باریت
مشخصات عمومی و کلی باریت
تاریخچه
نام باریت از کلمه یونانی باروس به معنی سنگین گرفته شده و برای اولین بار در سال ۱۷۷۱ توسط هامیلتون و به عقیده برخی از مولفین در سال ۱۷۷۴، توسط شیله به کاررفته است. نامهای محلی دیگر برای این کانی نظیر هوی اسپار، تیف، کوک، باریتس و باریتین به کار رفته است. اکسید باریم درابتدا به نام توسط گویتن موروی نامیده شد که توسط لاوازیه به باریتا تغییر نام داده است که پس از آن به باریم تبدیل شد.
باریم در سال ۱۸۰۸ توسط همفری دیوی در انگلستان استخراج شد. این ماده معدنی به دلیل وزن مخصوص زیاد از سالهای ۱۹۳۰ در حفاریهای اکتشافی مورد استفاده قرار گرفته است. وزن مخصوص بالا و خنثی بودن آن از نظر شیمیایی موجب بکارگیری گسترده این کانی به عنوان یک عامل وزنی در مایعات یا گلهای حفاری می شود. بیشتر مصرف باریت در صنایع حفاری چاه های عمیق نفت و گاز است، به طوری که تقریباً ۸۵ % تقاضا برای این ماده معدنی را در برمی گیرد که بالغ بر ۶ میلیون تن در سال است (راسیکل، ۲۰۰۰). گل حفاری در روش دورانی ودر مناطقی که فشار گاز یا مایع در اعماق زیاد است، برای محافظت و جلوگیری از فوران چاه یا ریزش دیواره استفاده می شود.
این کانی در سالهای قبل به عنوان باطله سایر مواد معدنی محسوب می شد. با آغاز فعالیت حفاری اکتشاف چاه های نفت در ایران، باریت یک ماده معدنی اقتصادی به شمار آمد. در ایران تا سال ۱۳۳۸ هجری شمسی، باریت مورد نیاز برای شرکتهای نفتی از خارج تامین می شد ولی از این تاریخ به بعد، اولین استخراج و بهره برداری از معادن توسط دو کشور عمده باریت ایران و ماگوبار آغاز گردید و در سالهای ۵۶-۱۳۵۵ به اوج تولید خود یعنی ۲۲۰ هزار تن در سال رسید.
در سال ۱۳۴۰، اولین کارخانه تهیه پودر باریت تاسیس و به مرحله بهره برداری رسید و دو کارخانه دیگر تولید پودر باریت، در سال ۱۳۵۳ در پرندک ساوه و سلفچگان شروع بکار نمودند. در سال ۱۳۵۳ تعداد ۳۰ معدن باریت فعال بوده که اکثریت آنها در استان مرکزی واقع شده اند. میزان استخراج این کانی در سال ۱۳۵۳ بالغ بر ۸۰۰۰۰ تن (میچالسکی ۱۹۷۴) و در سال ۱۳۵۸ بالغ بر ۱۸۰۰۰۰ تن بوده است (مورگان ۱۹۸۰).
عامل مهم تعیین کننده تقاضا برای باریت، میزان فعالیت صنایع حفاری در جهان است. بنابراین تولید باریت به میزان تقاضا برای نفت بستگی دارد. میزان تولید باریت نوسانات وسیعی را طی دو دهه گذشته نشان می دهد.تولید باریت به حداکثر میزان،در سال ۱۹۸۱ رسید که بالغ بر۵/۸ میلیون تن بود. در اواسط دهه۹۰، به دلیل کاهش بازدهی، میزان تولید باریت به ۸/۴ میلیون تن رسید (در سالهای ۱۹۸۶ و ۱۹۸۷).
از سال ۱۹۹۵ تا ۱۹۹۷ یک افزایش پایدار در تولید باریت مشاهده می شود، به طوری که در سال ۱۹۹۷ به ۵/۶ میلیون تن می رسد و پس از آن میزان تولید کاهش می یابد. باید توجه داشت که اکتشاف حوزه های نفتی جدید، اکتشاف مواد معدنی در اعماق بیشتر، رعایت مسائل زیست محیطی در صنایع شیمیایی مصرف کننده باریت نیز بر رشد تولید این کانه تاثیر دارند.
کانی های باریم |
مهمترین کانیهای باریم دار عبارتند از: باریت BaSO4 و ویتریت BaCO3. میزان فراوانی باریت بیشتر از ویتریت است.
– باریت یا باریتین Barite & Baritine
باریت یا باریتین با ترکیب شیمیایی BaSO4 در سیستم اورتورومبیک و رومبیک بی پیرامیدال متبلور می شود و به صورت بلورهای تیغه ای و بسیار بزرگ و یا در اشکال منشوری، پر مانند، توده های کنکرسیونی، رز صحرایی، ریزدانه و توده ای دیده می شوند. وزن مخصوص آن ۵/۴-۲/۴ گرم بر سانتی متر مکعب و سختی آن ۵/۳-۳ می باشد. باریت کانی باطله بسیاری از کانسارهای فلزات پایه را تشکیل می دهد.
بلورهای باریت معمولاً شفاف تا نیمه شفاف و کدر بوده و رنگ آنها سفید تا بی رنگ است که گاهی تمایل به زرد شفاف، خاکستری، آبی کم رنگ، قرمز یا قهوه ای و بندرت قهوه ای تیره است. جلای این کانی شیشه ای تا صدفی و گاهی جلای صمغی و مرواریدی دارد. رنگ خاکه آن سفید است که بر اثر مالش، گاهی اوقات بودار می شود.
