مقالات علمی

کانسگ باریت چیست

نام باریت از کلمه یونانی باروس (Barus) به معنی سنگین گرفته شده و برای اولین بار در سال 1771 توسط هامیلتون (Hamilton) و به نظر بعضی از مولفین ، توسط شیل (Scheele) بکار گرفته شده است. نامهای دیگری هم نیز منجمله هوی اسپار (Heavy Spar) ، تیف (Tiff) ، کوک (Cawk) ، باریتس (Barytes) و باریتین بکار رفته است.

این ماده معدنی بدلیل وزن مخصوص بالای آن از سالهای 1930 در حفاریهای اکتشافی مورد استفاده قرار گرفت. وزن مخصوص بالا و خنثی بودن آن از نظر شیمیایی موجب بکارگیری گسترده این کانی به عنوان یک عامل وزنی در مایعات و یا گلهای حفاری میشود. بیشترین مصرف باریت در حفاری چاه های عمیق نفت و گاز میباشد بطوریکه تقریبا 85% ثقاضا برای این ماده معدنی را در بر میگیرد که بالغ بر 6 میلیون تن در سال است. (راسیکل 2000). گل حفاری در روش دورانی و در مناطقی که فشار گاز یا مایع در اعماق زیاد است ، برای حفاظت و جلوگیری از فوران چاه یا ریزش دیوار و همچنین معلق ماندن مته حفاری در چاه استفاده میشود.

خصوصیاتی مانند وزن مخصوص بالا ، خنثی بودن آن از نظر شیمیایی ، فراوانی ذخایر ، سهولت استفاده و ارزانی آن سبب شده تا در اکثر نقاط دنیا و در بسیاری از صنایع در ساختن مواد شیمیایی باریم دار، پر کننده های ویزه ، سرامیک ، لاستیک ، شیشه های شفاف ، کاغذ ، لوازم آرایشی ، پلاستیک ، لباسهای عایق ، کابل ، جوهر سفید ، آلیاژها ، رنگ ، چینی ، چاشنی فشنگ ، گرانول ، لنت ترمز ، چراغهای راهنمایی با نور سبز ، لیتوپون مورد استفاده قرار میگیرد ولی میزان مصرف آن در این صنایع کمتر از یک میلیون تن در سال برآورد شده است.

این کانی در سالهای قبل به عنوان باطله سایر مواد معدنی محسوب میشد. با آغاز فعالیت حفاری اکتشاف چاه های نفت در ایران ، باریت به عنوان یک ماده معدنی اقتصادی به شمار آمد. در ایران تا سال 1338 هجری شمسی  ، باریت مورد نیاز برای شرکتهای نفتی از خارج تامین میشد ولی از این تاریخ به بعد اولین استخراج و بهره برداری از معادن توسط دو شرکت عمده باریت ایران و ماگوبار آغاز گردید و در سالهای 1355 و 1356 به اوج تولید خود یعنی 220 هزار تن در سال رسید. در سال 1340 ، اولین کارخانه تهیه پودر باریت تاسیس و به مرحله بهره برداری رسید و دو کارخانه دیگر تولید پودر باریت ، در سال 1353 در پرندک ساوه و سلفچگان شروع بکار نمودند.در سال 1353 تعداد 30 معدن باریت فعال بوده که اکثریت آنها در استان مرکزی بودند. میزان استخراج این کانی در سال 1353 بالغ بر 80000 تن (میچالسکس 1974) و در سال 1358 بالغ بر 180000تن بوده است.(مورگان 1980).

مشخصات باریت

باریت یکی از سنگینترین کانیهای سولفاته است و تنها کانیی که در این رده از وزن مخصوص بالاتری برخوردار میباشد انگلزیت (PbSo4) است. فرم بلورین باریت اکثرا بصورت بلورهای تیغه ای ، ورقه ورقه مانند ، لایه اس یا رشته ای است. در بیشتر ذخایر تجاری بصورت نودلها ، کنکرسیونها ، تجمعات گلسرخ مانند ، ورقه های نازک تا لایه ای مشاهده میشود.

مشخصات فیزیکی و مکانیکی

مشخصه اصلی این ماده معدنی وزن مخصوص زیاد 4.5 گرم بر سانتی متر مکعب آن است که در مقایسه با سایر مواد غیر فلزی بسیار سنگین میباشد. (4.3 الی 4.6). این کانی ترکیب طبیعی سولفات باریم با فرمول BaSo4 میباشد.

لازم بذکر است که وجود ناخالصیها در این کانی ، بطور متداول وزن مخصوص آنرا پایین میاورد. سختی آن 3 تا 3.5 است. از لحاظ اقتصادی با توجه به میزان سهولت در آسبپذیری باریت ، اصطلاحات سخت و نرم به آن نسبت داده میشود. رنگ خاکه آن اکثرا سفید میباشد و گاهی در اثر مالش یا خراشیده شدن بودار میشود.

