يُعد الباريت معدنًا صناعيًا استراتيجيًا ناشئًا، ويتكون أساسًا من كبريتات الباريوم (BaSO4). يتميز بكثافة عالية، وثبات كيميائي قوي، وخصائص غير سامة وغير ضارة. لذا، فقد أظهر استخدامًا واسعًا في مجالات متعددة.
مجالات تطبيق مسحوق الباريت (BaSO4)
عامل ترجيح طين الحفر
يُعد الباريت المادة الخام الأكثر شيوعًا لعوامل ترجيح طين الحفر عالميًا. حاليًا، لا غنى عن الباريت في إنتاج آبار النفط أو آبار النفط والغاز المختلطة عالميًا. يستهلك الناس حوالي 781 طنًا و3 أطنان من مبيعات الباريت من خلال أنشطة الحفر في صناعة النفط والغاز. يُمكن للباريت زيادة كثافة الطين، وتكوين ضغط كافٍ لعمود السائل، وموازنة ضغط التكوين، ومنع حوادث الانفجار، وتبريد لقمة الحفر، وتزييت أنبوب الحفر، وسد جدار الحفرة، وإزالة حطام الحفر.
منتجات الباريوم الكيميائية
أملاح الباريوم هي مواد كيميائية أساسية غير عضوية، وأملاح الباريوم ذات المواصفات المختلفة لها استخدامات مختلفة.
أولاً، يُعدّ المصدر الرئيسي لتصنيع مختلف منتجات الباريوم الكيميائية. ويمكن استخدامه في تصنيع مواد خام كيميائية مثل أكسيد الباريوم، وكربونات الباريوم، وكلوريد الباريوم، ونترات الباريوم، وكبريتات الباريوم المترسبة، وهيدروكسيد الباريوم، وبياض الزنك والباريوم.
ثانياً، يمكن استخدام كربونات الباريوم في إنتاج السيراميك والتزجيج الخزفي، والزجاج الوظيفي، والمواد المغناطيسية، والمكونات الإلكترونية، ومنتجات أملاح الباريوم الأخرى.
ثالثًا، يمكن استخدام كبريتات الباريوم في الدهانات والطلاءات والبلاستيك والبطاريات والصهر وغيرها من المجالات، ومن بينها يمكن استخدام كبريتات الباريوم المعدلة في نشارة الزراعة وأغشية الحماية للصوب الزراعية وأغشية التغليف وغيرها من الصناعات.
يُستخدم كربونات الباريوم عالي النقاء في صناعات الكريستال السائل والزجاج البصري. كما يُستخدم نترات الباريوم في تصنيع الزجاج البصري وشاشات LCD والإلكترونيات المتطورة. كما يُستخدم كعامل مؤكسد وكاشف تحليلي، وفي المشاعل والألعاب النارية والطلاءات الخزفية والأدوية. يُعدّ أبيض الزنك الباريوم، المعروف أيضًا باسم الليثوبون، صبغة بيضاء عالية الجودة شائعة الاستخدام. وهو مزيج من كبريتات الباريوم (70%) وكبريتيد الزنك (30%). تُستخدم كبريتات الباريوم المترسبة بشكل رئيسي في الطب، والطلاءات والأحبار متوسطة وعالية الجودة، والبلاستيك، والمطاط، والزجاج، والسيراميك، وغيرها من المجالات. تُستخدم كبريتات الباريوم الطبية بشكل رئيسي في مجال التصوير الطبي.
الحشوات الوظيفية
1 حشوات المطاط والبلاستيك
إضافة كبريتات الباريوم إلى منتجات المطاط والبلاستيك يمكن أن تزيد من مقاومة التآكل، وقوة الشد، والصلابة، ومقاومة الشيخوخة، مع خفض التكاليف. كما أن إضافتها إلى الدهانات والطلاءات تزيد من سماكة طبقة الطلاء ومتانتها وثباتها، بل وتمنحها وظائف محددة.
2 حشوات لصناعة الورق
في صناعة صناعة الورق، يمكن استخدام مسحوق الباريت عالي الدقة كحشوات وحشوات طلاء للورق الأبيض والورق المطلي لتحسين البياض وتغطية السطح.
