مترجم: حبیب الله علیخانی
منبع:راسخون
منبع:راسخون
نام باریت (barytes یا barite) از واژه ی یونانی باروس (baros) به معنای "سنگین" مشتق شده است. این واژه اشاره به ویژگی قابل توجه این ماده، اشاره دارد. باریت ها در واقع باریم سولفات هایی هستند که فرمول شیمیایی آنها BaSO_4 (65.7 % BaO و 34.3 % SO_3) می باشد. بعد از کلسیم سولفات، این سولفات، متداول ترین سولفات موجود می باشد. باریت ها، عموماً منشأ هیدروترمال دارد و برخی اوقات، با استفاده از لیچینگ ترکیبات باریومی از سنگ ها، تشکیل می شود. به عنوان یک مینرال ضروری، این ماده در سولفیدهای منیزیم، آهن و سایر فلزات نیز، مشاهده می شود. باریت ها همچنین در سنگ های رسوبی و به صورت ذاتی، وجود دارند.
باریت ها، هم به صورت رگه ای و هم به صورت رسوبات بستری وجود دارند و از این رو بوسیله ی روش های زیر زمینی و روش های باز، استخراج می شود. بزرگترین دخایر مربوط به باریت ها، در Mangampet، منطقه ی Cuddapah و آندرا پرادش هند، قرار گرفته اند. از تولید جهانی 7.4 میلیون تن این محصول در سال 2001، حدود 54 % به تنهایی به چین اختصاص یافته است. سایر تولیدکننده های اصلی ، هند، مراکش، ایالات متحده، ایران و مکزیک می باشند.
اولین معدنکاری های انجام شده در ایالات متحده ی آمریکا انجام شده است. در این کشور، ذخایر متعددی در حوالی سال 1850 کشف شد و استفاده های آن به تولید رنگ ها و برخی مواد شیمیایی، محدود شد. امروزه، استفاده ی اصلی از این ماده به عنوان عوامل وزن دهنده در گل حفاری است که برای اولین بار، در سال 1926 مورد استفاده قرار گرفت.
در هند، معدن کاری باریت ها در سال 1918 شروع شد و از آن زمان به بعد و تا سال 1946، میزان 276000 تن از این ماده تولید شد که عمدتاً از بخش آندرا پرادش استخراج گردید. از سال 1947 به بعد، تاریخچه ی تولید باریت ها، به صورت زیر است.
یک تولید قابل توجه در دهه ی 1970 انجام شده است که علت این مسئله، کشف ذخایر بررگ Mangampet در آندرا پرادش می باشد که با توجه به افزایش مربوط به فعالیت های اکتشاف نفت در سال 1973 ایجاد شده است. تقریباً 99.5 % از تولید امروزی این ماده، از آندرا پرادش و بقیه نیز از هیماچال پرادش و راجستان بدست می آید.
وزن مخصوص: مهم ترین ویژگی باریت ها، وزن مخصوص آنهاست. وزن مخصوص باریت های خالص، برابر با 4.5 می باشد و این وزن مخصوص می تواند کمتر از این مقدار نیز باشد. این مسئله به وجود ناخالصی در این ماده، وابسته است. این مینرال حتی وقتی آن را در دست می گیریم هم سنگین به نظر می رسد.
قابلیت میرایی امواج: دانسیته ی بالا موجب می شود تا باریت ها، میزان عبور و نفوذ موج های صدا را کاهش دهد و بنابراین، یک ماده ی میرای موج صوتی باشد.
جذب تابش: باریت ها می تواند انواع مختلف تابش اشعه ی X ، نوترون و گاما را جذب کند.
رنگ زایی و سایر خواص نوری: باریت خالص، رنگ سفید برفی دارد و حالت اپک تا شفاف دارد اما ناخالصی بر روی رنگ آن اثر دارد و موجب تغییر رنگ آن می شود. میزان روشنایی باریت خالص بر طبق اندازه گیری موج آبی نور (طول موج 457 میکرون) برابر با 98.5 می باشد. میزان سفیدی رنگ آن نیز بر اساس مقدار L برابر است با 99 می باشد. میزان درخشش رنگ این ماده نیز زجاجی تا صمغی رنگ می باشد. ضریب شکست باریت نیز در حدود 1.64 می باشد.