باریت خالص از ۷/۶۵ % اکسیدباریم(BaO) و ۳/۳۴ % اکسید سولفورو (SO3) تشکیل شده و بندرت به صورت خالص در طبیعت یافت می شود.
باریت دارای خاصیت فسفرسانس و فلوئورسانس بوده و ساختمان بلوری آن بر اثر گرما (شعله فوتک) شکسته شده و به سختی گداخته می شود. حرارت دادن شدید آن، سبب تظاهر رنگ فلوئورسانس نارنجی درخشان تا متمایل به نارنجی (نشانه وجود هماتیت یا کانی های سولفیدی)، قرمز ارغوانی (نشانه وجود عنصر استرانسیم) و سبز متمایل به زرد (نشانه وجود عناصر قلیایی) می گردد، بر روی زغال ابتدا پرل مشخصی ایجاد می نماید ولی با ادامه حرارت، توده هپاتیتی به صورت گسترده بر روی زغال تشکیل می شود.
ایزومورفهای باریت
باریت از نظر شیمیایی خنثی بوده و وزن مخصوص آن نسبتاً زیاد است و از دیدگاه شکل شناسی می تواند با کلسیت، سلستین، ویتریت، آراگونیت، آلبیت، ژیپس، فلوئورین و انیدریت تشابه داشته باشد. از کلسیت، ویتریت و ژیپس بواسطه غیر قابل حل بودن در اسید، از آلبیت (و بطور اعم از فلدسپارها) بواسطه نرمی، از سلستین و انیدریت بواسطه فلوئورسانس نارنجی پس از گداخته شدن و سبز نمودن رنگ شعله فوتک، از فلوئوریت بواسطه فقدان فلوئورسانس و از آراگونیت بوسیله و مخصوص بالا و رخ شناخته می شود.
باریت از نظر ساختمان بلورین تنها با ویتریت (کربنات باریم) مشابه است و از نظر کاربرد در صنایع، ویتریت می تواند جایگزین نسبتاً مناسبی باشد ولی تظاهر اتفاقی آن و تجمع با کانه های فلزی بویژه سرب و روی از اقتصادی بودن آن می کاهد.
– ویتریت (BaCO3)
ویتریت با ترکیب شیمیایی BaCO3توسط کانی شناس برجسته انگلیسی ویترینگ کشف شده است، در سیستم اورتورومبیک متبلور می شود. وزن مخصوص آن ۳۵/۴ –۲۷/۴ گرم بر سانتی متر مکعب، سختی آن ۷۵/۳-۳، جلای شیشه ای و گاهی صمغی می باشد.
ویتریت به رنگ سفید، متمایل به زرد و خاکستری با رنگ خاکه سفید و بلورهای شفاف تا نیمه شفاف می باشد. این کانی معمولاً نسبت به باریت کمیاب بوده و غالباً رگه های گالن را همراهی می کند و با اسید سولفوریک تبدیل به سولفات باریم می شود.
– باریتو کلسیت
باریتوکلسیت یک کانی مونوکلینیک در اشکال بلورین و توه ای می باشد. فرمول شیمیایی آن (Ba)،CaCO3، سختی آن ۴ و وزن مخصوص آن ۶۶/۳-۶۴/۳ گرم بر سانتی متر مکعب است.
سطح شکست باریت وکلسیت نیمه کونکوئیدال و صدفی، جلای آن شیشه ای با تمایل به حالت صمغی، بلورهای آن شفاف تا نیمه شفاف و رنگ آن سفید تا مایل به خاکستری و یا مایل به سبز تا زرد است. رنگ خاکه باریت وکلسیت سفید بوده و در محلول اسید کلریدریک رقیق حل می شود.
– نیتروباریت
نیتروباریت کانی فرمول شیمیایی(Ba(NO3)2) و سیستم بلوری تتراهدرال و دارای تقارن بوده و به آسانی القاپذیر است. در آب حل می شود و بی رنگ است.
از دیگر ترکیبات باریم دار می توان از:
بنتوئیت (Benitoite)، اورانوسیرکیت (Uranocircite)، بروملیت (Bromlite)، هیالوفان، سلسیان (Celsian)، کاپلنیت (Cappelenite)، هیالوتکیت، باریلیت، ژیلسپایت (Gillespite)، تاراملیت (Taramlite)، بروستریت (Browsterite)، ولسایت (Wellsite)، هارموتوم (Harmotume)، ادینگتونیت (Edingtonite)، لئوکسفنیت (Leucosphenite)، ولبورتیت (Volbortite)، گئورسیکسیت (Georceixite) و فرازیت (Ferrazite) نام برد.
مشخصات باریت |
باریت (Barite & Baryte) یا سولفات باریم طبیعی BaSO4 از واژه یونانی (Barus & Barys) به معنی سنگین یا چگال گرفته شده است (به این کانی Heavy spar و گاهی Tiff نیز می گویند). باریم چهاردهمین عنصر فراوان در پوسته زمین است که در حدود ۰۵۰/۰% پوسته زمین و ۴۲۵ گرم در تن سنگ های رسوبی پوسته را می سازد.
باریم فلزی است قلیایی (آلکالن) خاکی به رنگ سفید- نقره ای با نماد Ba، عدد اتمی ۵۶، وزن اتمی ۳۲۷/۱۳۷، وزن مخصوص ۵۹/۳ گرم بر سانتی متر مکعب، سختی ۲۵/۱ در مقیاس موس، نرم، سنگین، نقطه جوش ۱۸۹۸ درجه سانتی گراد و نقطه ذوب بالا ۷۲۹ درجه سانتی گراد.
باریم در گروه ۲(II) جدول تناوبی به عنوان فلز قلیایی (آلکالن) خاکی Alkali Earth Metals بوده و در دوره ۶ قرار دارد.
