La barita es el mineral de bario más común. Es sulfato de bario. Se encuentra frecuentemente en vetas hidrotermales de baja temperatura, como las de cuarzo-barita y fluorita-barita. A menudo se asocia con galena, esfalerita, calcopirita y cinabrio. La mayoría de los depósitos de barita en mi país se encuentran en Hunan, Guangxi, Qinghai y Jiangxi. Se trata principalmente de enormes vetas hidrotermales monominerales. La barita también puede formarse en rocas sedimentarias, presentando una morfología nodular. Se encuentra frecuentemente en depósitos sedimentarios de manganeso. Asimismo, se halla en rocas sedimentarias fangosas y arenosas de mares poco profundos. En depósitos meteorizados, suele estar cubierta por arcilla residual. Aparece en forma nodular o en bloques.
Una de las aplicaciones de la industria de la barita: como materia prima para la producción de diversos compuestos de bario.
La barita es una valiosa materia prima. Se utiliza para fabricar diversos productos químicos, como óxido de bario, carbonato de bario, cloruro de bario, nitrato de bario, sulfato de bario precipitado, hidróxido de bario y titanato de bario. La producción de este tipo de materia prima requiere una gran inversión y estrictos estándares técnicos. Sus productos suelen generar mayores márgenes de beneficio.
Titanato de bario
Es una materia prima clave para la cerámica electrónica. Es un material dieléctrico robusto y fundamental para los condensadores cerámicos multicapa. Los condensadores cerámicos son ahora de uso generalizado. Su pequeño tamaño, gran capacidad, alta frecuencia y bajo costo los hacen superiores a otros condensadores. Además, son muy fiables. El avance de la tecnología de circuitos integrados impulsa su popularidad. En los últimos años, su tasa de crecimiento ha alcanzado los 12,71 TP3T.
carbonato de bario
Los productos de sales de bario tienen la mayor escala de producción. Se utilizan ampliamente en diversos campos, como materiales magnéticos, vidrio óptico, carcasas de tubos de televisión, cerámica, esmaltes, recubrimientos, caucho y carburación de acero. También se emplean para la fabricación de otras sales de bario. El volumen total de importación y exportación de carbonato de bario en el mundo asciende a 400 000 toneladas. Los principales países importadores son Japón, Estados Unidos, Canadá, Corea del Sur, Francia y Suecia. China es el principal exportador. Si bien podría monopolizar el mercado global, carece de una estrategia unificada.
cloruro de bario
Es una materia prima química clave con múltiples usos. Se utiliza para fabricar otras sales de bario, pigmentos y recubrimientos. También se emplea en la elaboración de mordientes, productos de cuero, pesticidas, medicamentos, tintas y suavizantes de agua. Además, se utiliza para producir agentes para el tratamiento térmico de metales. Asimismo, se emplea en el refinado de salmuera en la industria cloroalcalina. China es el principal exportador de cloruro de bario y ostenta el monopolio del mercado mundial de carbonato de bario.
sulfato de bario
Puede utilizarse como agente de contraste doble para radiografías. Es un agente de contraste gastrointestinal de alta densidad. Puede utilizarse solo o con gas de baja densidad para lograr un efecto de contraste doble. Se usa frecuentemente para el contraste del tracto digestivo. Los usuarios domésticos afirman que el sulfato de bario irregular es mejor que el sulfato de bario fino y uniforme.
nitrato de bario
Se utiliza principalmente en fuegos artificiales, vidrio óptico y lentes de vigilancia. En China, la mayor parte de las ventas nacionales se destinan a fabricantes de fuegos artificiales. Una pequeña cantidad se utiliza en la industria militar y del vidrio.
Productos de hidróxido de bario
Se divide principalmente en hidróxido de bario octahidratado e hidróxido de bario monohidratado. El hidróxido de bario octahidratado se utiliza en numerosas industrias. Está presente en grasas a base de bario, medicamentos, plásticos, rayón, vidrio y esmaltes. También es un aditivo multifuncional en petróleo, aceites refinados y ablandadores de agua para sacarosa. Además, se utiliza en grandes cantidades para producir hidróxido de bario monohidratado. El hidróxido de bario monohidratado es principalmente un aditivo para aceite de motor. También es un plastificante y un estabilizador de compuestos en la industria del plástico. El hidróxido de bario monohidratado con bajo contenido de hierro (inferior a 10 × 10⁻⁶) se puede utilizar en vidrio óptico y materiales fotosensibles. El hidróxido de bario octahidratado se comercializa principalmente en el mercado nacional. El hidróxido de bario monohidratado se exporta en su totalidad. En los últimos años, el hidróxido de bario octahidratado y monohidratado son las sales de bario de mayor crecimiento.