3 طلاءات موصلة
إدخال SnO2 أو Sb2O3 المُعدّل كطبقة تغليف لتغليف الباريت، واستخدامه كطلاء موصل فاتح اللون. تتميز هذه الطلاءات الموصلة بانخفاض مقاوميتها. تُستخدم في المنتجات العسكرية والطبية والإلكترونية لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي وتوفير تأثيرات مضادة للكهرباء الساكنة.
مواد الحماية من الإشعاع
لأن الباريت يمتص الأشعة السينية وأشعة جاما بفعالية. يُستخدم غالبًا في الملابس الطبية الواقية، كمادة لطبقات العزل والطبقات الواقية الخارجية.
خرسانة الباريت التي طورتها شي زيينغ وآخرون، باستخدام الباريت كمواد خام مهمة. يمكنها زيادة الكثافة الظاهرية وتماسك الخرسانة، مع توفير حماية جيدة من الأشعة السينية وأشعة جاما.
في قطاع البناء، تتميز الهياكل الخرسانية عالية الكثافة، التي تحتوي على الباريت كمكون أساسي، بخصائص حماية إشعاعية مميزة. وتزداد قدرتها على تخفيف الإشعاع بشكل متناسب مع تركيز الباريت. لذلك، نستخدمها للحماية من مخاطر الإشعاع الصادرة عن المعدات الطبية في المستشفيات ومحطات الطاقة النووية ومختبرات مؤسسات البحث العلمي وغيرها من المرافق.
اقترح ليو جينوي وآخرون استخدام الباريت لإنتاج كبريتات الباريوم النانوية. عند إضافته إلى محلول غزل الفسكوز، يُنتج غشاءً مركبًا جديدًا للملابس الطبية المضادة للأشعة السينية. تُظهر هذه المادة قدرة امتصاص أعلى للأشعة السينية من 44% مقارنةً بغشاء الفسكوز النقي.
المواد المغناطيسية
بالإضافة إلى التطبيقات الواسعة للمواد الباريت المعدلة، فإن الباريت يستخدم في كثير من الأحيان كمصدر للباريوم لتصنيع مواد فيريت الباريوم.
كانت مادة فيريت الباريوم المغناطيسية (BaFe₁₂O₁₉) أول منتج مغناطيسي دائم صناعي في الصين. بفضل خصائصها المغناطيسية والبصرية والكهرومغناطيسية الممتازة، تُستخدم هذه المادة في تقنيات الجيل الخامس، وأجهزة الاستشعار، وتكنولوجيا التخفي، والألياف الضوئية، ووسائط التسجيل، والمغناطيس الدائم، والطب الحيوي. بالإضافة إلى ذلك، تُظهر مواد فيريت الباريوم المغناطيسية إمكانات كبيرة كمحفزات ضوئية لتنقية المياه والهواء.
بفضل تقنية النانو، يُمكن للمواد المغناطيسية من فيريت الباريوم تشكيل صفائح نانوية من سداسي فيريت الباريوم. يُمكننا استخدامها في التطبيقات الطبية الحيوية، بما في ذلك توصيل الأدوية وتعزيز النشاط المضاد للبكتيريا.
مواد حجب الموجات الكهرومغناطيسية
كبريتات الباريوم النانوية المشتقة من الباريت تُعدّ المادة الأساسية في الطلاءات الخفية. تتميز بقدرتها على الامتصاص والحماية. الموجات الكهرومغناطيسية لتطبيقات التخفي العسكرية.
مُعَدِّن الأسمنت
في إنتاج الأسمنت، تُعزز إضافة الباريت بشكل ملحوظ تكوين وتنشيط C3S، مع تحسين جودة الكلنكر. فهي تزيد من قوة الأسمنت في المراحل الأولى بمقدار 20-25%، وقوته اللاحقة بحوالي 10%. ويحدث ذلك عند خفض درجة حرارة تلبيد الكلنكر من 1450 درجة مئوية إلى 1300 درجة مئوية ± 50 درجة مئوية.
