Silicijeve -barijeve zlitine se proizvajajo z reakcijo reduciranih barijevih spojin (kot sta BaO ali BaCO₃) s silicijem (ali ferosilicijem) z uporaboelektrosilikatna termična metoda, ozaluminijeva-toplotna metoda.
1. termična metoda pridobivanja silicija (taljenje v elektroobločni peči)
Uporabnost: Primerno za obsežno industrijsko proizvodnjo, poceni, vendar večja poraba energije.
Surovine:
Vir barija: barijev oksid (BaO) ali barijev karbonat (BaCO₃).
Reducent: ferosilicij (FeSi75), silicijev prah (Si)
Talilno sredstvo: apno (CaO, uravnava tekočnost žlindre)
Proces:
Mešanje sestavin:
Zmešajte BaO (ali BaCO₃), ferosilicij in apno v stehiometričnem razmerju (BaO : Si ≈ 1 : 1).
Redukcija v obločni peči:
INtrifazna elektroobločna peč, segreto na1400 ~ 1600 stopinj, BaO se reducira s Si:
BaO+Si→BaSi+SiO2
Železo (Fe) v ferosiliciju ne sodeluje pri reakciji in gre v zlitino (Fe-Ba-Si).
Ločevanje zlata iz žlindre:
Silicijeva -barijeva zlitina (gostejša) potone na dno peči, žlindra kalcijevega silikata (CaSiO₃) pa plava navzgor.
Ulivanje in drobljenje:
Tekočo zlitino vlijemo v ingote in po ohlajanju zdrobimo v grudaste ali zrnate izdelke.
Značilnosti:
Izdelek vsebuje približno 30 %~50 % Ba, preostanek - Si in majhno količino Fe.
Alkalnost žlindre (CaO/SiO₂) je treba nadzorovati, da izboljšamo pridobivanje barija.
2. termična metoda pridobivanja aluminija (samorazmnoževalna visokotemperaturna sinteza, SHS)
Aplikacija: Primerno za maloserijsko proizvodnjo SiBa visoke čistosti, reakcija je živahna in zahteva strog nadzor.
Surovine:
Vir barija: BaO ali BaCO₃.
Reducent: aluminijev prah (Al).
Generator toplote: kalijev klorat (KClO₃, pomožna eksotermna)
Proces:
Mešanje sestavin:
Zmešajte BaO, prah Al in majhno količino KClO₃ v stehiometričnem razmerju (BaO : Al ≈ 3 : 2).
Reakcija kalcinacije:
Vžganjemagnezijev lončekza začetek aluminotermne reakcije (nad 2000 stopinj):
3BaO + 2Al → 3Ba + Al2O3 + velika količina toplote.
Nastali barij (Ba) se združi s silicijem (Si), da tvori zlitino BaSi.
Sedimentacijska separacija:
Tekoča silicijeva -barijeva zlitina potone na dno, žlindra Al₂O₃ pa plava navzgor.
Rafiniranje in ulivanje:
Inertni plin (npr. Ar) se spusti skozi zlitino, da se po potrebi odstranijo nečistoče, ingoti se ulijejo.
Značilnosti:
Izdelek lahko vsebuje do 60 % ali več Ba z visoko stopnjo čistosti.
Reakcija je burna, potrebni so protieksplozijski ukrepi in je primerna za laboratorijske raziskave ali pripravo posebnih zlitin.