اگر باریت کاملا خالص باشد به صورت بیرنگ و شفاف است ، ولی باریت خالص بندرت یافت میشود و در اغلب موارد ، وجود ناخالصیها در باریت باعث ایجاد رنگهای متنوع در آن میشود. به عنوان مثال در اثر مجود ادخلهای گاز یا مایع به رنگ سفید ، در حضور ادخلهای آهن به رنگ قرمز و وجود ادخلها هیدرو کسید آهن باعث ایجاد رنگ زرد یا قهوه ای در این کانی میشود ، علاوه بر آن وجود مواد آلی (مواد هیدروکربن یا بیتومینه) آنرا برنگ تیره تا سیاه در میاورد. در صورت وجود ادخال یا ناخالصی این کانی در مقابل نور کدر بوده و در صورت داشتن رنگ سفید با مرمر سفید و خاکی شباهت پیدا میکند.

جلای این کانی ، شیشه ای تا چرب و گاهی مرواریدی است. این کانی دارای سه سیستم رخ (کلیواژ) میباشد که کاملترین آنها  به موازات سطح (001) است. باریت در بیشتر موارد شکننده و دارای سطح شکست ناصاف است.

این کانی اغلب همراه با کانیهای کالکوپیریت ، کلسیت ، آرگونیت ، پیریت ، کوارتز ، وانادینیت ، سروسیت و فلورین یافت میشود.

مشخصات شیمیایی

این کانی از دسته سولفاته ها بوده و دارای فرمول شیمیایی BaSo4 است. باریت منبع اصلی تهیه عنصر باریم محسوب میشود. باریم دارای عدد اتمی 56 ، عدد جرمی 137.34 ، الکترونگاتیوه 0.085 ، شعاع یونی 1.36 آنگستروم و پتانسیل یونی 1.5 میباشد و جزء گروه عناصر قلیایی خاکی است. فراوانی این عنصر به صورت ترکیب قابل حل BaSo4 در آب دریا 20 میکروگرم در لیتر است. میانگین عنصر باریم در پوسته 425 گرم در تن یا قسمت در میلیون (PPM) است یعنی (0.0425%). میانگین آن در گرانیت 1220 PPM و در دیاباز 160 PPM میباشد. در فلد اسپات پتاسیم 3% ، در پلازیوکلازها 7.3% ، در مسکویت 9.9% و در بیوتیت 8-6% Bao میتواند حضور داشته باشد.

برخی از خواص فیزیکی و بلورشناسی کانیهای باریم دار

نام کانی	باریت
فرمول شیمیایی	BaSo4
سیستم تبلور	ارترومبیک – دی پیرامیدال
وزن مخصوص	4.48
سختی (موس)	3.5- 3
کلیواژ (رخ)	کامل خوب ناقص
ضریب انکسار(n)	1.648 – 1.634
محور نوری	دو محوره مثبت
رنگ	بیرنگ،سفید،آبی،قرمز،زرد،خاکستری،قهوه ای،سبز،سیاه
رنگ خاکه	سفید
جلا	شیشه ای – چری خاکی

 

حلالیت این کانی در آب و اسید ، در درجه حرارتهای عادی بسیار کم است ، بنابراین میتوان از آن به عنوان یک ماده شیمیایی خنثی استفاده کرد. حلالیت باریت با حضور کلرید در آب افزایش میابد.(هسلی 4 و مورگ 1951). در اثر هوازدگی شیمیایی باریت ، ویتریت (BaCo3) که کربنات باریم طبیعی است ، حاصل میشود. با بالا رفتن ناخالصیها در باریت ایزومورفهای گوناگونی میتواند تشکیل شود. در جدول زیر مشخصات شیمیایی باریت نشان داده شده است.

برخی از مشخصات شیمیایی باریت

نام	BaSo4
جرم مولکولی	233.4
نقطه ذوب (سانتیگراد)	1580
نقطه جوش (سانتیگراد)	1149
PH	خنثی (7)

 

بلور شناسی

این کانی از نظر بلور شناسی در سیستم ارتورمبیک و رده دی پیرامیدال متبلور میشود. این کانی دو محوره مثبت بوده و زاویه بین محورهای نوری در آن 36 تا 37.5 درجه است. غالبا بلورهای آن به صورت صفحه ای مسطح در جهت (001) دیده میشود. علاوه بر آن در اشکال منشوری ، هم بعد ، تیغه ای ، توده ای ، ستونی ، رشته ای ، صفحات خمیده ، دانه ای ، نهان بلور ، ورقه های درشت پر مانند و کروی همچنین به صورت رز صحرایی دیده میشوند. در این کانی معمولا ماکل های پلی سنتتیک تشکیل میشود که به صورت نوارهای در روی سطح آن دیده میشود. وضعیت محورهای بلوری در آن به صورت زیر میباشد:

a:b:c=0.8152:1:1.3736

محورهای a و c در بلورهای باریت بسیار شاخص و برجسته است و محور b در تمامی بلورهای تیغه ای و در گروه های واگرا مشترک است.

از لحاظ مشخصات میکروسکپی ، این کانی دارای بیرفرنژانس نسبتا ضعیف است به طوری که ny-na=%12 بوده که کمی بالاتر از کوارتز است و به ندرت از رنگهای نارنجی و زرد درجه اول بالاتر میرود. در اکثر مواقع رنگ بیرفرنژانس آن لکه لکه به نظر میاید. این کانی دارای دیسپرسیون ضعیف میباشد. در دیسپرسیون زاویه محورها زاویه V2 برای نورهای مختلف ثابت نیست. در مورد کانی باریت دیسپرسیون زاویه محورها برای نور قرمز (r) کمتر از نور بنفش (v) هست. (r<v)