باریت یکی از سنگین ترین کانیهای سولفاته است و تنها کانی که در این رده، دارای وزن مخصوص بالاتری نسبت به آن می باشد، انگلزیت (PbSO4) است. فرم بلورین آن اکثراً به صورت بلورهای تیغه ای، ورقه ورقه مانند، لایه ای یا رشته ای است. در بیشتر ذخایر تجاری به صورت نودول ها، کنکرسیون های تجمعات گل سرخ مانند، ورقه های نازک تا لایه ای مشاهده می شود.
شرایط تشکیل و ژنز باریت |
باریت متداولترین کانی باریم دار است که به صورت اتفاقی و گاهی در مقادیر بزرگ مانند رگه ای یا لایه ای تمرکز می یابد. این تمرکز می تواند به صورت تنها یا ترکیب با کانه هایی نظیر فلوئورین، سلستین، کوارتز، گالن، اسفالریت، کلسیت، دولومیت و سیدریت در محیطهای مختلف زمین شناسی روی دهد. اگر چه باریت به صورت کانی همراه رگه های کانه دار سولفیدی در سنگهای رسوبی بسیار متداول است، جایی که گرهک های (Nodules) کنکرسیونی و بلورهای با رشد آزاد در فضاهای خالی بین بلوری تشکیل می شوند، ذخایر تقریباً خالصی از باریت بوجود می آیند که در بسیاری نقاط، ارزش معدنکاری می یابند.
کانی باریت با حضور عنصر باریم در ذخایر قابل توجه کانه های منگنز اغلب با کانه های سرب و روی، مس، آرسنیک، نیکل، کبالت، مولیبدن، تنگستن، وانادیوم، آهن، نقره و تیتانیوم همراهی می شود.
در خلال هوازدگی کانیهایی مانند فلدسپارهای پتاسیم دار، پلاژیوکلازها، مسکوویت و بیوتیت، باریم به صورت ترکیبی از حالت برجا مانده (باقیمانده) (Residual) و رسوبی حضور می یابد. گاهی اوقات باریت به شکل توده ای در نهشته های هماتیتی و ذخایر آن دیده می شود. نهشته های باریت منشأ گرمابی دارند و ممکن است که ورود سیالات گرمابی غنی از باریم به آب دریایی غنی از سولفات، باعث تشکیل باریت شود.
شکل غالب باریت به صورت رگه ای و پر شدگی شکافهاست، چنانچه در ماسه سنگها و سنگهای آهکی، گاه رگه های مشخصی را تشکیل می دهد که بخشی از سازندهای آن، علاوه بر کلسیت و سلستین، باریت می باشد و بیشتر با کانه های مس همراهی می شود. باریت گاهی سیمان ذرات را در ماسه سنگها تشکیل داده و نیز توده های خاکی را در لایه های مارنی بوجود می آورد. در برخی موارد به مثابه مواد سنگ کننده فسیلها عمل نموده و فضاهای خالی اطراف آنها را پر می نماید.
باریت در قشر زمین گسترش زیادی داشته و همراه کانیهای مختلف فلزات یا همراه با سنگهای آهکی، هم به صورت بلورین بی شکل (Amorphous) یافت می شود. منابع باریت بقدری فراوان است که تنها مهمترین آنها (از نظر بالابودن وزن مخصوص و عیار) و بزرگترین آنها (از نظر حجم و میزان ذخیره) قابل توجه و بهره برداری هستند.
همان طوری که قبلاً نیز گفته شد از نظر زمین شناسی باریت در انواع سنگها، شامل سنگهای آذین، رسوبی و دگرگونی یافت می شود، ذخایر این کانی در طبیعت به سه صورت مشاهده می شود.
باریت در طبیعت به صورت رگه ای، لایه ای و بر جای مانده یافت می شود:
الف) ذخایر رگه ای پرکننده فضاهای خالی
ب) تجمع ثانوی یا باقیمانده
ج) ذخایر لایه ای
زمین شناسی و پراکندگی کانه در ایران |
معادن و کانسارهای گوناگونی از باریت در ایران وجود دارد که از لحاظ حجم و کیفیت در سطح جهانی قابل توجه هستند. کانی سازی باریت در ایران از پرکامبرین دیده شده است و معادن باریت ایران در اکثر سازندهای زمین شناسی یافت می شوند.
بیشتر معادن و ذخایر باریت در ایران از نوع رگه ای و پرشدگی در شکافهای می باشد و انواع دیگر در صورتی که وجود داشته باشند، بسیار نادرند. سنگ درونگیر بیشتر ذخایر رگه ای در ایران کربناتی و از نوع آهک دولومیتی است و در برخی از موارد توفهای آهکی و توفهای آندزیتی نیز به عنوان سنگ میزبان مشاهده می شوند. عیار این نهشته ها در سنگ میزبان اغلب پایین تر از ۵۰ % است.
از دیدگاه زمین ساختی، پراکندگی ذخایر باریت ایران به ترتیب در زونهای ایران مرکزی و البرز بیشتر از سایر زونها و از دیدگاه زمین شناختی نیز عمدتاً سنگهای دوران سنوزوئیک که در برگیرنده این ذخایر می باشد، هر چند این پراکندگی در سایر دورانهای زمین شناختی نیز دیده می شود.
ذخایر معدنی باریت در بسیاری از نقاط ایران یافت می شود ولی بزرگترین و مهمترین آنها در این نواحی حاجی آباد خور و دره کاشان در استان اصفهان، الیت در استان مازندران، جوشالو و آغجه مزار در استان قزوین، باریت الماس در آذربایجان شرقی، باریتین لار در استان تهران، اردکان و هفتهر عقدا و دشت ده در استان یزد قرار دارند.
