Баритовый концентрат – это утяжелитель, получаемый с помощью флотационного или гравитационного обогащения руды. Это тяжелый шпат, представляющий собой натуральный сульфат бария. Он совместим с любыми составляющими минералов буровых каждого типа.
Баритовый концентрат – мелкозернистый белый порошок, в котором полностью отсутствуют вредные примеси. Качественные показатели минерала устанавливают согласно государственному стандарту. Он принадлежит к классу инертных веществ, не радиоактивен, безопасен и для человеческого организма, и для окружающей среды.
Основные характеристики барита
Технологические свойства баритового минерала следующие:
- химическая инертность;
- умеренная твердость;
- высокая плотность;
- способность впитывать рентгеновские лучи;
- белизна.
Но встречается и серый, желтый, светло-бурый, красный барит, имеющий перламутровый или стеклянный блеск.
Его спектр использования довольно обширен. Он предназначается для увеличения плотности буровых растворов на углеводородной и водной основе при бурении различных скважин, востребован в нефтяной промышленности, газовой и химической. Баритовый минерал применяют при производстве резины, которая обладает особыми свойствами, используется при укладке асфальта. Благодаря своим особым свойствам, баритовый концентрат используют в сфере экологии.
Образование барита
Происхождение барита обычно гидротермальное. Оно связано с взаимодействием воды с солями бария и с химической реакцией минерала с активными металлами. Он может создавать самостоятельные кристаллические скопления в раковинах железных руд, заполняет пустые места в вулканических породах.
Скопления камней образуются при повышенном давлении и низкой температуре, поэтому этих кристаллов в магматических породах не бывает.
Самые обширные месторождения обычно образуются возле залежей других минералов:
- галенита;
- кварца;
- гематита;
- сфалерита;
- флюорита.
Для производственных нужд используются скопления барит минерала с вкраплением натуральных утяжелителей. Это может быть радий, стронций и кадмий. Месторождения барита встречаются на всех континентах. Их нет только в Антарктиде. Барит, который добывается в открытых карьерах, используется в разных отраслях сельского хозяйства и промышленности, благодаря низкой стоимости.
Свойства и области применения баритового порошка
Баритовый песок – это мелкодисперсный порошок, имеющий белый цвет, но бывает и прозрачным. Выделить из физических свойств можно химическую инертность, слабую растворимость в воде. Также присуща полная нерастворимость в кислотах и высокий удельный вес.
Благодаря этим свойствам барит используется, где необходима защита от радиоактивного излучения, а также требуется применение его в качестве составного элемента. Именно поэтому стены рентгенологических помещений и других кабинетов всегда оштукатуриваются баритовым раствором.
Применяют баритовый концентрат также и в других сферах:
- в производстве суперконцентратов;
- в строительных эмалях, грунтовках, красках;
- в стекольном производстве;
- для наполнения верхнего слоя дорожных покрытий и взлетных полос;
- при изготовлении строительной штукатурки с антирадиационной защитой;
- при создании наливных полов, обладающих повышенной химической стойкостью;
- для нужд атомной, металлургической и химической промышленности.
Ремонтные работы с использованием баритовой штукатурки производят по такой же технологии, как и с обычной цементно-песчаной смесью.
Баритовый концентрат производится на помольных производствах, которые находятся в местах бурения.
В зависимости от области использования он подразделяется на 2 класса:
- Класс А. Применяется в металлургической, химической и стекольной промышленностях.
- Класс Б. Находит применение в газодобывающем производстве.
Выпускается 6 марок концентрата, которые отличны друг от друга содержанием водорастворимых солей и сернокислого бария. Класс А имеет ограничения на содержание объема минеральных примесей. Класс Б четко подчиняется гранулометрическому составу.
Месторождения барита встречаются в Кемеровской области, частично в Челябинской и в Хакасии. Но мировыми производителями барита являются Китай, США, Индия и Казахстан.
Баритовый концентрат и утяжелитель для буровых растворов
В качестве утяжелителей для буровых растворов используются
различные виды минерального сырья и их смеси. В частности, карбонатные породы
(мергель, известняк, доломит, сидерит, мрамор)
с плотностью в пределах 2,6-2,9 г/см3; железистые утяжелители - гематит,
магнетит, титаномагнетит с плотностью 4,2-5,2 г/см3, а также барит, галенит,
ильменит, апатит, целестин, синтетический гематит (изготавливаемый в Германии)
и др. продукты. Однако из этого сырьевого многообразия оптимальным
утяжелителем, для которого характерна высокая плотность (4,3-4,6 г/см3) в
сочетании с низкой абразивностью и химической инертностью, является барит.
