ബേരിയം വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ പ്രക്രിയ

(1) ബേരിയം ഓക്സൈഡ് തയ്യാറാക്കൽ 

ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ബാരൈറ്റ് അയിര് ആദ്യം കൈകൊണ്ട് തിരഞ്ഞെടുത്ത് ഫ്ലോട്ട് ചെയ്യണം, തുടർന്ന് ഇരുമ്പും സിലിക്കണും നീക്കം ചെയ്ത് 96% ൽ കൂടുതൽ ബേരിയം സൾഫേറ്റ് അടങ്ങിയ ഒരു സാന്ദ്രത ലഭിക്കും. 20 മെഷിൽ താഴെയുള്ള കണികാ വലിപ്പമുള്ള അയിര് പൊടി 4:1 എന്ന അനുപാതത്തിൽ കൽക്കരി അല്ലെങ്കിൽ പെട്രോളിയം കോക്ക് പൊടിയുമായി കലർത്തി 1100℃ താപനിലയിൽ ഒരു റിവർബറേറ്ററി ചൂളയിൽ വറുക്കുന്നു. ബേരിയം സൾഫേറ്റ് ബേരിയം സൾഫൈഡായി (സാധാരണയായി "കറുത്ത ചാരം" എന്നറിയപ്പെടുന്നു) കുറയ്ക്കുന്നു, ലഭിച്ച ബേരിയം സൾഫൈഡ് ലായനി ചൂടുവെള്ളത്തിൽ അലിയിക്കുന്നു. ബേരിയം സൾഫൈഡിനെ ബേരിയം കാർബണേറ്റ് അവശിഷ്ടമാക്കി മാറ്റുന്നതിന്, സോഡിയം കാർബണേറ്റ് അല്ലെങ്കിൽ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് ബേരിയം സൾഫൈഡ് ജലീയ ലായനിയിൽ ചേർക്കേണ്ടതുണ്ട്. ബേരിയം കാർബണേറ്റ് കാർബൺ പൊടിയുമായി കലർത്തി 800℃ ന് മുകളിൽ കാൽസിൻ ചെയ്തുകൊണ്ട് ബാരിയം ഓക്സൈഡ് ലഭിക്കും. 500-700℃ താപനിലയിൽ ബേരിയം ഓക്സൈഡ് ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്ത് ബേരിയം പെറോക്സൈഡ് രൂപപ്പെടുത്താമെന്നും, 700-800℃ താപനിലയിൽ ബേരിയം പെറോക്സൈഡ് വിഘടിപ്പിച്ച് ബേരിയം ഓക്സൈഡ് രൂപപ്പെടുത്താമെന്നും ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. അതിനാൽ, ബേരിയം പെറോക്സൈഡിന്റെ ഉത്പാദനം ഒഴിവാക്കാൻ, കാൽസിൻ ചെയ്ത ഉൽപ്പന്നം നിഷ്ക്രിയ വാതകത്തിന്റെ സംരക്ഷണത്തിൽ തണുപ്പിക്കുകയോ ശമിപ്പിക്കുകയോ ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. 

(2) ലോഹ ബേരിയം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള അലൂമിനിയോതെർമിക് റിഡക്ഷൻ രീതി 

വ്യത്യസ്ത ചേരുവകൾ ഉള്ളതിനാൽ, അലൂമിനിയം ബേരിയം ഓക്സൈഡ് കുറയ്ക്കുന്നതിന് രണ്ട് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉണ്ട്:

6BaO+2Al→3BaO•Al2O3+3Ba↑

അല്ലെങ്കിൽ: 4BaO+2Al→BaO•Al2O3+3Ba↑

1000-1200℃ താപനിലയിൽ, ഈ രണ്ട് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളും വളരെ കുറച്ച് ബേരിയം മാത്രമേ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നുള്ളൂ, അതിനാൽ പ്രതിപ്രവർത്തന മേഖലയിൽ നിന്ന് ബാരിയം നീരാവി ഘനീഭവിക്കുന്ന മേഖലയിലേക്ക് തുടർച്ചയായി മാറ്റുന്നതിന് ഒരു വാക്വം പമ്പ് ആവശ്യമാണ്, അങ്ങനെ പ്രതിപ്രവർത്തനം വലതുവശത്തേക്ക് തുടരും. പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് ശേഷമുള്ള അവശിഷ്ടം വിഷാംശമുള്ളതിനാൽ അത് ഉപേക്ഷിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് ചികിത്സിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

സാധാരണ ബേരിയം സംയുക്തങ്ങൾ തയ്യാറാക്കൽ 

(1) ബേരിയം കാർബണേറ്റ് തയ്യാറാക്കുന്ന രീതി 

① കാർബണൈസേഷൻ രീതി

കാർബണൈസേഷൻ രീതിയിൽ പ്രധാനമായും ബാരൈറ്റും കൽക്കരിയും ഒരു നിശ്ചിത അനുപാതത്തിൽ കലർത്തി, അവയെ ഒരു റോട്ടറി ചൂളയിലേക്ക് പൊടിച്ച്, ബേരിയം സൾഫൈഡ് ഉരുകുന്നതിന് 1100-1200℃-ൽ കാൽസിനേഷൻ ചെയ്ത് കുറയ്ക്കുന്നതാണ്. കാർബണൈസേഷനായി ബേരിയം സൾഫൈഡ് ലായനിയിലേക്ക് കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് അവതരിപ്പിക്കുന്നു, പ്രതികരണം ഇപ്രകാരമാണ്:

ബാസ്+CO2+H2O=BaCO3+H2S

ബേരിയം കാർബണേറ്റ് സ്ലറി ഡീസൾഫറൈസ് ചെയ്ത് കഴുകി വാക്വം ഫിൽട്ടർ ചെയ്ത ശേഷം 300 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ ഉണക്കി പൊടിച്ച് ബേരിയം കാർബണേറ്റ് ഉൽപ്പന്നം ലഭിക്കും. ഈ രീതി പ്രക്രിയയിൽ ലളിതവും ചെലവ് കുറഞ്ഞതുമാണ്, അതിനാൽ മിക്ക നിർമ്മാതാക്കളും ഇത് സ്വീകരിക്കുന്നു.

② ഇരട്ട വിഘടന രീതി

ബേരിയം സൾഫൈഡും അമോണിയം കാർബണേറ്റും ഇരട്ട വിഘടന പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് വിധേയമാകുന്നു, പ്രതിപ്രവർത്തനം ഇപ്രകാരമാണ്:

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

അല്ലെങ്കിൽ ബേരിയം ക്ലോറൈഡ് പൊട്ടാസ്യം കാർബണേറ്റുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ചാൽ, പ്രതികരണം ഇപ്രകാരമായിരിക്കും:

BaCl2+K2CO3=BaCO3+2KCl

പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്ന ഉൽപ്പന്നം കഴുകി, ഫിൽട്ടർ ചെയ്ത്, ഉണക്കി, മുതലായവ ഉപയോഗിച്ച് പൂർത്തിയായ ബേരിയം കാർബണേറ്റ് ഉൽപ്പന്നം ലഭിക്കും.