بعلاوه عدسی ها، لایه ها و رگه های بسیاری در نقاط مختلف از جمله اطراف فریدون شهر، ساوه، دورود، آباده، سمنان، تربت جام، کرج، آشتیان، ورامین و… کشف شده است، ولی وسعت و حجم این ذخایر محدود است.
مصارف عمده باریت |
این کانه در صنایع گوناگونی مورد مصرف قرار می گیرد. به دلیل فراوان بودن ذخایر باریت در بیشتر نقاط دنیا و همچنین ویژگیهای خاص آن، این کانه، کاربرد زیادی در صنایع مختلف پیدا کرده است. باریت عمدتاً بعنوان پرکننده در تهیه گل حفاری، لاستیک، کاغذهای مرغوب، کابل سازی، پلاستیک سازی، ساخت و پردازش کائوچو، رنگ سازی، سرامیک سازی، ساخت شیشه های شفاف، صنایع چینی سازی، لوازم آرایشی، جوهر سفید و لاک غلط گیر، ساخت لباس های عایق، لنت ترمز، شمع اتومبیل، لوله های خلاء، وسایل آتش بازی، مواد منفجره، آلیاژ، حفاظت اشعه، در لامپ های فلوئورسنت، در رآکتوهای هسته ای، داروسازی و پزشکی یافت می شود.
گل حفاری:
باریت کانی تمیز، نسبتاً نرم، بیاثر و کاملاً ارزان با وزن مخصوص بیش از ۴ گرم بر سانتی متر مکعب است که در گل حفاری مورد استفاده در چاههای عمیق به روش چرخشی میتواند ۴۰% از مواد تشکیل دهنده را شامل شود. این کاربری ۹۵% مصرف باریت را در بر میگیرد. باریت یک کانی حیاتی در صنعت حفاری نفت و گاز محسوب می گردد. طبق آمار سال ۱۹۸۰، حدود ۹۰ درصد از باریت تولیدی دنیا در گل حفاری به مصرف می رسد زیرا باریت به دلیل وزن مخصوص بالا، سادگی مصرف در حین کار، خنثی بودن از نظر شیمیایی، نرمی و مناسب بودن از نظر قیمت، در گل حفاری مورد استفاده قرار می گیرد. میزان باریت مصرفی در هر کیلومتر حفاری حدود ۴۲۹ تن گزارش شده است. این کانی برای خنک کردن و روان نمودن مته های حفاری، پوشش درونی چاه، انتقال مواد ناشی از حفاری به داخل زمین و کنترل فشارهای غیرعادی درون چاه های نفت و گاز استفاده می شود. به طور محسوسی وزن مخصوص گل را بالا برده و سبب شناور شدن سنگریزه ها می شود.
بیشترین مصرف باریت بالاتر از ۸۰% در تهیه گل حفاری است. وزن مخصوص بالا، سختی متوسط، پایین، خنثی بودن از نظر شیمیایی، سهولت حمل و نقل، از عواملی است که باعث استفاده باریت به عنوان گل حفاری می شود. باریت حدود ۴۰% از گل حفاری را تشکیل می دهد. این گل مخلوطی از آب، رس و باریت بوده که براساس تفاوت در شرایط محلی مخزن و نسبت مواد تشکیل دهنده گل حفاری متفاوت خواهد بود. وزن مخصوص این گل باید ۷/۲ باشد. دو نوع اصلی گل از گل حفاری وجود دارد که عبارتنداز: سیالات با زمینه آب (دبلیو. بی. ام.اس) و سیالات با زمینه نفت (او.بی.ام. سی).
علاوه براین دو نوع، سیالات بازمینه ای از چندین ترکیب (اس. بی. ام. اس) نیز وجود دارد که استفاده از آن در برخی از موارد گزارش شده است. انتخاب هر یک از این سیالات به تشکیلات زمین شناسی در مسیر چاه حفر شده، فشار تشکیلات، درجه حرارت پایین گودال و عمق چاه بستگی دارد. به طور کلی، گل مورد نظر از میان لوله حفاری به پایین تلمبه می شود و از داخل سرمته به کف چاه ریخته و از طریق فضای بین لوله و دیواره چاه به سطح صعود می کند.
پرکننده:
باریت بعنوان یک پرکننده صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. باریت خرد شده به صورت شسته شده و یا شسته نشده توسط اسید سولفوریک به عنوان یک عامل پرکننده صنعتی معمولی در مصارف گوناگون مورد استفاده قرار می گیرد. مصرف اصلی باریت به عنوان یک عامل پرکننده در رنگسازی و مصارف پوششی است. باریت بی رنگ و پودر شده می تواند به عنوان پرکننده در رنگ به کار رود. علاوه برآن در تهیه لیتوپون یا رنگ دانه های سفید که دارای ۷۰% سولفات باریم و ۳۰% سولفید روی می باشد و در اثر واکنش سولفید باریم با سولفات روی تشکیل می شود، بکار می رود. از سال ۱۹۵۰، باریت اهمیت خود را در ساخت لیتوپون از دست داد و TiO2 در ساختن رنگدانه رنگ سفید به میزان زیادی جایگزین آن شد. علت این امر، قدرت پوششی زیادی است که TiO2 به رنگ می دهد، ولی باید توجه داشت که استفاده از آن در ساخت لیتوپون از نظر قیمت تمام شده گرانتر می باشد. سولفات باریم طبیعی با خلوص ۹۵-۹۰ درصد و همراهی کمتر از ۱% اکسید اهن بطور عمده برای تولید رنگ سفید و نیز برای سیال کننده رنگ استفاده می شود. سولفات باریم مصنوعی (بلنک فیکس)، یک رنگدانه سفید حاصل از رسوب شیمیایی سولفات باریم خالص است که در اثر واکنش نمک گلوبر ۰ سولفات سدیم هیدراته) با سولفید باریم تشکیل می شود و به عنوان یک پرکننده در رنگ، کاغذ و پلاستیک، کاربرد وسیعی دارد. بیشترین کاربرد بلنک فیکس و باریتهای با درجه بندی پوششی در صنعت رنگسازی است. این ترکیب شیمیایی، هیچ گونه تاثیر رنگدانه ای نا مطلوب نداشته و برای تکمیل توزیع یکنواخت ذرات رنگی و جهت تقویت نمودن خواص این ترکیب به عنوان پوشش مقاوم در برابر بازشدگی ترکهای پرشده، عمل می نماید. این ماده همچنین در ساخت رنگهای ویژه هنر نقاشی نیز به کار می رود. باریت در رنگ سازی، پلاستیک، کاغذ و لاستیک به عنوان ماده پرکننده به مصرف می رسد. همچنین به دلیل وزن مخصوص بالا و خاصیت جذب اشعه رادیواکتیو، در ساخت بلوکهای سیمانی کاربرد دارد. مخلوط لاستیک، آسفالت و ۱۰ درصد باریت را در ساختن ایستگاهها و باند فرودگاه به کار می برند.