Баритовый концентрат изготавливается двух классов - "А" и
"В". Концентрат класса "А" используется в качестве
наполнителя (в лакокрасочной промышленности) и сырья для производства солей
бария, "В" - в качестве утяжелителя буровых растворов.
В зависимости от содержания сульфата бария, оксида кремния, водорастворимых
солей, степени измельчения, влажности и ряда других параметров и компонентов
выделяется 6 марок баритового концентрата:
КБ-1 (BaSO4 не менее 95%);
КБ-2 (не менее 92%);
КБ-3 (не менее 90%);
КБ-4 (не менее 87%);
КБ-5 (не менее 85%);
КБ-6 (не менее 80%).
В классе "А" выделяются все марки, в классе "В" - только три: КБ-3, КБ-5, КБ-6.
Производство и потребление барита
В 80-е годы Советский Союз занимал первое место в мире по запасам и второе по добыче и потреблению барита. Более 50% объема потребления приходилось на долю России. В стране действовало 12 горно-обогатительных комбинатов (ГОК), ежегодно перерабатывавших 15 млн т руды и выпускавших 1,1-1,2 млн т баритового концентрата. Несмотря на это, потребности промышленности в барите обеспечивались лишь на 55-65%. Дефицит покрывался импортом, состовлявшим 250-300 тыс. т ежегодно, и заменой баритового утяжелителя железистым при приготовлении буровых растворов. Крайне неудовлетворительной была региональная структура сырьевой базы. На пространстве СССР основные запасы и ГОКи были сосредоточены в Грузии, Казахстане и в Кемеровской области. В то же время основные потребители, среди которых были предприятия нефтегазового комплекса и химической промышленности, - в центральной части страны и в Западной Сибири.
Ежегодное потребление барита в России к концу
80-х годов достигло 1,1-1,3 млн т, или 7 кг на душу населения, что было вполне
соизмеримо с душевым потреблением барита в развитых странах.
Производство барита в России, осуществляемое только на Салаирском ГОКе
(Кемеровская область), составляло всего 134 тыс. т концентрата в год. Такой
объем производства покрывал только 10-12% потребностей промышленности, однако
острой необходимости в наращивании мощностей баритодобывающей отрасли и
развитии собственной сырьевой базы не ощущалось. Дефицит с успехом восполнялся
поставками барита из союзных республик, преимущественно из Казахстана, и из-за
рубежа.
В начале 90-х годов положение резко изменилось, поскольку подавляющая часть (89%) месторождений барита и баритодобывающих предприятий оказались за пределами России. Почти вдвое сократил выпуск баритового концентрата упомянутый выше Салаирский ГОК. Обеспеченность потребностей промышленности баритами отечественного производства снизилась, по разным оценкам, до 2,6-6%, потребление упало до 0,43 кг на душу населения.
В перспективе обеспечить потребности отечественной промышленности в барите на уровне 1990 г. возможно двумя способами: покрывая дефицит импортом барита, осуществляя его ежегодные закупки на сумму около $120 млн или формируя отечественную баритодобывающую отрасль. Очевидно, что последнее направление представляется стратегически более перспективным.
Прогнозируемый рост объемов буровых работ на нефть и газ до 2010 г. потребует ежегодного производства баритового концентрата буровых сортов в объеме 850-900 тыс. т, а с учетом потребности в барите других отраслей промышленности спрос может вырасти до 1200 тыс. т в год. Годовая потребность европейского Севера России в баритовом концентрате оценивается в 40-60 тыс. т.
Состояние отечественной сырьевой базы
В настоящее время государственным балансом РФ учтено 20 месторождений, в
которых заключено 21,6 млн т барита, в том числе 15,1 млн т по категориям
А+В+С1 и 6,5 млн т по категории С2.
Разведанные запасы сосредоточены в четырех экономических районах: Северном
(8,6%), Уральском (16,3%), Западно-Сибирском (49,9%) и Восточно-Сибирском
(25,0%). Более половины разведанных запасов (54,3%) заключено в рудах 15
комплексных сульфидно-баритовых месторождений, 45,7% - в 5 собственно
баритовых.
