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Barita

La barita , barita o barita ( / ˈbæraɪt , ˈbɛər- / BARR - eyet , BAIR- [ 7] o / bəˈraɪt iːz / bə- RYTE - eez [8] ) es un mineral que consiste en sulfato de bario ( BaSO4 ) . [ 3] La barita es generalmente blanca o incolora y es la principal fuente del elemento bario . El grupo de las baritas consiste en barita, celestina (sulfato de estroncio), anglesita (sulfato de plomo) y anhidrita ( sulfato de calcio). La barita y la celestina forman una solución sólida (Ba,Sr)SO4 . [ 2]

Nombres e historia

La celda unitaria de la barita

La forma radiante, a veces denominada Piedra de Bolonia , [9] alcanzó cierta notoriedad entre los alquimistas por los ejemplares encontrados en el siglo XVII cerca de Bolonia por Vincenzo Casciarolo. Estos se volvían fosforescentes al ser calcinados . [10] [11]

Carl Scheele determinó que la barita contenía un nuevo elemento en 1774, pero no pudo aislar el bario , sino solo el óxido de bario . Johan Gottlieb Gahn también aisló el óxido de bario dos años después en estudios similares. El bario fue aislado por primera vez por electrólisis de sales de bario fundidas en 1808 por Sir Humphry Davy en Inglaterra . [12]

La especificación API 13/ ISO 13500 del Instituto Americano del Petróleo , que regula la barita para fines de perforación, no se refiere a ningún mineral específico, sino a un material que cumple con esa especificación. [13] En la práctica, sin embargo, normalmente se trata del mineral barita. [14]

El término "barita primaria" se refiere al primer producto comercializable, que incluye la barita cruda (de mina) y los productos de métodos de beneficio simples , como lavado, jigging, separación de medios pesados, tablillado y flotación. La mayor parte de la barita cruda requiere algún mejoramiento hasta alcanzar una pureza o densidad mínimas. La barita que se utiliza como agregado en un cemento "pesado" se tritura y se tamiza hasta obtener un tamaño uniforme. La mayor parte de la barita se muele hasta obtener un tamaño pequeño y uniforme antes de usarse como relleno o extensor, como adición a productos industriales, en la producción de productos químicos de bario o como agente densificante en el lodo de perforación de pozos de petróleo . [15]

Nombre

El nombre barita se deriva del griego antiguo βαρύς , romanizado barús "pesado". La ortografía estadounidense es barita . [3] [16] La Asociación Mineralógica Internacional adoptó inicialmente "barita" como ortografía oficial, pero recomendó adoptar la antigua ortografía "baryte" más tarde. Esta medida fue controvertida y fue notablemente ignorada por los mineralogistas estadounidenses. [17]

Se han utilizado otros nombres para la barita, entre ellos baritina , [18] baritita , [18] baritas , [19] espato pesado , [3] tiff , [4] y blanc fixe . [20]

Asociaciones y ubicaciones de minerales

Barita con galena y hematita de Polonia
Barita (arriba) y dolomita de Cumbria, Inglaterra
Pozo de mina de barita abandonado cerca de Aberfeldy, Perthshire, Escocia

La barita se encuentra en muchos ambientes deposicionales y se deposita a través de muchos procesos, incluidos los biogénicos, hidrotermales y de evaporación, entre otros. [2] La barita se encuentra comúnmente en vetas de plomo y zinc en calizas , en depósitos de aguas termales y con mena de hematita . A menudo se asocia con los minerales anglesita y celestina . También se ha identificado en meteoritos. [21]

Se ha encontrado barita en lugares de Australia, Brasil, Nigeria, Canadá, Chile, China, India, Pakistán, Alemania, Grecia, Guatemala, Irán, Irlanda (donde se extrajo en Benbulben [22] ), Liberia, México, Marruecos, Perú, Rumania ( Baia Sprie ), Turquía, Sudáfrica ( Barberton Mountain Land ), [23] Tailandia, Reino Unido ( Cornualles , Cumbria , Dartmoor / Devon , Derbyshire , Durham , Shropshire , [24] Perthshire , Argyllshire y Surrey [3] ) y en los EE. UU. en Cheshire, Connecticut , De Kalb, Nueva York y Fort Wallace, Nuevo México. Se extrae en Arkansas, Connecticut, Virginia, Carolina del Norte, Georgia, Tennessee, Kentucky, Nevada y Misuri. [3]

Se estimó que la producción mundial de barita en 2019 fue de alrededor de 9,5 millones de toneladas métricas, por debajo de los 9,8 millones de toneladas métricas de 2012. [25] Los principales productores de barita (en miles de toneladas, datos de 2017) son los siguientes: China (3.600), India (1.600), Marruecos (1.000), México (400), Estados Unidos (330), Irán (280), Turquía (250), Rusia (210), Kazajstán (160), Tailandia (130) y Laos (120). [26]

