سنتز کربنات باریم به روش مکانوشیمیایی

چکیدهمقدمه: 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.روش: پس از خرد کردن کنسانتره باریت، فرایند اسیدشویی با اسیدکلریدریک یک نرمال انجام شد. سپس مخلوط­هایی از کنسانتره باریت-کربنات سدیم با نسبت­های مولی متفاوت  (۵/۲ :۱، ۱:۲، ۱:۱= BaSO۴:Na۲CO۳) تهیه و آسیاکاری در یک آسیای گلوله­ای سیاره­ای در زمان­های گوناگون (۲ و ۵ ساعت) انجام شد. نمونه های پس از آسیاکاری و محصولات پس از گرمایش، در آب مقطر حل شدند، سپس باقی­مانده 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 روش­های XRF ،XRD  و STA ارزیابی شدند و ریزساختارهای میکروسکوپی محصولات به روش SEM بررسی شدند.یافته ها: بر اساس نتایج آزمون STA، نشانه­های مرتبط به انجام واکنش بین مواد اولیه (کنسانتره باریت-کربنات سدیم) در مخلوط­های پس از ۲ و ۵ ساعت آسیاکاری در دمای حدود ۷۲۰ درجه سانتیگراد مشاهده شد. در مخلوط بدون آسیاکاری، در دمای حدود ۷۳۵ درجه سانتیگراد، این نشانه­ها مشاهده شد. بر اساس نتایج (XRD) واکنش شیمیایی بین کنسانتره باریت و کربنات سدیم در مخلوط­های پس از آسیاکاری بطور کامل انجام نشد. پس از گرمایش همدما در دمای ۷۰۰ درجه سانتیگراد و زمان یک ساعت، نشانه­های فاز اورترومبیک کربنات باریم در محصولات مشاهده شد. نتایج نشان داد گرمایش در دمای ۷۵۰ درجه سانتیگراد و زمان دو ساعت برای مخلوط پس از آسیاکاری کنسانتره باریت-کربنات سدیم با نسبت مولی ۵/۲ :۱، شرایط مناسبی برای تولید فاز کربنات باریم است. نشانه­های ضعیفی از یک فاز میانی (Ca۴Ba۲Si۶O۱۸) در الگوهای XRD مرتبط به مخلوط کنسانتره باریت-کربنات سدیم مشاهده شد. برای مقایسه، آزمایش­هایی با نمونه سولفات باریم خالص (بارکس) انجام شد. در محصول گرمایش همدما (۷۵۰ درجه سانتیگراد، زمان ۲ ساعت) برای مخلوط سولفات باریم (بارکس)-کربنات سدیم با نسبت مولی (۵/۲ : ۱) ، فاز کربنات باریم تولید شد و اثری از این فاز میانی مشاهده نگردید. نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد می توان با فرایند آسیاکاری و گرمایش همدما از مخلوط کنسانتره باریت-کربنات سدیم به فاز کربنات باریم رسید.

کلیدواژه ها:

آنالیز ساختاری ، اسیدشویی ، باریت ، کربنات باریم ، مکانوشیمیایی