Руды сульфидно-баритовых месторождений низкого качества, среднее содержание сульфата бария составляет 14,5%. Среднее содержание барита в рудах собственно баритовых месторождений - 51%, в том числе для коренных - 72-85%, кор выветривания - 22,8%, техногенных (эфельных отвалов) - 35,9-43,8%.
В настоящее время из 20 учитываемых балансом месторождений разрабатываются только 3 сульфидно-баритовых: Кварцитовая Сопка, Молодежное и Зареченское. Разработка первого осуществляется Салаирским, двух других - соответственно Учалинским (Челябинская область) и Змеиногорским (Алтайский край) ГОКами. Получение товарного барита налажено лишь на Салаирском ГОКе.
В то же время реально сырьевую базу баритодобывающей отрасли сегодня могут
составить лишь 6 месторождений. Эксплуатируемая Кварцитовая Сопка и пять
разведанных: сульфидно-баритовое Первомайское и собственно баритовые -
Ново-Урское, Белоключевское, Хойлинское и Толчеинское.
Первомайское, Ново-Урское и Белоключевское месторождения находятся в
Кемеровской области вблизи действующего Салаирского ГОКа и по запасам
заключенного в них барита способны обеспечить лишь год работы комбината.
Перспективное Хойлинское месторождение, запасы руды которого на начало 1994
г. составляли 5,5 млн т при содержании 40-70% BaSO4, расположено в Республике
Коми (приполярный Урал), Толчеинское - в Хакасии.
В районе Хойлинского месторождения имеется ряд предварительно оцененных
объектов - Малохойлинское и Кутень-Булукское месторождения. В ноябре 1994 г.
ГГП "Полярноуралгеология" выдана лицензия на отработку Хойлинского
месторождения, в настоящее время для отработки месторождения создано ОАО
"Хойлинский ГОК".
К сожалению, изученность других перспективных объектов довольно низка, и подготовка их к освоению потребует длительного времени. В ближайшей перспективе по-прежнему останется необходимость импорта барита из Казахстана и, возможно, Китая.
Ресурсы барита в Мурманской области
Перспективные залежи баритовых руд изучались в 70-80-е годы в карбонатитовом массиве Салланлатва, расположенном в Кандалакшском районе Мурманской области. В пределах массива выделены редкометалльное (ниобиевое) и баритовое месторождения. Причем значительная часть баритовых руд расположена выше по разрезу над редкометалльными карбонатитами. Рудные тела обоих месторождений могут быть отработаны открытым способом и единым карьером. Общие запасы баритовых руд массива Салланлатва оцениваются в 160 млн т, в том числе в коре выветривания около 13 млн т со средним содержанием BaSO4 13%, а Fe (общего) - 23%.
Баритовые и ниобиевые карбонатиты Салланлатвы изучены в 1978-88 гг. на поисково-оценочной стадии. В 1988 г. геологоразведочные работы на обоих месторождениях прекращены из-за отсутствия заинтересованности в тот период промышленных ведомств в их практическом освоении. Оба месторождения изучены бурением до глубины 300 м от поверхности, а единичными скважинами - до 500 м. Значительная часть коры выветривания может быть отработана без буровзрывных работ.
Технологические испытания редкометалльных и баритовых руд Салланлатвы выполнены в 80-х годах институтами "Механобр", "Гиредмет" и Горным институтом Кольского филиала Академии наук СССР. Установлена принципиальная возможность получения кондиционных ниобиевых (37% Nb2O5), баритовых (от 80 до 91% BaSO4) и магнетитового (60-63% Fe-общего) концентратов.
По сравнению с коренными баритовыми рудами Салланлатвы из коры выветривания возможно получение более высококачественного концентрата - утяжелителя с содержанием BaSO4 на уровне 91,1 % и удельным весом 4,29 (по сравнению с 82 % BaSO4 и удельным весом 3,3 -3,7 из коренных руд). Существенным является то, что получение такого концентрата возможно при меньших удельных капиталовложениях и производственных издержках.