از ترکیب سولفات باریم به همراه سولفید روی تکلیس شده، مادهای به نام لیتوپون Lithopone (رنگدانه های سفید) ساخته میشود که ۷۰% BaSO4 و۳۰% ZnS دارد و به عنوان رنگدانه سفید در رنگ سازی و نقاشی به کار میرود که قدرت پوششی خوبی دارد و زمانی که در معرض سولفیدها قرار می گیرد، تیره نمی شود.
نخست مخلوط باریت و زغال که تا ۱۳۱۵ درجه سانتی گراد حرارت می بیند تا سولفات باریم به سولفید باریم تبدیل گردد. سپس به آن، آب می افزایند تا سولفید باریم به صورت محلولBa(OH) 2 در آید. سپس محلول را از صافی عبور می دهند تا ناخالصی آن جدا شود. به محلول صاف شده سولفات روی اضافه می کنند تا رسوب حاوی ۳۰ درصد سولفید روی و ۷۰ درصد سولفات باریم حاصل گردد. رسوب را چند مرتبه شست و شو می دهند و سپس آن را کلسینه می نمایند تا لیتوفان به دست آید.
خواص بالا به همراه رنگ روشن و جذب کم رطوبت و روغن، اجازه میدهد تا از باریت به عنوان پرکننده در ترکیبات آکوستیک، پلاستیک، چسبنده و کالاهای ورزشی مانند توپهای بولینگ، گلف و تنیس، قالی، مواد اصطکاکزا، کف پوش (لینولئوم (Linoleum، انواع مشمع، مواد افشان، رنگ سازی (پیش رنگ، اتومبیل، صنایع شیشهای، پوششهای پودری، لاتکس شیشهای و نیمه شیشهای و پوششهای صنعتی و معماری)، کاغذ (کاغذ چاپ سخت، کارت بازی)، محافظ تابشی، طناب، لاستیک (کفپوش، تایر سفید، تایر وسایل نقلیه سنگین) مورد استفاده قرار میگیرد.
باریت در صنایع کاغذسازی با خلوص ۹۵-۹۰ % بوده و مقدار اکسید آهن در کمتر از ۱% می باشد. هر چه خلوص باریت بیشتر و اندازه پودر آن کوچکتر باشد، کاربرد بیشتری در آستری سفید و اندودکاری کاغذهای مخصوص (به ویژه گلاسه) می یابد.
درخشندگی باریت در صورتی که با اسید سولفوریک شسته شود افزایش مییابد، در مواردی که درجه خلوص یا درخشندگی بیشتر نیاز باشد از پرکنندههای باریم سنتزی استفاده میشود.
باریت به عنوان منبع BaO در شیشهسازی به منظور روانسازی، اکسید کردن و رنگبری شیشه در مراحل پایانی استفاده میشود تا به شیشه وضوح و درخشندگی بیشتری بدهد. باریت با وزن مخصوص بالا در صنعت برای پایین کشیدن خطوط لوله زیردریایی کاربرد دارد. همچنین باریت اشعه گاما را جذب میکند و میتواند به جای سرب در سپرهای هستهای بکار رود.
کاغذسازی:
بلنک فیکس به عنوان پوششی سطحی در صنایع کاغذ سازی در گذشته مورد استفاده قرار می گرفت اما به دلیل این که سفیدی یکنواختی را به تمام سطح نمی دهد کاربرد آن در حال حاضر بسیار محدود شده است. مصرف این ترکیب بیشتر برای تولید کاغذهای نازک سنگین وزن و کاغذهای پوششی با سطح صاف بود. امروزه مصرف آن در صنایع کاغذ سازی رو به کاهش گذاشته است و از اواخر دهه ۱۹۷۰، انواع پوششی دیگری مانند تالک و کربنات کلسیم جایگزین آن شده است.
مصارف دارویی:
باریت مورد استفاده در صنایع داروسازی باید درجه خلوص صد در صد داشته باشد. پودر سولفات باریم به علت حاجب بودن در مقابل اشعه ایکس، برای رادیولوژی مورد استفاده قرار می گیرد و مقدار استفاده از آن به تکنیک مورد نیاز بیمار بستگی دارد. از سوسپانسیون های سولفات باریم در رادیولوژی مری، معده، اثنی عشر و روده بزرگ استفاده می شود و برای هر یک از اندام های فوق مقداری بین ۱۵۰ تا ۳۰۰ میلی لیتر سوسپانسیون های سولفات باریم با تشخیص طبیب یا رادیولوژیست به کار می رود.