سختی و شکست: سختی این ماده در حدود 3 تا 3.5 موهس می باشد. این ماده، ترد می باشد و به سهولت و به طور غیر یکنواخت می شکند. این خواص، موجب می شود تا این ماده، خاصیت سایش نداشته باشد.
ویژگی های شیمیایی: از لحاظ شیمیایی، فرمول باریت ، BaSO_4 می باشد اما در طبیعت، این ماده حاوی ناخالصی هایی از جمله سیلیس، آلومینا، Fe_2 O_3 ، رس، فلوریت و کربونات ها می باشد. باریت ها، شامل مقادیر اندکی نمک محلول می باشد و از این رو، این ماده در آب و اسید، حل نمی شود. از لحاظ شیمیایی، این ماده خنثی است و مقدار pH آن بین 6-8 می باشد.
جذب روغن: جذب روغن این ماده، پایین است.
خواص گرمایی: باریت ها در دمای 1300 درجه ی سانتیگراد، به سولفید باریم (BaS) و اکسیژن تجزیه می شود.
حفاری چاه نفت
رنگ ها
مواد شیمیایی
بازیابی فلز باریم
صنعت شیشه
صنعت کاغذ
صنعت لاستیک
شستشوی زغال سنگ
مواد منفجره
کلوخه های مورد استفاده در بتن
رآکتورهای هسته ای و سایر ادواتی که تابش اشعه در آنها وجود دارد.
رادیولوژی
وسایل بازی بچه ها
چسب ها
در ادامه در مورد این کاربردها، صحبت می کنیم.
خنک سازی سری مته ی حفاری و بخش حفاری
خارج نمودن براده های ایجاد شده از بخش حفاری به سطح
ایجاد خاصیت تیکسوتروپی به نحوی که در صورت خاموش شدن پمپ نیز، گل بتواند براده های حاصله از برش را در خود حفظ کند.
آب بندی کردن دیواره های باز چاه به منظورجلوگیری از ریزش دیواره ها.
تنظیم و محدود کردن فشار نفت و گاز در داخل چاه و جلوگیری از ایجاد حباب در داخل حفره ها و جلوگیری ایجاد مواد سمی و ...
ایجاد روان سازی در بین دیواره و میله ی مته
بنابراین، معیار اصلی مربوط به استفاده از باریت ها، در واقع وزن مخصوص بالای آنهاست. این وزن مخصوص برای باریت خالص، برابر با 4.5 می باشد. همچنین میزان جذب روغن این ماده پایین است و همچنین از لحاظ شیمیایی نیز خنثی می باشد. به هر حال، وزن مخصوص باریت به دلیل حضور ناخالصی کمی کمتر از این مقدار است. یک میزان سولفات باریم بالاتر، این اطمینان را حاصل می کند که ناخالصی موجود، کمتر است. همیشه یک تعادل میان نوع گرید و هزینه، وجود دارد.
در میان ترکیبات مضر، می توان به سیلیس، آلومینا، Fe_2 O_3 و رس اشاره کرد زیرا تمام این مواد، موجب می شوند تا وزن مخصوص باریت، کاهش یابد. علاوه بر این، سیلیس در شکل نخاله موجب می شود تا یک اثر سایشی ایجاد شود و بدین صورت میله ی مته ساییده می شود، اگر چه در برخی موارد، کوارتز به دلایل خاص، به سیال اضافه می شود. حلالیت این ماده در آب پایین است زیرا ذرات باریت موجود در گل، به حالت سوسپانسیون قرار می گیرند و در واقع حل نمی شوند. برای کمک به حفظ ذرات باریت در داخل سوسپانسیون، این ذرات باید بسیار ریز باشد تا بدین صورت، سطح قابل توجهی برای ایجاد شود.
