Przygotowanie baru
Przemysłowe przygotowaniebar metalicznyobejmuje dwa etapy: przygotowanie tlenku baru i przygotowanie metalicznego baru poprzez termiczną redukcję metalu (redukcję aluminotermiczną).
| Produkt | Bar | ||
| Numer CAS | 7647-17-8 | ||
| Numer partii | 16121606 | Ilość: | 100,00 kg |
| Data produkcji: | 16 grudnia 2016 r. | Data testu: | 16 grudnia 2016 r. |
| Element testowy z % | Wyniki | Element testowy z % | Wyniki |
| Ba | >99,92% | Sb | <0,0005 |
| Be | <0,0005 | Ca | 0,015 |
| Na | <0,001 | Sr | 0,045 |
| Mg | 0,0013 | Ti | <0,0005 |
| Al | 0,017 | Cr | <0,0005 |
| Si | 0,0015 | Mn | 0,0015 |
| K | <0,001 | Fe | <0,001 |
| As | <0,001 | Ni | <0,0005 |
| Sn | <0,0005 | Cu | <0,0005 |
| Standard testu | Be, Na i inne 16 pierwiastków: ICP-MS Ca, Sr: ICP-AES Ba: TC-TIC | ||
| Wniosek: | Zgodność ze standardem przedsiębiorstwa | ||
(1) Przygotowanie tlenku baru
Wysokiej jakości ruda barytowa musi być najpierw ręcznie wyselekcjonowana i flotowana, a następnie żelazo i krzem są usuwane w celu uzyskania koncentratu zawierającego ponad 96% siarczanu baru. Proszek rudy o wielkości cząstek mniejszej niż 20 oczek jest mieszany z węglem lub proszkiem koksu naftowego w stosunku wagowym 4:1 i prażony w temperaturze 1100℃ w piecu płomieniowym. Siarczan baru jest redukowany do siarczku baru (powszechnie znanego jako „czarny popiół”), a otrzymany roztwór siarczku baru jest ługowany gorącą wodą. Aby przekształcić siarczek baru w wytrącony węglan baru, do wodnego roztworu siarczku baru należy dodać węglan sodu lub dwutlenek węgla. Tlenek baru można uzyskać przez zmieszanie węglanu baru z proszkiem węglowym i kalcynowanie go w temperaturze powyżej 800℃. Należy zauważyć, że tlenek baru utlenia się do nadtlenku baru w temperaturze 500-700℃, a nadtlenek baru może się rozłożyć do tlenku baru w temperaturze 700-800℃. Dlatego, aby uniknąć produkcji nadtlenku baru, kalcynowany produkt musi zostać schłodzony lub zahartowany pod osłoną gazu obojętnego.
(2) Metoda redukcji aluminotermicznej w celu wytworzenia metalicznego baru
Ze względu na różnice w składnikach, zachodzą dwie reakcje redukcji tlenku baru przez aluminium:
6BaO+2Al→3BaO·Al2O3+3Ba↑
Albo: 4BaO+2Al→BaO•Al2O3+3Ba↑
W temperaturze 1000–1200℃ te dwie reakcje wytwarzają bardzo mało baru, dlatego pompa próżniowa jest potrzebna do ciągłego przenoszenia pary baru ze strefy reakcji do strefy kondensacji, aby reakcja mogła dalej postępować w prawo. Pozostałość po reakcji jest toksyczna i musi zostać poddana obróbce przed jej wyrzuceniem.
Przygotowanie powszechnych związków baru
(1) Metoda przygotowania węglanu baru
① Metoda karbonizacji
Metoda karbonizacji polega głównie na mieszaniu barytu i węgla w określonej proporcji, kruszeniu ich w piecu obrotowym, kalcynowaniu i redukcji w temperaturze 1100-1200℃ w celu uzyskania stopu siarczku baru. Dwutlenek węgla wprowadza się do roztworu siarczku baru w celu karbonizacji, a reakcja przebiega następująco:
BaS+CO2+H2O=BaCO3+H2S
Otrzymana zawiesina węglanu baru jest odsiarczana, myta i filtrowana próżniowo, a następnie suszona i kruszona w temperaturze 300℃, aby uzyskać gotowy produkt węglanu baru. Ta metoda jest prosta w procesie i tania, więc jest stosowana przez większość producentów.
② Metoda podwójnego rozkładu
Siarczek baru i węglan amonu ulegają podwójnej reakcji rozkładu, która wygląda następująco:
BaS+(NH4)2CO3=BaCO3+(NH4)2S
Albo chlorek baru reaguje z węglanem potasu, a reakcja jest następująca:
BaCl2+K2CO3=BaCO3+2KCl
Produkt uzyskany w wyniku reakcji jest następnie przemywany, filtrowany, suszony itd. w celu uzyskania gotowego produktu – węglanu baru.
