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CAPIacuteTULO 13
Barita
Adatildeo Benvindo da Luz1
Carlos Adolpho Magalhatildees Baltar
2
1 INTRODUCcedilAtildeO
O mineral barita eacute um sulfato de baacuterio (BaSO4) que pode ser encontrado em rochas iacutegneas metamoacuterficas ou sedimentares A barita pura tem densidade em torno de 45 gcm3 e conteacutem 588 Ba sendo a mais importante fonte comercial desse elemento O baacuterio tambeacutem pode ser obtido a partir da witherita (Ba2CO3) mas eacute um mineral raro com pouca importacircncia econocircmica
O nome barita tem origem na palavra grega baros que significa pesado O mineral foi descoberto na Itaacutelia no Seacuteculo XVII (Velho et al 1998) Um dos primeiros usos ocorreu no seacuteculo XIX na induacutestria de tinta branca como carga A seguir passou a ser usada na produccedilatildeo de um pigmento branco denominado de lithopone constituiacutedo por uma mistura de sulfato de baacuterio sulfato de zinco e oacutexido de zinco Depois surgiu a induacutestria quiacutemica dos sais de baacuterio e por uacuteltimo jaacute no seacuteculo XX foi descoberto o uso da barita como controlador de densidade de fluido de perfuraccedilatildeo (Haines 1979)
Atualmente a barita eacute explotada em 66 paiacuteses sendo a China (35 Mt) a Iacutendia (09 Mt) e os EUA (04 Mt) os maiores produtores (Searls 2004) e tambeacutem os detentores das maiores reservas juntos somam 672 das reservas mundiais (Veacuteras 2006) Cerca de 90 da barita produzida no mundo destina-se ao uso de perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo e parte significativa dos 10 restantes destina-se agrave manufatura de carbonato de baacuterio para a fabricaccedilatildeo de vidros de TV (Griffiths 1995 Harben 2002) No Brasil o perfil tiacutepico de consumo da barita tem a seguinte distribuiccedilatildeo induacutestria quiacutemica 50 induacutestria petroliacutefera 35 outros (induacutestria metaluacutergica de tinta papeacuteis borracha vidros abrasivos etc) 15 (Veacuteras 2006)
1Engo de MinasUFPE DSc em Engenharia MineralUSP Pesquisador Titular do CETEMMCT 2Engo de MinasUFPE DSc em Engenharia Metaluacutergica e de MateriaisCOPPE-UFRJ Professor do Departamento de Engenharia de MinasUFPE
Barita 296
Devido agrave elevada densidade e baixo preccedilo unitaacuterio o custo com o frete torna-se um componente importante para a viabilidade econocircmica de um depoacutesito de barita sendo a distacircncia do produtor para o consumidor um fator criacutetico (Phillips 2001)
No Brasil as principais ocorrecircncias estatildeo localizadas nos Estados da Bahia Minas Gerais Goiaacutes Paranaacute e Satildeo Paulo (Tabela 1) Apenas as ocorrecircncias da Bahia tecircm importacircncia econocircmica Essas reservas estatildeo distribuiacutedas em doze municiacutepios sendo as mais importantes as de Aramari Camamu Campo Formoso Ibitiara e Miguel Calmon As reservas dos outros estados satildeo pequenas e apresentam problemas que inviabilizam seu aproveitamento econocircmico Em Minas Gerais a jazida de Araxaacute (Complexo Carbonatiacutetico do Barreiro) que representa 990 das reservas brasileiras tem baixo teor de barita e apresenta niacuteveis de radioatividade que interferem na perfilagem gama dos poccedilos de perfuraccedilatildeo muito usada na fase de exploraccedilatildeo de petroacuteleo As reservas de Goiaacutes e do Paranaacute satildeo pequenas e apresentam dificuldades de beneficiamento (Braz 2002) O mais importante eacute o depoacutesito de Altamira localizada a 1 km da vila de Itapura municiacutepio de Miguel Calmon-BA A aacuterea mineralizada eacute constituiacuteda por quartzitos biotita-clorita xistos gnaisses pegmatitos e anfibolitos A reserva medida eacute da ordem de 364 mil toneladas com teor meacutedio de 857 de BaSO4
