باریت، سنگی با قدرتی فراتر از تصور

باریم از کلمه یونانی باروس (Barus) به معنی سنگین اقتباس شده است. کانی های رایج باریم، باریت و ویتریت است. باریت Barite، کانی باریم، غالب بوده که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد ها

اشتراک گذاری:

باریت چیست؟

باریم از کلمه یونانی باروس (Barus) به معنی سنگین اقتباس شده است. کانی های رایج باریم، باریت و ویتریت است. باریت Barite، کانی باریم، غالب بوده که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. سولفات باریم در بسیاری از مناطق دنیا پیدا می شود و در چندین کشور استخراج و فراوری می شود. باریت چون کانی سنگین و از نظر شیمیایی خنثی است برای استفاده در صنایع نفت، صنعت خودرو و رنگ و کاربردهای دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.

Barite یک ماده معدنی است که از سولفات باریم تشکیل شده است. نام این ترکیب از کلمه یونانی “barys” گرفته شده که به معنی “سنگین” است. علت این نامگذاری، وزن مخصوص بالای سنگ معدنی، یعنی ۴.۵ است که برای یک ماده معدنی غیر فلزی، یک مقدار استثنایی محسوب می‌شود. وزن مخصوص بالای این سنگ معدنی، آن را برای طیف گسترده‌ای از مصارف صنعتی، پزشکی و ساختمانی مناسب ساخته است. این ترکیب همچنین به عنوان سنگ معدن خام حاوی باریم به کار می‌رود.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی باریت

انواع باریت از نظر رنگ، متفاوت هستند. برخی از گونه‌های آن بی رنگ، برخی سفید رنگ، برخی از سنگ‌های معدنی حاوی باریم به رنگ آبی، برخی دیگر سبز، زرد و قرمز هستند. به طور کلی، سنگ معدنی حاوی سولفات باریم جلای شیشه‌ای دارد و به صورت بلورهای و کریستال‌های درشت شفاف تا نیمه شفاف یافت می‌شود.

ساختار بلوری این ترکیب معدنی از نوع ارتوترومبیک است. بلورهای واقعی این ترکیب در معدن‌ها حدود یک متر ارتفاع دارند و اگر به صورت مکعبی باشد، طول و عرض آن نیز حداکثر دو متر است. اگر کریستال‌های این ترکیب در معدن به صورت تیغه‌ای تشکیل شود، معمولاً حالت منشور به خود می‌گیرد. این منشورها از هر زاویه می‌توانند نور را منعکس کنند. کریستال‌های سنگ معدنی سولفات باریم در معدن نمای منحصر به فرد و شگفت آوری دارند.

سختی این سنگ معدنی، ۳ تا ۵/۳ است.

وزن مخصوص این ترکیب ۵/۴ است که معمولاً برای یک ترکیب معدنی، مقداری بسیار قابل توجه است. در معادن باریت معمولاً سایر سنگ‌های معدنی نظیرکالکوپیریت، کلسیت، آراگونیت، گوگرد، پیریت، کوارتز، وانادینیت، سروسیت و فلوریت یافت می‌شود. بهترین روش شناسایی انواع سنگ معدنی سولفات باریم، رنگ ظاهری، وزن مخصوص بالا و ویژگی‌های کریستالی آن است.

انواع باریت

باریت کریستال فوق سفید ضد اسید

این نوع باریت به دلیل سختی، خلوص و وزن مخصوص بالای (تا چگالی حدود ۴٫۳۸) آن در مقابل آب و اسید واکنشی نخواهد داشت؛ و در پاسخ به این سؤال که چرا باریم سولفات در آب نامحلول است؟ می‌توان اشاره به این نکته داشت. این موضوع یکی از مهم‌ترین خصوصیات در انتخاب باریت است. با توجه به درصد عناصر و آنالیز باریت، میزان درصد خلوص باریت، این محصول در اکثر صنایع مهم مانند؛ رنگ سازی، لاستیک و پلاستیک‌سازی، پزشکی و داروسازی… بسیار مورداستفاده قرار می‌گیرد.

باریت صنعتی و حفاری

این نوع باریت با توجه به نوع ترکیب و درصد عناصر می‌تواند در انواع صنایع مورداستفاده قرار بگیرد. درصد عناصر، درصد خلوص و وزن مخصوص باریت (چگالی باریت)، میزان سفیدی باریت، ویسکوزیته و… در نوع کاربرد این نوع از باریت مؤثر است. رنگ باریت با توجه به منطقه‌ی مورد برداشت، عمق برداشت و نوع مصرف آن متفاوت است؛ و رنگ در کاربرد صنعتی آن تأثیر چندانی ندارد. گرچه زمان تولید باریت سعی بر این است که رنگ موردنظر صنایع با توجه به کاربرد و درخواست مشتری تأمین گردد. این نوع از باریت مناسب کار صنایع مختلف ازجمله؛ تولید بتن، باریت حفاری نفت و گاز)باریت (API، باریت لنت سازی، باریت لاستیک سازی و… است. این باریت، اغلب به‌صورت پودر میکرونیزه (مش ۲۰۰) تولید می‌گردد.

