工业碳酸钡

工业碳酸钡

中文名 工业碳酸钡
管制类型 不管制
分子式 BaCO3
CAS号 513-77-9
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工业碳酸钡

碳酸钡分子结构图碳酸钡分子结构图工业级碳酸钡工业级碳酸钡

工业碳酸钡(粉状)(Barium carbonate)

分子式(Formula): BaCO3

分子量(Molecular Weight): 197.34

CAS No.: 513-77-9

含量(Purity): 99.00%质量指标(Specification)

包装(Package): 净重25公斤,塑料编织袋内衬牛皮纸袋包装

外观(Appearance):六角形微细晶体或白色粉末,工业品为白色粉末。

熔点:1740℃(8820千帕-90大气压),1450℃分解,放出二氧化碳。

密度:4.43克/厘米

溶解性:几乎不溶于水,不溶于酒精,可溶于酸及氯化铵溶液。 微溶于含有二氧化碳的水,也溶于氯化铵或硝酸铵溶液生成络合物,溶于盐酸、硝酸放出二氧化碳。

含量(以BaCO3计):≥99.00%;

水份:≤0.3%;

盐酸不溶物灼烧残渣:≤0.25%;

含硫(以SO5计):≤0.3%;

含铁(以Fe计):≤0.004%;

氯化物(以Cl计):≤0.01%

毒性:有毒。 

质量规格

指标名称

规格

AR

CP

外观

合格

合格

含量[BaCO3] /%

≥99.0

≥99.0

澄清度试验

合格

合格

盐酸不溶物/%

≤0.01

≤0.05

游离碱(以OH计)

≤0.02

≤0.05

氯化物(Cl)/%

≤0.002

≤0.01

硫化物(S)%

≤0.0001

≤0.0005

氮化合物(N) /%

≤0.002

≤0.005

钙及锶(以硫酸盐计) /%

≤0.15

≤0.5

铁(Fe) /%

≤0.0005

≤0.0015

重金属(以Pb计) /%

≤0.0005

≤0.001

硫酸不沉淀物

≤0.05

≤0.2

物理性质(Physical Properties)

指标名称

规格

AR

CP

外观

合格

合格

含量[BaCO3] /%

≥99.0

≥99.0

澄清度试验

合格

合格

盐酸不溶物/%

≤0.01

≤0.05

游离碱(以OH计)

≤0.02

≤0.05

氯化物(Cl)/%

≤0.002

≤0.01

硫化物(S)%

≤0.0001

≤0.0005

氮化合物(N) /%

≤0.002

≤0.005

钙及锶(以硫酸盐计) /%

≤0.15

≤0.5

铁(Fe) /%

≤0.0005

≤0.0015

重金属(以Pb计) /%

≤0.0005

≤0.001

硫酸不沉淀物

≤0.05

≤0.2

制备方法

【外观性质】白色斜方结晶或粉末。

【溶解性】不溶于水,溶于乙醚、氯仿。

【熔点 】811 °C

【沸点 】1450 °C

【密度 】4.43

【水溶解性 】0.002 g/100 mL (20 ºC)

【Merck 】14,969

储运特性

1.碳化法

在硫化钡溶液中通入二氧化碳进行碳化,得到碳酸钡浆液。经脱硫洗涤、真空过滤、300摄氏度下干燥、粉碎,制得碳酸钡成品。

BaS+CO2+H2O=BaCO3+H2S

2.复分解法

由硫化钡与碳酸铵进行复分解反应,再经洗涤、过滤、干燥等,即得碳酸钡成品。

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

还可用氯化钡与碳酸钾反应制取

BaCl2+K2CO3=BaCO3↓+2KCl

3.毒重石化法

将毒重石矿粉与铵盐反应生成可溶性钡盐,同时将碳酸铵回收使用,可溶性钡盐加入碳酸铵沉淀出精制碳酸钡,经过滤、干燥,制成成品。得到的母液可回收循环使用。

BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑

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

Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O

产品用途

储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。包装密封。应与

酸类、食用化学品分开存放,切忌混储。储存区应备有合适的材料收容泄漏物。

【操作注意事项】密闭操作,局部排风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学 安全防护眼镜,穿防毒服,戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备 泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

【储存注意事项】储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。包装密封。应与酸类、食用化学品分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。

【运输注意事项】铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。运输前应先检查包装容器是否完整、密封,运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与酸类、氧化剂、食品及食品添加剂混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。 

【储存条件 】Store at RT. 