Tabela 1 ndash Distribuiccedilatildeo das reservas medidas brasileiras de barita
Estado
Reserva Medida
Mineacuterio (t) BaSO4 (t) Teor ()
Bahia 2389124 1898211 6635
Minas Gerais 32233931 5623173 1711
Goiaacutes 360000 54000 7000
Paranaacute 175080 174901 8017
Satildeo Paulo 68000 28560 -
TOTAL 35229725 7781358 1975
Fonte Anuaacuterio Mineral Brasileiro 2006
No ano de 2005 a produccedilatildeo nacional de barita bruta foi de 586 mil toneladas representando apenas 077 da produccedilatildeo mundial O estado da Bahia foi responsaacutevel pela totalidade da produccedilatildeo nacional e por 95 da oferta de produtos beneficiados (Veacuteras 2006) Os produtos incluem a barita bruta
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barita grau-lama (API - 325 malhas) grau tinta grau metaluacutergico barita micronizada barita concentrada e diversos sais de baacuterio
As principais empresas produtoras de barita no Brasil satildeo a Quiacutemica Geral do Nordeste SA (QGN) controlada pelo Grupo CarbonorChurch amp Dwight Co com unidade industrial instalada em Feira de Santana e a Baroid Pigmina Comercial e Industrial Ltda controlada pela Halliburton Ltda instalada na Ilha Grande municiacutepio de Camamu
2 MINERALOGIA E GEOLOGIA
Mineralogia
O grupo de minerais a que pertence a barita apresenta estrutura ortorrocircmbica e foacutermula geral A(SO4) onde o A pode ser baacuterio (barita) estrocircncio (celestita) ou chumbo (anglesita) A barita (BaSO4 ndash sulfato de baacuterio) eacute o mineral mineacuterio mais comum e abundante de baacuterio contendo 588 Ba No entanto a presenccedila de outros elementos podem reduzir esse teor significativamente Em algumas ocorrecircncias o estrocircncio pode substituir o baacuterio na estrutura cristalina da barita devido agrave similaridade dos raios iocircnicos existente entre os dois metais no estado bivalente
A barita apresenta-se mais frequumlentemente como mineral incolor branco leitoso ou cinza podendo ter outras cores dependendo das impurezas presentes na rede cristalina (Figura 1) A barita tem fratura conchoidal clivagem prismaacutetica brilho viacutetreo cristal transparente a transluacutecido e iacutendice de refraccedilatildeo 163 Eacute o mineral mais denso entre os natildeo metaacutelicos (densidade em torno de 45 gcm3) sendo relativamente friaacutevel com dureza variando entre 25 e 35 na escala de Mohs (Velho et al 1998 httpwwwmiiorgMineralsphotobariumhtml)
Uma importante caracteriacutestica da barita eacute a de permanecer praticamente insoluacutevel em aacutegua e em aacutecido o que lhe confere a propriedade de ineacutercia quiacutemica Na maioria dos depoacutesitos comerciais ocorre como concreccedilotildees massas e noacutedulos irregulares e como camadas laminadas e massivas de cristalinidade fina
Barita 298
A barita eacute facilmente identificaacutevel devido ao seu peso No entanto pode ser confundida com minerais isomoacuterficos A celestita (SrSO4) tem a mesma estrutura formando cristais bastante parecidos com os da barita A identificaccedilatildeo soacute eacute possiacutevel por meio do teste da chama a partir do material pulverizado A celestita gera uma chama vermelha enquanto a barita produz uma chama verde Outros minerais que podem ser confundidos com a barita satildeo witherita (carbonato de baacuterio) estrontianita (mineral de estrocircncio) cerussita e anglesita (minerais de chumbo) e hidrozincita (mineral de zinco) Esses minerais satildeo raros e tambeacutem apresentam elevado peso especiacutefico cor e aparecircncia semelhantes A barita geralmente ocorre associada a uma grande quatidade de minerais calcita dolomita aragonita apatita quartzo hematita siderita vanadinita cerusita fluorita gipsita anglesita celestita calcopirita pirita galena e esfalerita entre outros (httpmineralgalleriescommineralssulfatesbaritebaritehtm Velho et al 1998)
