513-77-9 / 碳酸鋇

【背景及概況】^[1][2][3]

近年來，國內汽車、建筑業的發展及家電行業的繁榮帶動了磁性材料、無線電元件及工業衛生陶瓷的增長，對碳酸鋇的需求量也有所增長。在汽車、建筑業、工業衛生陶瓷、磁性材料、無線電元件等行業中，每年國內需求量為3萬～4萬t。我國粒狀碳酸鋇大量用于彩電顯像管玻殼的生產，因為碳酸鋇具有較強的x射線、a射線屏蔽能力，在玻殼中加入碳酸鋇能有效地吸收高壓電流產生的x射線、a射線，防止其對人體的危害。目前我國碳酸鋇出口價格比國際市場低30％左右，主要原因是我國產品多為通用型，某些物理、化學指標及產品包裝形式和發達國家還有一定差距。如我國碳酸鋇產品純度高，但含鐵量較高，且存在一定量的氟元素，不能滿足某些行業的需要。而磁性材料行業用碳酸鋇的純度只要求98％ ，但產品粒徑要求小且均勻，否則磁性保留時間縮短，技術指標明顯下降。無線電行業主要用作電容器、高壓鐵電等的碳酸鋇，純度的高低和鐵含量的多少，對產品起決定作用。在歐美等經濟發達地區，制磚行業對碳酸鋇質量要求特別低，純度高于95％就能滿足要求，對碳酸鋇的鹽酸不溶物、硫化物等指標沒有要求。在高純碳酸鋇方面，某些高檔產品從日本進口，價格很高，而我國目前的高純碳酸鋇售價則相對比較低，我們應提高高純產品質量，以質優價高的產品占領國外市場，為此應注意捕捉國外信息，重視新技術、新工藝、新方法、新型設備的開發和推廣應用，以提高產品質量、節能降耗、改革工藝、更新設備為重點，并注意引進技術的消化和吸收，努力提高裝備水平，使我國碳酸鋇產品朝著規格化、功能化、專業化方向發展。特別是大屏幕彩電的問世及電腦的普及，對碳酸鋇的發展起到極大的促進作用。

【理化性質】^[4]

碳酸鋇化學式BaCO₃。分子量 197.35。有三種構型：

1）α型：白色六方晶體。相對密度4.43，熔點1740℃ （90× 10135Pa）。

2）β型：982℃轉變為α型。

3）γ型：白色斜方晶體。相對密度4.28，熱至 811℃轉變為β型。三者都有毒，微溶于水，不溶于乙醇，溶于酸和氯化銨溶液。在常壓下熱至1360℃分解為氧化鋇和二氧化碳。

【制備】^[2]

目前工業化生產碳酸鋇主要采用純堿法和碳化法，此外還有復分解法和毒重石轉化法。

1. 純堿法

純堿與硫化鋇（重晶石煅燒獲得）作用，其主反應式為；

此法生產流程短，產品純度高，而且原料易得，缺點是生產的碳酸鋇含有堿性組分，且硫化鈉溶液較稀，回收利用價值不大。

2. 碳化法

在硫化鋇溶液中通人二氧化碳氣體進行碳化，得到碳酸鋇漿液，經脫硫、洗滌、真空過濾，300 C下干燥、粉碎，即制得碳酸鋇成品。其反應如下

3. 復分解法

由硫化鋇與碳酸銨進行復分解反應，再經洗滌、過濾、干燥等，即得碳酸鋇成品。

也可用氯化鋇或硝酸鋇代替硫化鋇進行復分解反應來制得碳酸鋇。

4. 毒重石轉化法

目前工業方法主要有兩種：一是將毒重石礦粉碎后用無機酸浸取，使鋇轉化為可溶于水的相應酸的鋇鹽，與雜質分離后，再與碳酸鈉或碳酸銨反應，沉淀出碳酸鋇；另一種方法是將毒重石礦粉在高溫下焙燒脫除二氧化碳，成為氧化鋇，水浸后成為可溶性氫氧化鋇，與雜質分離，經碳化沉淀出碳酸鋇。產品含硫和其它雜質較少，但生產成本高，操作條件困難。前者常耗費大量的無機酸和碳酸鹽，同時又帶來設備腐蝕的問題。后者由于焙燒溫度高，能耗很大，而且生成的氧化鋇不穩定，很易吸收二氧化碳生成不溶性的碳酸鋇，使收率很低。

【應用】^[1]

1. 電子行業

由于碳酸鋇有較強的X 射線屏蔽能力，在彩電或計算機顯像管玻殼中加人鋇，能有效地吸收高壓電流下產生的X 射線。碳酸鋇也可用于生產放射線過濾器，吸收高強度的放射線。用作射線屏蔽材料的碳酸鋇一般純度要求不是很高，達97 以上即可。高純碳酸鋇主要用于對質量要求高的電容器領域，其中鐵雜質的含量多少對這些產品有決定性的影響。近年來出現的微型化、毫米級芯片電容式電容器必須用四個九(99.99 )的高純碳酸鋇。碳酸鋇用作生產垂直磁化用鋇鐵氧體的原料時，其中的鍶、鈉雜質含量甚微，粒子直徑在一定范圍。

2. 玻璃和陶瓷行業

在玻璃制造中，碳酸鋇用作焙燒添加劑，能增加可澆注性。加人碳酸鋇，可提高玻璃的質量，如使玻璃折射率更高、硬度更大，改善玻璃的性能和耐刻劃性。在生產光學特殊玻璃時，碳酸鋇是氧化鋇的重要來源 在結構陶瓷的生產中使用粉狀碳酸鋇．可改進瓷磚的硬度、耐磨性和化學品腐蝕性。在陶瓷中加人碳酸鋇可減少氣孔和氣泡，改善半透明性，擴大燒結范圍，增加熱膨脹系數。采用鋇作釉料，提高釉的焙結和耐擦能力，色澤牢固、光亮穩定。

3. 化工原料的生產

碳酸鋇可用于三聚磷酸鈉生產，在濕法磷酸中除硫酸根用。碳酸鋇用于鐵酸鹽的生產時，可改善其碰學性能。碳酸鋇還用于其它鋇化學品（如硝酸鋇和氧化鋇）及涂料和顏料等的生產。

4. 其它行業

在水凈化和三廢處理中，碳酸鋇用作除硫酸根的沉淀劑 碳酸鋇可用于鋼鐵滲碳和金屬表面處理。它也是制造搪瓷、橡膠、拋光劑的輔助原料。在焊劑中加A碳酸鋇可增強其彈性，改善其外觀，并能增加其耐腐蝕性。

【參考文獻】

[1] 陳英軍; 王緩. 我國碳酸鋇的市場現狀和發展方向.現代化工, 2002, 22.5: 53-55.

[2] 李建忠, 袁偉. 碳酸鋇的應用及制備.陜西化工,2000，29(1), 6-9.

[3] 朱盈權. "國內外高純碳酸鋇理化特性比較."電子元件與材料,6 (2000): 37-39.

[4] 無機化合物辭典