Барит - Baryte

Барит (барит)
Барит - Cerro Warihuyn, Miraflores, Huamalies, Huanuco, Peru.jpg
Баритовые кристаллы из Серро-Уарихуин, Мирафлорес, Уамалиес, Уануко, Перу
Общий
Категория Сульфатный минерал , группа барита
Формула
(повторяющаяся единица)
BaSO 4
Классификация Струнца 7.AD.35
Классификация Дана 28.03.01.01
Кристаллическая система Орторомбический
Кристалл класс Дипирамидальный (ммм)
символ HM : (2 / м 2 / м 2 / м)
Космическая группа ПНМА
Ячейка a = 8,884 (2) Å,
b = 5,457 (3) Å,
c = 7,157 (2) Å; Z = 4
Идентификация
Цвет Бесцветный, белый, светлые оттенки синего, желтого, серого, коричневого
Хрустальная привычка Табличка параллельна основанию, волокнистая, от узловатой до массивной
Расщепление Идеальная спайность, параллельная основанию и граням призмы: {001} Perfect, {210} Perfect, {010} Imperfect
Перелом Неровный / неровный
Упорство Хрупкий
Твердость по шкале Мооса 3-3,5
Блеск Стекловидный, жемчужный
Полоса белый
Прозрачность от прозрачного до непрозрачного
Удельный вес 4,3–5
Плотность 4,48 г / см 3
Оптические свойства двухосный положительный
Показатель преломления n α = 1,634–1,637
n β = 1,636–1,638
n γ = 1,646–1,648
Двулучепреломление 0,012
Плавкость 4, желтовато-зеленое пламя бария
Диагностические особенности белый цвет, высокий удельный вес, характерная спайность и кристаллы
Растворимость низкий
использованная литература

Барит , барит или барит ( Великобритания : / б Aer ʌ ɪ т / , / б ɛər т / ) представляет собой минерал , состоящий из сульфата бария ( Ва S O 4 ). Барит обычно белый или бесцветный и является основным источником элемента бария . Группа баритов состоит из барита, целестина (сульфат стронция), англезита (сульфат свинца) и ангидрита (сульфат кальция). Барит и целестин образуют твердый раствор (Ba, Sr) SO 4 .

Имена и история

Элементарная ячейка барита

Излучающая форма, иногда называемая Болонским камнем , приобрела известность среди алхимиков благодаря фосфоресцирующим образцам, найденным в 17 веке недалеко от Болоньи Винченцо Качароло.

Спецификация Американского института нефти API 13 / ISO 13500, которая регулирует барит для целей бурения, не относится к какому-либо конкретному минералу, а скорее к материалу, который соответствует этой спецификации. Однако на практике это обычно минеральный барит.

Термин «первичные бариты» относится к первому товарному продукту, который включает сырой барит (рудник) и продукты простых методов обогащения , таких как промывка, отсадка, разделение тяжелых сред, таблетирование, флотация. Большинство сырых баритов требует некоторой доводки до минимальной чистоты или плотности. Барит, который используется в качестве заполнителя в «тяжелом» цементе , измельчается и просеивается до однородного размера. Большинство барит измельчают до небольшого, одинакового размера перед его использованием в качестве наполнителя или удлинителя, в дополнение к промышленной продукции, в производстве химических бария или утяжелитель в нефти и бурового раствора .

Имя

Название барит происходит от древнегреческого : βαρύς , латинизируетсяbarús , «тяжелый». Американское написание является барит . Международная минералогическая ассоциация первоначально приняла «барит» в качестве официального правописания, но рекомендовала принять более старый «Барит» правописание позже. Этот шаг был спорным и был проигнорирован американскими минералогами.

Для барита использовались и другие названия, включая баритин , барит , барит , тяжелый лонжерон , tiff и blanc fixe .

Минеральные ассоциации и местоположения

Барит с галенитом и гематитом из Польши
Барит (вверху) и доломит из Камбрии, Англия
Заброшенная шахта по добыче барита возле Аберфелди, Пертшир, Шотландия

Барит встречается во многих средах осадконакопления и откладывается в результате многих процессов, включая, среди прочего, биогенные, гидротермальные и испарения. Барит обычно встречается в свинцово-цинковых жилах в известняках , в месторождениях горячих источников и в гематитовой руде. Его часто связывают с минералами англезитом и целестином . Он также был обнаружен в метеоритах.

