Als strategisch aufstrebendes Industriemineral besteht Baryt hauptsächlich aus Bariumsulfat (BaSO4). Es zeichnet sich durch eine hohe Dichte, hohe chemische Stabilität und ungiftige, harmlose Eigenschaften aus. Daher bietet es breite Anwendungsmöglichkeiten in vielen Bereichen.
Anwendungsgebiete von Barytpulver (BaSO4)
Bohrschlamm-Beschwerungsmittel
Baryt ist der weltweit am häufigsten verwendete Rohstoff für Bohrschlammbeschwerungsmittel. Derzeit ist Baryt in der weltweiten Öl- und Gasförderung sowie in der Öl- und Gasmischförderung unersetzlich. Durch Bohraktivitäten in der Öl- und Gasindustrie werden rund 781.000 Tonnen Baryt verbraucht. Baryt kann die Schlammdichte erhöhen, einen ausreichenden Flüssigkeitssäulendruck aufbauen, den Formationsdruck ausgleichen, Blowout-Unfälle verhindern, den Bohrmeißel kühlen, das Bohrgestänge schmieren, die Bohrlochwand abdichten und das Bohrklein abtransportieren.
Barium-Chemikalien
Bariumsalze sind anorganische chemische Grundstoffe und Bariumsalze unterschiedlicher Spezifikationen haben unterschiedliche Verwendungszwecke.
Erstens ist es die Hauptquelle für die Herstellung verschiedener chemischer Bariumprodukte. Es kann zur Herstellung chemischer Rohstoffe wie Bariumoxid, Bariumcarbonat, Bariumchlorid, Bariumnitrat, gefälltem Bariumsulfat, Bariumhydroxid und Zinkbariumweiß verwendet werden.
Zweitens kann Bariumcarbonat bei der Herstellung von Keramik und Keramikglasuren, Funktionsglas, magnetischen Materialien, elektronischen Komponenten und anderen Bariumsalzprodukten verwendet werden.
Drittens kann Bariumsulfat in Farben, Beschichtungen, Kunststoffen, Batterien, beim Schmelzen und in anderen Bereichen verwendet werden, wobei modifiziertes Bariumsulfat in landwirtschaftlichen Mulchmaterialien, Schutzfolien für Gewächshäuser, Verpackungsfolien und anderen Industriezweigen eingesetzt werden kann.
Hochreines Bariumcarbonat findet Anwendung in der Flüssigkristall- und optischen Glassubstratindustrie. Bariumnitrat findet Verwendung in der Herstellung von optischem Glas, LCD-Bildschirmen und in der High-End-Elektronik. Es wird außerdem als Oxidationsmittel, analytisches Reagenz sowie in Leuchtraketen, Feuerwerkskörpern, Keramikglasuren und Medikamenten eingesetzt. Zinkbariumweiß, auch Lithopone genannt, ist ein häufig verwendetes hochwertiges Weißpigment. Es ist eine Mischung aus Bariumsulfat (70%) und Zinksulfid (30%). Gefälltes Bariumsulfat wird hauptsächlich in der Medizin, in Beschichtungen und Tinten mittlerer und hoher Qualität, in Kunststoffen, Gummi, Glas, Keramik und anderen Bereichen eingesetzt. Medizinisches Bariumsulfat wird hauptsächlich in der medizinischen Bildgebung eingesetzt.
Funktionelle Füllstoffe
1 Gummi- und Kunststofffüllstoffe
Die Zugabe von Bariumsulfat zu Gummi- und Kunststoffprodukten kann deren Verschleißfestigkeit, Zugfestigkeit, Härte und Alterungsbeständigkeit erhöhen und gleichzeitig die Kosten senken. Die Zugabe zu Farben und Beschichtungen kann die Dicke, Festigkeit, Haltbarkeit und Stabilität des Lackfilms erhöhen und den Beschichtungen sogar bestimmte Funktionalitäten verleihen.