صنعت ترجیح می دهند تا باریت هایی با وزن مخصوص برابر با 4.15 را مورد استفاده قرار دهند. این باریت ها، حاوی 94 % BaSO_4، 1.5 % سیلیس، 0.15 % آلومینا و 0.15 % اکسید آهن، 0.02 % مواد حلال در آب و مقادیر اندکی مواد رسی باشد. در سال 1984، اداره استاندارد هند (BIS) ویژگی های مناسب برای باریت صنعتی را به صورت زیر بیان کرد: حداقل 90 % BaSO_4، ماکزیمم 4.2 % سیلیس و آلومینا، حداکثر 0.02 % مواد محلول در آب، و اندازه ی ذره ی کمتر از 53 میکرون.
پیگمنت: پیگمنت ها، عمدتاً موجب می شود تا برخی از خواص یک رنگ، به منظور اهداف خاص، ایجاد یا تقویت شود. باریت ها عمدتاً موجب افزای وزن رنگ های روغنی می شوند، به نحوی که آنها می توانند به طور بهتری بر روی سطح بنشینند. علاوه بر این، باریت های سفید رنگ، موجب تقویت قدرت پوشش دهی رنگ های سفید می شود. دو نوع از پیگمنت های سفید بر پایه ی باریت وجود دارد: i) باریت های گرید طبیعی با وزن مخصوص بالا و نزدیک به وزن مخصوص باریت خالص. ii) BaSO_4 خالص رسوبی که به آن، بلنس فیکس (blanc fixe) گفته می شود.
پیگمنت های باریتی در رنگ های سفید و رنگی مورد استفاده قرار می گیرد. این مورد به خلوص آن وابسته است. باریت های سفید روشن شبه برفی برای رنگ های سفید و باریت های بی رنگ، برای رنگ های غیر سفید. BaSO_4 رسوبی عموماً بسیار خالص می باشند و در رنگ های سفید با کیفیت بالا مورد استفاده قرار می گیرند. ضریب شکست بالاتر باریت ها، نسبت به روغن کتان موجب می شود تا این رنگ ها، بتوانند اثر پوششی بهتری داشته باشند. خنثی بودن شیمیایی هر دو نوع باریت طبیعی و رسوبی، یک مزیت به شمار می آید.
جذب روغن باید بهینه سازی شود. از آنجایی که روغن یک محیط می باشد. جذب بالای روغن بدین معناست که روغن یا نفت بیشتری بوسیله ی رنگ جذب می شود و جای کمتری برای ماده ی رنگی وجود دارد. در واقع جذب متوسط در این حالت، مطلوب می باشد. اندازه ی ذره این مواد باید پایین باشد و بدین وسیله، مساحت سطح مربوط به ذرات رنگی در سوسپانسیون، افزایش می یابد. مواد فرار در این حالت، مطلوب نمی باشند زیرا وقتی رنگ خشک می شود، این مواد فرار از ماده خارج می شود و موجب تشکیل حفرات بر روی سطح رنگ می شود. کربنات ها (مثلا کربنات باریم و کلسیم)، عموماً سخت هستند و موجب می شوند تا اثر سایشی بر روی سطح رنگی، ایجاد شود.
در سال 1972، اداره ی استاندارد هند (BIS) ویژگی های را برای هر دو نوع باریت طبیعی و رسوبی، ارائه کرده است. این موارد به صورت زیر می باشند:
باریت های طبیعی : حداقل 95 % BaSO_4، ماکزیمم 2.24 % BaCO_3، ماکزیمم 0.5 % مواد فرار، 6-12 % جاذب روغن، 0.5 % مواد محلول در آب و اندازه ی ذرات آن نیز باید بین 40 تا 53 میکرون باشد.
BaSO_4 رسوبی: بیش از 97 % BaSO_4، ماکزیمم 0.45 % BaCO_3، ماکزیمم 0.5 % مواد فرار، ماکزیمم 15-30 % جاذب روغن، ماکزیمم 0.5 % مواد محلول در آب و همچنین اندازه ی ذرات کمتر از 40 میکرون باشد.
جذب بیشتر روغن برای BaSO_4 رسوبی، به خاطر این است که این رنگ، یک رنگ سفید برفی براق است و عمدتاً به عنوان یک ماده ی رنگی سفیت استفاده می شود که باید با روغن اشباع شود.
