बेरियम निकासी प्रक्रिया

(१) बेरियम अक्साइडको तयारी 

उच्च गुणस्तरको बेराइट अयस्कलाई पहिले हातले छनोट गरी तैर्नु पर्छ, र त्यसपछि ९६% भन्दा बढी बेरियम सल्फेट भएको सांद्रता प्राप्त गर्न फलाम र सिलिकन हटाइन्छ। २० मेस भन्दा कम कण आकार भएको अयस्क पाउडरलाई ४:१ को तौल अनुपातमा कोइला वा पेट्रोलियम कोक पाउडरसँग मिसाइन्छ, र ११०० डिग्री सेल्सियसमा रिभरबरेटरी भट्टीमा भुटिन्छ। बेरियम सल्फेटलाई बेरियम सल्फाइड (सामान्यतया "कालो खरानी" भनेर चिनिन्छ) मा घटाइन्छ, र प्राप्त बेरियम सल्फाइड घोललाई तातो पानीले चुहाइन्छ। बेरियम सल्फाइडलाई बेरियम कार्बोनेट वर्षामा रूपान्तरण गर्न, सोडियम कार्बोनेट वा कार्बन डाइअक्साइडलाई बेरियम सल्फाइड जलीय घोलमा थप्नु पर्छ। बेरियम अक्साइडलाई कार्बन पाउडरसँग मिसाएर र ८०० डिग्री सेल्सियसभन्दा माथि क्याल्साइन गरेर प्राप्त गर्न सकिन्छ। यो ध्यान दिनुपर्छ कि बेरियम अक्साइड ५००-७०० डिग्री सेल्सियसमा बेरियम पेरोक्साइड बनाउन अक्सिडाइज गरिन्छ, र बेरियम पेरोक्साइडलाई ७००-८०० डिग्री सेल्सियसमा बेरियम अक्साइड बनाउन विघटन गर्न सकिन्छ। त्यसकारण, बेरियम पेरोक्साइडको उत्पादनबाट बच्नको लागि, क्याल्साइन गरिएको उत्पादनलाई निष्क्रिय ग्यासको सुरक्षामा चिसो वा निभाउनु पर्छ। 

(२) धातुको बेरियम उत्पादन गर्न एल्युमिनोथर्मिक रिडक्सन विधि 

विभिन्न सामग्रीहरूको कारणले गर्दा, बेरियम अक्साइड घटाउने एल्युमिनियमको दुई प्रतिक्रियाहरू हुन्छन्:

6BaO+2Al→3BaO•Al2O3+3Ba↑

अथवा: ४BaO+२Al→BaO•Al2O3+३Ba↑

१०००-१२०० डिग्री सेल्सियसमा, यी दुई प्रतिक्रियाहरूले धेरै कम बेरियम उत्पादन गर्छन्, त्यसैले प्रतिक्रिया क्षेत्रबाट कन्डेन्सेसन क्षेत्रमा बेरियम वाष्पलाई निरन्तर स्थानान्तरण गर्न भ्याकुम पम्प आवश्यक पर्दछ ताकि प्रतिक्रिया दायाँतिर अगाडि बढ्न सकोस्। प्रतिक्रिया पछिको अवशेष विषाक्त हुन्छ र यसलाई खारेज गर्नु अघि उपचार गर्न आवश्यक छ।

सामान्य बेरियम यौगिकहरूको तयारी 

(१) बेरियम कार्बोनेटको तयारी विधि 

① कार्बनाइजेशन विधि

कार्बोनाइजेसन विधिमा मुख्यतया बेराइट र कोइलालाई निश्चित अनुपातमा मिसाएर, रोटरी भट्टीमा कुचल्ने र क्याल्साइन गर्ने र ११००-१२०० डिग्री सेल्सियसमा घटाएर बेरियम सल्फाइड पग्लने काम समावेश छ। कार्बनाइजेसनको लागि बेरियम सल्फाइड घोलमा कार्बन डाइअक्साइड हालिन्छ, र प्रतिक्रिया निम्नानुसार हुन्छ:

BaS+CO2+H2O=BaCO3+H2S

प्राप्त बेरियम कार्बोनेट स्लरीलाई डिसल्फराइज्ड, धोइन्छ र भ्याकुम फिल्टर गरिन्छ, र त्यसपछि समाप्त बेरियम कार्बोनेट उत्पादन प्राप्त गर्न 300 डिग्री सेल्सियसमा सुकाइन्छ र कुचलिन्छ। यो विधि प्रक्रियामा सरल र कम लागतमा छ, त्यसैले यसलाई धेरैजसो निर्माताहरूले अपनाउँछन्।