2 Füllstoffe für die Papierherstellung
In der Papierindustrie kann hochfeines Barytpulver als Füllstoff und Beschichtungsfüllstoff für weißes und gestrichenes Papier verwendet werden, um die Weiße und die Oberflächendeckung zu verbessern.
3 Leitfähige Beschichtungen
Einführung von modifiziertem SnO2 oder Sb2O3 als Hüllschicht zur Beschichtung von Baryt und Verwendung als helle leitfähige Beschichtung. Solche leitfähigen Beschichtungen haben einen geringen spezifischen Widerstand. Sie werden in militärischen, medizinischen und elektronischen Produkten eingesetzt, um elektromagnetische Störungen zu reduzieren und antistatische Effekte zu erzielen.
Strahlenschutzmaterialien
Da Baryt Röntgen- und Gammastrahlen effektiv absorbieren kann, wird es häufig in medizinischer Schutzkleidung als Material für Isolationsschichten und äußere Schutzschichten verwendet.
Der von She Ziying und anderen entwickelte Barytbeton verwendet Baryt als wichtigen Zuschlagstoff. Er kann die Rohdichte und Kompaktheit von Beton erhöhen und bietet gleichzeitig eine gute Abschirmung gegen Röntgen- und Gammastrahlen.
In der Bauindustrie verfügen hochverdichtete Betonkonstruktionen mit Baryt als Hauptzuschlagstoff über besondere Strahlenschutzeigenschaften. Ihre Strahlungsdämpfungsfähigkeit steigt proportional zur Barytkonzentration. Daher wird Baryt zum Schutz vor Strahlungsgefahren durch medizinische Geräte in Krankenhäusern, Kernkraftwerken, Forschungslaboren und anderen Einrichtungen eingesetzt.
Liu Jinwei und andere schlugen vor, Baryt zur Herstellung von Nano-Bariumsulfat zu verwenden. Durch Zugabe zu einer Viskosespinnlösung entsteht eine neue Verbundfolie für medizinische Röntgenschutzkleidung. Dieses Material weist im Vergleich zu reiner Viskosefolie eine um 44% höhere Röntgenabsorptionsfähigkeit auf.
Magnetische Materialien
Über die vielfältigen Materialanwendungen von modifiziertem Baryt hinaus dient Baryt häufig als Bariumquelle für die Synthese von Bariumferritmaterialien.
Bariumferrit-Magnetmaterial (BaFe₁₂O₁₉) war Chinas erstes industrielles Permanentmagnetprodukt. Dank seiner hervorragenden magnetischen, optischen und elektromagnetischen Eigenschaften findet es Anwendung in der 5G-Technologie, in Sensoren, Stealth-Technologie, Glasfasern, Aufzeichnungsmedien, Permanentmagneten und der Biomedizin. Darüber hinaus bieten Bariumferrit-Magnetmaterialien Potenzial als Photokatalysatoren für die Wasser- und Luftreinigung.
Durch Nanotechnologie können aus magnetischen Bariumferrit-Materialien Hexaferrit-Barium-Nanoschichten gebildet werden. Diese können für biomedizinische Anwendungen, beispielsweise zur Arzneimittelverabreichung und antibakteriellen Wirkung, eingesetzt werden.
Materialien zur Abschirmung elektromagnetischer Wellen
Nanomodifiziertes Bariumsulfat aus Baryt dient als Hauptmaterial für Tarnbeschichtungen. Es absorbiert und schützt elektromagnetische Wellen für militärische Tarnkappenanwendungen.
Zementmineralisator
Bei der Zementherstellung fördert die Zugabe von Baryt die C3S-Bildung und -Aktivierung deutlich und verbessert gleichzeitig die Klinkerqualität. Sie erhöht die Anfangsfestigkeit des Zements um 20–25 TP3T und die spätere Festigkeit um etwa 10 TP3T. Dies gilt bei einer Reduzierung der Klinkersintertemperatur von 1450 °C auf 1300 °C ± 50 °C.
