手機掃碼訪問本站
微信咨詢
【背景及概述】[1][2][3][4]
鋇鹽產(chǎn)品是重要的化工原料，用途極其廣泛。據(jù)統(tǒng)計，可用于18個工業(yè)部門2000多種用途。世界年產(chǎn)量為60萬t以上。主要產(chǎn)品品種是碳酸鋇、氯化鋇、硫酸鋇等。目前，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，新技術的研究開發(fā)有以下四個特點，一是圍繞開發(fā)電子陶瓷材料為目的發(fā)展高純超微細化鋇鹽產(chǎn)品，主要的品種有鈦酸鋇和高純碳酸鋇；二是如何保證為涂料、塑料、特殊用紙等工業(yè)部門提供高分散性的填料，以沉淀硫酸鋇為代表的超微細化技術和表面處理技術明顯進步；三是研究開發(fā)鋇鹽類精細化學品；四是研究開發(fā)垂直記錄的磁記錄材料-鋇鐵氧體磁粉。但是，鋇鐵氧體磁份國內還只限于研究階段，尚未實施工業(yè)化。
氧化鋇化學式BaO，式量153.34。氧化鋇出自重土，礦物有毒重石、重晶石；化工原料有碳酸鋇、硫酸鋇、硝酸鋇等。可用于玻璃制造、配制瓷釉等?！毒暗骆?zhèn)顏色釉》：“鋇的化合物在配釉中做為熔劑使用。引入BaCO3(重土)，能使釉料易熔，同時具有僅次于鉛的折光作用，使釉面具有較強的光澤”：“與鉛比較，氧化鋇具有抵抗氣氛作用的重要優(yōu)點，因此它在還原氣氛中煅燒，也不會出現(xiàn)灰暗色調”。顏色釉制作，常采用工業(yè)碳酸鋇。氧化鋇還用于玻璃工業(yè)，陶瓷工業(yè)；制造過氧化鋇和鋇鹽，還用作脫水劑、氣體干燥劑；如果吸入氧化鋇，請將患者移到新鮮空氣處；如果皮膚接觸，應脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚，如有不適感，就醫(yī)；如果眼晴接觸，應分開眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗，并立即就醫(yī)；如果食入，立即漱口，禁止催吐，應立即就醫(yī)。
【理化性質及結構】[1][2]
氧化鋇為無色立方或六角形結晶，有毒，密度5.72g/cm3，熔點1918℃，沸點2000℃，極易從潮濕空氣中吸收水蒸氣。溶于水并跟水化合生成氫氧化鋇，吸收二氧化碳生成碳酸鋇，跟酸反應生成鋇鹽和水，在高溫時能跟氧反應形成過氧化鋇BaO2。在450℃時與氧化合生成過氧化鋇。600℃時還原成氧化鋇。吸潮，需密封保存。工業(yè)品為白色或灰色粉末，并含有少量的硅酸鋇、碳酸鋇、碳和有機物等雜質。溶于酸，不溶于丙酮和氨。易溶于堿金屬的氯化物或硫酸鹽的熔融液中，但不發(fā)生復分解反應。溶于水。露置于空氣中，與水和二氧化碳劇烈作用生成氫氧化鋇和碳酸鹽，同時釋放大量的熱，使溫度升高直至赤熱。有毒，易燃。
【應用】[2][5]
氧化鋇（BaO）主要用于制備過氧化鋇和鋇鹽，用作高級潤滑油添加劑、脫水劑、干燥劑、甜菜糖精煉，還用于玻璃和陶瓷工業(yè)。應用舉例如下：
一種產(chǎn)量高、純度高的以氧化鋇還原生產(chǎn)金屬鋇的方法：本發(fā)明在還原爐內將氧化鋇與鋁反應生成鋇，其特點是所述還原爐為雙真空爐，爐膽內真空度為-4～-5Pa，爐膽外真空度為-45～-65Pa；將氧化鋇與鋁粉充分攪拌后置于爐膽內，由300℃分段逐級升溫至1220℃，待反應結束后再逐級降溫至100℃以下后取出收集的金屬鋇。采用本發(fā)明方法反應充分，可最大限度地利用氧化鋇，能有效防止出爐時金屬鋇再氧化，本發(fā)明產(chǎn)出的金屬鋇純度，高達99.97％，產(chǎn)量高，每爐可生產(chǎn)出40～50kg。本發(fā)明方法能實現(xiàn)高產(chǎn)量、高質量的節(jié)約型、高效工業(yè)生產(chǎn)。為了防止反應生成的金屬鋇再氧化形成氧化鋇，而影響最終產(chǎn)品的純度，本發(fā)明還在降溫過程中充入氬氣。通過惰性氣體氬對形成的金屬鋇進行保護。本發(fā)明所述分段逐級升溫至少分為五段，先從300℃升溫至400℃后，經(jīng)保溫0.5～1小時，再從400℃升溫至600℃后，經(jīng)保溫0.5～1小時，再600℃從升溫至800℃后，經(jīng)保溫0.5～1小時，再從800℃從升溫至1000℃后，經(jīng)保溫5～10小時，最后從1000℃從升溫至1220℃后，保溫5～10小時。本分段升溫可形成由低至高的緩慢升溫過程，利于金屬鋇與鋁的充分反應，形成的金屬鋁廢料成形好，利于出渣，為下一生產(chǎn)周期節(jié)約了清渣時間。
【制備】[6][7]
1.煅燒法：硝酸鋇或碳酸鋇在各種構造的坩堝爐中煅燒即得氧化鋇。主要制法（煅燒法） 流程簡述。將研細的硝酸鋇置于坩堝爐中， 加熱， 溫度達到1000 ~1050 ℃發(fā)生反應：
反應30~35 h 后得到BaO 質量分數(shù)＞96%的多孔性物料，冷卻10~11 h，取出物料即得氧化鋇。反應放出的氣體用大量空氣稀釋，再用堿液吸收。坩堝結構形式不限， 但內表面都要涂上一層耐火黏土涂層，煅燒時用蓋蓋住，蓋上開有氣孔。
2. 熱解法：碳酸鋇與碳共熱（約1 200 ℃）熱解得到氧化鋇，
碳可以是焦炭或焦油、炭黑。
3. 一種高純氧化鋇的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
1）取高純硝酸鋇，將上述硝酸鋇飽和溶液調至pH 8-9后，加入高純過氧化 氫，攪拌5-10min，產(chǎn)生大量過氧化鋇沉淀；過氧化氫：硝酸鋇＝1：7，質量比；
2) 將沉淀甩干，用高純水洗滌數(shù)次，直到無NO3-為止；
3) 甩干后的沉淀在100℃干燥后，于300-400℃灼燒6-8小時，得高純氧化 鋇，產(chǎn)率為60-70％，含量≥99.99％。
【主要參考資料】
[1] 化合物詞典
[2] 中學教師實用化學辭典
[3] 景德鎮(zhèn)陶瓷詞典
[4] 劉鐵巖, 梁新義, 張學平. 鋇鹽產(chǎn)品的研究開發(fā)和展望[J]. 化學世界, 2002, 43(2): 98-101.
[5] 顏志明.以氧化鋇還原生產(chǎn)金屬鋇的方法. CN201010135074.8，申請日2010-03-30
[7] 張貴珠；張勇.一種高純氧化鋇的生產(chǎn)工藝CN201510468319.1，申請日2015-08-03