碳酸钡的主要应用

背景及概述^[1]

化学式BaCO₃，白色正交晶体，有毒!相对密度为4.43，熔点为1740℃(90×105Pa)，1450℃时分解失去二氧化碳。不溶于冷水和沸水，微溶于含有二氧化碳的水。溶于酸、氯化铵，不溶于醇。自然界中以毒重石形式存在。碳酸钡可用于制造钡盐、陶瓷、油漆、光学玻璃、颜料、橡胶、毒鼠剂及造纸业。可由二氧化碳通入硫化钡溶液或氢氧化钡溶液，或由碳酸钠与硝酸钡作用而制得。工业上多用硫酸钡在碳酸钠溶液中煮之制备。

应用^[2-5]

碳酸钡主要用于制造钡盐、颜料，烟火、光学玻璃、陶瓷、搪瓷，并用作净水剂、杀鼠剂。还用于钢铁和金属表面处理及电子工业中。其应用举例如下：

1）用碳酸钡去除盐水中硫酸根。其主要用于氯碱工业的盐水精制中对硫酸根的去除，它是一种最经济的除盐水中的硫酸根的方法。其技术要点是：将碳酸钡加入装有浓度为150~250g/l盐水的混合槽中，经搅拌均匀后，将此悬浊液加入含有一定量硫酸根的盐水的反应槽中进行反应，反应后的混合液用泵加入澄清槽中进行分离，未反应的碳酸钡经澄清分离后存在于澄清槽下部并用泵打回到反应槽，除去硫酸根的清液存在于澄清槽上部用泵打入下一道工序。本发明的主要优点是：由于是重复反应，碳酸钡的反应率高；较氯化钡法除硫酸根的费用低、安全性高；可产生一定量的碳酸钠，减少精制剂(碳酸钠)的消耗，节约碳酸钠的购置费用。又由于使用比氯化钡更加廉价的碳酸钡来除去硫酸根，使除盐水中的硫酸根的成本更低。

2）合成碳酸钡锰单晶，使用分析纯的碳酸钡和分析纯的碳酸锰以摩尔比1：1研磨混合均匀作为起始原料，通过700?900℃，压力1?3GPa，反应时间12h的高温高压反应得到的碳酸钡锰粉晶样品，再将碳酸钡锰粉晶样品和无水草酸以摩尔比1：0.1研磨混合制成样品，再进行700?900℃，压力3GPa，反应时间100h的高温高压反应，制得碳酸钡锰单晶样品，高温高压的方法具有操作过程简单、实验条件容易控制等优势，获得的碳酸钡锰样品具有纯度高、结晶度好、化学稳定性好和不易吸水等特点，解决了目前人工合成碳酸钡锰、单晶生长方法的欠缺的技术难题。

3）用于制备一种基于碳酸钡、碳酸锶的固体碳酸根电极。它包括导线、碳酸钡或碳酸锶、保护膜、热缩管；导线下部表面原位电镀一层碳酸钡或碳酸锶，在碳酸钡或碳酸锶的外表面又包覆一层保护膜，导线中部和保护膜的上部包覆有热缩管。所述的导线是直径为0.2至0.6毫米的银丝。本发明具有机械强度高，韧性大，灵敏度高，体积小，探测响应快，检测下限极低，使用寿命长等优点，它和固体参比电极配套使用，适用于对海水、养殖用水和化学、化工水介质中的碳酸根离子含量进行在线探测和长期原位监测。

4）用碳酸钡制备纳米硫酸钡联产碳酸的方法；其主要技术方案为：碳酸钡与硫酸反应生成混合液体，再进行离心分离，滤饼经过洗涤、干燥、粉碎得纳米硫酸钡，滤液碳酸经减压蒸馏得到碳酸产品，本发明成本生产工艺及设备简单、成本低廉，不但可以制备得到目标产物纳米硫酸钡，同时还联产碳酸产品，能创造很高的经济价值。

制备^[1，6]

方法1：碳酸钡可由重晶石与煤粉进行还原焙烧后再经碳化而制得。其反应式如下：

方法2：一种高纯电子级碳酸钡的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：①将氢氧化钡加入去离子水中，氢氧化钡与去离子水的重量比为1：3～25，加热搅拌溶解，温度上升至30～80℃，配置成氢氧化钡溶液；②向步骤①制备的氢氧化钡溶液中加入有机分散剂，在30～80℃的条件下恒温搅拌10～60min，有机分散剂的量为氢氧化钡溶液体积1.0‰～5.0‰；③在搅拌状态下通过曝气装置向向步骤②所述的加有有机分散剂的氢氧化钡溶液中通入二氧化碳，氢氧化钡与二氧化碳的重量比为1：0.3～0.5，通气结束后，停止搅拌；再通入二氧化碳，当pH=6～7时停止通气，得到碳酸钡溶液；④对步骤③制备的碳酸钡溶液加热，使其充分反应；再进行沉淀过滤，得到碳酸钡沉淀物；⑤将步骤④的碳酸钡沉淀物在干燥器中干燥，得到高纯电子级碳酸钡。

主要参考资料

[1] 中国成人教育百科全书·化学·化工

[2] CN03133842.9用碳酸钡去除盐水中硫酸根的方法

[3] CN201810622465.9一种在高温高压下合成碳酸钡锰单晶的方法

[4] CN201410046346.5基于碳酸钡、碳酸锶的固体碳酸根电极及其制备方法

[5] CN201010158797.X一种用碳酸钡制备纳米硫酸钡联产碳酸的方法

[6] CN201210155584.0一种高纯电子级碳酸钡的生产方法