Baryum sülfat
 | |
 | |
 | |
| Tanımlayıcılar | |
|---|---|
CAS numarası | |
3D model (JSmol) | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.028.896 |
| EC Numarası |
|
PubChem CID | |
| RTECS numarası |
|
CompTox Bilgi Panosu (EPA) | |
| |
| |
| Özellikler | |
| Molekül formülü | BaSO4 |
| Molekül kütlesi | 233.43 g/mol |
| Görünüm | Beyaz kristal |
| Koku | Kokusuz |
| Yoğunluk | 4.49 g/cm³ |
| Erime noktası | 1580 °C (2880 °F; 1850 K) |
| Kaynama noktası | 1600 °C (2910 °F; 1870 K) Bileşenlerine ayrışır. |
| Çözünürlük (su içinde) | 0.0002448 g/100 mL (20 °C) 0.000285 g/100 mL (30 °C) |
Çözünürlük ürünü (Ksp) | 1.0842 × 10−10 (25 °C) |
| Çözünürlük | Alkolde çözünmez.Güçlü sülfürik asitte çözünür. |
| Tehlikeler | |
| NFPA 704 (yangın karosu) | |
| Parlama noktası | Tutuşmaz |
| NIOSH ABD maruz kalma limitleri: | |
| PEL (izin verilen) | TWA 15 mg/m³ (total) TWA 5 mg/m³ |
| Aksi belirtilmediği sürece madde verileri, Standart sıcaklık ve basınç koşullarında belirtilir (25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
Baryum sülfat BaSO4 formüllü inorganik bileşik. Bu beyaz kristal katı renksizdir ve suda çözünmez. Barit halinde bulunur.
Üretim
Hemen hemen bütün baryum ticari olarak- sıklıkla saf olmayan- baritten elde edilir. Baryum sülfür vermesi için barit karbotermal indirgenme- kok kömürü ile ısıtma- yoluyla işleme sokulur:
- BaSO4 + 4 C → BaS + 4 CO
Baryum sülfatın aksine baryum sülfür suda çözünür ve rahatlıkla oksite, karbonata ve halidlere çevrilir. Yüksek derecede saf baryum sülfat elde etmek için, baryum içeren, sülfür veya klor, sülfürik asit veya sülfat tuzu ile işleme sokulur:
- BaS + H2SO4 → BaSO4 + H2S
Baryum sülfatın bu yol ile elde edildiği yöntem sıkça- Fransızcada kalıcı beyaz anlamına gelen- blanc fixe, şeklinde adlandırılır. Blanc fixe, tüketim mallarında boya olarak karşılaştığımız baryumun bir formudur.[1]
Kullanım alanları
- Dekoratif boyalar: Dış cephe kaplamalarının çevresel faktörlere karşı korumaya yardımcı olmasında önemli bir unsurdur. Bunun yanında; dekoratif boyalar, vernikler, iç mekan boyalarında daha pürüzsüz yüzey ve uzun ömürlü olmalarını sağlamaktadır. Barit boyada kullanılan pahalı malzemelerin yerine bir alternatiftir.
- Endüstriyel boyalar: Oksijen ile metalin reaksiyona girerek metal-oksit formu oluşturması ve yüzeylerde bozulma yapması kaçınılmaz bir faktördür. Sanayi makinalarında, metal yapılarda, boru hatlarında, iç mekanlarda, iyi bir boya uygulaması, çevresel faktörlere bağlı sorunları minimalize ederek, metal ömrünü uzatır. Koruyucu ve antikorozif kaplama işlevinin sağlanmasını mikronize barit minerali sağlamaktadır. Barit cam endüstrisinde mikronize halde cam eriyiğine katılarak kullanılır. Camın kolay işlenmesini ve parlaklığının artmasını sağlar. Özellikle preslenmiş camlarda, baryum oksit kurşun oksitten daha fazla parlaklık sağlamaktadır. Bunların yanında; yol boyalarında, mürekkeplerde, aşınma direnci için kullanılmaktadır. Öğütülmüş baritin sentetik kauçukla karıştırılması ve asfalt ilavesiyle, havaalanı pistleri ve yüksek standartlı yol kaplamaları yapılır. Saf beyazlığı nedeniyle kağıt yapım endüstrisinde kullanılır. Beyaz mukavvalar ve kaplama kağıdı, ürünün beyazlığını iyileştirmek ve aynı zamanda kapsama yüzdesini artırmak için yüksek rafine edilmiş barit tozu ile doldurulur, böylece saf beyaz bir görünüm verir.
- Toz kaplama: Çevremizde bulunan birçok alet ve cihaz, toz veya sıvı formunda boya ile kaplamıştır. Ürünlerin yüzeylerinin nem sonucunda, yüzeksel sararmaların ve paslanmaların önlenmesine yardımcı olur. Aynı zamanda ağır inert dolgu maddesi olarak da kullanılır. Yüksek kırılma indeksine ve asitlere ve alkalilere karşı yüksek dirence sahip olması ve yüksek kütle yoğunluğunun yanı sıra suda çözünmez olması beyaz eşya endüstrisinde kullanılması sağlar.
