Là một khoáng sản công nghiệp chiến lược mới nổi, barit chủ yếu bao gồm bari sunfat (BaSO4). Nó có tỷ trọng cao, độ ổn định hóa học mạnh và đặc tính không độc hại, vô hại. Vì vậy, chúng cho thấy triển vọng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
Lĩnh vực ứng dụng của bột barit (BaSO4)
Chất làm nặng bùn khoan
Barit là nguyên liệu thô phổ biến nhất trên thế giới để làm chất độn dung dịch khoan. Hiện nay, trong sản xuất giếng dầu hoặc giếng hỗn hợp dầu khí trên toàn thế giới, barit là nguyên liệu không thể thay thế. Hoạt động khoan dầu khí tiêu thụ khoảng 781 tấn barit. Barit có thể làm tăng mật độ bùn, tạo áp suất cột chất lỏng đầy đủ, cân bằng áp suất vỉa, ngăn ngừa sự cố phun trào, làm mát mũi khoan, bôi trơn cần khoan, bịt kín thành lỗ khoan và mang đi các mảnh vụn cắt.
Sản phẩm hóa chất Bari
Muối bari là vật liệu hóa học vô cơ cơ bản và muối bari có các thông số kỹ thuật khác nhau có công dụng khác nhau.
Thứ nhất, nó là nguồn chính để sản xuất các sản phẩm hóa chất bari khác nhau. Nó có thể được sử dụng để sản xuất các nguyên liệu hóa học như bari oxit, bari cacbonat, bari clorua, bari nitrat, bari sunfat kết tủa, bari hydroxit và kẽm bari trắng.
Thứ hai, bari cacbonat có thể được sử dụng trong sản xuất gốm sứ và men gốm, thủy tinh chức năng, vật liệu từ tính, linh kiện điện tử và các sản phẩm muối bari khác.
Thứ ba, bari sunfat có thể được sử dụng trong sơn, chất phủ, nhựa, pin, luyện kim và các lĩnh vực khác, trong đó bari sunfat biến tính có thể được sử dụng trong lớp phủ nông nghiệp, màng bảo vệ nhà kính, màng bọc và các ngành công nghiệp khác.
Bari cacbonat độ tinh khiết cao có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp tinh thể lỏng và chất nền thủy tinh quang học. Bari nitrat có thể được sử dụng để sản xuất kính quang học, màn hình LCD và các ngành công nghiệp điện tử cao cấp. Nó cũng được sử dụng làm chất oxy hóa, thuốc thử phân tích, cũng như trong pháo sáng, pháo hoa, men gốm và thuốc. Kẽm bari trắng, còn được gọi là lithopone, là một loại bột màu trắng chất lượng cao thường được sử dụng. Nó là hỗn hợp của bari sulfat (70%) và kẽm sunfua (30%). Bari sulfat kết tủa chủ yếu được sử dụng trong y học, sơn phủ và mực in trung và cao cấp, nhựa, cao su, thủy tinh, gốm sứ và các lĩnh vực khác. Bari sulfat y tế chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực hình ảnh y tế.
Chất độn chức năng
1 Chất độn cao su và nhựa
Việc bổ sung bari sunfat vào các sản phẩm cao su và nhựa có thể tăng khả năng chống mài mòn, độ bền kéo, độ cứng và khả năng chống lão hóa, đồng thời giảm chi phí. Việc bổ sung bari sunfat vào sơn và lớp phủ có thể làm tăng độ dày, độ bền, độ bền và độ ổn định của màng sơn, thậm chí còn mang lại cho lớp phủ một số chức năng nhất định.
2 Chất độn làm giấy
Trong ngành sản xuất giấy, bột barit có độ mịn cao có thể được sử dụng làm chất độn và chất độn phủ cho giấy trắng và giấy tráng để cải thiện độ trắng và độ phủ bề mặt.
