鋇

　　元素符號Ba，銀白色金屬，在元素週期表中屬ⅡA族，原子序數56，原子量137.33，體心立方晶體，常見化合價為+2。

　　18世紀時，人們常把不溶於水的固體氧化物籠統地稱為“土”，例如陶土、稀土；1774年瑞典化學傢舍勒(C.W.Scheele)發現氧化鋇是一種比重大的新土，稱之為“Baryta”（重土）。1808年英國化學傢大衛(H.Davy)用汞作陰極，鉑作陽極，電解重晶石(BaSO_<4)制得鋇汞齊，經蒸餾去汞後，得到一種純度不高的金屬，並以希臘文barys(重)命名。自然界鋇的主要礦物為重晶石(BaSO₄)和毒重石(BaCO₃)。重晶石礦床分佈很廣，中國的湖南、廣西、山東等地都有較大的礦床。

　　性質和用途　鋇的化學性質十分活潑，在室溫下與氧和鹵素猛烈反應，並放出大量的熱。與水反應激烈，放出氫氣。溫度升高後，可與氫生成氫化鋇(BaH₂)，與氮生成氮化鋇(Ba₃N₂)，與碳生成碳化鋇(BaC₂)。鋇的還原性很強，它可以還原大多數金屬的氧化物、鹵化物、硫化物而得到相應的金屬。

鋇的主要物理性質

　　金屬鋇的主要用途是作消氣劑，以除去真空管和電視顯象管內的痕量氣體。在蓄電池極板的鉛合金中加入少量的鋇，能改善性能。鋇也可作球化劑和脫氣合金，用於制造球墨鑄鐵和精煉金屬。鋇的化合物用途廣泛，重晶石可作鉆探用的泥漿。鋅鋇白（BaSO₄、ZnS和 ZnO的混合物）俗稱立德粉，是一種常用的白色顏料。鈦酸鋇(BaTiO₃)壓電陶瓷廣泛用作儀器中的換能器。鋇鹽（如硝酸鋇）燃燒時，呈明亮的綠黃色，大量用於制造焰火和信號彈。硫酸鋇常用於醫學上X射線腸胃診察，俗稱“鋇餐造影”。

　　金屬鋇用充氬氣的塑料袋包裝後，再裝入充氬氣的鐵桶內密封保存。鋇經真空蒸餾可制得高純鋇。目前世界上金屬鋇年產量約數噸。1978年美國市場鋇價格為17～33美元／公斤。

　　生產工藝　工業上制取金屬鋇分為制取氧化鋇和金屬熱還原（鋁熱還原）兩個步驟。

　　氧化鋇的制取　采用優質重晶石礦，或經手選和浮選，除去鐵和矽後，得到含硫酸鋇(BaSO₄)大於96％的精礦。將粒度小於20目的礦粉與煤或石油焦粉按重量比4：1混合，在反射爐內於1100℃下焙燒，硫酸鋇被還原成硫化鋇（BaS），俗稱“黑灰”。用熱水浸出得到BaS溶液。向BaS水溶液中加入碳酸鈉或通入二氧化碳，使硫化鋇轉化成碳酸鋇（BaCO₃）沉淀。將BaCO₃與炭粉混合後，於800℃以上煅燒，制得氧化鋇(BaO)。BaO能在500～700℃氧化生成過氧化鋇(BaO₂)，700～800℃時BaO₂又分解生成BaO；因而要求煅燒產物在惰性氣體保護下冷卻或淬冷，以免生成BaO₂。

　　鋁熱還原法生產金屬鋇　因配料比不同，鋁還原氧化鋇的反應可能有兩種，反應式為：

6BaO+2Al─→3BaO·Al₂O₃+3Ba↑

或

4BaO+2Al─→BaO·Al₂O₃+3Ba↑

這兩種反應在1000～1200℃時，都隻能生成少量的鋇，因此，必須用真空泵將鋇蒸氣不斷地從反應區轉移到冷凝區，反應才能不斷向右進行。反應後的殘渣有毒，需經處理才能棄去。

　　鋇毒　溶於水和酸的鋇鹽都有劇毒。急性中毒的主要癥狀是眩暈、流涎、嘔吐、腹痛、腹瀉、心律紊亂、驚厥、麻痹以至死亡。在處理鋇和鋇鹽時，要加強操作人員的安全防護措施。所有廢棄物均應用硫酸亞鐵或硫酸鈉進行處理，使有毒的鋇鹽轉化成溶解度小的硫酸鋇。

　　

參考書目

　J.C.Bailar et al.，Comprehensive Inorganic Chemistry，Vol.I，Barium，Pergamon，Oxford，1973.