Los principales usuarios de barita en 2017 fueron (en millones de toneladas) EE. UU. (2,35), China (1,60), Oriente Medio (1,55), la Unión Europea y Noruega (0,60), Rusia y la CEI (0,5), América del Sur (0,35), África (0,25) y Canadá (0,20). El 70% de la barita se destinó a lodos de perforación de pozos de petróleo y gas, el 15% a productos químicos de bario, el 14% a aplicaciones de relleno en las industrias automotriz, de construcción y de pintura, y el 1% a otras aplicaciones. [26]

La barita natural formada en condiciones hidrotermales puede estar asociada con cuarzo o sílice . [27] En los respiraderos hidrotermales , la mineralización de barita-sílice también puede estar acompañada de metales preciosos. [28]

En algunos artículos científicos se presenta información sobre la base de recursos minerales de los minerales de barita. [29]

Usos

En la perforación de petróleo y gas

En todo el mundo, entre el 69 y el 77 % de la barita se utiliza como agente densificante para fluidos de perforación en la exploración de petróleo y gas para suprimir las altas presiones de formación y evitar reventones . A medida que se perfora un pozo, la broca pasa por varias formaciones, cada una con características diferentes. Cuanto más profundo sea el pozo, más barita se necesita como porcentaje de la mezcla total de lodo. Un beneficio adicional de la barita es que no es magnética y, por lo tanto, no interfiere con las mediciones magnéticas tomadas en el pozo, ya sea durante el registro durante la perforación o en el registro de pozos de perforación por separado. La barita utilizada para perforar pozos de petróleo puede ser negra, azul, marrón o gris según el cuerpo mineral. La barita se muele finamente para que al menos el 97 % del material, en peso, pueda pasar a través de un tamiz de 200 mallas (75 μm), y no más del 30 %, en peso, pueda tener un diámetro inferior a 6 μm. La barita molida también debe ser lo suficientemente densa para que su gravedad específica sea 4,2 o mayor, lo suficientemente blanda para no dañar los cojinetes de una broca tricónica, químicamente inerte y no contener más de 250 miligramos por kilogramo de sales alcalinas solubles. [16] En agosto de 2010, el Instituto Americano del Petróleo publicó especificaciones para modificar los estándares de grado de perforación 4,2 para barita a fin de incluir materiales SG 4,1.

En el análisis isotópico de oxígeno y azufre

Barita ( color salmón ) con cerusita de Marruecos

En las profundidades oceánicas, lejos de las fuentes continentales de sedimentos, la barita pelágica precipita y forma una cantidad significativa de sedimentos. Como la barita contiene oxígeno, se ha utilizado la sistemática del δ 18 O de estos sedimentos para ayudar a limitar las paleotemperaturas de la corteza oceánica.

Se están estudiando las variaciones de los isótopos de azufre ( 34 S/ 32 S) en minerales de evaporita que contienen azufre (por ejemplo, barita) y sulfatos asociados a carbonatos (CAS) para determinar las concentraciones pasadas de azufre en agua de mar que pueden ayudar a identificar períodos de deposición específicos, como condiciones anóxicas u óxicas. El uso de la reconstrucción de isótopos de azufre a menudo se combina con el oxígeno cuando una molécula contiene ambos elementos. [30]

Datación geocronológica

La datación de la barita en fuentes hidrotermales ha sido uno de los principales métodos para determinar sus edades. [31] [32] [33] [34] [35] Los métodos comunes para datar la barita hidrotermal incluyen la datación radiométrica [31] [32] y la datación por resonancia de espín electrónico . [33] [34] [35]

Otros usos

La barita se utiliza en aplicaciones de valor añadido que incluyen relleno en pintura y plásticos, reducción de sonido en compartimentos de motor, revestimiento de acabados de automóviles para suavidad y resistencia a la corrosión, productos de fricción para automóviles y camiones, hormigón de protección contra la radiación , vitrocerámica y aplicaciones médicas (por ejemplo, una harina de bario antes de una tomografía computarizada de contraste ). La barita se suministra en una variedad de formas y el precio depende de la cantidad de procesamiento; las aplicaciones de relleno tienen precios más altos después del intenso procesamiento físico mediante molienda y micronización, y hay primas adicionales por blancura, brillo y color. [16] También se utiliza para producir otros productos químicos de bario, en particular carbonato de bario que se utiliza para la fabricación de vidrio LED para pantallas de televisión y computadora (históricamente en tubos de rayos catódicos ); y para dieléctricos .

Históricamente, la barita se utilizó para la producción de hidróxido de bario para refinar azúcar y como pigmento blanco para textiles , papel y pintura . [3]

Aunque la barita contiene bario , un metal alcalinotérreo tóxico , no es perjudicial para la salud humana, los animales, las plantas y el medio ambiente porque el sulfato de bario es extremadamente insoluble en agua.

También se utiliza a veces como piedra preciosa . [36]

Véase también

Referencias

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Lectura adicional

Dominio público Este artículo incorpora material de dominio público de Barite (PDF) . Servicio Geológico de los Estados Unidos .