3 Lớp phủ dẫn điện
Sử dụng SnO2 hoặc Sb2O3 biến tính làm lớp bọc để phủ lên barit, và sử dụng nó như một lớp phủ dẫn điện màu sáng. Các lớp phủ dẫn điện này có điện trở suất thấp. Chúng được sử dụng trong các sản phẩm quân sự, y tế và điện tử để giảm nhiễu điện từ và mang lại hiệu quả chống tĩnh điện.
Vật liệu bảo vệ bức xạ
Vì barit có khả năng hấp thụ tia X và tia gamma hiệu quả, nên người ta thường sử dụng barit làm vật liệu cho quần áo bảo hộ y tế, làm lớp cách ly và lớp bảo vệ bên ngoài.
Bê tông barit do She Ziying và các cộng sự phát triển, sử dụng barit làm cốt liệu quan trọng. Nó có thể làm tăng mật độ biểu kiến và độ đặc của bê tông, đồng thời có khả năng che chắn tốt trước tia X và tia gamma.
Trong ngành xây dựng, các kết cấu bê tông mật độ cao sử dụng barit làm cốt liệu chính sở hữu các đặc tính bảo vệ bức xạ đặc biệt. Khả năng giảm bức xạ của nó tăng tỷ lệ thuận với nồng độ barit. Do đó, chúng tôi sử dụng nó để bảo vệ chống lại các mối nguy hiểm bức xạ từ thiết bị y tế trong bệnh viện, nhà máy điện hạt nhân, phòng thí nghiệm của viện nghiên cứu và các cơ sở khác.
Liu Jinwei và các cộng sự đã đề xuất sử dụng barit để sản xuất nano bari sunfat. Khi thêm nó vào dung dịch kéo sợi viscose, nó tạo ra một màng composite mới cho quần áo chống tia X y tế. Vật liệu này chứng minh khả năng hấp thụ tia X của 44% cao hơn so với màng viscose nguyên chất.
Vật liệu từ tính
Ngoài các ứng dụng rộng rãi của barit biến tính, barit thường được dùng làm nguồn bari để tổng hợp vật liệu ferit bari.
Vật liệu từ tính bari ferit (BaFe₁₂O₁₉) là sản phẩm nam châm vĩnh cửu công nghiệp đầu tiên của Trung Quốc. Với các đặc tính từ tính, quang học và điện từ tuyệt vời, vật liệu này được ứng dụng trong công nghệ 5G, cảm biến, công nghệ tàng hình, cáp quang, phương tiện ghi âm, nam châm vĩnh cửu và y sinh. Ngoài ra, vật liệu từ tính bari ferit còn có tiềm năng làm chất xúc tác quang cho quá trình lọc nước và không khí.
Nhờ công nghệ nano, vật liệu từ tính bari ferit có thể tạo thành các tấm nano bari hexaferit. Chúng ta có thể sử dụng nó cho các ứng dụng y sinh, bao gồm dẫn thuốc và hoạt tính kháng khuẩn.
Vật liệu chắn sóng điện từ
Bari sunfat biến tính nano có nguồn gốc từ barit đóng vai trò là vật liệu chính trong lớp phủ tàng hình. Nó có khả năng hấp thụ và bảo vệ sóng điện từ dùng cho mục đích tàng hình quân sự.
Chất khoáng hóa xi măng
Trong sản xuất xi măng, việc bổ sung barit thúc đẩy đáng kể sự hình thành và hoạt hóa C3S, đồng thời cải thiện chất lượng clinker. Nó làm tăng cường độ xi măng ban đầu thêm 20-25% và cường độ sau này thêm khoảng 10%. Điều này xảy ra khi giảm nhiệt độ thiêu kết clinker từ 1450°C xuống 1300°C±50°C.
Việc bổ sung barit thích hợp vào nguyên liệu xi măng gốc than giúp tăng cường đáng kể cường độ, đặc biệt là cường độ sớm, của xi măng có tỷ lệ bão hòa clinker thấp. Điều này cung cấp một giải pháp hiệu quả để tận dụng toàn diện than đá và sản xuất xi măng ít canxi, tiết kiệm năng lượng, cường độ sớm và cường độ cao.