- Yol ve çizgi boyaları: Trafik güvenliği ana endişelerimizden biridir. Bu nedenle, yol işaretleme malzemeleri daha iyi ve daha güvenli bir trafik akışı sağlamak için yapılmaktadır. Yoğun trafik için uzun ömürlü işaretlemeler gereklidir. Sürücülerin doğru şeritte kalmalarını ve kötü hava koşullarında bile yollarını bulabilmelerini sağlamak için görünür çizgi işaretleri çok önemlidir. Termoplastik veya soğuk plastik sistemlerinde kullanılan barite minerali, hızlı sertleşme, yüksek performanslı harçlar oluşturma ve düşük yağ emilimi sayesinde kaymayı önleme özelliği çok önemli bir dolgu malzemesidir.
- Deniz boyaları: Denizcilik ekipmanı, yüksek derecede aşındırıcı tuzlu atmosferin, ciddi sıcaklık değişikleri ile birleştiği, aşırı yıpratıcı bir ortama maruz kalır. Hareketli parçalar ise genellikle sıçrama bölgesinde olur ve ağır yükler altında çalışır. Bu tür koşullarda kullanılan ürünlerin, tüm bu faktörler göz önünde bulundurularak ekipmanı koruyacak şekilde üretilmesi gerekir. Gemileri, konteynerleri, petrol tesislerini, korumaya yardımcı olacak yüksek oranda mikronize barit içeren yüksek performanslı boyalarla kaplanır. Barit, kuru kalınlık ve ıslak kalınlık, kürlenme süresi ve kürlenme sıcaklığı, viskozite, özgül ağırlık ve partikül boyutu ile uzun süreli koruma sağlar, maliyetleri düşürür.
- Otomotiv boya ve macunları: Otomobil endüstrisinin birçok bileşeni, mineral dolgu maddeleri içermektedir. Boya katmanları, plastik tamponlar, kabin içleri, frenler, halılar ve motor gürültüsünü izole etmek için kaput kaplaması dahil olmak üzere birçok parçanın üretiminde barit kullanılmaktadır. Yüksek yoğunluğu ve sonuç olarak düşük yağ emilimi ile sektörde vazgeçilmez bir dolgu malzemesidir. Endüstriyel astarlar ve toz boyaları, birçok kullanım alanından bazılarıdır. Solvent bazlı boyalarda filmin rengini veya opaklığını etkilemeden kullanılabilir. Filmin mekanik özelliklerini güçlendiren kimyasal olarak inert bir dolgu maddesi olarak kullanılır.
- Anti-korozif boyalar: Korozyon koruması için yüksek katı içerikli kaplamalar kullanılmaktadır. Barit korozyon önleyici ve aşınma dayanıklılığı ile en yaygın kullanılan dolgu maddesidir. Yüzeylerde diğer dolgulara göre daha az tortulaşma gösterir. Bu özellikleri yüzeyleri ideal kılar ve zorlu ortamlarda korozyon koruması sağlar. Barit eklenmesi, alaşım penetrasyonunda da önemli bir azalmaya yol açar. Korozyon direncini önemli ölçüde artıran Hexa-celsian bir oluşuma sahiptir. Barit doğal olarak hidrofobiktir. Boya olarak formüle edildiğinde, önemli bir bariyer oluşturur, su ve korozif ajanların kaplama filmine nüfuz etmesini engeller ve geçişini sınırlandırır, böylece korozyon, kalafatlama, soyulma ve kabartmayı azaltır. Barit, lamelitesi ve kimyasal inertliği nedeniyle kaplamanın dayanıklılığını artıran yapışmayı da arttırır.
- Fren endüstrisi: Mikronize baritin en yaygın uygulamalarından biri de, otomotiv ve demiryolu endüstrileri için fren balatalarının üretilmesidir. Frenleme performansını etkilediği için bu sektörde çok önemlidir. Oto lastiği ve diğer lastik üretiminde dolgu maddesi olarak kullanımı mevcuttur. Barit, kimyasal etkenlere karşı dayanıklı oluşu yüzünden malzemenin direncini arttırır ve birim hacimdeki kauçuk miktarını azaltarak maliyeti düşürür.