مصرف سولفات باریم در بیمارانی که دارای انسداد روده، زخم روده و معده هستند، بخصوص از طریق تنقیه توصیه نمی شود. ممکن است پس از مصرف خوراکی یا تنقیه ای سولفات باریم یبوست، انسداد و آپاندیسیت نیز رخ دهد که گاهی منجر به عمل جراحی می شود. البته تنقیه باریم در بیماری انواژیناسیون حاد (در هم رفتگی روده ها) در بچه ها، موجب تخفیف بیماری می شود.
سولفات باریم در برونکوگرافی (نایژه نگاری) و یا مکیدن و تخلیه ریه ها (آسپریشن) که منجر به فرم های گرانولومایی شده نیز کاربرد دارد. در صورت وجود ویتریت در باریت، محلول به دست آمده سمی بوده و عوارض مسمومیت آن شامل فلج و قطع فعالیت های کلیه هاست.
مواد شیمیایی:
از باریت به منظور تهیه انواع ترکیبات باریم دار استفاده می شود. باریت با درجه خلوص بالا، پیش ماده صنایع شیمیایی است.
سرامیک:
۵% باریت در صنایع شیشه سازی و سرامیک کاربرد دارد. در شیشه سازی به عنوان همگن کننده ماده مذاب، کاهش حباب و درخشندگی و شفافیت محصول کاربرد دارد. شیشه های حاوی باریم شفاف تر و درخشنده تر از شیشه های سربی یا CaO می باشند.
صنایع شیشه سازی از باریت بلورین و خالص در ساخت شیشههای نوری (عینک) و تلویزیون استفاده می شود و قطعات خرد شده آن در اندازه ماسه درشت به عنوان کمک ذوب تسهیل کننده کار بر روی شیشه و ایجاد کننده شفافیت است. اکسید باریم به دلیل بالابودن خاصیت محافظت از پرتاب اشعه ایکس در ساخت شیشهتلویزیون به کار می رود. سرامیک های پیشرفته حاوی باریم در صنایع الکترونیک (کندانسور، گوشی، بلندگو و تلفن) و مغناطیس دائم کاربرد دارند.
عایق:
باریم قدرت جذب اشعه گاما را دارد به همین علت در تهیه لباس های عایق استفاده می شود .
تولید کربنات باریم
مصرف عمده باریت بعد از گل حفاری در ساخت کربنات باریم است (۵۰۰ هزارتن در سال ۱۹۹۸). تا سال ۱۹۶۹ این ترکیب، به صورت طبیعی مورد استخراج قرار نگرفته بود و تنها راه به دست آوردن آن ساخت مصنوعی از باریت و یا سولفید باریم بود. این ترکیب در ساخت تیتاناتها، فریت ها، دیرگدازها کاربرد دارد. از کاربردهای دیگر این ترکیب، توانایی آن در جذب اشعه ایکس در جهت محافظت و جلوگیری از انتشار به ویژه در محیطهای عکسبرداری پزشکی است و به همین دلیل نیز از این ترکیب در جداره لوله های اشعه کاتدی و به ویژه در سلولهای نوری تلویزیون استفاده می شود. کاربرد آن سبب کیفیت بهتر و درخشندگی بالاتر در رنگهای تصویر تلویزیون، به جهت پتاسیلهای کاتدی بزرگتر می شود.
علاوه بر کاربردهای ذکر شده، کربنات باریم در ساخت شیشه های طبی کاربرد دارد. افزودن آن به شیشه، شفافیت شیشه را بیشتر کرده و پراکنش نوری را در آن کاهش می دهد. علاوه برآن سختی بیشتری به شیشه بخشیده وآن را در برابر خراشیدگی مقاوم می سازد. این ترکیب بصورت بخشی یا کلی، می تواند سرب را از شیشه بلورین جدا سازد. از دیگر کاربردهای این ترکیب، بهبود بخشیدن روان شدگی در شیشه های مذاب است.کاربرد دیگر کربنات باریم در صنعت سرامیک است این ترکیب دو مورد استفاده مهم در صنایع سرامیک دارد که عبارتند از:
تبدیل سولفاتهای محلول به سولفات باریم غیرقابل حل ترکیب اکسید باریم در داخل سرامیک یکی از موارد استفاده کربنات باریم در ساخت وسایل سفالی پخته شده است. در صورت عدم استفاده از کربنات باریم در ساخت این وسایل، سولفاتهای قابل حل موجود در سفالها، رطوبت هوا را جذب نموده و انبساط حاصل می کنند و سرانجام خرد می شوند. علاوه بر این در اثرخشک شدن سولفاتهای محلول موجود در سرامیکها، حبابهایی برسطح سرامیک ایجاد می شود. سولفات محلول موجود در توده سرامیکی مانع یکنواختی توده سرامیکی می شود و مانع چسبندگی لعاب برروی سرامیک می شود. اضافه کردن کربنات باریم به این مواد باعث تبدیل سولفاتهای محلول به سولفات باریم غیر قابل حل شده ومشکلات ذکر شده را برطرف می کند. برای ساخت لعاب مورد مصرف در سرامیک سازی نیز از کربنات باریم استفاده می شود. این ترکیب به مخلوط لعاب در جریان گداختن اضافه شده و سبب تبدیل کربنات باریم به اکسید باریم شده که این امر باعث افزایش سطح واکنش و غلظت لعاب ذوب شده می گردد و نهایتاً منجر به شفافیت سطح لعاب خواهد شد.