电子行业的应用

用途(Useage)

用于生产显像管玻壳、电子陶瓷及净化水,生产颜料、涂料或其它钡盐。用于电子、仪表、冶金工业。配制焰火,制信号弹,陶瓷涂料,制光学玻璃的辅料。还用作杀鼠药、水澄清剂和填料。 用于钢铁, 玻璃,颜料,搪瓷,油漆,橡胶,涂料,焊条,烟火,电子等工业,及制造钡盐。

用于陶瓷涂料和光学玻璃的辅料用于电子陶瓷、PTC热敏电阻、电容器等多种电子元器件的制造。分析钙、镁、锰和锌中的铁。检定和测定有机化合物中的卤素。用于制钡盐、颜料、焰火、杀鼠药陶器,并用作填料和水澄清剂等。用于催化剂。生产电子陶瓷及净化水,生产颜料、涂料或其它钡盐用于制光学玻璃、钡磁性材料等是生产显像管玻壳、磁性材料和高级光学玻璃的重要化工原料。处理镀铬电解液中过量的硫酸根,也用于镀锌层白色钝化溶液中,还可以用于处理含废水。

【用途一】用于焰火、信号弹的配制,也用于陶瓷涂料和光学玻璃的辅料

【用途二】用于电子陶瓷、PTC热敏电阻、电容器等多种电子元器件的制造

【用途三】主要用于制造光学玻璃、显像管玻壳和钡磁性材料,是制造其他钡盐、陶瓷、搪瓷、颜料、焊条的原料

【用途四】用于制光学玻璃、钡磁性材料等

【用途五】主要用于制造光学玻璃、显像管玻璃以及钡磁性材料和电容器等,也用于钢铁渗碳和金属表面处理。是制造其他锁盐及陶瓷、搪瓷、颜料、涂料、橡胶、焊条的原料。还可用作净水剂和杀鼠剂。

【用途六】是生产显像管玻壳、磁性材料和高级光学玻璃的重要化工原料。

【用途七】主要用于制造光学玻璃、显像管玻璃以及钡磁性材料和电容器等,也用于钢铁渗碳和金属表面处理。是制造其它钡盐及陶瓷、搪瓷、颜料、涂料、橡胶、焊条的原料。还可用作净水剂和杀鼠剂,氧化反应催化剂。

【用途八】分析钙、镁、锰和锌中的铁。检定和测定有机化合物中的卤素。铝的分离。催化剂。光学玻璃。油脂脱色,化学操作的中和剂。 

玻璃和陶瓷行业

由于碳酸钡有较强的X-射线屏蔽能力,在彩电或计算机显像管玻壳中加入钡,能有效地吸收高压电流下产生的X-射线。碳酸钡也可用于生产放射线过滤器,吸收高强度的放射线。用作射线屏蔽材料的碳酸钡一般纯度要求不是很高,达97%以上即可。高纯碳酸钡主要用于对质量要求高的电容器领域,其中铁杂质的含量多少对这些产品有决定性的影响。近年来出现的微型化、毫米级芯片电容式电容器必须用四个九(99.99%)的高纯碳酸钡。碳酸钡用作生产垂直磁化用钡铁氧体的原料时,其中的锶、钠杂质含量甚微,粒子直径在一定范围。