Figura 1 ndash Amostra de barita proveniente do estado da Bahia
Existem outros dois minerais de baacuterio com menor interesse econocircmico a witherita (BaCO3 ndash carbonato de baacuterio) e a sambornita (BaSi2O5 ndash silicato de baacuterio) Ambos possuem elevada solubilidade em aacutecido o que desperta o interesse pelo uso na produccedilatildeo de compostos quiacutemicos agrave base de baacuterio (Brobst 1994 Velho et al 1998)
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O mineacuterio de Miguel Calmon eacute constituiacutedo basicamente por barita quartzo feldspato rico em baacuterio e eventualmente alguns oacutexidoshidroacutexidos de ferro caolinita e mica Oacutexidoshidroacutexidos de Fe e caolinita satildeo raros (Baltar et al 2003)
Geologia
A barita ocorre em vaacuterias regiotildees do mundo podendo ser encontrada em rochas iacutegneas metamoacuterficas ou sedimentares Os depoacutesitos de valor comercial satildeo classificados geologicamente em trecircs tipos camada veios e depoacutesitos residuais
Os depoacutesitos em camadas ocorrem em rochas sedimentares e satildeo considerados os de maior importacircncia em termos comerciais sendo normalmente constituiacutedos de lentes ou horizontes de barita agrupados O teor de BaSO4 eacute maior no centro das lentes diminuindo em direccedilatildeo agraves extremidades Nos depoacutesitos do tipo veio geralmente a barita ocorre em rochas calcaacuterias associada a sulfetos de chumbo e zinco Esse tipo de ocorrecircncia costuma apresentar volumes menores de mineacuterio se comparados com os do tipo camada Os veios tecircm origem hidrotermal sendo formados a partir da precipitaccedilatildeo de sulfato de baacuterio Por uacuteltimo os depoacutesitos residuais encontrados em materiais natildeo consolidados e que satildeo formados pelo intemperismo de materiais preexistentes Os depoacutesitos residuais normalmente apresentam mineacuterio de baixo teor (6 a 10 BaSO4) e tecircm sido aproveitados como barita de grau quiacutemico (Coffman e Kligore 1986 Brobst 1994)
No depoacutesito de barita de Altamira no municiacutepio de Miguel Calmon Bahia a aacuterea mineralizada eacute constituiacuteda por quartzitos biotita-clorita xistos gnaisses pegmatitos e anfibolitos Os veios de barita encontram-se encaixados em quartzitos da Serra do Mocambo controlados preferencialmente por falhas nos sentidos NE-SW e NW-SE as mineralizaccedilotildees teriam origem exalativa relacionada agraves fases finais de ciclos vulcacircnicos (Neumann e Menezes 2001) No Brasil a barita ocorre como mineral ganga em vaacuterios mineacuterios tais como fosfato em Catalatildeo e Araxaacute (Guimaratildees e Peres 2002) e pirocloro em Araxaacute-MG (Oliveira et al 2001)
Barita 300
3 LAVRA E PROCESSAMENTO
Lavra
Os depoacutesitos de barita tecircm sido explotados em todo o mundo principalmente por lavra a ceacuteu aberto No entanto em algumas localidades como por exemplo no depoacutesito de Chamberlain Creek Arkansas (Estados Unidos) a lavra tem sido feita tambeacutem por meacutetodos subterracircneos em profundidade de ateacute 160 metros (httpwwwstatearusagcbaritehtm)
No Brasil a mina de barita situada na Ilha Grande municiacutepio de Camamu-BA utiliza o meacutetodo de lavra a ceacuteu aberto A rocha encaixante eacute constituiacuteda principalmente por arenitos argilosos A lavra tem iniacutecio com a limpeza da aacuterea eliminando aacutervores arbustos etc depois se faz o decapeamento do esteacuteril (argila) utilizando-se tratores A espessura da camada esteacuteril varia de 2 a 15 m Apoacutes o decapeamento a rocha eacute perfurada com sonda pneumaacutetica para a detonaccedilatildeo A seguir o mineacuterio eacute transportado em caminhotildees ldquofora de estradardquo para a usina de beneficiamento (Vidal 1980) Na Mina Altamira em Miguel Calmon-BA a lavra eacute feita a ceacuteu aberto por meacutetodos convencionais usando-se bancos com 8 a 9 metros de altura A barita ocorre em veios encaixados em quartzitos A espessura meacutedia do capeamento eacute de 80 metros