رز باریت

رز باریت rose barite همچنین سنگ معدنی سولفات باریم یک ترکیب معدنی است که در منابع معدنی سنگ سولفید نیز یافت می‌شود. این ترکیبات با معادن غنی از آنتیموان، کبالت، مس، سرب، منگنز و نقره در ارتباط هستند و در آن مکان‌ها یافت می‌شوند. در برخی مکان‌ها، بسته به موقعیت‌های زمین شناسی، ممکن است این سنگ معدنی در چشمه‌های آب گرم رسوب کند.

روش های تولید باریت

سنگ معدنی سولفات باریم به طور طبیعی، در شکل کریستالی و بلوری در رسوبات معدن و سنگ‌های رسوبی تشکیل می‌شود. در مکان‌هایی که سنگ کربناته تجمع پیدا کرده است، اغلب می‌توان معادن خاصی از این سنگ معدنی را یافت. بسیاری از معادن باریت که ظرفیت تولید تجاری دارند، جزو همین ذخایر باقیمانده محسوب می‌شوند.

سنگ معدنی سولفات باریم همچنین به صورت محلول در بافت ماسه و ماسه سنگ یافت می‌شود. این ترکیب با متبلور شدن این سنگ معدنی در فضای لا به لای دانه‌های شن، رشد می‌کند.

در شرایطی خاص، بلورهای باریت در ماسه به شکل‌های جالبی تبدیل می‌شوند. این ترکیبات عموماً به “رُز باریت” معروف هستند (شکل زیر را مشاهده کنید). طول این ساختارها می‌تواند حتی چندین اینچ باشد و تعداد زیادی دانه شن را در خود جای دهد.

بسته بندی باریت

Barite معدنی، ترکیبی جامد است که به صورت کلوخه یا پودری و در دانه بندی معین به فروش می‌رسد. قیمت باریت با توجه به درصد خلوص و دانسیته آن تعیین می‌شود.
بسته بندی‌های این ترکیب به صورت کیسه‌های مقاوم پلیمری، جامبو بگ با وزن ۱۵۰۰ کیلوگرم است. حمل و نقل به صورت فله‌ای نیز امکان پذیر است.

بسته بندی باریت برای باریت حفاری، دو استاندارد جهانی تعریف شده است؛ استاندارد API و استاندارد OCMA. استاندارد گل حفاری با کد API A13 درباره مواد تشکیل دهنده گل حفاری صحبت کرده است. ویژگی های فیزیکی گل حفاری، روش های حمل و نقل، بسته بندی و موارد کالیبراسیون باریت و بنتونیت حفاری نیز در این استاندارد معرفی شده است. بهترین شیوه های ذخیره و نگهداری این ترکیب معدنی برای استفاده در چاه های نفت در این مرجع، معرفی شده است.

شرایط نگهداری باریت

همانند سایر ترکیبات شیمیایی، برای باریت معدنی هم باید احتیاط‌های لازم را هنگام استفاده و کار کردن با آن رعایت کرد.

از جابجایی غیر استاندرد بسته بندی‌های حاوی این ماده که منجر به تشکیل گرد و غبار می‌شود، خودداری کنید. تهویه مناسب را برای انبار محل نگهداری این ترکیب، فراهم کنید.کارگرانی که با این ترکیب سروکار دارند نباید لنز تماسی به چشم‌های خود داشته باشند.

بسته‌های حاوی این ترکیب باید در دمای محیط، در محل خشک و خنک و با تهویه مناسب نگهداری شود. ظروف یا کیسه‌ها را باید کاملاً درب بسته نگه دارید. پس از هر بار مصرف، درب مخازن یا بسته‌بندی‌ها را محکم ببندید.

کاربرد های باریت

حفاری چاه نفت و گازیکی از مهم‌ترین کاربردهای این سنگ معدنی، استخراج نفت است. در سراسر جهان، ۶۹-۷۷٪ باریت حفاری به عنوان عامل وزن برای حفاری مایعات در اکتشاف نفت و گاز و سرکوب فشارهای زیاد استفاده می‌شود. هنگامی که یک چاه حفر می‌شود، مته حفاری از لایه‌های مختلف عبور می‌کند؛ هر کدام از قسمت‌ها، دارای ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی مختلف هستند. هرچه سوراخ، عمیق‌تر باشد، به مخلوط گل و لای و Barite با درصد بیشتر نیاز است.

