理化性質(zhì)
無臭、無味粉末,密度4.25-4.5,分解溫度>1600℃。溶于熱濃硫酸,幾乎不溶于水、稀酸、醇。水懸浮溶液對石蕊試紙呈中性。
硫酸鋇具有高填充性,可應用于所有涂裝系列,例如底漆、厚漿涂料等所有類型,其低比表面積與粒徑分布性及易流動性,使硫酸鋇于加工過程中具有低磨損性,硫酸鋇推薦用于自動底漆表面層,甚至于高填充時亦保持很好的均勻性與光滑度。
硫酸鋇純度高、粒度細且分布均勻,具有化學惰性、耐酸、耐高溫、抗腐蝕、高白度、高折光率、易分散等特性,同時還具有較強的射線吸收功能,作為體質(zhì)顏料被廣泛用于各類涂料、油漆、油墨等行業(yè),同時作為填料也大量應用于塑料、橡膠、陶瓷及摩擦材料等領域。
硫酸鋇性質(zhì):
溶于熱亞硫酸、濃硫酸,不溶于水、乙醇、一般的酸、苛性堿溶液。不燃。受高熱分解產(chǎn)生有毒的硫化物煙氣。
重晶石是普通的富含鋇的硫酸鹽礦物。斜方晶系,晶體多呈板狀、短柱狀,一般呈致密塊狀、板狀、柱狀產(chǎn)出。晶體無色透明,一般呈白色、灰白、灰色、淺黃、淡紅、淺藍、棕褐等色。玻璃光澤,斷口珍珠光澤,條痕白色。密度4.3~4.7g/cm3,硬度3~3.5.性脆,具黃綠焰色反應。不溶于水和酸,化學性質(zhì)穩(wěn)定,無磁性毒性,并有吸收X射線和伽馬射線的性能。重晶石主要產(chǎn)于沉積層狀礦床和低溫熱液礦脈中,常與石英、白云石、方解石、螢石、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等共生。
硫酸鋇制法:
將二水合氯化鋇溶于熱水中,再將硫酸與水的混合液加熱后慢慢加入其中。放置片刻,加幾滴稀硫酸于上層清液中檢驗沉淀是否完全。靜置,所得沉淀用熱水以傾析法洗滌5~6次。然后用布氏漏斗吸濾,經(jīng)洗滌、干燥。將干燥品研細即得純品硫酸鋇。
殘坡積礦床用露天開采法,原生礦多數(shù)用地下開采法。一般工藝流程見“磷塊巖.。選礦方法主要為手選法、重選法、磁選法和浮選法。
硫酸鋇用途:
用作分析試劑,用于電子、儀表、冶金工業(yè)。
主要用于石油和天然氣鉆井泥漿的加重劑,也是提取金屬鋇和制取各種鋇化合物的重要礦物原料。工業(yè)上重要的鋇化合物有碳酸鋇、氯化鋇、硫酸鋇、硝酸鋇、氫氧化鋇、氧化鋇、過氧化鋇、鉻酸鋇、錳酸鋇、氯酸鋇、鋅鋇白、多硫化鋇等。鋇化合物的用途十分廣泛:用作橡膠,塑料、顏料、涂料、造紙、紡織品、油漆、油墨、焊條的原料及填料;用作鋇基潤滑脂、油料精制、甜菜制糖、人造絲的原料;用作殺蟲劑、滅菌劑、滅鼠劑、炸藥、綠色煙火、信號彈、曳光彈、醫(yī)學X光照像的指示劑等,還用于玻璃、陶瓷、皮革、電子、建材、冶金等部門。金屬鋇可作電視和真空管的吸氣劑、黏結(jié)劑。鋇與鋁、鎂、鉛、銀等金屬制作的合金用于制造軸承。
硫酸鋇的化學式為BaSO4,一般為白色斜方體,其無色無味,密度為4.499,熔點可高達1580℃。其化學性質(zhì)非常的穩(wěn)定,難溶于水且耐酸、耐堿、、無磁性,還可以吸收X-射線以及γ射線等。
