ბარიუმის მოპოვების პროცესი

(1) ბარიუმის ოქსიდის მომზადება 

მაღალი ხარისხის ბარიტის მადანი ჯერ ხელით უნდა შეირჩეს და დატივტივდეს, შემდეგ კი რკინა და სილიციუმი უნდა მოიხსნას 96%-ზე მეტი ბარიუმის სულფატის შემცველი კონცენტრატის მისაღებად. 20 მეშზე ნაკლები ნაწილაკების ზომის მადნის ფხვნილი შერეულია ნახშირის ან ნავთობკოქსის ფხვნილთან 4:1 წონითი თანაფარდობით და გამოწვის 1100℃ ტემპერატურაზე რევერბერაციულ ღუმელში. ბარიუმის სულფატი აღდგება ბარიუმის სულფიდამდე (ცნობილია, როგორც „შავი ნაცარი“) და მიღებული ბარიუმის სულფიდის ხსნარი ირეცხება ცხელი წყლით. ბარიუმის სულფიდის ბარიუმის კარბონატის ნალექად გადასაყვანად, ბარიუმის სულფიდის წყალხსნარს უნდა დაემატოს ნატრიუმის კარბონატი ან ნახშირორჟანგი. ბარიუმის ოქსიდის მიღება შესაძლებელია ბარიუმის კარბონატის ნახშირბადის ფხვნილთან შერევით და მისი 800℃-ზე მაღალ ტემპერატურაზე გამოწვავით. უნდა აღინიშნოს, რომ ბარიუმის ოქსიდი იჟანგება ბარიუმის პეროქსიდის წარმოსაქმნელად 500-700℃ ტემპერატურაზე, ხოლო ბარიუმის პეროქსიდი შეიძლება დაიშალოს ბარიუმის ოქსიდის წარმოსაქმნელად 700-800℃ ტემპერატურაზე. ამიტომ, ბარიუმის პეროქსიდის წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად, კალცინირებული პროდუქტი უნდა გაცივდეს ან ჩაქრეს ინერტული აირის დაცვით. 

(2) ალუმინოთერმული აღდგენის მეთოდი მეტალური ბარიუმის მისაღებად 

სხვადასხვა ინგრედიენტების გამო, ალუმინის აღმდგენი ბარიუმის ოქსიდი ორ რეაქციას განიცდის:

6BaO+2Al→3BaO•Al2O3+3Ba↑

ან: 4BaO+2Al→BaO•Al2O3+3Ba↑

1000-1200℃ ტემპერატურაზე, ეს ორი რეაქცია ძალიან ცოტა ბარიუმს გამოიმუშავებს, ამიტომ საჭიროა ვაკუუმური ტუმბო, რათა ბარიუმის ორთქლი რეაქციის ზონიდან კონდენსაციის ზონაში უწყვეტად გადაიტანოს, რათა რეაქციამ მარჯვნივ გააგრძელოს. რეაქციის შემდეგ წარმოქმნილი ნარჩენი ტოქსიკურია და გადამუშავებამდე მისი დამუშავება სჭირდება.

ბარიუმის ნაერთების მომზადება 

(1) ბარიუმის კარბონატის მომზადების მეთოდი 

① კარბონიზაციის მეთოდი

კარბონიზაციის მეთოდი ძირითადად გულისხმობს ბარიტისა და ნახშირის გარკვეული პროპორციით შერევას, მათ დაქუცმაცებას როტაციულ ღუმელში და მათ კალცინაციას და აღდგენას 1100-1200℃ ტემპერატურაზე ბარიუმის სულფიდის დნობის მისაღებად. კარბონიზაციისთვის ბარიუმის სულფიდის ხსნარში შეჰყავთ ნახშირორჟანგი და რეაქცია შემდეგია:

BaS+CO2+H2O=BaCO3+H2S

მიღებული ბარიუმის კარბონატის ნალექი გოგირდისგან იცლება, ირეცხება და ვაკუუმში იფილტრება, შემდეგ შრება და 300℃-ზე იმტვრევა ბარიუმის კარბონატის საბოლოო პროდუქტის მისაღებად. ეს მეთოდი მარტივი და იაფია, ამიტომ მას მწარმოებლების უმეტესობა იყენებს.

② ორმაგი დაშლის მეთოდი

ბარიუმის სულფიდი და ამონიუმის კარბონატი განიცდიან ორმაგ დაშლის რეაქციას, რომელიც შემდეგნაირად მიმდინარეობს:

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

ან ბარიუმის ქლორიდი რეაგირებს კალიუმის კარბონატთან და რეაქცია შემდეგია:

BaCl2+K2CO3=BaCO3+2KCl

რეაქციიდან მიღებული პროდუქტი შემდეგ ირეცხება, იფილტრება, აშრობენ და ა.შ., ბარიუმის კარბონატის საბოლოო პროდუქტის მისაღებად.

③ ბარიუმის კარბონატის მეთოდი

ბარიუმის კარბონატის ფხვნილი რეაქციაში შედის ამონიუმის მარილთან ხსნადი ბარიუმის მარილის მისაღებად და ამონიუმის კარბონატი გადამუშავდება. ხსნადი ბარიუმის მარილი ემატება ამონიუმის კარბონატს რაფინირებული ბარიუმის კარბონატის დასალექად, რომელიც იფილტრება და შრება საბოლოო პროდუქტის მისაღებად. გარდა ამისა, მიღებული დედა სითხე შეიძლება გადამუშავდეს. რეაქცია შემდეგია:

BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2

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

Ba(OH)2+CO2=BaCO3+H2O 

(2) ბარიუმის ტიტანატის მომზადების მეთოდი 

① მყარი ფაზის მეთოდი

ბარიუმის ტიტანატის მიღება შესაძლებელია ბარიუმის კარბონატისა და ტიტანის დიოქსიდის კალცინაციით და მასში ნებისმიერი სხვა მასალის დოპირებით. რეაქცია შემდეგია:

TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑

② კოპრეციპიტაციის მეთოდი

ბარიუმის ქლორიდი და ტიტანის ტეტრაქლორიდი შერეულია და იხსნება თანაბარი რაოდენობით, თბება 70°C-მდე, შემდეგ წვეთ-წვეთობით ემატება მჟაუნას მჟავა ჰიდრატირებული ბარიუმის ტიტანილ ოქსალატის [BaTiO(C2O4)2•4H2O] ნალექის მისაღებად, რომელსაც რეცხავენ, აშრობენ და შემდეგ პიროლიზს უკეთებენ ბარიუმის ტიტანატის მისაღებად. რეაქცია შემდეგია:

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

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

მეტატიტანის მჟავას თქვეფის შემდეგ, ბარიუმის ქლორიდის ხსნარი ემატება, შემდეგ კი მორევის ქვეშ ამონიუმის კარბონატი ემატება ბარიუმის კარბონატისა და მეტატიტანის მჟავას კოპრეციპიტატის მისაღებად, რომელიც პროდუქტის მისაღებად კალცინირდება. რეაქცია შემდეგია:

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

H2TiO3 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ + H2O 

(3) ბარიუმის ქლორიდის მომზადება 

ბარიუმის ქლორიდის წარმოების პროცესი ძირითადად მოიცავს მარილმჟავას მეთოდს, ბარიუმის კარბონატის მეთოდს, კალციუმის ქლორიდის მეთოდს და მაგნიუმის ქლორიდის მეთოდს, სხვადასხვა მეთოდის ან ნედლეულის მიხედვით.

① მარილმჟავას მეთოდი. ბარიუმის სულფიდის მარილმჟავით დამუშავებისას, ძირითადი რეაქციაა:

BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑+Q