سنتز کربنات باریم به روش مکانوشیمیایی

در این پژوهش، کربنات باریم به روش مکانوشیمیایی از مخلوط کنسانتره باریت-کربنات سدیم تولید شد. هدف از این پژوهش، تولید کربنات باریم از کنسانتره باریت و ارزیابی فازها و محصولات بود.

پس از خرد کردن کنسانتره باریت، فرایند اسیدشویی با اسیدکلریدریک یک نرمال انجام شد. سپس مخلوط هایی از کنسانتره باریت-کربنات سدیم با نسبت های مولی متفاوت  (5/2 :1، 1:2، 1:1= BaSO4:Na2CO3) تهیه و آسیاکاری در یک آسیای گلوله ای سیاره ای در زمان های گوناگون (2 و 5 ساعت) انجام شد. نمونه های پس از آسیاکاری و محصولات پس از گرمایش، در آب مقطر حل شدند، سپس باقی مانده جامد در آون خشک شد. گرمایش همدمای نمونه ها درون بوته های آلومینایی و زیرکونیایی انجام شد. مخلوطی از نمونه کنسانتره باریت-کربنات سدیم در شرایط بدون آسیاکاری تهیه شد. یافت های این پژوهش با روش های XRF ،XRD  و STA ارزیابی شدند و ریزساختارهای میکروسکوپی محصولات به روش SEM بررسی شدند.

بر اساس نتایج آزمون STA، نشانه های مرتبط به انجام واکنش بین مواد اولیه (کنسانتره باریت-کربنات سدیم) در مخلوط های پس از 2 و 5 ساعت آسیاکاری در دمای حدود 720 درجه سانتیگراد مشاهده شد. در مخلوط بدون آسیاکاری، در دمای حدود 735 درجه سانتیگراد، این نشانه ها مشاهده شد. بر اساس نتایج (XRD) واکنش شیمیایی بین کنسانتره باریت و کربنات سدیم در مخلوط های پس از آسیاکاری بطور کامل انجام نشد. پس از گرمایش همدما در دمای 700 درجه سانتیگراد و زمان یک ساعت، نشانه های فاز اورترومبیک کربنات باریم در محصولات مشاهده شد. نتایج نشان داد گرمایش در دمای 750 درجه سانتیگراد و زمان دو ساعت برای مخلوط پس از آسیاکاری کنسانتره باریت-کربنات سدیم با نسبت مولی 5/2 :1، شرایط مناسبی برای تولید فاز کربنات باریم است. نشانه های ضعیفی از یک فاز میانی (Ca4Ba2Si6O18) در الگوهای XRD مرتبط به مخلوط کنسانتره باریت-کربنات سدیم مشاهده شد. برای مقایسه، آزمایش هایی با نمونه سولفات باریم خالص (بارکس) انجام شد. در محصول گرمایش همدما (750 درجه سانتیگراد، زمان 2 ساعت) برای مخلوط سولفات باریم (بارکس)-کربنات سدیم با نسبت مولی (5/2 : 1) ، فاز کربنات باریم تولید شد و اثری از این فاز میانی مشاهده نگردید.

نتایج این پژوهش نشان داد می توان با فرایند آسیاکاری و گرمایش همدما از مخلوط کنسانتره باریت-کربنات سدیم به فاز کربنات باریم رسید.