Chất trợ dung và chất làm trong thủy tinh
Trong sản xuất thủy tinh, bari sunfat vừa đóng vai trò là chất trợ dung vừa là chất làm trong. Lưu huỳnh trioxit (SO₃) của nó hòa tan tốt trong thủy tinh ở nhiệt độ thấp, nhưng lại giảm khi ở nhiệt độ cao, phân hủy thành lưu huỳnh đioxit (SO₂) và oxy (O₂). Điều này tạo ra hiệu ứng khuấy và làm trong, giúp cải thiện độ đồng đều của thủy tinh nóng chảy, giảm bọt khí và các khuyết tật khác, tăng cường tính chất quang học và tăng độ ổn định hóa học.
Đối với kính quang học và kính trang trí yêu cầu các đặc tính quang học cụ thể, sản phẩm này sẽ cải thiện hiệu ứng hình ảnh và chất lượng quang học đồng thời kéo dài tuổi thọ của sản phẩm.
Chất cản quang
Bari sulfat được sử dụng như một chất tương phản X-quang lâm sàng phổ biến để hình ảnh hóa đường tiêu hóa. Công nghệ biến đổi bề mặt giải quyết vấn đề kết tủa nhanh và hình ảnh mờ của các sản phẩm truyền thống. Khi kết hợp với các hạt nano và y học cổ truyền Trung Quốc, công nghệ này mang lại nhiều hình thức ứng dụng và tiềm năng phát triển đa dạng.
Phụ gia pin lithium-ion
Barit ở kích thước nano là chất pha tạp vật liệu cực dương của pin lithium-ion giúp tăng cường hoạt động của tấm điện cực, ngăn ngừa hiện tượng cứng và tăng tuổi thọ của pin lên khoảng 20%.
Chất xử lý nước thải
Barit biến tính trở nên phù hợp hơn cho các ứng dụng môi trường như xử lý nước thải và hấp phụ chất ô nhiễm. Ví dụ, sự hấp thụ crom lâu dài của barit xảy ra thông qua sự phát triển quá mức của dung dịch rắn Ba(CrO₄,SO₄) với cấu trúc barit. Kết tủa Ba(CrO₄,SO₄) trên barit làm giảm đáng kể nồng độ cromat độc hại, cải thiện chất lượng môi trường nước.
Phần kết luận
Mặc dù Trung Quốc sở hữu nguồn tài nguyên barit dồi dào, nhưng ngành công nghiệp này từ lâu đã tập trung vào việc xuất khẩu nguyên liệu thô, chịu ảnh hưởng bởi các hoạt động khai thác tràn lan và phát triển giá trị thấp, đe dọa đến an ninh tài nguyên.
Với sự tiến bộ công nghệ, ngành công nghiệp barit đang phát triển theo hướng vật liệu composite có độ tinh khiết cao, độ siêu mịn và hiệu suất cao. Những phát triển gần đây về vật liệu nano và vật liệu gel đã nâng cao đáng kể giá trị sử dụng của barit. Những nỗ lực trong tương lai cần tập trung vào cải tiến chế biến sâu, phát triển chiến lược các ngành công nghiệp mới nổi và mở rộng ứng dụng để thiết lập một cơ chế phát triển ngành công nghiệp barit chuyên sâu, hiệu quả và xanh tại Trung Quốc.
Bột sử thi
Máy móc bột Epic cung cấp các giải pháp hiệu suất cao trong lĩnh vực nghiền và phân loại siêu mịn, giúp các ngành công nghiệp đạt được quy trình xử lý vật liệu vượt trội. Công nghệ tiên tiến của chúng tôi đảm bảo kết quả đáng tin cậy, hiệu quả và chất lượng cao cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm vật liệu chắn bức xạ và bảo hộ y tế.