Processamento
A barita sendo mais friaacutevel do que a maioria dos minerais de ganga tende a concentrar-se nas fraccedilotildees mais finas do produto da britagem Para o descarte dos minerais argilosos (lamas) costuma-se utilizar lavadores do tipo ldquolog washerrdquo O uso de tromel eacute comum para descarte dos minerais de ganga com granulometria grossa A concentraccedilatildeo da barita pode ser feita por meacutetodos graviacuteticos ou por flotaccedilatildeo dependendo da composiccedilatildeo do mineacuterio A separaccedilatildeo magneacutetica pode ser usada para eliminaccedilatildeo de minerais oxidados de ferro (httpemwikipediaorgwikibarite)
Em situaccedilotildees onde a ganga eacute formada por minerais de baixa densidade com predominacircncia de quartzo o concentrado de barita (peso especiacutefico 45) pode ser obtido em operaccedilotildees de jigagem mesagem ou meio denso A recuperaccedilatildeo tiacutepica varia entre 60 e 85 (Lenzo e Sarquis 1995 Brobst 1994) A perda deve-se principalmente agrave barita contida nas fraccedilotildees finas
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A flotaccedilatildeo eacute usada para recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo fina descartada nas operaccedilotildees graviacuteticas ou como processo de beneficiamento de mineacuterios contendo fluorita ou sulfetos A seletividade baritaquartzo eacute conseguida com facilidade usando-se aacutecidos carboxiacutelicos ou os seus sais (Baltar e Almeida 2002 Lenzo e Sarquis 1995) sulfato dodecil de soacutedio (Holysz e Chibowski 1992) ou sulfonatos (Houot et al 1984) Esses coletores adsorvem-se seletivamente na superfiacutecie da barita formando sais de baacuterio que lhe proporciona a hidrofobicidade necessaacuteria agrave flotaccedilatildeo O uso de meacutetodos natildeo-convencionais como aglomeraccedilatildeo esfeacuterica (Sadowski 1993) e agregaccedilatildeo hidrofoacutebica (Baltar e Almeida 2002) tem sido sugerido para a recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo ultrafina
Haacute restriccedilotildees ao uso de concentrados de flotaccedilatildeo nos fluidos de perfuraccedilatildeo de poccedilos devido agrave espumaccedilatildeo provocada pela presenccedila de surfatante na superfiacutecie da barita A remoccedilatildeo do coletor pode ser feita por lixiviaccedilatildeo quiacutemica lavagem com aacutegua ou ustulaccedilatildeo em forno de queima indireta (Cornell 1978) dependendo do tipo de reagente adsorvido na superfiacutecie
O concentrado para atingir especificaccedilotildees comerciais muitas vezes necessita passar por um processo de moagem que pode ser a seco ou a uacutemido A moagem pode ser feita em moinho de bolas nos casos onde a contaminaccedilatildeo eacute toleraacutevel ou em moinhos do tipo Raymond
No Brasil o beneficiamento empregado para produccedilatildeo de concentrados de barita eacute bastante simples (Figura 2) e consiste de britagem lavagem em classificador espiral e moagem em moinho tipo Raymond (Vidal 1980) Na Mina Altamira (Quiacutemica Geral do Nordeste ndash QGN) a produccedilatildeo de barita tem sido obtida por lavra seletiva e cataccedilatildeo manual de blocos de alto teor escolhidos em funccedilatildeo da aplicaccedilatildeo industrial (fluido de perfuraccedilatildeo induacutestria quiacutemica ceracircmica etc) Da mina saem quatro tipos de produtos (1) barita escura (82-84 BaSO4) (2) barita forno (84- 86 BaSO4) (3) barita forno (86-88 BaSO4) e (4) barita clara (88-90 BaSO4) para uso em pigmentos O processo de flotaccedilatildeo estaacute sendo introduzido visando um melhor aproveitamento do mineacuterio O quartzo apresenta-se como principal mineral de ganga (Figura 3)
