1)性質。碳酸鋇在811℃以下為α型,屬斜方晶系,在811℃以上為β型,屬六方晶系,在982℃以上為γ型,屬立方晶系。工業(yè)品外觀為白色粉末。幾乎不溶于水,當有二氧化碳或銨鹽存在時,其溶解度增大。遇酸分解,與硫酸作用生成白色硫酸鋇沉淀。在高溫時(1 400℃)分解為氧化鋇和二氧化碳。微具吸潮性。有毒。
2)用途。用于鋼鐵滲碳。作為其他鋇鹽、光學玻璃、顏料、搪瓷、陶瓷、油漆、橡膠、涂料、焊條、煙火及電子工業(yè)的原料。此外,也用作凈水劑、化學試劑及殺鼠劑等。
3)生產(chǎn)方法。①碳酸化法:用炭將重晶石還原為硫化鋇,用水浸取,然后用氧含量低的二氧化碳窯氣碳酸化,二氧化碳體積分數(shù)不低于30%。②復分解法:用可溶性鋇鹽與可溶性碳酸鹽進行復分解反應:BaCl2+Na2CO3→BaCO3↓+2NaCl,BaS+(NH4)2CO3→BaCO3↓+(NH4)2S,Ba(NO3)2+Na2CO3→BaCO3↓+2NaNO3,經(jīng)洗滌、過濾、干燥等制得純凈碳酸鋇。③轉化法:將毒重石礦粉與轉化劑反應生成可溶性鋇鹽,加入沉淀劑制得精制碳酸鋇,經(jīng)過濾、干燥得產(chǎn)品。
4)主要制法流程簡述。①碳酸化法:碳酸化過程分為預碳酸化和主碳酸化兩步。預碳酸化是將碳酸化過程產(chǎn)生的硫化氫氣體導入一個塔中,與硫化鋇水解產(chǎn)物中的氫氧化鋇反應生成硫氫化鋇:2BaS+2H2O?Ba(OH)2+Ba(HS)2,Ba(OH)2+2H2S→Ba(HS)2+2H2O,直至硫化鋇全部轉化為硫氫化鋇。然后進行主碳酸化:Ba (HS)2+CO2+H2O→BaCO3↓+2H2S↑,同時也有下述反應發(fā)生:BaSn+CO2+H2O→BaCO3↓+H2S↑+Sn-1↓。產(chǎn)生的硫化氫氣體除用于預碳酸化外,也可作為制取硫磺、硫氫化鈉、硫脲和二甲基亞砜的原料。待碳酸化到達終點后,借氣體壓力把碳酸鋇漿液壓入脫硫洗滌罐中,先除掉浮硫,再用直接蒸汽加熱到96℃以上,加入適量純堿,反應式:Na2CO3+BaS→BaCO3↓+Na2S,Na2CO3+BaSO4→BaCO3↓+Na2SO4,Na2CO3+BaS2O3→BaCO3↓+Na2S2O3,Na2CO3+BaSO3→BaCO3↓+Na2SO3,Na2S+(x-1)S→Na2Sx。 當 BaSO4與 Na2CO3溶液共煮時,可使部分BaSO4轉化為BaCO3,又因洗滌次數(shù)有限,所以只能除去碳酸鋇漿液中的部分硫化物、硫酸鹽及硫磺等雜質。經(jīng)脫硫洗滌的碳酸鋇漿液送至真空過濾機濾出碳酸鋇,在300℃左右干燥,包裝即得成品。在干燥過程中有如下反 應 :S+O2→SO2,BaCO3+SO2→BaSO3+CO2↑,2BaSO3+O2→2BaSO4,因此應盡量將硫除盡以保證產(chǎn)品質量。②轉化法:毒重石礦粉與轉化劑混合,于90~700℃進行轉化反應生成沉淀劑,將其冷凝回收用于沉淀工序。反應中生成的可溶性鋇鹽,過濾分離后加入沉淀劑進行沉淀反應,生成精制碳酸鋇沉淀和轉化劑。經(jīng)過濾分離,將濾餅干燥、粉碎得產(chǎn)品。轉化劑回收后循環(huán)使用。