Процес на екстракција на бариум

(1) Подготовка на бариум оксид 

Висококвалитетната баритна руда прво мора рачно да се одбере и да се флотира, а потоа железото и силициумот се отстрануваат за да се добие концентрат што содржи повеќе од 96% бариум сулфат. Рудниот прав со големина на честички помала од 20 mesh се меша со јаглен или нафтен кокс во тежински сооднос од 4:1 и се пече на 1100℃ во реверберативна печка. Бариум сулфатот се редуцира до бариум сулфид (попознат како „црна пепел“), а добиениот раствор на бариум сулфид се исцедува со топла вода. За да се претвори бариум сулфидот во талог од бариум карбонат, треба да се додаде натриум карбонат или јаглерод диоксид во водениот раствор на бариум сулфид. Бариум оксид може да се добие со мешање на бариум карбонат со јаглероден прав и калцинирање на температура над 800℃. Треба да се напомене дека бариум оксидот се оксидира за да формира бариум пероксид на 500-700℃, а бариум пероксидот може да се разложи за да формира бариум оксид на 700-800℃. Затоа, за да се избегне производство на бариум пероксид, калцинираниот производ треба да се олади или гаси под заштита на инертен гас. 

(2) Алуминотермичен метод на редукција за производство на метален бариум 

Поради различните состојки, постојат две реакции на алуминиумски редуцирачки бариум оксид:

6BaO+2Al→3BaO•Al2O3+3Ba↑

Или: 4BaO+2Al→BaO•Al2O3+3Ba↑

На 1000-1200℃, овие две реакции произведуваат многу малку бариум, па затоа е потребна вакуум пумпа за континуирано пренесување на бариумовата пареа од реакционата зона во зоната на кондензација, така што реакцијата може да продолжи да се движи надесно. Остатокот по реакцијата е токсичен и треба да се третира пред да може да се отфрли.

Подготовка на вообичаени соединенија на бариум 

(1) Метод на подготовка на бариум карбонат 

① Метод на карбонизација

Методот на карбонизација главно вклучува мешање на барит и јаглен во одреден сооднос, нивно дробење во ротациона печка и калцинирање и нивно редукција на 1100-1200℃ за да се добие стопен бариум сулфид. Јаглерод диоксидот се внесува во растворот на бариум сулфид за карбонизација, а реакцијата е како што следува:

BaS+CO2+H2O=BaCO3+H2S

Добиената кашеста маса од бариум карбонат се десулфуризира, се мие и се филтрира вакуумски, а потоа се суши и се дроби на 300℃ за да се добие готов производ од бариум карбонат. Овој метод е едноставен во процесот и е евтин, па затоа го користат повеќето производители.

② Метод на двојно распаѓање

Бариум сулфидот и амониум карбонатот се подложени на двојна реакција на распаѓање, а реакцијата е како што следува:

BaS+(NH4)2CO3=BaCO3+(NH4)2S

Или бариум хлорид реагира со калиум карбонат, а реакцијата е како што следува:

BaCl2+K2CO3=BaCO3+2KCl

Производот добиен од реакцијата потоа се мие, филтрира, суши итн. за да се добие готов производ од бариум карбонат.

③ Метод со бариум карбонат

Правот од бариум карбонат реагира со амониумова сол за да се добие растворлива бариумова сол, а амониум карбонатот се рециклира. Растворлива бариумова сол се додава во амониум карбонатот за да се таложи рафинираниот бариум карбонат, кој се филтрира и суши за да се добие готовиот производ. Покрај тоа, добиената матична течност може да се рециклира. Реакцијата е како што следува:

BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2

BaCl2+2NH4OH=Ba(OH)2+2NH4Cl

Ba(OH)2+CO2=BaCO3+H2O 

(2) Метод на подготовка на бариум титанат 

① Метод на цврста фаза

Бариум титанат може да се добие со калцинирање на бариум карбонат и титаниум диоксид, а во него може да се допира и кој било друг материјал. Реакцијата е како што следува:

TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑

② Метод на копреципитација

Бариум хлоридот и титаниум тетрахлоридот се мешаат и раствораат во еднакви количини, се загреваат на 70°C, а потоа се додава оксална киселина капка по капка за да се добие хидриран талог од бариум титанил оксалат [BaTiO(C2O4)2•4H2O], кој се мие, суши, а потоа се пиролизира за да се добие бариум титанат. Реакцијата е како што следува:

BaCl2 + TiCl4 + 2H2C2O4 + 5H2O = BaTiO(C2O4)2•4H2O↓ + 6HCl

BaTiO(C2O4)2•4H2O = BaTiO3 + 2CO2↑ + 2CO↑ + 4H2O

Откако ќе се измати метатитанската киселина, се додава раствор од бариум хлорид, а потоа се додава амониум карбонат под мешање за да се добие копреципитат од бариум карбонат и метатитанска киселина, кој се калцинира за да се добие производот. Реакцијата е како што следува:

BaCl2 + (NH4)2CO3 = BaCO3 + 2NH4Cl

H2TiO3 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ + H2O 

(3) Подготовка на бариум хлорид 

Процесот на производство на бариум хлорид главно вклучува метод со хлороводородна киселина, метод со бариум карбонат, метод со калциум хлорид и метод со магнезиум хлорид, според различни методи или суровини.

① Метод со хлороводородна киселина. Кога бариум сулфидот се третира со хлороводородна киселина, главната реакција е:

BaS+2HCI=BaCl2+H2S↑+Q