یک مزیت مهم دیگر برای استفاده از باریت حفاری این است که خاصیت غیر مغناطیسی دارد و هیچ تداخلی در اندازه گیری‌ها ایجاد نمی‌کند. سنگ معدنی سولفات باریم که برای حفر چاه‌های نفت استفاده می‌شود بسته به سنگ معدن می‌تواند سیاه، آبی، قهوه‌ای یا خاکستری باشد. برای این نوع کاربرد در چاه نفت، ذرات این ترکیب معدنی باید به اندازه‌های ریزتر، خرد شوند تا حداقل ۹۷٪ مواد از نظر وزنی، از یک صفحه با مش ۲۰۰ (۷۵ میکرومتر) عبور کنند. سنگ معدنی سولفات باریم باید به اندازه کافی متراکم باشد تا وزن مخصوص آن حدود ۲/۴ یا بیشتر باشد؛ این ترکیب باید به اندازه‌ای نرم باشد که به بلبرینگ‌های مته حفاری آسیب نرساند. همچنین باید از نظر شیمیایی بی اثر باشد. این ترکیب برای حفاری باید حاوی حداکثر ۲۵۰ میلی‌گرم در هر کیلوگرم نمک‌های قلیایی محلول باشد؛ و از این مقدار، بیشتر نباشد.

آنالیز ایزوتوپی اکسیژن و گوگرد به این معنا است که با یک ردیاب ایزوتوپی از یک عنصر، بتوان عنصر دیگری را شناسایی کرد. باریت، حاوی عنصر اکسیژن است، به همین دلیل می‌توان از آن برای ردیابی ایزوتوپی استفاده کرد. تغییرات در ایزوتوپ‌های گوگرد (۳۴S و ۳۲S) در مواد معدنی باقی مانده حاوی گوگرد و “سولفات‌های رسوب کرده با کربنات”، برای تعیین غلظت گوگرد آب دریا بررسی می‌شوند. این کار مطالعاتی می‌تواند به شناسایی دوره‌های رسوبی خاص مانند شرایط بی هوازی یا هوازی در دریا کمک کند. وقتی مولکول نمونه، حاوی هر دو عنصر باشد، بازسازی ایزوتوپ گوگرد اغلب با اکسیژن همراه خواهد شد.

کاربردهای باریت در صنعت رنگ و پلاستیک به عنوان ترکیب پر کننده (باریت کریستالی دارای چگالی بالا است و خواص منحصر به فردی برای کاربرد در صنعت رنگ سازی دارد. این نوع از باریت دارای مقاومت بالا در برابر حرارت بوده، در آب اندکی محلول است، درخشندگی بالایی دارد و موجب می شود که رنگ، خاصیت نسوز بودن پیدا کند، به همین دلیل از آن در تهیه انواع رنگ های صنعتی استفاده می شود)

تولید قطعات مقاوم به اصطکاک برای خودروها و کامیون‌ها (از باریت با خلوص ۶/۳ تا ۸/۳ برای تولید لنت ترمز در خودروها استفاده می شود. این نوع باریت، کوارتز کمتری دارد و بنابراین سایندگی پایین تری را در لنت موجب می شود. پوشش لنت‌ها با این نوع ترکیب، کیفیت محصولات را افزایش می‌دهد.)

  • باریت معدنی در جهان به اشکال مختلفی عرضه می‌شود و قیمت آن به درجه خلوص و مقدار مصرفی در فرآیند بستگی دارد.
  • برای کاربرد به عنوان پر کننده که باید در فرآیند پردازش فیزیکی شدید با سنگ زنی و خرد کردن مصرف شود، درصد خلوص بالاتر با قیمت‌های گران‌تر را سفارش می‌دهند.
  • این ماده همچنین برای تولید سایر مواد شیمیایی حاوی باریم، به ویژه کربنات باریم که برای تولید شیشه LED برای تلویزیون، صفحه نمایش کامپیوتر و برای دی الکتریک‌ها استفاده می‌شود، کاربرد دارد.
  • با نگاهی به پیشینه تاریخی برخی صنایع، از Barite برای تولید هیدروکسید باریم در تصفیه قند و به عنوان یک رنگدانه سفید برای منسوجات، کاغذ و رنگ استفاده می‌شده است.
  • اگرچه سنگ معدنی سولفات باریم، حاوی فلز سنگین باریم است، اما سمی نیست؛ زیرا سولفات باریم در آب، کاملاً نامحلول است.
  • همچنین از این سنگ معدنی کریستالی به عنوان سنگ قیمتی استفاده می‌شود.