化工原料的生产

碳酸钡在玻璃制造中,碳酸钡用作焙烧添加剂,能增加可浇注性。加入碳酸钡,可提高玻璃的质量,如使玻璃折射率更高、硬度更大,改善玻璃的性能和耐刻划性。在生产光学特殊玻璃时,碳酸钡是氧化钡的重要来源。在结构陶瓷的生产中使用粉状碳酸钡,可改进瓷砖的硬度、耐磨性和化学品腐蚀性。在陶瓷中加入碳酸钡可减少气孔和气泡,改善半透明性,扩大烧结范围,增加热膨胀系数。采用钡作釉料,提高釉的焙结和耐擦能力,色泽牢固、光亮稳定。

其它行业

碳酸钡可用于三聚磷酸钠生产,在湿法磷酸中除硫酸根用。碳酸钡用于铁酸盐的生产时,可改善其磁学性能。碳酸钡还用于其它钡化学品(如硝酸钡和氯化钡)以及涂料和颜料等的生产。

生产方法

碳酸钡在水净化和三废处理中,碳酸钡用作除硫酸根的沉淀剂。碳酸钡可用于钢铁渗碳和金属表面处理。它也是制造搪瓷、橡胶、抛光剂的辅助原料。在焊剂中加入碳酸钡可增强其弹性,改善其外观,并能增加其耐腐蚀性。

方法一

方法二

碳化法。反应方程式:

BaS+CO2→BaCO3↓+H2S↑ 

操作方法: 将1L含硫化钡180g/L的水溶液与二氧化碳在70℃反应,生成沉淀碳酸钡。沉淀用10ml 25%的氨水混合,在60℃脱硫20min。过滤、干燥后得沉淀碳酸钡,产品中含硫0.46%。

复分解法。反应方程式:

BaCl2+NH4HCO3+NH4OH→BaCO3↓+2NH4Cl+H2O 

操作方法:在30℃, 将23.6L含碳酸氢铵56.1g/L的水溶液与1.36L氨水在50L釜中混合,然后在50℃、在2h内滴加21.6L 200.3g/L的氯化钡溶液,在40℃搅拌30min。过滤,在140℃干燥,粉碎,得碳酸钡平均粒径d为0.8μm,纯度99.8%。

毒重石法。反应方程式:

BaCO3+2NH4Cl→BaCl2+2NH3+H2O+CO2 

BaCL2+(NH4)2CO3→BaCO3↓+2NH4Cl 

操作方法: 将100 g 80%的毒重石粉(120目)与60g氯化铵混匀,迅速放入650℃马弗炉中反应3min。冷却后水浸、过滤、除渣、得氯化钡溶液,加入36g碳酸铵,沉淀出碳酸钡,过滤、干燥、粉碎,转化率91%。

方法三

碳化法在硫化钡溶液(制备参见硫化钡)中通^二氧化碳气进行碳化,得到碳酸钡浆液经脱硫洗涤、真空过滤、300℃下干燥、粉碎,制得碳酸钡成品。其

BaS+CO2+H2O→BaCO3↓+H2S↑

复分解法 由硫化钡与碳酸铵进行复分解反应,再经洗涤、过滤、干燥等,即得碳酸铋成品。其

BaS+(NH4)2CO3→BaCO3↓+(NH4)2S

毒霞石转化法将毒重石矿粉与铵盐反应生成可溶性钡盐,同时将碳酸铵回收使用,可溶性钡盐加入碳酸铵沉淀出精制碳酸钡,经过滤、干燥,制得碳酸钡成品。得到的母液,经回收循环使用。

生产新工艺

干法造粒将重质沉淀碳酸钡过筛,置于原料仓内充分搅拌、混合、脱气,物料经回转给料器、卧立式螺旋输送机输入辊压机辊压制片,制片厚度3.7~4 mm。将辊压成片的物料输入造粒机,通过调整其转速和筛板开孔大小来调整半成品的粒径分布。半成品采用刮刀式脉冲气力输送法将半成品经给料器输入至振动筛进行筛分,20目以上的颗粒送回造粒机,65目以下的微粒送回原料仓,65目至20目之间的颗粒输送到成品包装仓包装,制得颗粒碳酸钡。

