బేరియం వెలికితీత ప్రక్రియ

(1) బేరియం ఆక్సైడ్ తయారీ 

అధిక-నాణ్యత గల బరైట్ ధాతువును ముందుగా చేతితో ఎంచుకుని తేలాలి, ఆపై ఇనుము మరియు సిలికాన్‌ను తీసివేసి 96% కంటే ఎక్కువ బేరియం సల్ఫేట్ కలిగిన గాఢతను పొందాలి. 20 మెష్ కంటే తక్కువ కణ పరిమాణం కలిగిన ధాతువు పొడిని బొగ్గు లేదా పెట్రోలియం కోక్ పౌడర్‌తో 4:1 బరువు నిష్పత్తిలో కలుపుతారు మరియు రివర్బరేటరీ ఫర్నేస్‌లో 1100℃ వద్ద కాల్చుతారు. బేరియం సల్ఫేట్‌ను బేరియం సల్ఫైడ్ (సాధారణంగా "నల్ల బూడిద" అని పిలుస్తారు)గా మారుస్తారు మరియు పొందిన బేరియం సల్ఫైడ్ ద్రావణాన్ని వేడి నీటితో లీచ్ చేస్తారు. బేరియం సల్ఫైడ్‌ను బేరియం కార్బోనేట్ అవక్షేపణగా మార్చడానికి, సోడియం కార్బోనేట్ లేదా కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను బేరియం సల్ఫైడ్ జల ద్రావణంలో జోడించాలి. బేరియం కార్బోనేట్‌ను కార్బన్ పౌడర్‌తో కలిపి 800℃ కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద కాల్సిన్ చేయడం ద్వారా పొందవచ్చు. బేరియం ఆక్సైడ్ 500-700℃ వద్ద ఆక్సీకరణం చెంది బేరియం పెరాక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుందని మరియు బేరియం పెరాక్సైడ్ 700-800℃ వద్ద కుళ్ళిపోయి బేరియం ఆక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుందని గమనించాలి. అందువల్ల, బేరియం పెరాక్సైడ్ ఉత్పత్తిని నివారించడానికి, కాల్సిన్ చేయబడిన ఉత్పత్తిని జడ వాయువు రక్షణలో చల్లబరచడం లేదా చల్లబరచడం అవసరం. 

(2) లోహ బేరియం ఉత్పత్తి చేయడానికి అల్యూమినిథర్మిక్ తగ్గింపు పద్ధతి 

వివిధ పదార్థాల కారణంగా, అల్యూమినియం బేరియం ఆక్సైడ్‌ను తగ్గించే రెండు ప్రతిచర్యలు ఉన్నాయి:

6BaO+2Al→3BaO•Al2O3+3Ba↑

లేదా: 4BaO+2Al→BaO•Al2O3+3Ba↑

1000-1200℃ వద్ద, ఈ రెండు ప్రతిచర్యలు చాలా తక్కువ బేరియంను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, కాబట్టి ప్రతిచర్య కుడి వైపుకు కొనసాగడానికి బేరియం ఆవిరిని ప్రతిచర్య జోన్ నుండి సంగ్రహణ జోన్‌కు నిరంతరం బదిలీ చేయడానికి వాక్యూమ్ పంప్ అవసరం. ప్రతిచర్య తర్వాత అవశేషాలు విషపూరితమైనవి మరియు దానిని విస్మరించడానికి ముందు చికిత్స చేయవలసి ఉంటుంది.

సాధారణ బేరియం సమ్మేళనాల తయారీ 

(1) బేరియం కార్బోనేట్ తయారీ పద్ధతి 

① కార్బొనైజేషన్ పద్ధతి

కార్బొనైజేషన్ పద్ధతిలో ప్రధానంగా బరైట్ మరియు బొగ్గును ఒక నిర్దిష్ట నిష్పత్తిలో కలిపి, వాటిని రోటరీ బట్టీలో చూర్ణం చేసి, బేరియం సల్ఫైడ్ కరుగును పొందడానికి 1100-1200℃ వద్ద కాల్చడం మరియు తగ్గించడం జరుగుతుంది. కార్బొనైజేషన్ కోసం బేరియం సల్ఫైడ్ ద్రావణంలో కార్బన్ డయాక్సైడ్ ప్రవేశపెట్టబడుతుంది మరియు ప్రతిచర్య క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

బాస్+CO2+H2O=బాకో3+H2S

పొందిన బేరియం కార్బోనేట్ స్లర్రీని డీసల్ఫరైజ్ చేసి, కడిగి, వాక్యూమ్ ఫిల్టర్ చేసి, ఆపై 300℃ వద్ద ఎండబెట్టి, చూర్ణం చేసి బేరియం కార్బోనేట్ ఉత్పత్తిని పొందుతారు. ఈ పద్ధతి ప్రక్రియలో సరళమైనది మరియు తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నది, కాబట్టి దీనిని చాలా మంది తయారీదారులు అనుసరిస్తున్నారు.

