Räni-baariumisulamid toodetakse redutseeritud baariumiühendite (nagu BaO või BaCO₃) reageerimisel räniga (või ferrosilikooniga), kasutades kaselektrosilikaattermiline meetod, võialumiinium{0}}termiline meetod.
1. termiline meetod räni tootmiseks (sulatamine elektrikaarahjus)
Kohaldatavus: Sobib suuremahuliseks tööstuslikuks tootmiseks, odav, kuid suurem energiakulu.
Tooraine:
Baariumi allikas: baariumoksiid (BaO) või baariumkarbonaat (BaCO₃).
Redutseerija: ferrosilikoon (FeSi75), ränipulber (Si)
Sulatusaine: lubi (CaO, reguleerib räbu voolavust)
Protsess:
Koostisosade segamine:
Segage BaO (või BaCO₃), ferrosilicon ja lubi vastavalt stöhhiomeetrilisele suhtele (BaO : Si ≈ 1 : 1).
Reduktsioon kaarahjus:
INkolmefaasiline elektrikaarahi, kuumutatakse kuni1400-1600 kraadi, BaO redutseeritakse Si poolt:
BaO+Si→BaSi+SiO2
Raud (Fe) ferrosiliitsis ei osale reaktsioonis ja läheb sulamisse (Fe-Ba-Si).
Räbukulla eraldamine:
Räni-baariumsulam (tihedam) vajub ahju põhja, kaltsiumsilikaadi räbu (CaSiO₃) hõljub üles.
Valamine ja purustamine:
Vedel sulam valatakse valuplokkidesse ja pärast jahutamist purustatakse tükkideks või granuleeritud toodeteks.
Omadused:
Toode sisaldab umbes 30% ~ 50% Ba, ülejäänud - Si ja vähesel määral Fe.
Baariumi taaskasutamise parandamiseks on vaja kontrollida räbu leeliselisust (CaO/SiO₂).
2. termiline meetod alumiiniumi tootmiseks (isepaljunev kõrgtemperatuuriline süntees, SHS)
Rakendus: Sobib kõrge puhtusastmega SiBa väikeste partiide tootmiseks, reaktsioon on jõuline ja nõuab ranget kontrolli.
Tooraine:
Baariumi allikas: BaO või BaCO₃.
Redutseerija: alumiiniumipulber (Al).
Soojusgeneraator: kaaliumkloraat (KClO₃, eksotermiline abi)
Protsess:
Koostisosade segamine:
Segage BaO, Al pulber ja väike kogus KClO₃ vastavalt stöhhiomeetrilisele suhtele (BaO : Al ≈ 3 : 2).
Kaltsineerimise reaktsioon:
Põlemine sissemagneesiumi tiigelaluminotermilise reaktsiooni käivitamiseks (üle 2000 kraadi):
3BaO + 2Al → 3Ba + Al2O3 + suur hulk soojust.
Saadud baarium (Ba) ühineb räniga (Si), moodustades BaSi sulami.
Sedimentatsiooni eraldamine:
Vedel räni{0}}baariumsulam vajub põhja ja räbu Al₂O3 hõljub üles.
Rafineerimine ja valamine:
Vajadusel lisandite eemaldamiseks lastakse sulamist läbi inertgaas (nt Ar) ja valuplokid valatakse.
Omadused:
Toode võib sisaldada kuni 60% või rohkem Ba, millel on kõrge puhtusaste.
Reaktsioon on äge, nõutavad plahvatuskindlad meetmed ja sobib laboriuuringuteks või spetsiaalsete sulamite valmistamiseks.