ما هي طرق تصنيع عنصر الباريوم

الباريوم هو عنصر كيميائي ينتمي إلى الفلزات القلوية الترابية في المجموعة الثانية من الجدول الدوري. يُستخدم الباريوم في مجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية والطبية، مثل صناعات الزجاج والسيراميك، وأيضًا في صناعة الألعاب النارية. فيما يلي سنستعرض الطرق الأساسية لتصنيع عنصر الباريوم واستخلاصه من خاماته.

طرق تصنيع عنصر الباريوم

1. استخراج خامات الباريوم

الباريوم لا يوجد كعنصر حر في الطبيعة بسبب نشاطه الكيميائي العالي، ولكن يوجد بشكل رئيسي في خامات مثل الباريت (BaSO4) والويذيريت (BaCO3). الخطوة الأولى في تصنيع الباريوم هي استخراج هذه الخامات من المناجم.

كما تتم عملية التعدين لاستخراج خام الباريت أو الويذيريت باستخدام تقنيات مختلفة مثل التعدين السطحي والتعدين تحت الأرض، وذلك بناءً على موقع الخام وظروف التعدين. بعد استخراج الخام، يتم طحنه لتقليل حجمه وتجهيزه لعمليات المعالجة اللاحقة.

2. معالجة خام الباريوم

يتم معالجة الخام المستخرج لفصل الشوائب والمواد غير المرغوب فيها. تتم هذه العملية باستخدام طرق مختلفة مثل:

• الفصل بالجاذبية: يعتمد على اختلاف الكثافة بين خام الباريوم والشوائب.
• الفصل المغناطيسي: يستخدم لفصل المواد المغناطيسية التي قد تكون موجودة مع خام الباريوم.
• التعويم: وهي عملية تعتمد على الفروق في الخصائص السطحية للجزيئات لفصلها عن بعضها البعض.

التحويل الكيميائي

يتم تحويل خام الباريوم المعالج إلى مركبات أخرى قابلة للاختزال للحصول على عنصر الباريوم. تشمل العمليات الكيميائية المستخدمة ما يلي:

• تكليس الباريت: يتم تسخين الباريت (BaSO4) إلى درجات حرارة عالية لتحويله إلى كبريتيد الباريوم (BaS) عن طريق التفاعل مع الكربون:

BaSO4​+4C→BaS+4CO

• تحميص الويذيريت: يمكن تحويل الويذيريت (BaCO3) إلى أكسيد الباريوم (BaO) عن طريق التحميص:

BaCO3​→BaO+CO2​

3. اختزال مركبات الباريوم

أ. اختزال أكسيد الباريوم:

يتم اختزال أكسيد الباريوم باستخدام الألومنيوم أو السيليكون كعامل مختزل للحصول على الباريوم العنصري:

BaO+Si→Ba+SiO2​

3BaO+2Al→3Ba+Al2​O3​
​

ب. التحليل الكهربائي:

يمكن أيضًا الحصول على الباريوم النقي عن طريق التحليل الكهربائي لمصهور كلوريد الباريوم (BaCl2). تتم العملية بتمرير تيار كهربائي خلال المصهور، حيث يتم تحرير الباريوم عند الكاثود:

BaCl2​→Ba2++2Cl−

Ba2++2e−→Ba

4. تنقية الباريوم

بعد الحصول على الباريوم الخام، يتم تنقيته لإزالة الشوائب المتبقية. تتم عمليات التنقية باستخدام طرق مثل:

• التقطير الفراغي: يُستخدم لفصل الباريوم عن العناصر ذات نقاط الغليان الأعلى.
• التكرير الكهربائي: يُستخدم لإزالة الشوائب المتبقية باستخدام تيار كهربائي منخفض.

5. التطبيقات الصناعية

بعد الحصول على الباريوم النقي، يُستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات:

• صناعة السبائك: يُستخدم الباريوم كمادة مضافة لتحسين خصائص سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم.
• الصناعات الزجاجية: يُضاف الباريوم إلى الزجاج لزيادة شفافيته وتحسين مقاومته للحرارة.
• الألعاب النارية: يُستخدم مركب نترات الباريوم لإنتاج الألوان الخضراء في الألعاب النارية.
• التطبيقات الطبية: تُستخدم مركبات الباريوم مثل كبريتات الباريوم كمواد تباين في التصوير بالأشعة السينية.

الباريوم عنصر ذو أهمية صناعية كبيرة، وطرق استخراجه وتصنيعه تتطلب تقنيات متقدمة ودقيقة لضمان الحصول على منتج نقي وعالي الجودة.