③ ബേരിയം കാർബണേറ്റ് രീതി

ബേരിയം കാർബണേറ്റ് പൊടി അമോണിയം ലവണവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ലയിക്കുന്ന ബേരിയം ലവണം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, അമോണിയം കാർബണേറ്റ് പുനരുപയോഗം ചെയ്യുന്നു. ലയിക്കുന്ന ബേരിയം ലവണങ്ങൾ അമോണിയം കാർബണേറ്റിലേക്ക് ചേർത്ത് ശുദ്ധീകരിച്ച ബേരിയം കാർബണേറ്റ് അവക്ഷിപ്തമാക്കുന്നു, ഇത് ഫിൽട്ടർ ചെയ്ത് ഉണക്കി പൂർത്തിയായ ഉൽപ്പന്നം ഉണ്ടാക്കുന്നു. കൂടാതെ, ലഭിക്കുന്ന മാതൃ മദ്യം പുനരുപയോഗം ചെയ്യാൻ കഴിയും. പ്രതികരണം ഇപ്രകാരമാണ്:

BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2

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

ബാ(ഒഎച്ച്)2+CO2=ബാകോ3+എച്ച്2ഒ 

(2) ബേരിയം ടൈറ്റാനേറ്റ് തയ്യാറാക്കുന്ന രീതി 

① സോളിഡ് ഫേസ് രീതി

ബേരിയം കാർബണേറ്റും ടൈറ്റാനിയം ഡൈ ഓക്സൈഡും കാൽസിൻ ചെയ്ത് ബേരിയം ടൈറ്റനേറ്റ് ലഭിക്കും, കൂടാതെ മറ്റ് ഏത് വസ്തുക്കളും അതിലേക്ക് ഡോപ്പ് ചെയ്യാനും കഴിയും. പ്രതിപ്രവർത്തനം ഇപ്രകാരമാണ്:

TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑

② കോപ്രെസിപിറ്റേഷൻ രീതി

ബേരിയം ക്ലോറൈഡും ടൈറ്റാനിയം ടെട്രാക്ലോറൈഡും തുല്യ അളവിൽ കലർത്തി ലയിപ്പിച്ച് 70°C വരെ ചൂടാക്കിയ ശേഷം ഓക്സാലിക് ആസിഡ് തുള്ളിയായി ചേർത്ത് ജലാംശം കൂടിയ ബേരിയം ടൈറ്റാനൈൽ ഓക്സലേറ്റ് [BaTiO(C2O4)2•4H2O] അവക്ഷിപ്തം ലഭിക്കും. ഇത് കഴുകി ഉണക്കി പൈറോലൈസ് ചെയ്ത് ബേരിയം ടൈറ്റാനേറ്റ് ലഭിക്കും. പ്രതിപ്രവർത്തനം ഇപ്രകാരമാണ്:

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

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

മെറ്റാറ്റിറ്റാനിക് ആസിഡ് അടിച്ചതിനുശേഷം, ഒരു ബേരിയം ക്ലോറൈഡ് ലായനി ചേർക്കുക, തുടർന്ന് അമോണിയം കാർബണേറ്റ് ഇളക്കിക്കൊണ്ടു ചേർത്ത് ബേരിയം കാർബണേറ്റിന്റെയും മെറ്റാറ്റിറ്റാനിക് ആസിഡിന്റെയും കോപ്രിസിപിറ്റേറ്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് കാൽസിൻ ചെയ്ത് ഉൽപ്പന്നം ലഭിക്കുന്നു. പ്രതികരണം ഇപ്രകാരമാണ്:

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

H2TiO3 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ + H2O 

(3) ബേരിയം ക്ലോറൈഡ് തയ്യാറാക്കൽ 

ബേരിയം ക്ലോറൈഡിന്റെ ഉത്പാദന പ്രക്രിയയിൽ പ്രധാനമായും ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് രീതി, ബേരിയം കാർബണേറ്റ് രീതി, കാൽസ്യം ക്ലോറൈഡ് രീതി, മഗ്നീഷ്യം ക്ലോറൈഡ് രീതി എന്നിവ വ്യത്യസ്ത രീതികൾ അല്ലെങ്കിൽ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ അനുസരിച്ച് ഉൾപ്പെടുന്നു.

① ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് രീതി. ബേരിയം സൾഫൈഡ് ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡുമായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, പ്രധാന പ്രതികരണം:

BaS+2HCI=BaCl2+H2S↑+Q