バリウムの調製
工業的製造金属バリウム酸化バリウムの製造と金属熱還元（アルミノテルミット還元）による金属バリウムの製造の 2 つのステップが含まれます。
| 製品 | バリウム | ||
| CAS番号 | 7647-17-8 | ||
| バッチ番号 | 16121606 | 量： | 100.00kg |
| 製造日: | 2016年12月16日 | テスト日: | 2016年12月16日 |
| テスト項目 w/% | 結果 | テスト項目 w/% | 結果 |
| Ba | >99.92% | Sb | <0.0005 |
| Be | <0.0005 | Ca | 0.015 |
| Na | <0.001 | Sr | 0.045 |
| Mg | 0.0013 | Ti | <0.0005 |
| Al | 0.017 | Cr | <0.0005 |
| Si | 0.0015 | Mn | 0.0015 |
| K | <0.001 | Fe | <0.001 |
| As | <0.001 | Ni | <0.0005 |
| Sn | <0.0005 | Cu | <0.0005 |
| 試験基準 | Be、Na、その他16元素：ICP-MS Ca、Sr：ICP-AES Ba: TC-TIC | ||
| 結論： | 企業標準に準拠 | ||
（１）酸化バリウムの製造
良質の重晶石鉱石は、まず手作業で選別・浮遊選鉱を行い、鉄とケイ素を除去して96%以上の硫酸バリウムを含む精鉱を得ます。粒子径20メッシュ以下の鉱石粉末を石炭または石油コークス粉末と重量比4：1で混合し、反射炉で1100℃で焼成します。硫酸バリウムは還元されて硫化バリウム（通称「黒灰」）となり、得られた硫化バリウム溶液を熱水で浸出させます。硫化バリウムを炭酸バリウム沈殿物に変換するには、硫化バリウム水溶液に炭酸ナトリウムまたは二酸化炭素を添加する必要があります。炭酸バリウムを炭素粉末と混合し、800℃以上で焼成することで酸化バリウムが得られます。酸化バリウムは500～700℃で酸化されて過酸化バリウムとなり、さらに700～800℃で分解されて酸化バリウムとなることに注意が必要です。そのため、過酸化バリウムの生成を防ぐため、焼成物は不活性ガス雰囲気下で冷却または急冷する必要があります。
（２）金属バリウムを製造するためのアルミノテルミット還元法
成分の違いにより、アルミニウムを還元する酸化バリウムの反応は 2 つあります。
6BaO+2Al→3BaO・Al2O3+3Ba↑
または：4BaO+2Al→BaO•Al2O3+3Ba↑
1000～1200℃では、これら2つの反応で生成されるバリウムはごくわずかであるため、反応を継続させるためには、真空ポンプを用いてバリウム蒸気を反応ゾーンから凝縮ゾーンへ連続的に送り込む必要があります。反応後の残留物は有毒であるため、廃棄前に処理する必要があります。
一般的なバリウム化合物の調製
（１）炭酸バリウムの製造方法
①炭化法
炭化法は、主に重晶石と石炭を一定の割合で混合し、回転窯で粉砕し、1100～1200℃で焼成・還元して硫化バリウム溶融物を得る方法です。この硫化バリウム溶融物に二酸化炭素を導入して炭化を行います。反応は以下のとおりです。
BaS+CO2+H2O=BaCO3+H2S
得られた炭酸バリウムスラリーは、脱硫、洗浄、真空濾過を行い、300℃で乾燥・粉砕することで炭酸バリウム製品が得られます。この方法は工程が簡便でコストが低いため、多くのメーカーで採用されています。
② 二重分解法
硫化バリウムと炭酸アンモニウムは複分解反応を起こし、反応は次のようになります。
BaS+(NH4)2CO3=BaCO3+(NH4)2S
あるいは塩化バリウムは炭酸カリウムと反応し、反応は次のようになります。
BaCl2+K2CO3=BaCO3+2KCl
反応から得られた生成物は、その後、洗浄、濾過、乾燥等されて、炭酸バリウムの完成品が得られる。
③炭酸バリウム法
炭酸バリウム粉末をアンモニウム塩と反応させて可溶性バリウム塩を生成し、炭酸アンモニウムはリサイクルされます。可溶性バリウム塩を炭酸アンモニウムに加えることで精製炭酸バリウムを沈殿させ、ろ過・乾燥することで最終製品が得られます。また、得られた母液はリサイクル可能です。反応は以下のとおりです。
BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2
BaCl2+2NH4OH=Ba(OH)2+2NH4Cl
Ba(OH)2+CO2=BaCO3+H2O
（２）チタン酸バリウムの製造方法
① 固相法
チタン酸バリウムは、炭酸バリウムと二酸化チタンを焼成することで得られ、他の任意の物質を添加することも可能です。反応は以下のとおりです。
TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑
②共沈法
塩化バリウムと四塩化チタンを等量混合溶解し、70℃に加熱した後、シュウ酸を滴下して水和シュウ酸バリウムチタン酸塩（BaTiO(C2O4)2•4H2O）の沈殿物を得る。これを洗浄、乾燥後、熱分解してチタン酸バリウムを得る。反応は以下の通りである。
BaCl2 + TiCl4 + 2H2C2O4 + 5H2O = BaTiO(C2O4)2・4H2O↓ + 6HCl
BaTiO(C2O4)2・4H2O = BaTiO3 + 2CO2↑ + 2CO↑ + 4H2O
メタチタン酸を撹拌した後、塩化バリウム溶液を加え、次いで炭酸アンモニウムを撹拌下で添加して、炭酸バリウムとメタチタン酸の共沈物を生成させ、これを焼成して生成物を得る。反応は以下の通りである。
BaCl2 + (NH4)2CO3 = BaCO3 + 2NH4Cl
H2TiO3 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ + H2O
（３）塩化バリウムの調製
塩化バリウムの製造方法は、原料や方法の違いにより、主に塩酸法、炭酸バリウム法、塩化カルシウム法、塩化マグネシウム法などがあります。
① 塩酸法。硫化バリウムを塩酸で処理すると、主な反応は次のようになります。
BaS+2HCI=BaCl2+H2S↑+Q
②炭酸バリウム法。炭酸バリウム（炭酸バリウム）を原料として製造され、主な反応は以下のとおりです。
BaCO3+2HCI=BaCl2+CO2↑+H2O
③炭化法
バリウムの人体健康への影響
バリウムは健康にどのような影響を与えますか？
バリウムは人体に必須の元素ではありませんが、健康に大きな影響を与えます。バリウムの採掘、製錬、製造、およびバリウム化合物の使用中に、バリウムに曝露される可能性があります。バリウムとその化合物は、呼吸器、消化管、および損傷した皮膚から体内に侵入する可能性があります。職業性バリウム中毒は、主に呼吸器からの吸入によって引き起こされ、製造および使用中の事故によって発生します。非職業性バリウム中毒は、主に消化管からの摂取によって引き起こされ、そのほとんどは誤飲です。液状の可溶性バリウム化合物は、傷ついた皮膚から吸収される可能性があります。急性バリウム中毒は、主に誤飲によって引き起こされます。
医療用途
（１）バリウム食事X線検査
バリウム食塩透視検査は、消化管バリウム造影検査とも呼ばれ、硫酸バリウムを造影剤として用い、X線照射下で消化管の病変の有無を検査する方法です。バリウム食塩透視検査は造影剤を経口摂取するもので、造影剤として使用される薬用硫酸バリウムは水や脂質に溶けにくく、消化管粘膜に吸収されないため、人体に対して基本的に無毒です。
臨床診断と治療の必要性に応じて、胃腸バリウム粉末X線検査は、上部胃腸バリウム粉末、全胃腸バリウム粉末、大腸バリウム注腸、小腸バリウム注腸検査に分けられます。
バリウム中毒
曝露経路
バリウムはバリウムバリウムの採掘、製錬、製造工程で使用されます。さらに、バリウムとその化合物は広く使用されています。一般的な有毒バリウム塩には、炭酸バリウム、塩化バリウム、硫化バリウム、硝酸バリウム、酸化バリウムなどがあります。日用品にもバリウムが含まれており、例えば脱毛剤には硫化バリウムが含まれています。また、一部の農業用害虫防除剤や殺鼠剤にも、塩化バリウムや炭酸バリウムなどの可溶性バリウム塩が含まれています。
投稿日時: 2025年1月15日