Baríumútdráttarferli

(1) Undirbúningur baríumoxíðs 

Fyrst þarf að velja hágæða barítmálmgrýti handvirkt og láta það fljóta, og síðan er járn og kísill fjarlægt til að fá þykkni sem inniheldur meira en 96% baríumsúlfat. Málmgrýtisduftið með agnastærð minni en 20 möskva er blandað saman við kol eða jarðolíukóksduft í þyngdarhlutfallinu 4:1 og ristað við 1100℃ í eftirköstunarofni. Baríumsúlfatið er minnkað í baríumsúlfíð (almennt þekkt sem „svarta ösku“) og baríumsúlfíðlausnin sem fæst er skoluð út með heitu vatni. Til að breyta baríumsúlfíði í baríumkarbónatúrfellingu þarf að bæta natríumkarbónati eða koltvísýringi við vatnslausn baríumsúlfíðsins. Hægt er að fá baríumoxíð með því að blanda baríumkarbónati við kolefnisduft og brenna það við yfir 800℃. Það skal tekið fram að baríumoxíð oxast til að mynda baríumperoxíð við 500-700℃ og baríumperoxíð getur brotnað niður til að mynda baríumoxíð við 700-800℃. Þess vegna, til að forðast myndun baríumperoxíðs, þarf að kæla eða slökkva brenndu vöruna undir vernd óvirks gass. 

(2) Aðferð til að draga úr málmi með álhita til að framleiða baríum 

Vegna mismunandi innihaldsefna eru tvær efnahvarfa við ál-afoxandi baríumoxíð:

6BaO+2Al→3BaO•Al2O3+3Ba↑

Eða: 4BaO+2Al→BaO•Al2O3+3Ba↑

Við 1000-1200°C framleiða þessi tvö viðbrögð mjög lítið baríum, þannig að lofttæmisdæla er nauðsynleg til að flytja baríumgufuna stöðugt frá viðbragðssvæðinu yfir í þéttingarsvæðið svo að viðbrögðin geti haldið áfram til hægri. Leifarnar eftir viðbrögðin eru eitraðar og þarf að meðhöndla þær áður en hægt er að farga þeim.

Undirbúningur algengra baríumsambanda 

(1) Aðferð til að búa til baríumkarbónat 

① Kolefnisaðferð

Kolefnismyndunaraðferðin felst aðallega í því að blanda saman baríti og kolum í ákveðnu hlutfalli, mylja þau í snúningsofni og brenna þau síðan og draga úr þeim við 1100-1200°C til að fá baríumsúlfíðbráð. Koltvísýringur er settur í baríumsúlfíðlausnina til kolefnismyndunar og viðbrögðin eru sem hér segir:

BaS+CO2+H2O=BaCO3+H2S

Baríumkarbónatblöndunni sem fæst er brennisteinshreinsað, þvegið og lofttæmisíað, og síðan þurrkuð og mulin við 300°C til að fá fullunna baríumkarbónatafurð. Þessi aðferð er einföld í ferli og ódýr, þannig að flestir framleiðendur nota hana.

② Tvöföld niðurbrotsaðferð

Baríumsúlfíð og ammoníumkarbónat gangast undir tvöfalda niðurbrotshvarf og viðbrögðin eru sem hér segir:

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

Eða baríumklóríð hvarfast við kalíumkarbónat og viðbrögðin eru sem hér segir:

BaCl2+K2CO3=BaCO3+2KCl

Efnið sem fæst við viðbrögðin er síðan þvegið, síað, þurrkuð o.s.frv. til að fá fullunna baríumkarbónatafurð.

③ Baríumkarbónat aðferð

Baríumkarbónatduft er hvarfað við ammóníumsalt til að mynda leysanlegt baríumsalt og ammóníumkarbónat er endurunnið. Leysanlegt baríumsalt er bætt við ammóníumkarbónat til að fella út hreinsað baríumkarbónat, sem er síað og þurrkað til að búa til fullunna vöruna. Að auki er hægt að endurvinna móðurvökvann sem fæst. Hvarfið er sem hér segir:

BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2

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

Ba(OH)2+CO2=BaCO3+H2O 

(2) Aðferð til að búa til baríumtítanat 

① Fastfasaaðferð

Baríumtítanat er hægt að fá með því að brenna baríumkarbónat og títaníumdíoxíð, og hægt er að blanda því við hvaða önnur efni sem er. Viðbrögðin eru sem hér segir:

TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑

② Samúrfellingaraðferð

Baríumklóríð og títaníum tetraklóríð eru blandað saman og leyst upp í jöfnum hlutföllum, hituð í 70°C og síðan er oxalsýru bætt við í dropatali til að fá vatnskennt baríumtítanýl oxalat [BaTiO(C2O4)2•4H2O] botnfall, sem er þvegið, þurrkað og síðan hitað til að fá baríumtítanat. Viðbrögðin eru sem hér segir:

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

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

Eftir að metatitansýrunni hefur verið þeytað er baríumklóríðlausn bætt við og síðan er ammoníumkarbónati bætt við undir hræringu til að mynda samfellt botnfall af baríumkarbónati og metatitansýru, sem er brennt til að fá afurðina. Viðbrögðin eru sem hér segir:

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

H2TiO3 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ + H2O 

(3) Undirbúningur baríumklóríðs 

Framleiðsluferli baríumklóríðs felur aðallega í sér saltsýruaðferð, baríumkarbónataðferð, kalsíumklóríðaðferð og magnesíumklóríðaðferð samkvæmt mismunandi aðferðum eða hráefnum.

① Saltsýruaðferð. Þegar baríumsúlfíð er meðhöndlað með saltsýru er aðalviðbrögðin:

BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑+Q