کاربرد دیگر کربنات باریم در ساخت الکتروسرامیکها است. این نوع سرامیکها از اکسید و کربنات آهن به همراه باریم یا استرانسیم و سرب ساخته می شود. بخش کوچک ولی مهمی از کربنات باریم در این صنعت مورد استفاده قرارمی گیرد. در ساخت الکتروسرامیکها. کربنات باریم به تیتانات باریم (۲BaTiO) تبدیل می شود. این ترکیب دراثر واکنش میان کربنات باریم با اکسید تیتانیم در حالت جامد و در درجه حرارت بالا بوجود می آید. مورد استفاده تیتانات باریم در ساخت دی الکتریکها است.
فریت باریم نیز بخشی از مصرف کربنات باریم را تشکیل می دهد. از این ترکیبات در صنعت الکترونیک استفاده می شود و رشد این صنعت باعث افزایش میزان تقاضا برای کربنات باریم در سالهای اخیر شده است. برخی از ترکیبات فریت باریم مانند Nb2O6 (Ba،Sr) یا (اس. بی. ان)، Nb2O6 (Ba،Pb) یا (پی. بی ان) و Nb2O6 Na4 (Y،Zn،Cr)8(Ba)Sr برای ساخت حافظه کامپیوتر استفاده می گردند.
سایر ترکیبات شیمیایی باریم دار:
حدود ۲۵۰ هزار تن از تولیدات باریت در سال به مصرف ساخت سایر ترکیبات شیمیایی باریم دار می رسد.
ترکیبات باریم شامل کربنات، نیترات، اکسید، پراکسید، هیدروکسید، سولفید، سولفات، استات، آلومینات، کرومات، فلورید، هیدرات، متافسفات، پرکلرات، اکسالایت، سیلیکات، فسفات، سیلیکو فلئورید، تیو سیانات و تیو سولفات است.
هر کدام از این ترکیبات کاربردهای گوناگونی در صنایع مختلف دارد به عنوان مثال کلرید باریم در سختی بخشیدن به فولاد مورد استفاده در حمام های کربوری، زدودن ناخالصیه به ویژه یونهای سولفات در صنایع شیمیایی، ساخت دانه های رنگی از مواد آلی مورد استفاده قرارمی گیرد. از اکسید باریم در شیشه سازی، کوره های الکتریکی متالوژی، ریخته گری قالب سازی و از هیدروکسید باریم در تصفیه و تهیه شکر از ملاس و ساخت پلاستیکهای پی. وی. سی و از نیترات باریم در ساخت گلوله های منور، چاشنی های انفجاری و چراغهای راهنمائی با نور سبز استفاده می شود. ترکیبات باریم دار در تولید منسوجات ضد آب و آتش، براق کردن و آهار زدن مورد استفاده قرار می گیرند. در صنایع دارویی در ساختن ویتامین ها، هورمونها و داروهای انعقاد خون از ترکیبات باریم دار استفاده می شود. از سایر موارد مصرف ترکیبات باریم می توان تثبیت کننده چسب آهار، انعقاد پلاستیکهای مصنوعی، حشره کش ها، میکروب کشها و سموم کشاورزی، عامل ذوب کننده در جوشکاری، در ذوب کردن و تصفیه منیزیم، در استحصال ایندیم، بازیافت روی از تفاله اشاره کرد.
فلز باریم به عنوان دی اکسید کننده در جریان گاز زدایی، طی فرایند تولید گاز در تلویزیون و دیگر لامپهای خلاء به کار می رود. باریم به همراه سایر فلزات مانند آلومینیوم، منیزیم، سرب و کلسیم تشکیل آلیاژ می دهد. آمیخته ای از باریم، سرب، کلسیم جهت استفاده در مقاوم کننده ها به کار می رود.
علاوه بر مصرف باریت در ساخت گل حفاری، کربنات باریم، پرکننده و سایر ترکیبات شیمیایی باریم دار، این کانه مصارف دیگری نیز دارد. یکی از موارد استفاده آن در صنعت سازه می باشد. برخی از کلوخه های باریت در بتنی و محکم کردن خرده سنگهای اطراف خط لوله های دفن شده، به منظور ثابت کردن آنها در نواحی باتلاقی به کاربرده می شود. علاوه برآن، به علت وزن مخصوص بالای باریت، از آن در پایداری و ثابت نگهداشتن سدها و پلها در برابر فشار آب و زلزله استفاده می شود.
باریم قدرت جذب اشعه گاما را دارد، بنابراین برای تهیه لباسهای عایق نیز استفاده می شود. به علاوه نوع مخصوص آن در ساخت دیوارهای سپرامواج رادیواکتیویته در نیروگاه ها، اماکن حاوی ضایعات اتمی، مراکز تحقیقات اتمی و آزمایشگاههای رادیوتراپی استفاده می شود. استفاده از باریت باعث می شود که از مصرف سپرهای گران سرب کاسته شود.
از دیگر موارد مصرف باریت در پزشکی استفاده از سولفات باریم با درجه خلوص بالا در عکسبرداری است. سولفات باریم خالص همان بلنک فیکس است که قبلاً درباره آن توضیح داده شد. این ترکیب باید فاقد نمکهای قابل حل باریم، سولفیدها، فسفاتها، ارسنیک باریم و فلزات سنگین باشد و اسیدیته و قلیائیت آن نیز باید مورد تأئید باشد. باریت طبیعی می تواند با سولفات باریم رسوبگذاری شده مخلوط شود تا اینکه خصوصیات مورد نیاز برای استفاده در عکسبرداری بدست بیاید. مهمترین مورد استفاده آن در آزمایشاتX-ray در ناحیه روده است. سالیانه حدود ۲۰-۱۵ هزار تن سولفات باریم به مصرف عکسبرداری پزشکی می رسد. اگر چه مصرف آن به علت سایر تکنیکهای تشخیصی مانند آندوسکوپی و اسکنهای (ام، آر، آی) و (سی، ای، تی) رو به کاهش گذاشته است، اما همچنان استفاده از پودر سولفات باریم در عکسبرداری از روده به عنوان یک روش با ارزش و مؤثر در پزشکی محسوب می شود.
