1)性質(zhì)。純品為無(wú)色立方結(jié)晶。于水溶液中可結(jié)晶出六方片狀BaS·6H2O。工業(yè)品是灰色或淺棕色粉末。溶于水時(shí)會(huì)水解生成氫氧化鋇和硫氫化鋇。水溶液呈強(qiáng)堿性,具腐蝕性。遇酸類(包括濕空氣中的二氧化碳)放出硫化氫。與濃硫酸一起加熱即分解出硫化氫和硫磺。在潮濕空氣中氧化。純品具熒光性質(zhì)。有毒。
2)用途。是制造鋇鹽系列產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料,還用于制造立德粉、發(fā)光油漆、橡膠硫化劑、增重劑和皮革脫毛劑,也用來(lái)制造殺蟲(chóng)滅菌劑,特純的硫化鋇用于制備發(fā)光材料。
3)生產(chǎn)方法。①煤粉還原法:用煤粉還原重晶石,在1 000~1 300℃發(fā)生還原反應(yīng)。由于反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以需要在爐中燃燒重油、天然氣或發(fā)生爐煤氣供熱。②氣體還原法:用天然氣或氫氣等還原重晶石,可以制得不含煤及灰分的、較為純凈的硫化鋇熔體。
4)主要制法流程(煤粉還原法)簡(jiǎn)述。將重晶石和煤粉碎至粒度小于 3 mm,按質(zhì)量比為 100∶(24~27)配料混合,通過(guò)自動(dòng)加料器加入回轉(zhuǎn)爐中,還原物料與燃燒氣在爐內(nèi)逆流接觸,發(fā)生下列還原反應(yīng):BaSO4+4C→BaS+4CO,BaSO4+4CO→BaS+4CO2。此外重晶石中的鐵、鋁雜質(zhì)可生成鐵酸鋇和鋁酸鋇,從而直接影響還原過(guò)程和BaS產(chǎn)率,因此必須控制重晶石的雜質(zhì)含量。還原反應(yīng)溫度為1 050~1 100℃,還原時(shí)間為1.5~2.0 h。反應(yīng)生成物呈金黃色熔體狀由回轉(zhuǎn)爐流出,冷卻后呈淺棕色或黑色,BaS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為62%~64%,稱為黑灰。用熱水浸取黑灰,浸取前先破碎,然后進(jìn)入浸取器,浸取溫度為85~90℃。當(dāng)浸取液中BaS質(zhì)量濃度達(dá)到220 g/L左右時(shí)即可靜置澄清,澄清液經(jīng)過(guò)濾、蒸發(fā)、結(jié)晶得到BaS·6H2O。硫化鋇生產(chǎn)中在還原焙燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生廢氣,氣體中夾帶大量粉塵,用旋風(fēng)除塵器或電除塵器捕集后送去配制爐料;廢氣熱量可由鍋爐等回收。廢渣是用熱水浸取黑灰產(chǎn)生的渣泥稱為鋇渣,每生產(chǎn)1 t鋇鹽將產(chǎn)生0.8~1.0 t鋇渣,鋇渣中含有水溶性BaS、酸溶性BaCO3和未反應(yīng)的BaSO4及大量SiO2等。鋇渣治理方法可分為兩類:一類是回收鋇渣中的鋇,例如提取氯化鋇或硝酸鋇,最終達(dá)到無(wú)鋇離子排放;另一類是利用鋇渣制磚,不僅可用于一般的建筑中,而且因?yàn)殇^渣磚中鋇含量較高,具有防輻射作用,可作為防輻射建筑材料。