिया के बाद अवशेष विषाक्त हैं और केवल उपचार के बाद केवल छोड़ दिया जा सकता है।

2। आम बेरियम यौगिकों की तैयारी

(1) की तैयारी विधिबेरियमकार्बोनेट

① कार्बनकरण विधि

कार्बनकरण विधि में मुख्य रूप से एक निश्चित अनुपात में बाराइट और कोयले को मिलाना, उन्हें एक रोटरी भट्ठी में कुचलना और बेरियम सल्फाइड पिघलने के लिए 1100-1200 ℃ पर उन्हें कम करना और कम करना शामिल है। कार्बन डाइऑक्साइड में पेश किया जाता हैबेरियमकार्बनकरण के लिए सल्फाइड समाधान, और प्राप्त कियाबेरियमकार्बोनेट घोल को डिसल्फराइजेशन वॉशिंग और वैक्यूम निस्पंदन के अधीन किया जाता है। फिर, इसे तैयार बेरियम कार्बोनेट उत्पाद प्राप्त करने के लिए 300 ℃ पर सूख और कुचल दिया जाता है। यह विधि अधिकांश निर्माताओं द्वारा इसकी सरल प्रक्रिया और कम लागत के कारण अपनाई जाती है।

② जटिल अपघटन विधि

का अंतिम उत्पादबेरियमकार्बोनेट को बेरियम सल्फाइड और अमोनियम कार्बोनेट के बीच डबल अपघटन प्रतिक्रिया, या बेरियम क्लोराइड और पोटेशियम कार्बोनेट के बीच प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। परिणामी उत्पाद को तब धोया जाता है, फ़िल्टर किया जाता है, सूख जाता है, आदि।

③ विषाक्त भारी पेट्रोकेमिकल कानून

विषाक्त भारी अयस्क पाउडर को घुलनशील उत्पन्न करने के लिए अमोनियम नमक के साथ प्रतिक्रिया की जाती हैबेरियमनमक, और अमोनियम कार्बोनेट उपयोग के लिए पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। घुलनशीलबेरियमपरिष्कृत बेरियम कार्बोनेट को उपसर्ग करने के लिए नमक को अमोनियम कार्बोनेट में जोड़ा जाता है, जिसे एक तैयार उत्पाद का उत्पादन करने के लिए फ़िल्टर किया जाता है और सुखाया जाता है। इसके अलावा, प्राप्त मां शराब को पुनर्नवीनीकरण और पुन: उपयोग किया जा सकता है।

(२) की तैयारी विधिबेरियमटाइनेट

① ठोस-चरण विधि

बेरियमटाइटनेट को कैल्किनिंग द्वारा तैयार किया जा सकता हैबेरियमकार्बोनेट और टाइटेनियम डाइऑक्साइड, जिसे किसी भी अन्य सामग्री के साथ डोप किया जा सकता है।

② कोपरेसिपेशन विधि

भंग करनाबेरियमक्लोराइड और टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड समान पदार्थों के मिश्रण में, 70 डिग्री सेल्सियस तक गर्मी, और फिर हाइड्रेटेड का एक अवक्षेप प्राप्त करने के लिए ऑक्सालिक एसिड को छोड़ देंबेरियमटाइटनेट [बैटियो (C2O4) 2-4H2O]। बेरियम टाइटनेट प्राप्त करने के लिए धोएं, सूखा, और फिर पायरोलिसिस।

(३) की तैयारी विधिबेरियमक्लोराइड

की उत्पादन प्रक्रियाबेरियमक्लोराइड में मुख्य रूप से हाइड्रोक्लोरिक एसिड विधि शामिल है,बेरियमविभिन्न तरीकों या कच्चे माल के अनुसार कार्बोनेट विधि, कैल्शियम क्लोराइड विधि और मैग्नीशियम क्लोराइड विधि।

① हाइड्रोक्लोरिक एसिड विधि।

②बेरियमकार्बोनेट विधि। कच्चे माल के रूप में मुरझाया पत्थर (बेरियम कार्बोनेट) से बनाया गया।

③ कैल्शियम क्लोराइड विधि। कार्बन के साथ बाराइट और कैल्शियम क्लोराइड के मिश्रण को कम करना।

इसके अलावा, मैग्नीशियम क्लोराइड विधि है। इलाज करके तैयार किया गयाबेरियममैग्नीशियम क्लोराइड के साथ सल्फाइड।