Barita

Baritina, barita o barita (o) es un mineral que consiste en sulfato de bario (BaSO₄). La barita es generalmente blanca o incolora y es la fuente principal del elemento bario. El grupo de barita está formado por 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.

Nombres e historia

La célula unidad de baryte

La forma radiante, a veces denominada Piedra de Bolonia, alcanzó cierta notoriedad entre los alquimistas por los especímenes encontrados en el siglo XVII cerca de Bolonia por Vincenzo Casciarolo. Estos se volvieron fosforescentes al ser calcinados.

Carl Scheele determinó que la barita contenía un nuevo elemento en 1774, pero no pudo aislar el bario, solo el óxido de bario. Johan Gottlieb Gahn también aisló 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.

La especificación API 13/ISO 13500 del Instituto Americano del Petróleo, que rige la barita para propósitos de perforación, no se refiere a ningún mineral específico, sino a un material que cumple con esa especificación. En la práctica, sin embargo, suele ser el mineral barita.

El término "baritas primarias" se refiere al primer producto comercializable, que incluye la barita cruda (run of mine) y los productos de métodos de beneficio simples, como lavado, jigging, separación de medios pesados, tabulación, flotación. La mayor parte de la barita cruda requiere alguna mejora a la pureza o densidad mínima. Baritina que se utiliza como agregado en un "pesado" el cemento es triturado y tamizado a un tamaño uniforme. La mayor parte de la barita se muele a un tamaño pequeño y uniforme antes de usarse como relleno o diluyente, una adición a los productos industriales, en la producción de productos químicos de bario o un agente densificante en el lodo de perforación de pozos de petróleo.

Nombre

El nombre barita se deriva del griego antiguo: βαρύς, romanizado: barús, 'pesado'. La ortografía estadounidense es barita. La Asociación Mineralógica Internacional adoptó inicialmente la "barita" como la ortografía oficial, pero recomendó adoptar el antiguo "baryte" ortografía más tarde. Este movimiento fue controvertido y fue notablemente ignorado por los mineralogistas estadounidenses.

Se han usado otros nombres para la barita, incluidos baritina, baritatita, baritas, mástil pesado, < i>tiff, y blanco fijo.

Asociaciones y ubicaciones de minerales

Baryte con galena y hematita de Polonia

Baryte (top) y dolomita de Cumbria, Inglaterra

Abandonado pozo de mina baryte cerca Aberfeldy, Perthshire, Escocia

La barita se encuentra en muchos entornos de depósito y se deposita a través de muchos procesos, incluidos los biogénicos, hidrotermales y de evaporación, entre otros. La barita comúnmente se encuentra en vetas de plomo-zinc en calizas, en depósitos de aguas termales y con mineral de hematita. A menudo se asocia con los minerales anglesita y celestina. También se ha identificado en meteoritos.

Se ha encontrado barita en Australia, Brasil, Nigeria, Canadá, Chile, China, India, Pakistán, Alemania, Grecia, Guatemala, Irán, Irlanda (donde se extrajo en Benbulben), Liberia, México, Marruecos, Perú, Rumania (Baia Sprie), Turquía, Sudáfrica (Barberton Mountain Land), Tailandia, Reino Unido (Cornualles, Cumbria, Dartmoor/Devon, Derbyshire, Durham, Perthshire, Argyllshire y Surrey) y en EE. UU. desde 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 Missouri.

Se estimó que la producción mundial de barita en 2019 fue de alrededor de 9,5 millones de toneladas métricas, frente a los 9,8 millones de toneladas métricas de 2012. Los principales productores de barita (en miles de toneladas, datos de 2017) son los siguientes: China (3600), India (1.600), Marruecos (1.000), México (400), Estados Unidos (330), Irán (280), Turquía (250), Rusia (210), Kazajstán (160), Tailandia (130) y Laos (120).

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 las baritas se destinó a lodos de perforación de pozos de petróleo y gas. 15 % para productos químicos de bario, 14 % para aplicaciones de relleno en las industrias automotriz, de construcción y de pintura, y 1 % para otras aplicaciones.

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

Usos

En perforación de petróleo y gas

A nivel mundial, 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 explosiones. A medida que se perfora un pozo, la broca pasa a través de varias formaciones, cada una con características diferentes. Cuanto más profundo es 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 la adquisición de registros durante la perforación o en el registro de perforaciones separadas. La barita utilizada para perforar pozos de petróleo puede ser negra, azul, marrón o gris, según el cuerpo del mineral. La barita se muele finamente de modo que al menos el 97 % del material, en peso, pueda pasar a través de una pantalla de malla 200 (75 μm), y no más del 30 %, en peso, pueda tener menos de 6 μm de diámetro. La barita molida también debe ser lo suficientemente densa para que su gravedad específica sea de 4,2 o mayor, lo suficientemente suave para no dañar los cojinetes de una broca tricónica, químicamente inerte y que no contenga más de 250 miligramos por kilogramo de sales alcalinas solubles. En agosto de 2010, el American Petroleum Institute publicó especificaciones para modificar los estándares de grado de perforación 4.2 para barita para incluir materiales 4.1 SG.

En análisis isotópicos de oxígeno y azufre

Baryte (color salmón) con cerusita de Marruecos

En las profundidades del océano, lejos de las fuentes continentales de sedimentos, la barita pelágica precipita y forma una cantidad significativa de sedimentos. Dado que la barita tiene oxígeno, se ha utilizado la sistemática en el δ18O de estos sedimentos para ayudar a limitar las paleotemperaturas de la corteza oceánica.

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

Datación geocronológica

La datación de la barita en las fuentes hidrotermales ha sido uno de los principales métodos para conocer la edad de las fuentes hidrotermales. Los métodos comunes para fechar la barita hidrotermal incluyen la datación radiométrica y la datación por resonancia de espín de electrones.

Otros usos

La barita se usa en aplicaciones de valor agregado que incluyen relleno en pintura y plásticos, reducción de sonido en los compartimientos del motor, revestimiento de acabados de automóviles para lograr suavidad y resistencia a la corrosión, productos de fricción para automóviles y camiones, concreto para protección contra la radiación, vitrocerámica y aplicaciones médicas (por ejemplo, una comida de bario antes de una tomografía computarizada de contraste). Baryte se suministra en una variedad de formas y el precio depende de la cantidad de procesamiento; las aplicaciones de relleno exigen precios más altos después de un procesamiento físico intenso mediante trituración y micronización, y hay primas adicionales para la blancura, el brillo y el color. 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 computadoras (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.

Aunque la barita contiene el tóxico metal alcalinotérreo bario, 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.

A veces también se usa como piedra preciosa.