در ابتدا، باریت ها به عنوان یک ماده ی متداول برای افزایش وزن رنگ مورد استفاده قرار می گیرد. علت این مسئله، این است که این رنگ ها بر اساس وزن، فروخته می شوند. امروزه، این مواد عموماً به صورت حجمی فروخته می شود و بنابراین، باریت به رنگ افزوده می شود تا بدین صورت، میزان وزن رنگ افزایش یابد. این ماده همچنین به عنوان عوامل افزایش دهنده ی وزن در برخی پرایمرها، استفاده می شود.
لیتوفون: لیتوفون یک مخلوط سفید رنگ است که از BaSO_4 و ZnS تشکیل شده است و از ان به عنوان اندیکاتور در تصویربرداری اشعه ی X استفاده می شود. برای آماده سازی این مخلوط، باریت سفید رنگ، ابتدا با کربن و در دمای 1300 درجه، عمل آوری می شود تا BaS تولید شود. این ماده با سولفات روی واکنش می دهد تا بدین صورت BaSO_4 و ZnS رسوب کنند. به این ماده، لیتوفون می گویند.
اندازه ی ذرات باریت یک مورد مهم می باشد زیرا ذرات بسیار ریز منجر به ایجاد گرد و غبار می شود و همچنین ذرات بسیار درشت نیز در زمان عمل آوری با کربن، به خوبی مخلوط نمی شوند. اکسید آهن یک ماده مخرب می باشد زیرا در دمای 1100 ذوب می شود و موجب ایجاد اختلال در فرایند عمل اوری می شود. علاوه بر این، اکسید آهن، آلومینا و سیلیس با باریت واکنش می دهند و منجر به تشکیل ترکیبات محلول در آب می شود. در واقع مخلوط بودن این ترکیبات، موجب کاهش فعالیت ZnSO_4 می شود و موجب تشکیل لیتوفون می شود. علاوه بر این، ترکیبات آهن و منگنز موجب کم شدن بازده کاهشی BaSO_4 می شود زیرا برخی از کربن ها، موجب کاهش این عوامل می شوند و برروی عملکرد فرایند عمل آوری، اثر می گذارد. اکسید آهن همچنین یک عامل رنگ آوری است. فلوریت در دمای 1360 درجه ی سانتیگراد ذوب می شود و موجب می شود تا مایعی با وایسکوزیته ی پایین تشکیل شود. این مسئله یک مورد حیاتی در حین فرایند می باشد. استرانسیم سولفات که اغلب با باریت ها، ارتباط دارند، به دلیل روابط ایزومورمی آن، دارای خواص گرمایی مشابه با باریت ها می باشد و از این رو، در دمای 1300 درجه با کربن واکنش می دهد و استرانسیم سولفید تشکیل می شود. بنابراین این ماده موجب تهی شدن محیط از وجود کربن می شود. بنابراین، این واکنش، مطلوب نمی باشد. بنابراین، وقتی غلظت CaO و MgO افزایش یابد، به دلیل واکنش بالای آنها در دمای عمل آوری، با BaS واکنش می دهد و از این رو، فرایند را تحت تأثیر قرار می دهند.
این صنایع عموماً ترجیح می دهد تا باریت های سفید رنگ مورد استفاده قرار گیرد. این باریتها، محتوی حداقل 95 % BaSO_4، حداکثر 1.0 % اکسید آهن و 1 % سولفات استرانسیوم، و میزان آلومینا، سیلیس، اکسید کلسیم و منیزیم و مواد رسی نیز باید تا حد ممکن اندک باشد. سایر معیارها عدم وجود فلوریت می باشد. اندازه ی ذرات این ماده نیز باید بین 0.85-4.0 میلی متر باشد. استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
باریت ها، هم به صورت رگه ای و هم به صورت رسوبات بستری وجود دارند و از این رو بوسیله ی روش های زیر زمینی و روش های باز، استخراج می شود. بزرگترین دخایر مربوط به باریت ها، در Mangampet، منطقه ی Cuddapah و آندرا پرادش هند، قرار گرفته اند. از تولید جهانی 7.4 میلیون تن این محصول در سال 2001، حدود 54 % به تنهایی به چین اختصاص یافته است. سایر تولیدکننده های اصلی ، هند، مراکش، ایالات متحده، ایران و مکزیک می باشند.
