Барит , барит или бариты ( / ˈ b ær aɪ t , ˈ b ɛər —/ [7] или / b ə ˈ r aɪ t iː z / [8] ) — минерал , состоящий из сульфата бария (Ba SO 4 ) . [3] Барит обычно белый или бесцветный и является основным источником элемента бария . В группу баритов входят барит, целестин (сульфат стронция), ангидрит (сульфат свинца) и ангидрит (сульфат кальция). Барит и целестин образуют твердый раствор (Ba,Sr)SO 4 . [2]
Излучающая форма, иногда называемая Болонским камнем , [9] приобрела некоторую известность среди алхимиков благодаря образцам, найденным в 17 веке недалеко от Болоньи Винченцо Кашьяроло. После прокаливания они становились фосфоресцирующими . [10] [11]
Карл Шееле в 1774 году определил, что барит содержит новый элемент, но не смог выделить барий , а только оксид бария . Два года спустя в аналогичных исследованиях Йохан Готлиб Ган также выделил оксид бария . Барий был впервые выделен электролизом расплавленных солей бария в 1808 году сэром Хамфри Дэви в Англии . [12]
Спецификация Американского института нефти API 13/ ISO 13500, которая регулирует использование барита в целях бурения, относится не к какому-то конкретному минералу, а скорее к материалу, который соответствует этой спецификации. [13] Однако на практике это обычно минерал барит. [14]
Термин «первичные бариты» относится к первому товарному продукту, который включает сырой барит (рудничный продукт) и продукты простых методов обогащения , таких как промывка, отсадка, разделение тяжелых сред, таблетирование и флотация. Большая часть сырого барита требует некоторой доработки до минимальной чистоты или плотности. Барит, который используется в качестве заполнителя в «тяжелом» цементе , измельчается и просеивается до однородного размера. Большую часть барита измельчают до небольшого однородного размера, прежде чем его используют в качестве наполнителя или наполнителя, добавки к промышленным продуктам, при производстве бариевых химикатов или в качестве утяжелителя в буровом растворе нефтяных скважин . [15]
Название барит происходит от древнегреческого слова βαρύς , латинизированного : barús , «тяжелый». Американское написание — барит . [3] [16] Международная минералогическая ассоциация первоначально приняла слово «барит» в качестве официального написания, но позже рекомендовала принять более старое написание «барит». Этот шаг вызвал споры и был проигнорирован американскими минералогами. [17]
Для барита использовались и другие названия, в том числе баритин , [18] баритит , [18] барит , [19] тяжелый шпат , [3] тифф , [4] и блан-фикс . [20]
Барит встречается во многих средах осадконакопления и откладывается в результате многих процессов, включая, среди прочего, биогенные, гидротермальные и испарительные процессы. [2] Барит обычно встречается в свинцово-цинковых жилах известняков , в месторождениях горячих источников и гематитовой руде. Его часто связывают с минералами англезитом и целестином . Он также был обнаружен в метеоритах. [21]
Барит был обнаружен в Австралии, Бразилии, Нигерии, Канаде, Чили, Китае, Индии, Пакистане, Германии, Греции, Гватемале, Иране, Ирландии (где он был добыт на Бенбульбене [22] ), Либерии, Мексике, Марокко, Перу, Румыния ( Байя-Спри ), Турция, Южная Африка ( Барбертон-Маунтин-Лэнд ), [23] Таиланд, Великобритания ( Корнуолл , Камбрия , Дартмур / Девон , Дербишир , Дарем , Шропшир , [24] Пертшир , Аргайлшир и Суррей [ 3] ) и в США из Чешира, Коннектикут , Де-Калба, Нью-Йорк , и Форт-Уоллеса, Нью-Мексико. Его добывают в Арканзасе, Коннектикуте, Вирджинии, Северной Каролине, Джорджии, Теннесси, Кентукки, Неваде и Миссури. [3]
Мировое производство барита в 2019 году оценивалось примерно в 9,5 миллионов метрических тонн по сравнению с 9,8 миллионами метрических тонн в 2012 году. [25] Основными производителями барита (в тысячах тонн, данные за 2017 год) являются следующие: Китай (3600) , Индия (1600), Марокко (1000), Мексика (400), США (330), Иран (280), Турция (250), Россия (210), Казахстан (160), Таиланд (130) и Лаос (120). ). [26]
Основными потребителями барита в 2017 году были (в млн тонн) США (2,35), Китай (1,60), Ближний Восток (1,55), Европейский Союз и Норвегия (0,60), Россия и СНГ (0,5), Южная Америка (0,35). , Африка (0,25) и Канада (0,20). 70% барита предназначалось для буровых растворов нефтяных и газовых скважин. 15% для бариевых химикатов, 14% для наполнителей в автомобильной, строительной и лакокрасочной промышленности и 1% для других применений. [26]
