钡的生产与提取流程
【钡的制取】
金属钡的提取工艺主要包括氧化钡的制取和铝热还原制取金属钡两个步骤。
(1)氧化钡的制取过程
优质重晶石矿经过选矿和除杂后,得到含硫酸钡高纯度的精矿。将矿粉与煤或石油焦粉混合,在反射炉中高温焙烧,硫酸钡被还原成硫化钡。然后,使用热水浸出硫化钡溶液。接着,为了将硫化钡转化为碳酸钡沉淀,需要加入碳酸钠或通入二氧化碳。再将碳酸钡与炭粉混合,高温煅烧,最终获得氧化钡。但要注意,为避免煅烧过程中生成过氧化钡,需要在惰性气体保护下进行冷却或淬冷。
(2)铝热还原法生产金属钡的步骤
通过铝还原氧化钡的反应,得到钡。这一反应通常需要在一定温度(如1000~1200℃)下进行,且需要使用真空泵将钡蒸气从反应区转移到冷凝区,以使反应持续进行。但要注意的是,反应后的残渣是有毒的,必须经过适当处理后才能丢弃。
【常见钡化合物的制取方法】
(1)碳酸钡的制备
碳酸钡可以通过碳化法、复分解法以及毒重石化法等多种方法制备。其中,碳化法是将重晶石和煤混合焙烧后,通入二氧化碳进行碳化反应。复分解法则是通过硫化钡与碳酸铵或氯化钡与碳酸钾的反应来制备。而毒重石化法则是通过一系列化学反应,从毒重石矿中提取出精制碳酸钡。
(2)钛酸钡的制取方法
钛酸钡可以通过固相法和共沉淀法等方法制备。固相法是通过煅烧碳酸钡和二氧化钛来制得。共沉淀法则涉及将氯化钡和四氯化钛混合溶解后,通过滴入草酸等步骤得到水合草酸钛酰钡沉淀,再经过热解得到钛酸钡。
(3)氯化钡的制取方法
氯化钡的生产工艺有多种,包括盐酸法、碳酸钡法等。其中盐酸法是通过用盐酸处理硫化钡来制备;而碳酸钡法则是以毒重石为原料经过一系列化学反应得到。还有氯化钙法和氯化镁法等不同的制取方法。
【钡对自然环境的影响】
钡对土壤和水资源的影响