硫酸钡是以重晶石为主要原料,经选矿、洗矿、粉碎等工艺加工而成。硫酸钡的硬度为3~3.5(莫氏),比重为4.3~4.7,具有比重大、硬度低、性脆的特点。重晶石几乎不溶于水、乙醇和酸,溶于热浓硫酸中。随着部分硫酸钡产品的研发,硫酸钡应用领域正不断拓宽。
硫酸钡在油漆中的应用,优于其他大多数填充粉体,具有低凝聚性、光分散性低及颗粒精细等特点,特别适用于颜料面漆、清漆、喷漆等,具有耐化学性与耐候性。其惰性、不溶于水、酸、碱等有机中介,的光泽性与颗粒的精细度使得面漆长期暴露中得到保持。硫酸钡推荐用于面漆,可增加表面硬度和颜色稳定性。
硫酸钡制法:
将二水合氯化钡溶于热水中,再将硫酸与水的混合液加热后慢慢加入其中。放置片刻,加几滴稀硫酸于上层清液中检验沉淀是否完全。静置,所得沉淀用热水以倾析法洗涤5~6次。然后用布氏漏斗吸滤,经洗涤、干燥。将干燥品研细即得纯品硫酸钡。
残坡积矿床用露天开采法,原生矿多数用地下开采法。一般工艺流程见“磷块岩.。选矿方法主要为手选法、重选法、磁选法和浮选法。
工业中,硫酸钡分为以下几种:
1.重钡,又称之为重晶石粉或者天然钡粉。是人们选取天然硫酸钡矿石(重晶石)后经过清洗、打磨、晒干等工艺制成,其杂质较多,品质主要由矿本身决定,但是其价格低廉,通常应用在白色颜料制作或者低档涂料、塑料、油墨行业中充当填充料。
2.沉淀硫酸钡,又称之为工业硫酸钡或沉钡。其由人为加工制成,与重钡不同的是沉钡几乎不含杂质。其微溶于水,不溶于酸。本身不含毒,但是如果含有可溶性钡能引起中毒。工业中的沉淀硫酸钡主要通过硫酸钡与硫酸反应、氯化钡与硫酸或硫酸钠反应、硫化钡与硫酸钠反应生成。沉淀硫酸钡因为其稳定性由其具体的指标不同而应用于医药、中涂料油墨、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等领域中充当填充料,人们通常根据不同的应用又分为涂料级沉淀硫酸钡、塑料级沉淀硫酸钡等等,其相对于重钡价格较高。
3.改性硫酸钡,又分为改性硫酸钡与改性沉淀硫酸钡,是将重晶石粉或沉淀硫酸钡通过相关的处理使得其在某一方面的性能增强,应用与沉淀类似,主要还是取决于其相关性能,其中经过进一步加工细化的又称之为改性超细硫酸钡或改性超细沉淀硫酸钡。价格比沉淀硫酸钡高。
4.纳米级沉淀硫酸钡,是将改性沉淀硫酸钡通过深加工,使得其D50(中位粒径分布)控制在0.2μm-0.4μm之间,因为其加工的高要求,目前我国能生产出纳米级沉淀硫酸钡的厂家还较少,其价格也比较高,纳米级沉淀硫酸钡主要应用于的油漆、涂料等行业之中。
硫酸钡为什么是沉淀?
从热力学上看,2-2型离子化合物溶解都伴随着强烈的熵减。从硫酸铍到硫酸钡,它们的晶格能差不多,但水合能依次下降,因此溶解焓依次上升。硫酸钡溶于水作为焓增熵减的反应自然不会轻易进行。因此非要套用HSAB理论应该这么解释:从镁到钡离子依次变软,同硬碱H2O的结合能力依次下降,因此水溶性依次下降。
沉淀硫酸钡在橡胶、塑料、造纸、油漆、油墨、涂料等行业用作填料、增光剂、加重剂。硫酸钡用于装修内外墙可有效屏蔽X射线和Y射线,能有效防止阻隔射线外泄。硫酸钡作用于二氧化钛及颜料于塑料中的垫片可减少颜料的添加量并节约10%左右的成本。将硫酸钡(约25%)应用于PP表面似ABS,且不影响PPV既有特性,提供光泽度及高硬度表面。