② दोहोरो विघटन विधि

बेरियम सल्फाइड र अमोनियम कार्बोनेट दोहोरो विघटन प्रतिक्रियाबाट गुज्रन्छन्, र प्रतिक्रिया निम्नानुसार हुन्छ:

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

अथवा बेरियम क्लोराइडले पोटासियम कार्बोनेटसँग प्रतिक्रिया गर्छ, र प्रतिक्रिया निम्नानुसार हुन्छ:

BaCl2+K2CO3=BaCO3+2KCl

प्रतिक्रियाबाट प्राप्त उत्पादनलाई त्यसपछि धोइन्छ, फिल्टर गरिन्छ, सुकाइन्छ, आदि गरी तयार बेरियम कार्बोनेट उत्पादन प्राप्त गरिन्छ।

③ बेरियम कार्बोनेट विधि

बेरियम कार्बोनेट पाउडरलाई अमोनियम नुनसँग प्रतिक्रिया गरेर घुलनशील बेरियम नुन उत्पन्न गरिन्छ, र अमोनियम कार्बोनेटलाई पुन: प्रयोग गरिन्छ। अमोनियम कार्बोनेटमा घुलनशील बेरियम नुन थपिन्छ जसले गर्दा परिष्कृत बेरियम कार्बोनेट निस्कन्छ, जसलाई फिल्टर गरी सुकाएर तयार उत्पादन बनाइन्छ। यसको अतिरिक्त, प्राप्त गरिएको मातृशक्तिलाई पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ। प्रतिक्रिया यस प्रकार छ:

BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2

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

Ba(OH)2+CO2=BaCO3+H2O 

(२) बेरियम टाइटेनेटको तयारी विधि 

① ठोस चरण विधि

बेरियम टाइटेनेट बेरियम कार्बोनेट र टाइटेनियम डाइअक्साइड क्याल्साइन गरेर प्राप्त गर्न सकिन्छ, र अन्य कुनै पनि पदार्थ यसमा डोप गर्न सकिन्छ। प्रतिक्रिया निम्नानुसार छ:

TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑

② सह-वर्षा विधि

बेरियम क्लोराइड र टाइटेनियम टेट्राक्लोराइडलाई बराबर मात्रामा मिसाइन्छ र घुलाइन्छ, ७०°C मा तताइन्छ, र त्यसपछि अक्सालिक एसिडलाई ड्रपवाइजमा थपिन्छ जसले हाइड्रेटेड बेरियम टाइटेनाइल अक्सालेट [BaTiO(C2O4)2•4H2O] अवक्षेपण प्राप्त गर्दछ, जसलाई धोइन्छ, सुकाइन्छ, र त्यसपछि बेरियम टाइटेनेट प्राप्त गर्न पाइरोलाइज गरिन्छ। प्रतिक्रिया निम्नानुसार छ:

BaCl2 + TiCl4 + 2H2C2O4 + 5H2O = BaTiO(C2O4)2•4H2O↓ + 6HCl

BaTiO(C2O4)2•4H2O = BaTiO3 + 2CO2↑ + 2CO↑ + 4H2O

मेटाटायटेनिक एसिडलाई पिटेपछि, बेरियम क्लोराइडको घोल थपिन्छ, र त्यसपछि बेरियम कार्बोनेट र मेटाटायटेनिक एसिडको कोप्रिसिपिटेट उत्पन्न गर्न हलचल अन्तर्गत अमोनियम कार्बोनेट थपिन्छ, जुन उत्पादन प्राप्त गर्न क्याल्साइन गरिन्छ। प्रतिक्रिया निम्नानुसार छ:

BaCl2 + (NH4) 2CO3 = BaCO3 + 2NH4Cl

H2TiO3 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ + H2O 

(३) बेरियम क्लोराइडको तयारी 

बेरियम क्लोराइडको उत्पादन प्रक्रियामा मुख्यतया विभिन्न विधि वा कच्चा पदार्थ अनुसार हाइड्रोक्लोरिक एसिड विधि, बेरियम कार्बोनेट विधि, क्याल्सियम क्लोराइड विधि र म्याग्नेसियम क्लोराइड विधि समावेश हुन्छ।

① हाइड्रोक्लोरिक एसिड विधि। जब बेरियम सल्फाइडलाई हाइड्रोक्लोरिक एसिडले उपचार गरिन्छ, मुख्य प्रतिक्रिया हुन्छ:

BaS+2HCI=BaCl2+H2S↑+Q