Legure silicijum-barijuma proizvode se reakcijom redukovanih jedinjenja barija (kao što su BaO ili BaCO₃) sa silicijumom (ili ferosilicijumom), koristeći biloelektrosilikatna termička metoda, ilialuminijum{0}}termička metoda.
1. termička metoda za proizvodnju silicija (topljenje u elektrolučnoj peći)
Primjenjivost: Pogodno za veliku industrijsku proizvodnju, niske cijene, ali veća potrošnja energije.
Sirovine:
Izvor barijuma: barijum oksid (BaO) ili barijum karbonat (BaCO₃).
Redukciono sredstvo: ferosilicij (FeSi75), silicijum u prahu (Si)
Sredstvo za topljenje: kreč (CaO, reguliše tečnost šljake)
Proces:
Mešanje sastojaka:
Pomiješajte BaO (ili BaCO₃), ferosilicij i vapno prema stehiometrijskom omjeru (BaO : Si ≈ 1 : 1).
Redukcija u lučnoj peći:
INtrofazna elektrolučna peć, zagrijana na1400~1600 stepeni, BaO se smanjuje za Si:
BaO+Si→BaSi+SiO2
Gvožđe (Fe) u ferosilicijumu ne učestvuje u reakciji i prelazi u leguru (Fe-Ba-Si).
Odvajanje zlata od šljake:
Silicijum-legura barijuma (gustija) tone na dno peći, kalcijum silikatna šljaka (CaSiO₃) isplivava.
Lijevanje i drobljenje:
Tekuća legura se sipa u ingote i nakon hlađenja usitnjava u grudaste ili zrnate proizvode.
Karakteristike:
Proizvod sadrži oko 30%~50% Ba, ostatak - Si i malu količinu Fe.
Potrebno je kontrolisati alkalnost šljake (CaO/SiO₂) kako bi se poboljšao oporavak barija.
2. termička metoda za proizvodnju aluminijuma (samopropagirajuća visokotemperaturna sinteza, SHS)
Aplikacija: Pogodno za proizvodnju malih serija SiBa visoke čistoće, reakcija je snažna i zahtijeva strogu kontrolu.
Sirovine:
Izvor barijuma: BaO ili BaCO₃.
Redukciono sredstvo: aluminijumski prah (Al).
Generator toplote: kalijum hlorat (KClO₃, pomoćni egzotermni)
Proces:
Mešanje sastojaka:
Pomiješajte BaO, Al prah i malu količinu KClO₃ prema stehiometrijskom omjeru (BaO : Al ≈ 3 : 2).
Reakcija kalcinacije:
Gori umagnezijum lončićza pokretanje aluminotermne reakcije (iznad 2000 stepeni):
3BaO + 2Al → 3Ba + Al2O3 + velika količina toplote.
Rezultirajući barij (Ba) se kombinuje sa silicijumom (Si) da bi se formirala legura BaSi.
Odvajanje sedimentacije:
Tečna legura silicijum-barijuma tone na dno, a Al₂O₃ šljaka isplivava.
Rafiniranje i livenje:
Inertni gas (npr. Ar) se propušta kroz leguru da bi se uklonile nečistoće, ako je potrebno, a ingoti se lijevaju.
Karakteristike:
Proizvod može sadržavati do 60% ili više Ba, sa visokim stepenom čistoće.
Reakcija je burna, potrebne su mjere zaštite od eksplozije i pogodna je za laboratorijska istraživanja ili pripremu specijalnih legura.