Otros productos de sales de bario y productos químicos finos
El molibdato de bario se usa frecuentemente como adhesivo para productos de esmalte y para refinar nafta. Tiene buena adherencia a los metales. El metaborato de bario es un aditivo ignífugo. Puede producir un efecto sinérgico cuando se usa con otros retardantes de llama. También se usa en imprimaciones y capas de acabado en la industria de recubrimientos. Tiene efectos antimicrobianos. El fosfato de bario se usa principalmente como dispersante de limpieza en aditivos para aceites lubricantes. El cromato de bario se usa como material anticorrosivo para galvanoplastia compuesta. Se han producido aditivos de la serie de bario a nivel nacional. Estos incluyen estearato de bario, bario de zinc orgánico, laurato de bario y alquilbencenosulfonato. Estos aditivos generalmente se fabrican mediante la reacción de cloruro de bario (o hidróxido de bario) con un ácido orgánico. El alquilbencenosulfonato de bario es uno de ellos. Es un tensioactivo aniónico de alta calidad y un inhibidor de óxido soluble en aceite. Tiene un rendimiento excelente.
Aplicación industrial de la barita 2: como agente densificante para lodos de perforación.
Al perforar algunos pozos de petróleo y gas, el lodo de perforación y la arcilla utilizados generalmente tienen una densidad relativa de aproximadamente 2,5. La densidad relativa del agua es 1. Por lo tanto, la densidad relativa del lodo es relativamente baja. A veces, el peso del lodo no puede equilibrar la presión del petróleo y el gas. Esto puede causar accidentes por reventón. Cuando la presión subterránea es alta, se debe aumentar la densidad relativa del lodo. Agregar polvo de barita al lodo es una medida eficaz para aumentar la densidad relativa del lodo. La barita utilizada para el lodo de perforación generalmente debe tener una finura superior a 325 mallas. Si la barita no es lo suficientemente fina, es probable que ocurra precipitación. El lodo de perforación requiere barita con una densidad relativa superior a 4,2. Debe contener al menos 951 TP3T de BaSO4 y menos de 11 TP3T de sales solubles. El mercado para este uso es grande. Sin embargo, debido a los bajos requisitos técnicos, la mayoría de las minas de barita y los fabricantes de sulfato de bario nacionales pueden producir dichos productos. Por lo tanto, la competencia es feroz.
Aplicación industrial de la barita 3: Pigmento litopón
Como pigmento blanco de alta calidad, el litopón se utiliza ampliamente en la industria de la pintura. Se calienta sulfato de bario y se utiliza un agente reductor para producir sulfuro de bario (BaS). Posteriormente, se hace reaccionar con sulfato de zinc (ZnSO4), formando una mezcla de sulfato de bario 70% y sulfuro de zinc 30%, que constituye el pigmento litopón. La barita utilizada para la producción de litopón debe ser muy pura. Su contenido de sulfato de bario debe superar los 95%, sin impurezas coloreadas visibles. El mercado exige requisitos extremadamente estrictos para el litopón. Además del contenido y la blancura, la finura debe alcanzar al menos 1250 mallas. A pesar de esto, aún existen numerosas empresas exigentes, principalmente en los deltas de los ríos Perla y Yangtsé. La demanda mensual de estas empresas es pequeña, de entre 100 y 200 toneladas, según su tamaño. Sin embargo, si la tecnología de producción cumple con los estándares, el mercado del litopón puede convertirse en un sector clave para el desarrollo de productos de alta gama.
Aplicación industrial de la barita 4: La barita se utiliza como relleno en la industria.
En la fabricación de pinturas, el polvo de barita se utiliza como carga. Mejora el espesor, la firmeza y la durabilidad de la película de pintura. El pigmento blanco de zinc-bario es superior a los blancos de plomo y magnesio para pinturas de interior. La industria de la pintura requiere barita con partículas finas y alta blancura. Además, la barita se utiliza como carga en papel, caucho y plásticos. Mejora la dureza, la resistencia al desgaste y las propiedades antienvejecimiento del caucho y los plásticos. Para la fabricación de caucho y papel, la carga de barita debe tener: un contenido de BaSO4 superior a 98%; un contenido de CaO inferior a 0,36%; y no contener óxido de magnesio ni plomo.