از سایر مصارف باریت در تهیه نوعی کف پوش بنام لینولئومری، انواع مشمع ها، لوازم آرایش جوهر سفید، گرانول و لنت ترمز است. از باریت در جداسازی آلومینیوم ازفلزات پوشش سیمانی لوله های نفتی و انتقال دهنده های نفت و گاز در زیر آب، در فرش کردن پارکها، جاده ها، باند فرودگاهها و تهیه مواد نسوز و صنایع چینی سازی استفاده می شود. قسمتی از تایرهای متعلق به تجهیزات سنگین جاده سازی توسط مخلوط باریت خردشده، تا باعث افزایش وزن آنها گردد.
از باریت در کارخانجات ریخته گری مس نیز استفاده می شود. وقتی که عیار مس به ۹۸% رسید، در کوره ذوب و سپس در قالبهای مورد نیاز ریخته می شود. به منظور جلوگیری از جوش خوردن مذاب به قالب و سهولت در غلتیدن در کف قالب و توزیع یکنواخت بار در قالب، قبل از ریختن مذاب مس به داخل آن، مقداری پودر باریت توسط اسپری در کف قالب پاشیده می شود. این امر در سهولت جدایش مس قالب شده از قالب به ریخته گر کمک می کند.
کربنات باریم:
در شیشههای نوری (عینک) و تلویزیون، لعاب کاری، سرامیک سازی، چینی، فریت، کنترل تفاله در آجرسازی و تهیه سم موش. از پودر کربنات باریم در تولید سموم کشاورزی برای از بین بردن جوندگان استفاده می شود.
کلرید باریم:
نمک سخت کننده فولاد، تولید منیزیم، تصفیه آب، در چرم سازی و پارچه بافی.
اکسید یا هیدروکسید باریم:
از اکسید باریم خالص (با خلوص ۹۹/۹۹ %) در آبگیری و اسیدزدایی روغنها (روانکاری)، چربیها و واکس، متالورژی، افزودنیهای گریس و روغن، پیشماده نمکهای باریم آلی و از اکسید باریم با خلوص کمتر در شیشه سازی، کوره های الکتریکی، متالورژی، ریخته گری، قالب سازی و از هیدروکسید باریم Ba(OH)2 در تصفیه و تهیه شکر از مولاس استفاده می شود.
سولفید باریمBaS:
انواع نسبتاً خالص سولفید باریم با نام تجاری خاکستر سیاه (Black ash) به عنوان ماده احیا کننده ترکیبات هیدروکربوری مانند زغال، کک نفتی و متان کاربرد دارد.
نیترات باریمBa(NO3)2:
لامپهای سبز، گلولههای رسام (منور)، چاشنی های انفجاری، چراغ های راهنمایی با نور سبز و میناکاری استفاده می شود.
فلز باریم:
آلیاژهای الکترونیکی
تیتانات باریم:
ماده فروالکتریک با ثابت دیالکتریک بالا، نیمه هادی و پیزوالکتریک
سولفات باریم:
سولفات باریم ناخالص بعد از قرار گرفتن در معرض نور، تابندگی (درخشندگی) خاصی ایجاد می کند، به رنگ سفید است و در رنگ کاری (نقاشی)، در کارهای تشخیص اشعه X و در شیشه سازی استفاده می گردد.
سولفات سدیم هیدراته (بلنک فیکس) Blank Fix در ساخت مصنوعی سولفات باریم و ترکیبات آندی باطری ها به جای سرب استفاده می شود.
کلرات باریم:
لامپهای سبز، چاشنی، رنگهایی در وسایل آتش بازی
نمک های باریم:
برخی اوقات در روشهای پزشکی مانند اشعه X در دستگاه گوارش استفاده می شود.
استانداردها:
باریت با کاربری گل حفاری انستیتو نفت آمریکا: حداقل وزن مخصوص۲/۴، بیشینه مقدار کلسیم ۲۵۰ppm، ۹۵% مش ۳۲۵ (۴۵ میکرومتر). کانههای همراه با باریت که میتوانند به حداقل برسند مانند ژیپس، سیدریت و دولومیت در دمای بالا آزاد میشوند و پیروتیت در شرایط PH بالا آزاد میشود.
باریت با کاربری در رنگ: حداقل ۹۵% BaSO4، حداکثر ۰۵/۰ % Fe2O3 ، ۲% مواد اضافه، ۰/۵% آب، درخشندگی ۸۰% و جذب روغن ۵ کیلوگرم بر ۴۵ کیلوگرم (استانداردASTM)، PH 6/4.
بازیافت:
هیچ مادهای مانند باریت طی تکمیل عملیات حفاری از بین نمیرود.
جایگزینها:
در پرکننده:
تری هیدرات آلومینیم، کربنات کلسیم، دیاتومیت، فلدسپار، کائولن، میکا، نفلین سینیت، پرلیت، تالک، سیلیس میکروکریستالین، پودر سیلیس، سیلیس سنتزی، ولاستونیت
در شیشه:
کربنات استرانسیم
ماده سنگینکننده:
سلستیت، هماتیت، ایلمنیت، کانه آهن
رنگ سازی:
کربنات کلسیم، دولومیت و دی اکسید تیتانیوم
کاغذ سازی :
تالک و کربنات کلسیم.