Природный барит, образовавшийся в гидротермальных условиях , может быть связан с кварцем или кремнеземом . [27] В гидротермальных источниках барит-кремнеземная минерализация также может сопровождаться драгоценными металлами. [28]
Сведения о минерально-сырьевой базе баритовых руд представлены в ряде научных статей. [29]
Во всем мире 69–77% барита используется в качестве утяжелителя буровых растворов при разведке нефти и газа для подавления высоких пластовых давлений и предотвращения выбросов . По мере бурения скважины долото проходит через различные пласты, каждый из которых имеет разные характеристики. Чем глубже скважина, тем больше барита требуется в процентах от общей смеси бурового раствора. Дополнительным преимуществом барита является то, что он немагнитен и, следовательно, не мешает магнитным измерениям, проводимым в скважине, ни во время каротажа во время бурения , ни при каротаже отдельных скважин. Барит, используемый для бурения нефтяных скважин, может быть черным, синим, коричневым или серым в зависимости от рудного тела. Барит тонко измельчается так, чтобы не менее 97% материала по весу могло пройти через сито с размером ячеек 200 меш (75 мкм), и не более 30% по весу могло иметь диаметр менее 6 мкм. Измельченный барит также должен быть достаточно плотным, чтобы его удельный вес составлял 4,2 или выше, достаточно мягким, чтобы не повредить подшипники трехшарошечного сверла, химически инертным и содержать не более 250 миллиграммов на килограмм растворимых щелочных солей. [16] В августе 2010 года Американский институт нефти опубликовал спецификации по изменению стандартов бурового класса 4,2 для барита, включив в него материалы 4,1 SG.
В глубоком океане, вдали от континентальных источников осадков, пелагический барит выпадает в осадок и образует значительное количество осадков. Поскольку в барите есть кислород, систематика δ 18 O этих отложений использовалась для определения палеотемператур океанической коры.
Вариации изотопов серы ( 34 S/ 32 S) исследуются в эвапоритовых минералах, содержащих серу (например, барит) и карбонат-ассоциированных сульфатах (CAS), для определения прошлых концентраций серы в морской воде, что может помочь идентифицировать конкретные периоды отложения, такие как бескислородные или кислородные условия. . Использование реконструкции изотопа серы часто сочетается с кислородом, когда молекула содержит оба элемента. [30]
Датирование барита в гидротермальных жерлах было одним из основных методов определения возраста гидротермальных жерл . [31] [32] [33] [34] [35] Обычные методы датирования гидротермального барита включают радиометрическое датирование [31] [32] и датирование электронным спиновым резонансом . [33] [34] [35]
Барит используется в приложениях с добавленной стоимостью, таких как наполнитель красок и пластмасс, шумоподавление в моторном отсеке, покрытие автомобильных покрытий для придания гладкости и коррозионной стойкости, фрикционные материалы для автомобилей и грузовиков, радиационно-защитный бетон , стеклокерамика и медицинские применения (( например, прием бария перед контрастной компьютерной томографией ). Барит поставляется в различных формах, и цена зависит от степени обработки; Применение наполнителей требует более высоких цен после интенсивной физической обработки путем измельчения и микронизирования, а также существуют дополнительные надбавки за белизну, яркость и цвет. [16] Он также используется для производства других химикатов бария, в частности карбоната бария , который используется для производства светодиодного стекла для телевизионных и компьютерных экранов (исторически в электронно-лучевых трубках ); и для диэлектриков .
Исторически барит использовался для производства гидроксида бария для переработки сахара , а также в качестве белого пигмента для текстиля , бумаги и красок . [3]
Хотя барит содержит токсичный щелочноземельный металл барий , он не опасен для здоровья человека, животных, растений и окружающей среды, поскольку сульфат бария крайне нерастворим в воде.
Его также иногда используют в качестве драгоценного камня . [36]
В эту статью включен текст из бесплатного контента . Лицензия находится в общественном достоянии. Текст взят из статистики и информации по бариту, Национального информационного центра по минералам, Геологической службы США.
В эту статью включены общедоступные материалы из Barite (PDF) . Геологическая служба США .