1. Imprimaciones y recubrimientos de masilla:
El polvo de barita tiene una alta capacidad de relleno, por lo que es adecuado para diversos recubrimientos, como imprimaciones y masillas. Su baja superficie específica, tamaño de partícula uniforme y buena fluidez minimizan el desgaste durante el procesamiento. El sulfato de bario es ideal para superficies imprimadas en aplicaciones automáticas. Mantiene una alta uniformidad y suavidad, incluso con un alto nivel de relleno.
2. Capas de acabado:
En recubrimientos resistentes a productos químicos, el polvo de barita supera a la mayoría de los demás rellenos. Su inercia e insolubilidad en agua, ácidos y disolventes, junto con sus partículas finas y brillantes, protegen las capas de acabado durante mucho tiempo. Se recomienda el sulfato de bario para las capas de acabado, ya que mejora la dureza superficial y la estabilidad del color.
3. Pinturas de látex:
Debido a su peso, el polvo de barita se utiliza principalmente en pinturas de látex. Se emplea especialmente en pinturas de alto brillo y textura sedosa, conocidas como pinturas de látex resistentes a los ácidos. Su fácil dispersión, retención de la rotación óptica y fluidez mejoran su rendimiento químico. El sulfato de bario es adecuado para pinturas de alto brillo y pinturas de látex.
4. Tintas de impresión:
El polvo de barita es ideal para tintas de alta calidad. Ofrece baja abrasión, alto brillo y color estable. Además, presenta baja cohesión y fluidez. El sulfato de bario se recomienda especialmente para tintas de alta rotación óptica.
5. Revestimientos de madera:
El polvo de barita tiene baja cohesión, baja dispersión de la luz y partículas finas. Por lo tanto, es ideal para capas de acabado pigmentadas, barnices y pinturas en aerosol. Los estudios han demostrado que el sulfato de bario tiene una excelente resistencia química y a la intemperie.
6. Recubrimientos en polvo:
En los recubrimientos en polvo, el polvo de barita puede mejorar el brillo, la fluidez, el relleno y la compatibilidad de los pigmentos.
7. Adhesivos:
La adición de polvo de barita mejora la reología, el relleno y la resistencia química del adhesivo.
8. Termoplásticos:
La conductividad térmica y la fluidez del polvo de barita reducen el tiempo de moldeo por inyección. Además, el sulfato de bario, como agente nucleante, aumenta la resistencia y la estabilidad térmica del plástico.
9. Recubrimiento del papel:
El polvo de barita mejora el brillo y la fluidez de los recubrimientos de papel, como el papel artístico y el papel blanco translúcido de color. En algunos casos, el sulfato de bario puede sustituir al dióxido de titanio sin perder brillo.
Aplicación industrial de la barita 5: Mineralizador para la industria del cemento.
En la producción de cemento, la adición de mineralizadores de barita y fluorita es beneficiosa. Promueve la formación y activación de C3S. Esto mejora la calidad del clínker, aumenta la resistencia inicial del cemento en 20-25% y eleva la resistencia posterior en 10%. La temperatura de calcinación del clínker se reduce de 1450℃ a 1300±50℃. El mejor efecto se logra cuando el contenido de barita es de 0,8-1,5%. En la fabricación de cemento blanco, el uso de mineralizadores de barita y fluorita reduce la temperatura de calcinación de 1500℃ a 1400℃. También reduce el CaO libre y mejora la resistencia y la blancura. La adición de barita a la materia prima del cemento de ganga de carbón puede mejorar considerablemente la resistencia del cemento de bajo clínker, especialmente su resistencia inicial. Esto ofrece una forma de utilizar la ganga de carbón. Puede producir un cemento de bajo calcio, de bajo consumo energético, de alta resistencia inicial y alta resistencia.
Aplicación industrial de la barita 6: cemento, mortero y hormigón resistentes a la radiación.