Barita 302
Figura 2 ndash Fluxograma tiacutepico de uma usina de processamento de barita
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Figura 3 ndash Imagens de diferentes classes de tamanho da barita fraccedilotildees 589 a 833 microm (esquerda) e 53 a 74 microm (direita) mostrando a relaccedilatildeo entre o quartzo
(mais escuro) e a barita (mais clara) MEVBSD (Neumann et al 2002)
4 USOS E FUNCcedilOtildeES
A elevada densidade da barita determina o seu uso em fluidos de perfuraccedilatildeo de petroacuteleo e gaacutes e carga para diversos produtos A barita eacute relativamente inerte tem alvura elevada e apresenta baixa absorccedilatildeo de oacuteleo Essas propriedades ampliam bastante o seu uso como carga pigmento e extensor A consideraacutevel capacidade que possui em absorver Raios-X e Gama possibilita tambeacutem o seu uso na aacuterea meacutedica em exames de Raios-X do sistema digestivo na fabricaccedilatildeo de cimentos especiais usados em containers para armazenagem de material radioativo e na fabricaccedilatildeo de protetores contra radiaccedilotildees de monitores de computador e tubos de televisatildeo A relaccedilatildeo de usos da barita inclui ainda a induacutestria tecircxtil a fabricaccedilatildeo de papel plaacutesticos borracha tintas pigmentos brancos vidro ceracircmica asfalto e em sistemas de freio e embreagem de carros e caminhotildees (httpwwwmiiorg Mineralsphotobariumhtml) entre outros
Induacutestria Petroliacutefera - Um dos principais uso da barita eacute na induacutestria petroliacutefera Devido agraves propriedades caracteriacutesticas de densidade elevada pouca abrasividade ineacutercia quiacutemica e natildeo susceptibilidade magneacutetica a barita eacute amplamente utilizada como agente controlador da densidade das lamas de perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo e gaacutes A barita tem a funccedilatildeo de agente controlador de densidade a fim de conferir a pressatildeo hidrostaacutetica requerida para a coluna de lama O controle da densidade do fluido torna-se importante devido agrave pressatildeo hidrostaacutetica requerida na coluna para evitar os blowouts ou seja a
Barita 304
penetraccedilatildeo no poccedilo de fluiacutedos (gaacutes oacuteleo ou aacutegua) pressurizados durante a passagem por rochas permeaacuteveis que poderatildeo ser encontradas durante a perfuraccedilatildeo bem como evitar o desmoronamento do poccedilo (Castelli 1994)
Materiais Esportivos Borracha Carpete Papel - Devido agrave sua elevada densidade a barita eacute usada como carga na fabricaccedilatildeo de materiais esportivos (bolas de golfe bolas de tecircnis bolas de boliche) borracha carpete papel (cartas de baralho) papel pesado para impressatildeo etc (Griffiths 1995)
Induacutestria Automobiliacutestica - A induacutestria automobiliacutestica constitui-se em um dos principais campos de aplicaccedilatildeo da barita como carga extensor e pigmentos onde eacute usada como tinta isolamento acuacutestico plaacutestico borracha e como revestimento de produtos de fricccedilatildeo Segundo estimativas cada carro carrega entre 50 e 80 kg de barita na forma verniz e produtos para amortecimento de vibraccedilatildeo e som