تاریخچه
یک کیمیاگر قرن 17 در ایتالیا به نام Vincentinus Casciarolo، یک سنگ کریستالی سنگین را به همراه شیشه در پای آتشفشان پیدا کرد و آن را در یک اجاق زغال سنگی حرارت دهی کرد و توانست یک ماده ی فلزی بدست آورد. او فلز گران نجیبی پیدا بدست نیآورد اما سنگ زینتر شده ای بدست آورد که بعد از قرارگیری در نور آفتاب، در تاریکی، نور قرمز ساطع می کرد. او این پدیده را پدیده ی فسفورسانس نامید و این سنگ را سنگ بولوگنین (Bolognian stone) نامید. هم اکنون ما می دانیم که این ماده باریت است و وقتی سوزانده شود، BaS تولید می شود.اولین معدنکاری های انجام شده در ایالات متحده ی آمریکا انجام شده است. در این کشور، ذخایر متعددی در حوالی سال 1850 کشف شد و استفاده های آن به تولید رنگ ها و برخی مواد شیمیایی، محدود شد. امروزه، استفاده ی اصلی از این ماده به عنوان عوامل وزن دهنده در گل حفاری است که برای اولین بار، در سال 1926 مورد استفاده قرار گرفت.
در هند، معدن کاری باریت ها در سال 1918 شروع شد و از آن زمان به بعد و تا سال 1946، میزان 276000 تن از این ماده تولید شد که عمدتاً از بخش آندرا پرادش استخراج گردید. از سال 1947 به بعد، تاریخچه ی تولید باریت ها، به صورت زیر است.
یک تولید قابل توجه در دهه ی 1970 انجام شده است که علت این مسئله، کشف ذخایر بررگ Mangampet در آندرا پرادش می باشد که با توجه به افزایش مربوط به فعالیت های اکتشاف نفت در سال 1973 ایجاد شده است. تقریباً 99.5 % از تولید امروزی این ماده، از آندرا پرادش و بقیه نیز از هیماچال پرادش و راجستان بدست می آید.
معیار استفاده
باریت ها، یک ماده ی معدنی کریستالی است که به اشکال کروی، توده ای، روزتی، فیبری و کریستالی تشکیل می شوند. این ماده یک کلیواژ کامل است. اما مهم ترین خواص این ماده از دیدگاه کاربرد صنعتی به صورت زیر می باشد:وزن مخصوص: مهم ترین ویژگی باریت ها، وزن مخصوص آنهاست. وزن مخصوص باریت های خالص، برابر با 4.5 می باشد و این وزن مخصوص می تواند کمتر از این مقدار نیز باشد. این مسئله به وجود ناخالصی در این ماده، وابسته است. این مینرال حتی وقتی آن را در دست می گیریم هم سنگین به نظر می رسد.
قابلیت میرایی امواج: دانسیته ی بالا موجب می شود تا باریت ها، میزان عبور و نفوذ موج های صدا را کاهش دهد و بنابراین، یک ماده ی میرای موج صوتی باشد.
جذب تابش: باریت ها می تواند انواع مختلف تابش اشعه ی X ، نوترون و گاما را جذب کند.
رنگ زایی و سایر خواص نوری: باریت خالص، رنگ سفید برفی دارد و حالت اپک تا شفاف دارد اما ناخالصی بر روی رنگ آن اثر دارد و موجب تغییر رنگ آن می شود. میزان روشنایی باریت خالص بر طبق اندازه گیری موج آبی نور (طول موج 457 میکرون) برابر با 98.5 می باشد. میزان سفیدی رنگ آن نیز بر اساس مقدار L برابر است با 99 می باشد. میزان درخشش رنگ این ماده نیز زجاجی تا صمغی رنگ می باشد. ضریب شکست باریت نیز در حدود 1.64 می باشد.
سختی و شکست: سختی این ماده در حدود 3 تا 3.5 موهس می باشد. این ماده، ترد می باشد و به سهولت و به طور غیر یکنواخت می شکند. این خواص، موجب می شود تا این ماده، خاصیت سایش نداشته باشد.