② డబుల్ డికంపోజిషన్ పద్ధతి

బేరియం సల్ఫైడ్ మరియు అమ్మోనియం కార్బోనేట్ ద్వంద్వ కుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్యకు లోనవుతాయి మరియు ప్రతిచర్య క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

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

లేదా బేరియం క్లోరైడ్ పొటాషియం కార్బోనేట్‌తో చర్య జరుపుతుంది మరియు ప్రతిచర్య క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

BaCl2+K2CO3=BaCO3+2KCl

ప్రతిచర్య నుండి పొందిన ఉత్పత్తిని కడిగి, ఫిల్టర్ చేసి, ఎండబెట్టి, మొదలైన వాటి ద్వారా పూర్తి చేసిన బేరియం కార్బోనేట్ ఉత్పత్తిని పొందవచ్చు.

③ బేరియం కార్బోనేట్ పద్ధతి

బేరియం కార్బోనేట్ పౌడర్ అమ్మోనియం లవణంతో చర్య జరిపి కరిగే బేరియం లవణాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు అమ్మోనియం కార్బోనేట్ రీసైకిల్ చేయబడుతుంది. శుద్ధి చేసిన బేరియం కార్బోనేట్‌ను అవక్షేపించడానికి కరిగే బేరియం ఉప్పును అమ్మోనియం కార్బోనేట్‌కు కలుపుతారు, దీనిని ఫిల్టర్ చేసి ఎండబెట్టి తుది ఉత్పత్తిని తయారు చేస్తారు. అదనంగా, పొందిన తల్లి మద్యం రీసైకిల్ చేయవచ్చు. ప్రతిచర్య క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

బాకో3+2హెచ్‌సిఎల్=బాక్లో2+హెచ్2ఓ+CO2

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

బా(OH)2+CO2=బాCO3+H2O 

(2) బేరియం టైటనేట్ తయారీ పద్ధతి 

① ఘన దశ పద్ధతి

బేరియం కార్బోనేట్ మరియు టైటానియం డయాక్సైడ్ లను కాల్సీకరణం చేయడం ద్వారా బేరియం టైటనేట్ పొందవచ్చు మరియు ఏదైనా ఇతర పదార్థాలను దానిలోకి డోపింగ్ చేయవచ్చు. ప్రతిచర్య క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑

② కోప్రెసిపిటేషన్ పద్ధతి

బేరియం క్లోరైడ్ మరియు టైటానియం టెట్రాక్లోరైడ్‌లను కలిపి సమాన పరిమాణంలో కరిగించి, 70°C కు వేడి చేసి, ఆ తరువాత ఆక్సాలిక్ ఆమ్లాన్ని చుక్కల వారీగా కలుపుతారు, తద్వారా హైడ్రేటెడ్ బేరియం టైటానైల్ ఆక్సలేట్ [BaTiO(C2O4)2•4H2O] అవక్షేపం లభిస్తుంది, దీనిని కడిగి, ఎండబెట్టి, ఆపై పైరోలైజ్ చేసి బేరియం టైటనేట్‌ను పొందుతారు. ప్రతిచర్య క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

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

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

మెటాటిటానిక్ ఆమ్లాన్ని కొట్టిన తర్వాత, బేరియం క్లోరైడ్ ద్రావణాన్ని జోడించి, ఆపై అమ్మోనియం కార్బోనేట్‌ను కదిలిస్తూ బేరియం కార్బోనేట్ మరియు మెటాటిటానిక్ ఆమ్లం యొక్క కో-ప్రెసిపిటేట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తారు, దీనిని కాల్సిన్ చేసి ఉత్పత్తిని పొందుతారు. ప్రతిచర్య క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

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

H2TiO3 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ + H2O 

(3) బేరియం క్లోరైడ్ తయారీ 

బేరియం క్లోరైడ్ ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో ప్రధానంగా హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్ల పద్ధతి, బేరియం కార్బోనేట్ పద్ధతి, కాల్షియం క్లోరైడ్ పద్ధతి మరియు మెగ్నీషియం క్లోరైడ్ పద్ధతి వివిధ పద్ధతులు లేదా ముడి పదార్థాల ప్రకారం ఉంటాయి.

① హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్ల పద్ధతి. బేరియం సల్ఫైడ్‌ను హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లంతో చికిత్స చేసినప్పుడు, ప్రధాన ప్రతిచర్య:

BaS+2HCI=BaCl2+H2S↑+Q