Tinta - A barita e o sulfato de baacuterio precipitado satildeo usados para melhorar as propriedades oacutepticas dos sistemas de tinta assegurando uma completa distribuiccedilatildeo das partiacuteculas de pigmento Neste caso a distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica das partiacuteculas eacute criacutetica e determina o tipo de carga selecionado Um balanccedilo entre o tamanho de gratildeo a forma e o iacutendice de refraccedilatildeo da carga e do pigmento influenciam a eficiecircncia oacuteptica do sistema Dessa forma a barita e o sulfato de baacuterio precipitado atuam como cargas de elevada brancura (whiteness) com funccedilatildeo primaacuteria de conferir uma cobertura opaca (Griffiths 1995) Segundo esse mesmo autor nos vernizes nas tintas agrave base de aacutegua e nos substratos (primers) antiferrugem a densidade de empacotamento da barita e do sulfato de baacuterio precipitado produz um alto grau de impermeabilidade e durabilidade Esses produtos satildeo uacuteteis em substratos evitando a absorccedilatildeo na superfiacutecie das coberturas resistindo a marcas de arranhotildees Como a barita deve apresentar baixo teor de sais soluacuteveis esses produtos (vernizes e tintas) natildeo satildeo propensos agrave formaccedilatildeo de bolhas na presenccedila de umidade A barita apresenta ainda uma alta capacidade de preenchimento de imperfeiccedilotildees resultando numa superfiacutecie lisa e natildeo porosa conferindo boas propriedades agrave pintura de cobertura (topcoat) principalmente brilho (Moore 2002)
A barita branqueada tem sido usada como extensor na induacutestria de tinta de chumbo branco (alvaiade de chumbo) devido o seu peso O baixo iacutendice de refraccedilatildeo da barita torna o seu poder de cobertura mais pobre quando comparado com outras substacircncias mas sua baixa capacidade de absorccedilatildeo de
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oacuteleo lhe confere uma boa caracteriacutestica A barita natildeo branqueada pode ser usada para tintas coloridas (Brobst 1994)
Vidro - A barita quando usada na fabricaccedilatildeo de vidro promove a homogeneizaccedilatildeo do banho e confere maior brilho e claridade ao produto final
Concretos Especiais - Um dos usos especiais da barita baseia-se na sua alta densidade e na capacidade de absorver radiaccedilatildeo A barita eacute usada como agregado em concretos especiais usados para armazenagem de materiais radioativos (BGS 2003)
Ceracircmica - A barita eacute reduzida a sulfeto de baacuterio soluacutevel que posteriormente eacute transformado em carbonato de baacuterio por precipitaccedilatildeo com barrilha A induacutestria ceracircmica usa carbonato de baacuterio na produccedilatildeo de em vidrados O BaCO3 tem a funccedilatildeo de agente fundente podendo tambeacutem participar da formaccedilatildeo de uma estrutura mate
Induacutestria Quiacutemica - A barita eacute utilizada na induacutestria quiacutemica para produccedilatildeo de mais de dois mil compostos agrave base de baacuterio tais como carbonatos cloretos nitratos oacutexidos peroacutexidos hidroacutexidos etc (Velho et al 1998) que satildeo usados como reagentes e catalizadores em diversas aplicaccedilotildees industriais (refino de accediluacutecar tratamento de aacutegua pirotecnia inseticidas etc)
5 ESPECIFICACcedilOtildeES
As especificaccedilotildees requeridas pela induacutestria de petroacuteleo segundo normas API (American Petroleum Institute) Standard 13A satildeo densidade miacutenima de 42 gcm3 (o que equivale a um teor em torno de 92 BaSO4) metais alcalinos terrosos(Ca) soluacuteveis em aacutegua no maacuteximo 250 mgkg 3 no maacuteximo de resiacuteduos acima de 0075 mm e 30 no maacuteximo de partiacuteculas menores que 0006 mm Contaminantes como siderita pirrotita gipsita e anidrita que podem causar problemas em alguns sistemas de perfuraccedilatildeo devem ser evitados (httpwwwglossaryoilfieldslbcom Em perfuraccedilotildees na plataforma continental a agecircncia de meio ambiente dos Estados Unidos limita o conteuacutedo de mercuacuterio a 10 mgkg de barita e o caacutedmio a 30 mgkg de barita (Searls 2000)