ویژگی های شیمیایی: از لحاظ شیمیایی، فرمول باریت ، BaSO_4 می باشد اما در طبیعت، این ماده حاوی ناخالصی هایی از جمله سیلیس، آلومینا، Fe_2 O_3 ، رس، فلوریت و کربونات ها می باشد. باریت ها، شامل مقادیر اندکی نمک محلول می باشد و از این رو، این ماده در آب و اسید، حل نمی شود. از لحاظ شیمیایی، این ماده خنثی است و مقدار pH آن بین 6-8 می باشد.
جذب روغن: جذب روغن این ماده، پایین است.
خواص گرمایی: باریت ها در دمای 1300 درجه ی سانتیگراد، به سولفید باریم (BaS) و اکسیژن تجزیه می شود.
استفاده ها
استفاده های مهم از باریت ها، عبارتند از:حفاری چاه نفت
رنگ ها
مواد شیمیایی
بازیابی فلز باریم
صنعت شیشه
صنعت کاغذ
صنعت لاستیک
شستشوی زغال سنگ
مواد منفجره
کلوخه های مورد استفاده در بتن
رآکتورهای هسته ای و سایر ادواتی که تابش اشعه در آنها وجود دارد.
رادیولوژی
وسایل بازی بچه ها
چسب ها
در ادامه در مورد این کاربردها، صحبت می کنیم.
حفاری چاه نفت
در صنعت نفت، باریت ها بطور عمده، به گل حفاری افزوده می شود تا موجب افزایش وزن مخصوص گل شود. مته های چرخنده عموماً برای توسعه ی میدان های نفتی مورد استفاده قرار می گیرند. در اطراف این مته ها، از سیال حفاری یا گل حفاری استفاده می شود. وقتی مته به سنگ های زیر زمین برخورد می کند، گل حفاری به داخل حفره پمپ می شود. این گل از میان بخش خالی عبور کرده و بین دیواره و مته قرار می گیرند. کارکردهای اصلی این گل حفاری، عبارتند از:خنک سازی سری مته ی حفاری و بخش حفاری
خارج نمودن براده های ایجاد شده از بخش حفاری به سطح
ایجاد خاصیت تیکسوتروپی به نحوی که در صورت خاموش شدن پمپ نیز، گل بتواند براده های حاصله از برش را در خود حفظ کند.
آب بندی کردن دیواره های باز چاه به منظورجلوگیری از ریزش دیواره ها.
تنظیم و محدود کردن فشار نفت و گاز در داخل چاه و جلوگیری از ایجاد حباب در داخل حفره ها و جلوگیری ایجاد مواد سمی و ...
ایجاد روان سازی در بین دیواره و میله ی مته
بنابراین، معیار اصلی مربوط به استفاده از باریت ها، در واقع وزن مخصوص بالای آنهاست. این وزن مخصوص برای باریت خالص، برابر با 4.5 می باشد. همچنین میزان جذب روغن این ماده پایین است و همچنین از لحاظ شیمیایی نیز خنثی می باشد. به هر حال، وزن مخصوص باریت به دلیل حضور ناخالصی کمی کمتر از این مقدار است. یک میزان سولفات باریم بالاتر، این اطمینان را حاصل می کند که ناخالصی موجود، کمتر است. همیشه یک تعادل میان نوع گرید و هزینه، وجود دارد.
در میان ترکیبات مضر، می توان به سیلیس، آلومینا، Fe_2 O_3 و رس اشاره کرد زیرا تمام این مواد، موجب می شوند تا وزن مخصوص باریت، کاهش یابد. علاوه بر این، سیلیس در شکل نخاله موجب می شود تا یک اثر سایشی ایجاد شود و بدین صورت میله ی مته ساییده می شود، اگر چه در برخی موارد، کوارتز به دلایل خاص، به سیال اضافه می شود. حلالیت این ماده در آب پایین است زیرا ذرات باریت موجود در گل، به حالت سوسپانسیون قرار می گیرند و در واقع حل نمی شوند. برای کمک به حفظ ذرات باریت در داخل سوسپانسیون، این ذرات باید بسیار ریز باشد تا بدین صورت، سطح قابل توجهی برای ایجاد شود.