- İnşaat ve yer kaplama: Mikronize baritin harç ve macun gibi yapışmayı sağlayan formülasyonlarda kullanılmasını ana nedenleri, mekanik ve kimyasal direnci arttırması, bunun yanında yüksek özgül ağırlığı ve düşük yağ emme özelliğidir. Dolayısı ile reçineden tasarruf edilir ve maliyetleri düşürürken yüksek katı madde konsantrasyonuna sahip ürünlerin üretilmesine izin verir. Yüksek yoğunluklu beton üretimi ve radyasyona karşı koruma sağladığı için X-Ray odalarının inşasında da kullanılmaktadır. Gastrointestinal sistemde yoğunluğu, x-ışını penetrasyonunu önlediği için yüksek saflıkta bir barit formu kullanılır. Baryumun nötronları engelleme özelliğinden dolayı atom reaktörlerinde kullanılır. Bunun yanında limanlarda, gemi demirlemek için kullanılan blokların güçlendirilmesi ve metal çerçevelerde, cam montajında kullanıldığında gürültüyü azaltma özelliğinden yararlanılır.
- Plastik: Endüstriyel barit minerali, her tip polimer üretiminde ki en önemli elementlerden biridir. Borular, otomobil bileşenleri, oyuncaklar, PVC ürünler üreticileri için kilit bir malzemedir. Plastik Endüstrisinde renkli plastikler oluşturmak için plastiğin doldurulması için kullanılır. Barit bu amaçla kullanılır, çünkü aşındırıcı mukavemeti, sertliği ve yoğunluğu geliştirmede çok etkilidir, böylece gücü daha güçlü ve görünüşü de çekici kılar. Masterbatch üretiminde mekanik mukavemeti, esnekliği ve boyutsal stabiliteyi geliştirirken, yoğunluk ve kimyasal direnç elde edilir. Drenaj borularında, ses yalıtımı ve yoğunluk ekler. Kauçuk ürünün ömrünü uzatmak, dayanıklılığı artırmak, asit ve alkalilere karşı dayanıklılık için kullanılır.
- PTFE flanş: Olağanüstü kimyasal dirence sahip bir polimer olan Politetrafloroetilen (PTFE), endüstriyel sızdırmazlık için en yaygın kullanılan plastiktir. PTFE, elektrik yalıtımı, yapışma önleme, darbe direnci ve son derece düşük sürtünme katsayısı için mükemmel özelliklere sahiptir. Barite güçlü kostik direnci için levha üretiminde kullanılır. Aynı zamanda FDA uyumludur. En yaygın kullanılan dolgu malzemelerinden biridir ve konsantre asitler ve genel kimyasal ürünler dahil olmak üzere çok çeşitli hizmet uygulamalarını kapsar. Kimyasal olarak en dayanıklı olanıdır. Başlıca özellikleri şunlardır: mükemmel kimyasal direnç, geleneksel PTFE'ye göre gelişmiş performans, soğuk akış ve sürünmeye direnç, mükemmel cıvata yükü tutma, termal stres altında olağanüstü boyutsal kararlılık ve aşınma ve aşınmaya karşı direnç.
- Ses yalıtımı: Ses, gazlarda, sıvılarda ve katılarda oluşan mekanik titreşimlerdir. Bu titreşimler bazen istenmez ve bir sıkıntı veya engel haline gelir. Bu nedenle, azaltmak veya engellemek için ses emici özelliği olan ürünler kullanılır. Temelde, barite gibi inert bir malzeme ile üretilen viskoelastik bir malzemedir. Barite benzersiz özelliklerinden dolayı sıklıkla kullanılır, toksik değildir ve yüksek yoğunluğa sahiptir. Endüstriyel atık sürekli olarak biriktikçe, çevre için büyük bir sorun haline geliyor. Aynı zaman daha yüksek yoğunluk edilir ve maliyetleri düşürür. Bu nedenle verimli ve çevre dostu ses emici malzemelerin üretiminde çok önemli bir malzemedir.
- Petrol & Gaz: Petrol endüstrisi tarafından sondaj çamuru formülasyonunda bir ağırlık malzemesi olarak kullanılmaktadır. Barit, sondaj çamurunun hidrostatik basıncını arttırır ve sondaj sırasında karşılaşılan yüksek basınçlı bölgelerin telafi edilmesini sağlar. Mineralin yumuşaklığı ayrıca delme sırasında delme aletlerine zarar vermesini önler ve bir yağlayıcı olarak işlev görmesini sağlar. Amerikan Petrol Enstitüsü (API) sondaj çamurunda barit kullanımı için spesifikasyonlar oluşturmuştur. Baser Maden Mining.
Başlıca üreticileri
Spectrum Chemical Manufacturing Corporation, Deutsche Baryt Industrie, Baser Mining, New Riverside Ochre Company, Albar Industrial Minerals Ltd., Excalibar Minerals LLC, Anglo Pacific Minerals, SCR-Sibelco N.V., Ado Mining, Barium & Chemicals, Inc, CIMBAR Performance Minerals, Milwhite, Inc, Mil-Spec Industries Corp., International Earth Products LLC
Kaynakça
- ^ Robert Kresse, Ulrich Baudis, Paul Jäger, H. Hermann Riechers, Heinz Wagner, Jochen Winkler, Hans Uwe Wolf, "Barium and Barium Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Wiley-VCH, Weinheim. DOI:10.1002/14356007.a03_325.pub2