Результаты укрупненной технико-экономической оценки свидетельствуют о возможности высокорентабельной (~ 80% к себестоимости) отработки коры выветривания с годовой добычей 500 тыс. т руды и выпуском 60 тыс. т баритового концентрата-утяжелителя при окупаемости вложений в основное производство за срок, не превышающий 4-5 лет.
Ценовые показатели рынка
Цены мирового рынка на баритовый концентрат зависят от его качества, являющегося одним из наиболее важных факторов конкурентоспособности этого продукта.
Ряд компаний, совершенствуя технологию переработки природного белого барита,
добились получения высокояркого микронизированного продукта, который может
конкурировать с сортом "бланфикс" (искусственно осажденный сульфат
бария), используемым преимущественно в качестве наполнителя для красок и
эмалей. Стоимость 1 т барита "бланфикс" наиболее высокого качества
составляет около $850-930. Получаемый же из природного сырья с применением
новых технологий обогащения микронизированный белый барит с аналогичными
свойствами стоит примерно в 2 раза меньше ($390-460 за тонну).
Сорта барита, используемые для приготовления буровых сортов, в несколько раз
дешевле - от $40-55 (кусковой) до $75-96 (молотый).
Предпосылки создания производства утяжелителей в регионе
Изложенная выше ситуация на рынке барита и состояние отечественной сырьевой
базы обусловливают целесообразность и экономическую эффективность поиска и
освоения на Севере России местных сырьевых источников для организации
производства утяжелителей буровых растворов.
Частично, как показывает практика, потребность в баритовом концентрате буровых
сортов можно сократить за счет использования апатитового, магнетитового или
титаномагнетитового концентратов. В частности, с использованием продуктов
комплексной переработки апатито-нефелиновых руд ОАО "Апатит".
С технической и экономической сторон наиболее целесообразным является приготовление комбинированных утяжелителей из смеси концентратов типа магбар или титаномагбар. При этом имеется возможность существенно снизить абразивность магнетита и титаномагнетита, препятствующую их широкому использованию в буровых растворах, за счет использования разработок Института химии и технологий редких элементов и минерального сырья Кольского Научного Центра РАН.
Такое решение, наряду с созданием импортозамещающего производства отечественных качественных недорогих утяжелителей буровых растворов в Заполярье, обеспечивает благоприятные предпосылки для существенного повышения уровня комплексного использования уникальных хибинских апатито-нефелиновых руд. Последнее обеспечивается за счет организации производства и потребления титаномагнетитового концентрата в объемах 30-40 тыс. т в год на существующих производственных площадях Аппатитонефелиновой обогатительной фабрики №2 с возможным увеличением до 100 тыс. т при извлечении титаномагнетита по освоенной технологии из всего объема руд текущей добычи при небольших дополнительных инвестициях.
Приведенные данные свидетельствуют о перспективности проведения исследований по технико-экономической оценке целесообразности организации производства баритсодержащих утяжелителей различного состава в ОАО "Апатит" на основе сырьевых ресурсов Кольского полуострова и, возможно, Полярного Урала. Так как эффективность производства существенно зависит от его масштабов и трансакционных издержек, целесообразно проработать различные варианты создания СП с участием заинтересованных организаций. При этом необходимо принимать во внимание перспективу удовлетворения потребностей в буровых утяжелителях не только нефтегазового комплекса европейского Севера, но и Западной Сибири, а, возможно, и частичного экспорта в Норвегию.
Поскольку оформление лицензии на геологическое доизучение и разработку коры выветривания массива Салланлатва в МПР РФ, а также разработка и согласование проектно-сметной документации потребуют длительного времени, целесообразным представляется поэтапное решение проблемы по организации производства утяжелителей.
Этап 1. Организация производства комбинированных утяжелителей путем смешения
(до гомогенной массы) импортного (вероятнее всего, казахстанского) баритового
концентрата с титаномагнетитовым концентратом ОАО "Апатит".
При этом могут потребоваться исследования по подбору оптимального вещественного
и гранулометрического состава комбинированных утяжелителей и уменьшению их
абразивности по технологии ИХТРЭМС КНЦ РАН с проверкой опытных партий в
производственных условиях.
Этап 2. Организация производства баритовых и комбинированных утяжелителей на
основе баритового концентрата из коры выветривания массива Салланлатва и
титаномагнетитового концентрата - т.е. замена импортного барита на местный.