صنعت ترجیح می دهند تا باریت هایی با وزن مخصوص برابر با 4.15 را مورد استفاده قرار دهند. این باریت ها، حاوی 94 % BaSO_4، 1.5 % سیلیس، 0.15 % آلومینا و 0.15 % اکسید آهن، 0.02 % مواد حلال در آب و مقادیر اندکی مواد رسی باشد. در سال 1984، اداره استاندارد هند (BIS) ویژگی های مناسب برای باریت صنعتی را به صورت زیر بیان کرد: حداقل 90 % BaSO_4، ماکزیمم 4.2 % سیلیس و آلومینا، حداکثر 0.02 % مواد محلول در آب، و اندازه ی ذره ی کمتر از 53 میکرون.
رنگ ها
باریت ها به دو شیوه در صنعت رنگ، استفاده می شوند. یکی به عنوان پیگمنت و دیگری به عنوان ماده رنگ آمیزیپیگمنت: پیگمنت ها، عمدتاً موجب می شود تا برخی از خواص یک رنگ، به منظور اهداف خاص، ایجاد یا تقویت شود. باریت ها عمدتاً موجب افزای وزن رنگ های روغنی می شوند، به نحوی که آنها می توانند به طور بهتری بر روی سطح بنشینند. علاوه بر این، باریت های سفید رنگ، موجب تقویت قدرت پوشش دهی رنگ های سفید می شود. دو نوع از پیگمنت های سفید بر پایه ی باریت وجود دارد: i) باریت های گرید طبیعی با وزن مخصوص بالا و نزدیک به وزن مخصوص باریت خالص. ii) BaSO_4 خالص رسوبی که به آن، بلنس فیکس (blanc fixe) گفته می شود.
پیگمنت های باریتی در رنگ های سفید و رنگی مورد استفاده قرار می گیرد. این مورد به خلوص آن وابسته است. باریت های سفید روشن شبه برفی برای رنگ های سفید و باریت های بی رنگ، برای رنگ های غیر سفید. BaSO_4 رسوبی عموماً بسیار خالص می باشند و در رنگ های سفید با کیفیت بالا مورد استفاده قرار می گیرند. ضریب شکست بالاتر باریت ها، نسبت به روغن کتان موجب می شود تا این رنگ ها، بتوانند اثر پوششی بهتری داشته باشند. خنثی بودن شیمیایی هر دو نوع باریت طبیعی و رسوبی، یک مزیت به شمار می آید.
جذب روغن باید بهینه سازی شود. از آنجایی که روغن یک محیط می باشد. جذب بالای روغن بدین معناست که روغن یا نفت بیشتری بوسیله ی رنگ جذب می شود و جای کمتری برای ماده ی رنگی وجود دارد. در واقع جذب متوسط در این حالت، مطلوب می باشد. اندازه ی ذره این مواد باید پایین باشد و بدین وسیله، مساحت سطح مربوط به ذرات رنگی در سوسپانسیون، افزایش می یابد. مواد فرار در این حالت، مطلوب نمی باشند زیرا وقتی رنگ خشک می شود، این مواد فرار از ماده خارج می شود و موجب تشکیل حفرات بر روی سطح رنگ می شود. کربنات ها (مثلا کربنات باریم و کلسیم)، عموماً سخت هستند و موجب می شوند تا اثر سایشی بر روی سطح رنگی، ایجاد شود.
در سال 1972، اداره ی استاندارد هند (BIS) ویژگی های را برای هر دو نوع باریت طبیعی و رسوبی، ارائه کرده است. این موارد به صورت زیر می باشند:
باریت های طبیعی : حداقل 95 % BaSO_4، ماکزیمم 2.24 % BaCO_3، ماکزیمم 0.5 % مواد فرار، 6-12 % جاذب روغن، 0.5 % مواد محلول در آب و اندازه ی ذرات آن نیز باید بین 40 تا 53 میکرون باشد.
BaSO_4 رسوبی: بیش از 97 % BaSO_4، ماکزیمم 0.45 % BaCO_3، ماکزیمم 0.5 % مواد فرار، ماکزیمم 15-30 % جاذب روغن، ماکزیمم 0.5 % مواد محلول در آب و همچنین اندازه ی ذرات کمتر از 40 میکرون باشد.