إن إضافة الباريت المناسب إلى المواد الخام الأسمنتية القائمة على رواسب الفحم يعزز بشكل كبير متانة الأسمنت، وخاصةً المتانة المبكرة، في الأسمنت ذي نسبة تشبع الكلنكر المنخفضة. وهذا يوفر نهجًا فعالًا للاستفادة الشاملة من رواسب الفحم وإنتاج أسمنت منخفض الكالسيوم، موفر للطاقة، عالي المتانة، وعالي المتانة، وعالي المتانة.
تدفق الزجاج وتوضيحه
في صناعة الزجاج، تُستخدم كبريتات الباريوم كمواد صهر ومُصفٍّ. يُظهر ثالث أكسيد الكبريت (SO₃) الموجود فيها قابلية ذوبان عالية في الزجاج عند درجات حرارة منخفضة، بينما تنخفض هذه القابلية في درجات الحرارة العالية، حيث يتحلل مُطلقًا ثاني أكسيد الكبريت (SO₂) والأكسجين (O₂). يُؤدي هذا إلى تأثيرات تقليب وتوضيح تُحسّن تجانس ذوبان الزجاج، وتُقلل من الفقاعات والعيوب الأخرى، وتُعزز الخصائص البصرية، وتُعزز الاستقرار الكيميائي.
بالنسبة للزجاج البصري والزجاج الزخرفي الذي يتطلب خصائص بصرية محددة، فإنه يعمل على تحسين التأثيرات البصرية والجودة البصرية مع إطالة عمر المنتج.
عامل التباين
تُستخدم كبريتات الباريوم كعامل تباين شائع في الأشعة السينية السريرية لتصوير الجهاز الهضمي. تُعالج تقنية تعديل الأسطح مشاكل الترسب السريع وعدم وضوح التصوير في المنتجات التقليدية. وعند دمجها مع الجسيمات النانوية والطب الصيني التقليدي، تُتيح أشكال تطبيق متنوعة وإمكانات تطوير واسعة.
إضافات بطاريات الليثيوم أيون
يعمل الباريت النانوي كمواد مضافة لأنود بطارية ليثيوم أيون على تعزيز نشاط لوحة القطب الكهربائي، ويمنع التصلب، ويزيد من عمر دورة البطارية بنحو 20%.
عامل معالجة مياه الصرف الصحي
يُصبح الباريت المُعدّل أكثر ملاءمةً للتطبيقات البيئية، مثل معالجة مياه الصرف الصحي وامتصاص الملوثات. على سبيل المثال، يحدث امتصاص الكروم طويل الأمد للباريت من خلال النمو المفرط للطبقة الفوقية لمحلول Ba(CrO₄,SO₄) الصلب ذي بنية الباريت. يُقلل ترسيب Ba(CrO₄,SO₄) على الباريت تركيزات الكرومات السامة بشكل ملحوظ، مما يُحسّن جودة البيئة المائية.
خاتمة
وعلى الرغم من أن الصين تمتلك موارد وفيرة من الباريت، فإن الصناعة ركزت لفترة طويلة على تصدير المواد الخام الأولية، مما عانى من ممارسات التعدين المكثفة والتطوير منخفض القيمة الذي يهدد أمن الموارد.
مع التقدم التكنولوجي، تتطور صناعة الباريت نحو مركبات عالية التنقية، فائقة الدقة، وعالية الأداء. وقد عززت التطورات الحديثة في المواد النانوية ومواد الهلام المملوءة قيمة استخدام الباريت بشكل كبير. ينبغي أن تركز الجهود المستقبلية على تحسين المعالجة العميقة، والتطوير الاستراتيجي للصناعات الناشئة، وتوسيع نطاق التطبيقات، وذلك لإنشاء آلية تطوير مكثفة وفعالة وصديقة للبيئة لصناعة الباريت في الصين.
مسحوق ملحمي
آلات مسحوق ملحمة نقدم حلولاً عالية الأداء في الطحن والتصنيف فائقي الدقة، مما يساعد الصناعات على تحقيق معالجة فائقة للمواد. تضمن تقنيتنا المتطورة نتائج موثوقة وفعالة وعالية الجودة لمختلف التطبيقات، بما في ذلك مواد الحماية من الإشعاع والحماية الطبية.