硫酸钡是以重晶石为主要原料,经选矿、洗矿、粉碎等工艺加工而成。硫酸钡的硬度为3~3.5(莫氏),比重为4.3~4.7,具有比重大、硬度低、性脆的特点。重晶石几乎不溶于水、乙醇和酸,溶于热浓硫酸中。随着部分硫酸钡产品的研发,硫酸钡应用领域正不断拓宽。
硫酸钡性质:
溶于热亚硫酸、浓硫酸,不溶于水、乙醇、一般的酸、苛性碱溶液。不燃。受高热分解产生有毒的硫化物烟气。
重晶石是普通的富含钡的硫酸盐矿物。斜方晶系,晶体多呈板状、短柱状,一般呈致密块状、板状、柱状产出。晶体无色透明,一般呈白色、灰白、灰色、浅黄、淡红、浅蓝、棕褐等色。玻璃光泽,断口珍珠光泽,条痕白色。密度4.3~4.7g/cm3,硬度3~3.5.性脆,具黄绿焰色反应。不溶于水和酸,化学性质稳定,无磁性毒性,并有吸收X射线和伽马射线的性能。重晶石主要产于沉积层状矿床和低温热液矿脉中,常与石英、白云石、方解石、萤石、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等共生。
硫酸钡制法:
将二水合氯化钡溶于热水中,再将硫酸与水的混合液加热后慢慢加入其中。放置片刻,加几滴稀硫酸于上层清液中检验沉淀是否完全。静置,所得沉淀用热水以倾析法洗涤5~6次。然后用布氏漏斗吸滤,经洗涤、干燥。将干燥品研细即得纯品硫酸钡。
残坡积矿床用露天开采法,原生矿多数用地下开采法。一般工艺流程见“磷块岩.。选矿方法主要为手选法、重选法、磁选法和浮选法。
硫酸钡用途:
用作分析试剂,用于电子、仪表、冶金工业。
主要用于石油和天然气钻井泥浆的加重剂,也是提取金属钡和制取各种钡化合物的重要矿物原料。工业上重要的钡化合物有碳酸钡、氯化钡、硫酸钡、硝酸钡、氢氧化钡、氧化钡、过氧化钡、铬酸钡、锰酸钡、氯酸钡、锌钡白、多硫化钡等。钡化合物的用途十分广泛:用作橡胶,塑料、颜料、涂料、造纸、纺织品、油漆、油墨、焊条的原料及填料;用作钡基润滑脂、油料精制、甜菜制糖、人造丝的原料;用作杀虫剂、灭菌剂、灭鼠剂、炸药、绿色烟火、信号弹、曳光弹、医学X光照像的指示剂等,还用于玻璃、陶瓷、皮革、电子、建材、冶金等部门。金属钡可作电视和真空管的吸气剂、黏结剂。钡与铝、镁、铅、银等金属制作的合金用于制造轴承。
沉淀硫酸钡,它作为填料,也称为体质颜料,主要用在各种涂料的底漆配方。硫酸钡由于密度比较大,不适合用在粘度低的面漆中。在底漆中,能够提供易于刮涂的特性,能够有利于填充底材表面粗糙的空隙纹理。
纳米材料硫酸钡,它的作用不是作为填料,而是作为颜料的增量剂使用。可以节省颜料,机理比较复杂。大致原理是纳米硫酸钡作为芯材,其外面包裹颜料,这样就避免了颜料的聚集,使得颜料充分展色。
硫酸钡为什么是沉淀?
从热力学上看,2-2型离子化合物溶解都伴随着强烈的熵减。从硫酸铍到硫酸钡,它们的晶格能差不多,但水合能依次下降,因此溶解焓依次上升。硫酸钡溶于水作为焓增熵减的反应自然不会轻易进行。因此非要套用HSAB理论应该这么解释:从镁到钡离子依次变软,同硬碱H2O的结合能力依次下降,因此水溶性依次下降。