硫酸鋇用于塑料中可減少顏料的添加量并可節(jié)約10﹪左右的成本。將硫酸鋇(約25﹪)應用至PP,可使PP表面似ABS,且不影響PP原有特性,提供高光澤度及高硬度表面。
工業(yè)中,硫酸鋇分為以下幾種:
1.重鋇,又稱之為重晶石粉或者天然鋇粉。是人們選取天然硫酸鋇礦石(重晶石)后經(jīng)過清洗、打磨、曬干等工藝制成,其雜質(zhì)較多,品質(zhì)主要由礦本身決定,但是其價格低廉,通常應用在白色顏料制作或者低檔涂料、塑料、油墨行業(yè)中充當填充料。
2.沉淀硫酸鋇,又稱之為工業(yè)硫酸鋇或沉鋇。其由人為加工制成,與重鋇不同的是沉鋇幾乎不含雜質(zhì)。其微溶于水,不溶于酸。本身不含毒,但是如果含有可溶性鋇能引起中毒。工業(yè)中的沉淀硫酸鋇主要通過硫酸鋇與硫酸反應、氯化鋇與硫酸或硫酸鈉反應、硫化鋇與硫酸鈉反應生成。沉淀硫酸鋇因為其穩(wěn)定性由其具體的指標不同而應用于醫(yī)藥、中涂料油墨、塑料、橡膠、玻璃、陶瓷等領域中充當填充料,人們通常根據(jù)不同的應用又分為涂料級沉淀硫酸鋇、塑料級沉淀硫酸鋇等等,其相對于重鋇價格較高。
3.改性硫酸鋇,又分為改性硫酸鋇與改性沉淀硫酸鋇,是將重晶石粉或沉淀硫酸鋇通過相關(guān)的處理使得其在某一方面的性能增強,應用與沉淀類似,主要還是取決于其相關(guān)性能,其中經(jīng)過進一步加工細化的又稱之為改性超細硫酸鋇或改性超細沉淀硫酸鋇。價格比沉淀硫酸鋇高。
4.納米級沉淀硫酸鋇,是將改性沉淀硫酸鋇通過深加工,使得其D50(中位粒徑分布)控制在0.2μm-0.4μm之間,因為其加工的高要求,目前我國能生產(chǎn)出納米級沉淀硫酸鋇的廠家還較少,其價格也比較高,納米級沉淀硫酸鋇主要應用于的油漆、涂料等行業(yè)之中。
硫酸鋇為什么不與鹽酸反應?
熵變自由能焓變可以用來判斷反應能否自發(fā)發(fā)生,但化學反應是否能夠發(fā)生還需要考慮化學動力學部分,也就是說要將化學勢考慮在內(nèi)。假如硫酸鋇與鹽酸發(fā)生反應,生成的產(chǎn)物為BaCl2,BaCl2可以溶于水,BaSo4比BaCl2更難溶,相對而言硫酸鋇更穩(wěn)定。而化學反應是往化學勢降低的方向進行,也就是往穩(wěn)更定的方向所進行的,所以宏觀上表現(xiàn)為硫酸鋇與鹽酸不能發(fā)生反應。此外硫酸的酸性要比鹽酸更強,置換反應強酸換弱酸,所以鹽酸無法置換出弱酸。
硫酸鋇可分為天然硫酸鋇(重晶石粉)和沉淀硫酸鋇,外觀是致密的白色粉末,密度為4.3-4.5g/cm3,其吸油量低,密度大,具有很好的填充性能,有利于光澤并有很好的保光性,的化學惰性,耐酸、耐堿、耐光,它在高光制件、高腐蝕的環(huán)境中有很大價值。沉淀硫酸鋇相對重晶石粉其粒徑更小、價格更高,且易沉降,是高光半光材料的重要填料。