湿法造粒碳酸钡生产过程中由沉淀系统过滤分离后的含水滤饼,控制滤饼含水量在20%左右。在旋转桨叶的作用下,物料被迅速混合均匀,并得到混炼、捏合,形成密实的颗粒,将湿粒投入直接火回转窑内,在800~1200℃烧结。经整粒、筛选、脱铁、计量包装,制得颗粒碳酸钡。

危险性

1.项目概况:随着电子工业的不断发展,一些电子元器件对碳酸钡的理化性能要求越来越高,不仅化学纯度高,杂质少,而且粒子小且为球形或近似球形。目前工业生产高纯碳酸钡的主要方法是用可溶性钡盐与碳酸盐反应的液相法,中国主要用氯化钡与碳酸盐为原料生产,该法由于除锶过程复杂且原料中固有的氯离子虽经大量水洗仍难洗净,影响产品质量,用户不愿采用。该院以工业硝酸钡为原料用碳酸氢铵碳化,用助剂控制粒子的大小和形貌,成功制出BaCO_3≥99.8%,平均粒径为0.3~1.0μm的球形或近似球形高纯碳酸钡,完全符合电子工业的要求。

2.技术特点:以工业硝酸钡(或粗硝酸钡)为原料,与碳酸氢铵溶液进行反应,生成的碳酸钡沉淀经洗涤,干燥等工序得高纯碳酸钡。反应中以助剂控制粒子的大小和形貌,制得不同粒度要求的产品。 

3.产品质量指标:BaCO_3(%):≥99.8;SO_4(%):≤0.05;Sr(%):≤0.04;灼失(%):≤0.3;Fe(%):≤0.0005;平均粒径:0.3~1.0μm;Cl(%):≤0.005;粒子形貌:球形或近似球形。

4.主要原材料:工业硝酸钡,碳酸氢铵,助剂等。

5.主要设备:反应釜,分离设备,干燥设备,软化水装置等。

6.形成生产能力所需条件:年产300吨,总投资180万元(界区内设备投资100万元)。锅炉(2t/h)一台,厂房480m^2,循环水20m^3/h,电100kVA,工人24名。

7.经济效益预测:吨成本8000元,参考售价14000元。年利税180万元。[1]

安全说明

碳酸钡是钡盐,有很强的毒性,碳酸钡会蓄积在骨骼上,引起骨髓造白细胞组织增生,从而发生慢性中毒。而且碳酸钡会与胃液中的盐酸发生反应,变成可溶性的氯化钡,氯化钡属于可溶性钡盐,为有毒物质,若不及时抢救,将会很快中毒,严重时会死亡。碳酸钡的LD50约418mg/kg。对碳酸钡急性中毒的患者,通常采取洗胃、灌肠、服用催吐剂等措施使碳酸钡排出体外。同时也可以通过服用硫酸钾与碳酸钡反应,能使有毒的钡变为不溶性硫酸钡沉淀,减轻毒性。之所以使用硫酸钾,是因为碳酸钡中毒可能会导致低血钾症。

急救措施

消防措施

皮肤接触:脱去污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。

眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:饮足量温水,催吐。用2%~5%硫酸钠溶液洗胃,导泻。就医。

泄漏应急处理

危险特性:未有特殊的燃烧爆炸特性。

有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳、氧化钡。

灭火方法:本品不燃。灭火剂:水、砂土。

操作处置与储存

应急处理:隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:避免扬尘,用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖。然后收集回收或运至废物处理场所处置。

接触控制

操作注意事项:密闭操作,局部排风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒服,戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。包装密封。应与酸类、食用化学品分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。应严格执行极毒物品"五双"管理制度。

个体防护

前苏联MAC(mg/m3):0.5

TLVTN:OSHA 0.5mg[Ba]/m3; ACGIH 0.5mg[Ba]/m3

工程控制:密闭操作,局部排风。提供安全淋浴和洗眼设备。

呼吸系统防护:可能接触其粉尘时,必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴空气呼吸器。

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