Die Zugabe von geeignetem Baryt zu Zementrohstoffen auf Kohlegangartbasis erhöht die Festigkeit, insbesondere die Frühfestigkeit, von Zement mit niedrigem Klinkersättigungsgrad erheblich. Dies bietet einen effektiven Ansatz für die umfassende Nutzung von Kohlegangart und die Herstellung von kalziumarmem, energiesparendem, frühfestem und hochfestem Zement.
Glasflussmittel und Klärmittel
Bei der Glasherstellung dient Bariumsulfat sowohl als Flussmittel als auch als Klärmittel. Sein Schwefeltrioxid (SO₃) weist bei niedrigen Temperaturen eine hohe Löslichkeit in Glas auf, die bei hohen Temperaturen abnimmt und sich unter Freisetzung von Schwefeldioxid (SO₂) und Sauerstoff (O₂) zersetzt. Dadurch entstehen Rühr- und Kläreffekte, die die Gleichmäßigkeit des Glasschmelzens verbessern, Blasen und andere Defekte reduzieren, die optischen Eigenschaften verbessern und die chemische Stabilität erhöhen.
Bei optischem Glas und dekorativem Glas, das spezielle optische Eigenschaften erfordert, verbessert es die visuellen Effekte und die optische Qualität und verlängert gleichzeitig die Produktlebensdauer.
Kontrastmittel
Bariumsulfat dient als gängiges klinisches Röntgenkontrastmittel zur Visualisierung des Verdauungstrakts. Die Oberflächenmodifizierungstechnologie behebt die Probleme herkömmlicher Produkte mit schneller Ausfällung und unscharfer Abbildung. In Kombination mit Nanopartikeln und traditioneller chinesischer Medizin bietet es vielfältige Anwendungsformen und Entwicklungspotenzial.
Additive für Lithium-Ionen-Batterien
Nanoskaliger Baryt als Dotierstoff für das Anodenmaterial von Lithium-Ionen-Batterien steigert die Aktivität der Elektrodenplatte, verhindert ein Aushärten und erhöht die Lebensdauer der Batterie um etwa 20%.
Abwasserbehandlungsmittel
Modifizierter Baryt eignet sich besser für Umweltanwendungen wie Abwasserbehandlung und Schadstoffadsorption. Beispielsweise erfolgt die langfristige Chromabsorption von Baryt durch epitaktisches Überwachsen einer Ba(CrO₄,SO₄)-Feststofflösung mit Barytstruktur. Ba(CrO₄,SO₄)-Niederschlag auf Baryt reduziert die toxischen Chromkonzentrationen deutlich und verbessert so die Wasserqualität.
Abschluss
Obwohl China über reichlich Barytvorkommen verfügt, konzentriert sich die Industrie seit langem auf den Export primärer Rohstoffe und leidet unter extensiven Bergbaupraktiken und einer wenig werthaltigen Entwicklung, die die Ressourcensicherheit bedrohen.
Mit dem technologischen Fortschritt entwickelt sich die Barytindustrie hin zu hochreinen, ultrafeinen und leistungsstarken Verbundwerkstoffen. Jüngste Entwicklungen bei Nanomaterialien und gefüllten Gelmaterialien haben den Nutzungswert von Baryt deutlich gesteigert. Zukünftige Anstrengungen sollten sich auf die Verbesserung der Verarbeitung, die strategische Entwicklung neuer Branchen und die Erweiterung der Anwendungsbereiche konzentrieren, um einen intensiven, effizienten und umweltfreundlichen Entwicklungsmechanismus für die Barytindustrie in China zu etablieren.
Episches Pulver
Epische Pulvermaschinen bietet leistungsstarke Lösungen für die Feinstmahlung und -klassifizierung und unterstützt die Industrie bei der Materialverarbeitung. Unsere fortschrittliche Technologie gewährleistet zuverlässige, effiziente und hochwertige Ergebnisse für verschiedene Anwendungen, darunter Strahlenschutzmaterialien und medizinische Schutzausrüstung.