جذب بیشتر روغن برای BaSO_4 رسوبی، به خاطر این است که این رنگ، یک رنگ سفید برفی براق است و عمدتاً به عنوان یک ماده ی رنگی سفیت استفاده می شود که باید با روغن اشباع شود.
در ابتدا، باریت ها به عنوان یک ماده ی متداول برای افزایش وزن رنگ مورد استفاده قرار می گیرد. علت این مسئله، این است که این رنگ ها بر اساس وزن، فروخته می شوند. امروزه، این مواد عموماً به صورت حجمی فروخته می شود و بنابراین، باریت به رنگ افزوده می شود تا بدین صورت، میزان وزن رنگ افزایش یابد. این ماده همچنین به عنوان عوامل افزایش دهنده ی وزن در برخی پرایمرها، استفاده می شود.
لیتوفون: لیتوفون یک مخلوط سفید رنگ است که از BaSO_4 و ZnS تشکیل شده است و از ان به عنوان اندیکاتور در تصویربرداری اشعه ی X استفاده می شود. برای آماده سازی این مخلوط، باریت سفید رنگ، ابتدا با کربن و در دمای 1300 درجه، عمل آوری می شود تا BaS تولید شود. این ماده با سولفات روی واکنش می دهد تا بدین صورت BaSO_4 و ZnS رسوب کنند. به این ماده، لیتوفون می گویند.
اندازه ی ذرات باریت یک مورد مهم می باشد زیرا ذرات بسیار ریز منجر به ایجاد گرد و غبار می شود و همچنین ذرات بسیار درشت نیز در زمان عمل آوری با کربن، به خوبی مخلوط نمی شوند. اکسید آهن یک ماده مخرب می باشد زیرا در دمای 1100 ذوب می شود و موجب ایجاد اختلال در فرایند عمل اوری می شود. علاوه بر این، اکسید آهن، آلومینا و سیلیس با باریت واکنش می دهند و منجر به تشکیل ترکیبات محلول در آب می شود. در واقع مخلوط بودن این ترکیبات، موجب کاهش فعالیت ZnSO_4 می شود و موجب تشکیل لیتوفون می شود. علاوه بر این، ترکیبات آهن و منگنز موجب کم شدن بازده کاهشی BaSO_4 می شود زیرا برخی از کربن ها، موجب کاهش این عوامل می شوند و برروی عملکرد فرایند عمل آوری، اثر می گذارد. اکسید آهن همچنین یک عامل رنگ آوری است. فلوریت در دمای 1360 درجه ی سانتیگراد ذوب می شود و موجب می شود تا مایعی با وایسکوزیته ی پایین تشکیل شود. این مسئله یک مورد حیاتی در حین فرایند می باشد. استرانسیم سولفات که اغلب با باریت ها، ارتباط دارند، به دلیل روابط ایزومورمی آن، دارای خواص گرمایی مشابه با باریت ها می باشد و از این رو، در دمای 1300 درجه با کربن واکنش می دهد و استرانسیم سولفید تشکیل می شود. بنابراین این ماده موجب تهی شدن محیط از وجود کربن می شود. بنابراین، این واکنش، مطلوب نمی باشد. بنابراین، وقتی غلظت CaO و MgO افزایش یابد، به دلیل واکنش بالای آنها در دمای عمل آوری، با BaS واکنش می دهد و از این رو، فرایند را تحت تأثیر قرار می دهند.
این صنایع عموماً ترجیح می دهد تا باریت های سفید رنگ مورد استفاده قرار گیرد. این باریتها، محتوی حداقل 95 % BaSO_4، حداکثر 1.0 % اکسید آهن و 1 % سولفات استرانسیوم، و میزان آلومینا، سیلیس، اکسید کلسیم و منیزیم و مواد رسی نیز باید تا حد ممکن اندک باشد. سایر معیارها عدم وجود فلوریت می باشد. اندازه ی ذرات این ماده نیز باید بین 0.85-4.0 میلی متر باشد. استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