Вместо строительства стационарной обогатительной фабрики в современных условиях
экономически выгодней использование мобильной или полустационарной модульной
обогатительной фабрики, производство которых уже освоено голландско-норвежской
фирмой MINPRO International B/V в содружестве с российскими партнерами (в
частности Горным институтом КНЦ РАН) в Мурманской области на оборонном заводе
№35.
Для исключения (минимизации) загрязнения природной среды в приграничной зоне, очевидно, целесообразной будет безреагентная технология обогащения с получением чернового баритового концентрата с последующей его доводкой на АНОФ-2. Кроме того, отработка коры выветривания может быть осуществлена вахтовым методом в теплое время года.
Ориентировочная оценка экономической эффективности организации нового перспективного импортозамещающего производства утяжелителей буровых растворов на ОАО "Апатит" с одновременным существенным повышением уровня комплексного использования апатито-нефелиновых руд свидетельствуют о возможности создания конкурентоспособного высокодоходного импортозамещающего производства по надежному обеспечению предприятий нефтегазового комплекса Севера России (европейского и западносибирского) в отечественных утяжелителях буровых растворов.
Весьма важно, что реализация 1-го этапа практически не требует инвестиций. На 2-м этапе, по максимальному варианту, потребуется $15 млн капиталовложений при сроке их окупаемости в пределах 4-5,5 лет. Примечательно, что технология производства утяжелителей полностью соответствует профилю производственной специализации ОАО "Апатит", не сопряжена с освоением нового оборудования и технологических процессов. Более того, освоение нового производства на базе существующих в Заполярье мощностей создает хорошие предпосылки для крупномасштабной утилизации титаномагнетита, существенного прироста уровня комплексного использования хибинских руд и повышения доходности традиционной деятельности. При подготовке статьи использовалась информация с mramor-m.ru
Добывают барит во многих странах, но семьдесят процентов его мировых запасов находится в нашей стране. В химическом составе барита находится 65,7% соединения ВаО. При добыче в месторождениях этот минерал может иметь разный оттенок, так как в нём в разной степени может присутствовать Fe или Sr, соответственно они и меняют окрас материала.
Сама химическая формула барита имеет вид - BaSO4. Промышленность нуждается больше всего в баритовом концентрате. Он имеет отношение у классу инертных природных ископаемых, не представляет собой угрозу человеку и не наносит урон окружающей среде. Сульфат бария (формула BaSO4) является химически инертным минералом, концентрат невозможно растворить в воде. Он даже плохо взаимодействует с соляной и серной кислотой.
Отличительной чертой минерала можно считать его высокую плотность. Она равна приблизительно 4,1-4,3 г/см3. На нашем рынке приобрести в неограниченном количестве можно в компании ООО «Галион ЛТД», которая осуществляет свою деятельность в Москве. На официальном сайте организации «http://kupibarit.ru» оставляйте заявку от своего предприятия и вам обеспечат оперативную доставку минерала прямо на производство.
По физико-химическим свойствам барит может быть первого, второго, третьего и четвёртого сорта. Пользуется большим спросом баритовый концентрат в нефтегазодобывающей промышленности. Омы упоминали, что минерал имеет высокую плотность, поэтому он выступает в качестве отличного утяжелителя буровых растворов, которые используются при глубоком и сверхглубоком бурении скважин.
Его плотность оказалось полезной и для цементной промышленности, потому что на предприятиях есть возможность получать отличные высокосульфатостойкие, термостойкие и утяжеленные цементные растворы. Баритовый концентрат активно используется в химической промышленности, так как из него получаются все известные барийсодержащие вещества и соли.
Минерал взяла на вооружение стекольная промышленность. Из барита получаются великолепные стёкла, обладающие идеальной прозрачностью. Они также имеют хорошие оптические свойства. Алюминиевая промышленность заказывает баритовый концентрат, который позволяет наладить производство окиси глинозема, металлургические заводы используют минерал как флюс, когда необходимо плавить жёлтую медь или получать разные ферросплавы.
Закупают его в большом количестве строительные организации, которые делают качественны дороги. В этом случае баритовый концентрат выступает в качестве наполнителя и его можно добавлять для хорошей сцепки в горячий асфальт. Слой дороги получится гибкий, и при этом будет обладать отличной прочностью Минерал является обязательной составляющей при обустройстве взлётно-посадочной полосы. Баритовый концентрат в основной массе идёт на лакокрасочную промышленность.