La barita absorbe los rayos X. Por lo tanto, se utiliza para fabricar cemento de bario, mortero de barita y hormigón de barita. Estos materiales pueden reemplazar las placas de plomo metálicas. Protegen los reactores nucleares y los edificios de los rayos X, como en hospitales y laboratorios. El cemento de bario se sinteriza principalmente a partir de barita y arcilla. Es principalmente silicato de dibario. Se le añade yeso para molerlo. Su gravedad específica es de 4,7 a 5,2, superior a la del cemento Portland ordinario. Su índice de resistencia es de 325 a 425. El cemento de bario tiene una alta gravedad específica. Por lo tanto, se puede mezclar con agregados pesados, como la barita, para hacer un hormigón uniforme, denso y a prueba de rayos X. El mortero de barita es un mortero de alta densidad que puede bloquear eficazmente los rayos X. Generalmente utiliza cemento Portland con bajo calor de hidratación. Se prepara en una proporción de 1:0,25:2,5:1 de cemento: polvo de barita: arena de barita: arena gruesa. El hormigón de barita también tiene alta densidad y capacidad de blindaje contra los rayos X.
Entre los materiales cementicios de uso común se incluyen:
- Cemento Portland con bajo calor de hidratación.
- Cemento con alto contenido de alúmina.
- Cemento de bario.
- Cemento de estroncio.
De estos, el cemento Portland es el más utilizado.
La proporción de mezcla común es cemento: piedra triturada de barita: arena de barita: agua = 1:4,54:3,4:0,5 o 1:5,44:4,46:0,6 o 1:5:3,8:0,2. La barita para mortero y hormigón a prueba de radiación debe tener al menos 80% de BaSO4. Las impurezas como yeso, pirita, sulfuro y sulfato no deben exceder los 7%.
Aplicación industrial de la barita 7: Construcción de carreteras
Una mezcla de caucho y asfalto con barita 10% se ha utilizado para pavimentar estacionamientos. Es duradera. Los neumáticos de la maquinaria pesada de construcción de carreteras se rellenan parcialmente con barita. Esto aumenta el peso y ayuda a compactar las zonas de relleno.
Aplicación industrial de la barita ocho: otros usos
La barita se mezcla con aceite y se aplica a una base de tela para fabricar hule. El polvo de barita se utiliza para refinar queroseno. Es un agente de contraste gastrointestinal en la industria farmacéutica. También se puede utilizar para fabricar pesticidas, cuero y fuegos artificiales. Además, la barita se utiliza para extraer bario metálico. Se emplea como absorbente y aglutinante en televisores y tubos de vacío. El bario metálico se alea con aluminio, magnesio, plomo y calcio. Se utiliza para fabricar cojinetes. En resumen, la barita es un mineral no metálico clave. Tiene múltiples usos en las industrias química, de la construcción y de la maquinaria.
El polvo ultrafino de barita se produce mediante molienda por chorro.
El polvo de barita ultrafino se fabrica mediante tecnología de molienda por chorro. Es eficiente y puede producir partículas muy finas. Este proceso implica varios pasos y características clave:
Proceso de fresado por chorro
La molienda por chorro utiliza aire o gas comprimido a alta velocidad para acelerar las partículas a través de boquillas. Esto provoca que las partículas colisionen y reduzcan su tamaño. Este método produce polvos ultrafinos, con partículas de tan solo 2,5 micras (D97) o incluso menores.
Equipo: El molino de chorro funciona alimentando una cámara con material de barita donde se acelera a velocidades supersónicas. Las partículas colisionan en un entorno controlado, lo que reduce su tamaño sin necesidad de medios de molienda y minimiza la contaminación.
Eficiencia: La molienda por chorro se caracteriza por su alta eficiencia. Permite obtener una distribución estrecha del tamaño de partícula, con un tamaño promedio de entre 1 y 4 micras. Además, mantiene una alta pureza y evita la aglomeración.
Capacidad de producción: Los molinos de chorro modernos pueden manejar altos volúmenes de producción. Algunos sistemas pueden procesar hasta 500 kg/h de material de barita.
Consideraciones medioambientales: La molienda por chorro es la opción preferida por su bajo impacto ambiental. Genera una cantidad mínima de residuos y no requiere una limpieza exhaustiva, a diferencia de los métodos de molienda tradicionales.
Ventajas de la molienda por chorro para el polvo de barita
Alta pureza: Al no utilizar medios de molienda, se reduce el riesgo de contaminación por partículas de desgaste.
Control del tamaño de partícula: Los operarios pueden ajustar el proceso para lograr tamaños de partícula específicos para diversos usos industriales.
Escalabilidad: La tecnología de fresado por chorro se puede ampliar fácilmente para satisfacer necesidades de producción mayores, sin sacrificar la calidad.
Caso práctico de un proyecto para la producción de polvo de barita ultrafino mediante molienda por chorro.