Барит был обнаружен в Австралии, Бразилии, Нигерии, Канаде, Чили, Китае, Индии, Пакистане, Германии, Греции, Гватемале, Иране, Ирландии (где он был добыт на Бенбульбене ), Либерии, Мексике, Марокко, Перу, Румынии. ( Байя Спри ), Турция, Южная Африка ( Барбертон Маунтин Лэнд ), Таиланд, Великобритания ( Корнуолл , Камбрия , Дартмур / Девон , Дербишир , Дарем , Пертшир , Аргайлшир и Суррей ) и в США из Чешира, Коннектикута , Де Калб , Нью-Йорк и Форт Уоллес, Нью-Мексико. Его добывают в Арканзасе, Коннектикуте, Вирджинии, Северной Каролине, Джорджии, Теннесси, Кентукки, Неваде и Миссури.

Мировое производство барита в 2019 году оценивается примерно в 9,5 миллиона метрических тонн по сравнению с 9,8 миллионами метрических тонн в 2012 году. 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).

Основными потребителями баритов в 2017 г. 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% баритов было предназначено для буровых растворов для нефтяных и газовых скважин. 15% для бариевых химикатов, 14% для наполнителей в автомобильной, строительной и лакокрасочной промышленности и 1% в других областях.

Природный барит, образующийся в гидротермальных условиях, может быть связан с кварцем или кремнеземом . В гидротермальных жерлах баритокремнеземистая минерализация также может сопровождаться драгоценными металлами.

Использует

В нефтегазовом бурении

Во всем мире 69–77% барита используется в качестве утяжелителя для 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 с разными характеристиками. Чем глубже скважина, тем больше требуется барита в процентах от общей смеси бурового раствора. Дополнительным преимуществом барита является то, что он немагнитен и, следовательно, не мешает магнитным измерениям, проводимым в стволе скважины, ни во время каротажа во время бурения, ни при отдельном каротажном исследовании скважины. Барит, используемый для бурения нефтяных скважин, может быть черным, синим, коричневым или серым в зависимости от рудного тела. Барит тонко измельчают так, чтобы по меньшей мере 97% материала по весу могло проходить 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 более, достаточно мягким, чтобы не повредить подшипники триконового сверла, химически инертным и содержать не более 250 миллиграммов на килограмм растворимых щелочных солей. В августе 2010 года Американский институт нефти опубликовал спецификации по изменению стандартов качества бурения 4,2 для барита с включением материалов 4,1 SG.

В изотопном анализе кислорода и серы

В глубоком океане, вдали от континентальных источников наносов, пелагические бариты выпадают в осадок и образуют значительное количество отложений. Поскольку барит содержит кислород, систематика δ 18 O этих отложений использовалась для ограничения палеотемператур океанической коры.

Изменения в изотопах серы ( 34 S / 32 S) изучаются в эвапоритовых минералах, содержащих серу (например, барит) и связанные с карбонатом сульфаты (CAS), для определения прошлых концентраций серы в морской воде, которые могут помочь определить конкретные периоды осаждения, такие как бескислородные или кислородные условия. . Использование изотопной реконструкции серы часто сочетается с кислородом, когда молекула содержит оба элемента.

Другое использование

Барит используется в приложениях с добавленной стоимостью , которые включают наполнитель в краски и пластмассы, уменьшение шума в моторном отсеке, пальто автомобильных покрытий для гладкости и коррозионной стойкости, фрикционные изделия для автомобилей и грузовиков, радиационной защиты бетона , стекла керамики и медицинских применений ( например, бариевая мука перед контрастной компьютерной томографией ). Baryte поставляется в различных формах, и цена зависит от объема обработки; Применение наполнителей требует более высоких цен после интенсивной физической обработки путем измельчения и микронизации, а также существуют дополнительные надбавки за белизну, яркость и цвет. 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 рафинирования сахара , а также в качестве белого пигмента для текстильных изделий , бумаги и красок .

Хотя барит содержит токсичный щелочноземельный металл барий , он не вредит здоровью человека, животных, растений и окружающей среды, поскольку сульфат бария крайне нерастворим в воде.

Его также иногда используют как драгоценный камень .

Смотрите также

использованная литература

Дальнейшие чтения

  • Джонсон, Крейг А .; Пятак, Надин М .; Миллер, М. Майкл; Schulz, Klaus J .; ДеЯнг, Джон Х .; Печать, Роберт Р .; Брэдли, Дуайт С. (2017). «Барит (барий). Глава D: Критические минеральные ресурсы Соединенных Штатов - экономическая и экологическая геология и перспективы будущих поставок. Профессиональный доклад 1802 – D». Профессиональные документы геологической службы США . DOI : 10.3133 / pp1802D . ISSN  2330-7102 .

Всеобщее достояние Эта статья включает материалы, являющиеся  общественным достоянием, из документа Геологической службы США : «Барит» (PDF) .