Из него делают литопон, представляющий собой белый пигмент, высокосортные цинковые и свинцовые белила. Задействует н при изготовлении кафельной плитки. Благодаря своим уникальным свойствам минерал использует атомная промышленность. Из барита получаются надёжные щиты от радиации. Материал хорошо противостоит излучению. При обустройстве рентгеновских кабинетах в стены обязательно закладывается баритовый концентрат, так как он гасит рентгеновские лучи.
БАРИТОВЫЙ КОНЦЕНТРАТ
Баритовый концентрат относиться к классу инертных материалов и безвреден для человеческого организма и окружающей среды. По химическому составу барит представляет собой природный сульфат бария (BaSO4). Барит химически инертен, практически нерастворим в воде, плохо растворяется (даже при нагревании) в соляной кислоте, незначительно (10-12%) в концентрированной серной кислоте. Отличительной чертой барита является его высокая плотность, которая составляет 4,1-4,3 г/см3. Твердость по Моосу 3-3,5.
В зависимости от применения барита, он подразделяется на два класса - «А» и «Б»:
- Класс «Б» используется в нефти - и газодобывающей промышленности
- Класс «А» применяется в стекольной, химической промышленности, металлургии и т.д.
Предлагаемый нами баритовый концентрат полностью соответствует ГОСТу 4682-84 . Компания предлагает следующие марки баритового концентрата класса «Б» произведенного гравитационным способом:
| Наименование параметра | КБ-3 |
Химический состав |
|
| Массовая доля оксида кремния (BaSO4), не менее, % | 90 |
| Массовая доля водорастворимых солей, не более, % | 0,35 |
| Массовая доля водорастворимого кальция, не более, % | 0,05 |
Минералогический состав |
|
| Массовая доля пирита, не более, % | 6 |
| pH | 6-8 |
Массовая доля остатка на сите |
|
| № 0071К,% | 6 |
| Массовая доля фракции 5 мкм, не более, % | 10 |
| Массовая доля влаги, не более, % | 2 |
| Плотность, г/см3, не менее | 4,2 |
Промышленное использование барита определяется его физико-химическими свойствами: большой плотностью, химической инертностью, способностью поглощать гамма лучи, и др.
Баритовый концентрат используется в следующих отраслях промышленности:
Резиновая
Барит используется в качестве инертного и слабо активного наполнителя при изготовление жестких сортов резины - шины, шланги, а также резиновых изделий для работ с рентгеновскими лучами, производство фрикционных материалов.
Цементная
Для получения высокосульфатостойкого барийсодержащего портландцемента, термостойких, утяжеленных тампонажных цементов, а так же для производства гидравлического бариевого цемента, устойчивого в морской воде (содержание ВаО в составе клинкера составляет от 75 до 85%). Добавка барита в цемент существенно повышает водо и коррозионную стойкость бетона.
Строительная
Добавка в бетонные смеси при использовании в фундаментах тяжеловесных железных конструкций, при прокладке трубопроводов в заболоченных и засоленных местах и под водой. Барий содержащая бетонная смесь является хорошим защитным материалом от гамма-излучения.
Барит используется при производстве сухих строительных смесей. Являясь составной частью , баритовый концентрат выступает как защита от вредных действий рентгеновских лучей.
Применяется в качестве наполнителя в смеси с латексом (6%) и горячим асфальтом (47%) в качестве верхнего покрытия дорог. Данное покрытие обеспечивает получение прочного и гибкого слоя;
Металлургия
Используется в качестве добавки интенсификатора процесса получения ферросплавов, для выплавки барийсодержащих сплавов, в качестве флюса при плавке желтой меди и в алюминиевой промышленности при производстве чистой окиси глинозема.
Керамика
Для получения кафельных плиток, тяжелых глиняных изделий, а так же для изготовления прочных и бесцветных легкоплавких глазурей для изделий тонкой керамики.
В таких отраслях промышленности как: лакокрасочная, бумажная, стекольная и химическая, мы предлагаем использовать . Микробарит обладает более эффективным гранулометрическим составом, высокой белизной и содержанием сульфата бария. Все эти показатели способствуют более эффективному применению молотого барита при формировании различных композиций.