③ Metoda węglanu baru
Proszek węglanu baru reaguje z solą amonową, aby wytworzyć rozpuszczalną sól baru, a węglan amonu jest poddawany recyklingowi. Rozpuszczalna sól baru jest dodawana do węglanu amonu, aby wytrącić rafinowany węglan baru, który jest filtrowany i suszony, aby uzyskać produkt końcowy. Ponadto uzyskany roztwór macierzysty można poddać recyklingowi. Reakcja przebiega następująco:
BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2
Ba(OH)2+2NH4Cl = Ba(OH)2+2NH4Cl
Ba(OH)2+CO2=BaCO3+H2O
(2) Metoda przygotowania tytanianu baru
① Metoda fazy stałej
Tytanian baru można uzyskać poprzez kalcynację węglanu baru i dwutlenku tytanu, a także można domieszkować go dowolnymi innymi materiałami. Reakcja przebiega następująco:
TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑
② Metoda współstrącania
Chlorek baru i czterochlorek tytanu miesza się i rozpuszcza w równych ilościach, ogrzewa do 70°C, a następnie dodaje się kwas szczawiowy kroplowo, aby uzyskać uwodniony osad tytanylo-szczawianu baru [BaTiO(C2O4)2•4H2O], który jest myty, suszony, a następnie pirolizowany, aby uzyskać tytanian baru. Reakcja przebiega następująco:
BaCl2 + TiCl4 + 2H2C2O4 + 5H2O = BaTiO(C2O4)2·4H2O↓ + 6HCl
BaTiO(C2O4)2·4H2O = BaTiO3 + 2CO2↑ + 2CO↑ + 4H2O
Po ubiciu kwasu metatytanowego dodaje się roztwór chlorku baru, a następnie dodaje się węglan amonu, mieszając, aby wytworzyć współstrącający się osad węglanu baru i kwasu metatytanowego, który jest kalcynowany w celu uzyskania produktu. Reakcja przebiega następująco:
BaCl2 + (NH4)2CO3 = BaCO3 + 2NH4Cl
H2TiO3 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ + H2O
(3) Przygotowanie chlorku baru
Proces produkcji chlorku baru obejmuje głównie metodę kwasu solnego, metodę węglanu baru, metodę chlorku wapnia i metodę chlorku magnezu, w zależności od różnych metod lub surowców.
① Metoda kwasu solnego. Gdy siarczek baru jest traktowany kwasem solnym, główną reakcją jest:
BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑+Q
②Metoda węglanu baru. Wykonana z węglanu baru (barium carbonate) jako surowca, główne reakcje to:
BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O
③Metoda karbonizacji
Wpływ baru na zdrowie człowieka
Jak bar wpływa na zdrowie?
Bar nie jest niezbędnym pierwiastkiem dla ludzkiego ciała, ale ma duży wpływ na ludzkie zdrowie. Bar może być narażony na działanie baru podczas wydobywania baru, wytapiania, produkcji i stosowania związków baru. Bar i jego związki mogą przedostać się do organizmu przez drogi oddechowe, przewód pokarmowy i uszkodzoną skórę. Zatrucie zawodowe barem jest spowodowane głównie przez wdychanie, które występuje w wypadkach podczas produkcji i użytkowania; zatrucie niezawodowe barem jest spowodowane głównie przez spożycie przez przewód pokarmowy, najczęściej spowodowane przypadkowym połknięciem; rozpuszczalne w cieczy związki baru mogą być wchłaniane przez zranioną skórę. Ostre zatrucie barem jest spowodowane głównie przez przypadkowe połknięcie.
Zastosowanie medyczne
(1) Radiografia z użyciem mączki barowej
Radiografia posiłku barowego, znana również jako radiografia przewodu pokarmowego barem, to metoda badania, w której siarczan baru jest środkiem kontrastowym, aby pokazać, czy w przewodzie pokarmowym występują zmiany chorobowe pod wpływem promieniowania rentgenowskiego. Radiografia posiłku barowego to doustne przyjmowanie środków kontrastowych, a leczniczy siarczan baru stosowany jako środek kontrastowy jest nierozpuszczalny w wodzie i lipidach i nie zostanie wchłonięty przez błonę śluzową przewodu pokarmowego, więc jest zasadniczo nietoksyczny dla ludzi.
W zależności od potrzeb diagnostyki klinicznej i leczenia, radiografię przewodu pokarmowego z użyciem baru można podzielić na badanie górnego odcinka przewodu pokarmowego z użyciem baru, badanie całego przewodu pokarmowego z użyciem baru, badanie wlewu barytowego do jelita grubego i badanie wlewu barytowego do jelita cienkiego.
Zatrucie barem
Drogi narażenia
Bar może być narażony nabarpodczas wydobywania, wytapiania i produkcji baru. Ponadto bar i jego związki są szeroko stosowane. Typowe toksyczne sole baru obejmują węglan baru, chlorek baru, siarczek baru, azotan baru i tlenek baru. Niektóre artykuły codziennego użytku również zawierają bar, takie jak siarczek baru w lekach do usuwania włosów. Niektóre środki do zwalczania szkodników w rolnictwie lub rodentycydy również zawierają rozpuszczalne sole baru, takie jak chlorek baru i węglan baru.
Czas publikacji: 15-01-2025