Para uso como carga extensor e agente controlador de peso exige-se uma granulometria abaixo de 0044 mm Para certos usos a cor eacute importante
Barita 306
Para a induacutestria de vidro a barita deve apresentar as seguintes especificaccedilotildees 96 a 98 de BaSO4 Fe2O3 abaixo de 02 apenas traccedilos de TiO2 SiO2 abaixo de 15 Al2O3 abaixo de 015 Distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica abaixo de 119 mm e 5 a no maacuteximo 40 passante em 0149 mm (Brobst 1994)
A barita para ser utilizada na induacutestria quiacutemica deveraacute apresentar as seguintes especificaccedilotildees BaSO4 gt 94 FeO lt 005 sais soluacuteveis lt 02 umidade lt 05 e outros componentes lt 2
Nas Tabelas 2 e 3 encontram-se as especificaccedilotildees da barita para pigmentos e extensores e revestimento de freios(Griffiths 1995)
Tabela 2 ndash Especificaccedilotildees de barita para pigmento (ASTM standard D602 ndash 42)
Paracircmetro Especificaccedilatildeo
BaSO4 94 max
Fe2O3 005 max
Soluacuteveis em aacutegua 02 max
Umidade 05 max
Material estranho 2 max
Tabela 3 ndash Especificaccedilotildees de duas baritas para revestimento de freios
Densidade 434 434
Absorccedilatildeo oacuteleo g oacuteleo100g de barita 105 120
Tamanho (mmicro) Passante () Passante()
75 99 -
50 85 995
40 67 99
30 44 92
20 23 72
10 8 39
5 3 19
2 1 8
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A induacutestria produtora de barita vem desenvolvendo um produto de barita natural para competir com o sulfato de baacuterio precipitado O desenvolvimento consiste em obter uma barita natural branca com elevada alvura (brightness) e micronizada A maioria dos produtos jaacute desenvolvidos ou em desenvolvimento tem como referecircncia agrave barita chinesa Na Tabela 4 encontram-se as especificaccedilotildees de um produto com a denominaccedilatildeo comercial de Viaton Airwhite Este segundo a literatura apresenta propriedades de melhor dispersatildeo e resistecircncia agrave corrosatildeo do que o sulfato de baacuterio precipitado
Tabela 4 ndash Anaacutelise tiacutepica de extensores de barita tipo Viaton Airwhite
Anaacutelise Airwhite AW 15 Airwhite AW 10 Airwhite AW 5
BaSO4 985
Fe2O3 lt 005
CaO 01
SiO2
Al2O3
03
03
BaSO4
Abs oacuteleo (g100 g) 14 15 15
Nuacutemero Hegman 65 7 75
Tamanho em microm peso passante peso passante peso passante
30 100 100 100
20 99 100 100
15 97 100 100
10 91 99 100
5 654 88 95
3 45 64 76
6 MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOS
Entre os possiacuteveis substitutos como modificadores de densidade de fluidos na perfuraccedilatildeo de poccedilos estatildeo hematita (Fe2O3) celestita (SrSO4) ilmenita e galena (PbS) No entanto essas espeacutecies minerais apresentam maior abrasividade A celestita tem menor densidade e a galena tem preccedilo elevado A preferecircncia tem sido pelo uso de barita Uma induacutestria na Alemanha
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desenvolveu uma hematita sinteacutetica que apresentou bom desempenho em fluidos de perfuraccedilatildeo
Haacute uma tendecircncia favoraacutevel ao uso dos compostos de baacuterio devido ao baixo custo e ao uso crescente em aplicaccedilotildees que envolvem novas tecnologias avanccediladas (Brobst 1994)
AGRADECIMENTOS
Ao Dr Joatildeo Alves Sampaio pela preparaccedilatildeo de fluxograma de processo
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Barita 296
Devido agrave elevada densidade e baixo preccedilo unitaacuterio o custo com o frete torna-se um componente importante para a viabilidade econocircmica de um depoacutesito de barita sendo a distacircncia do produtor para o consumidor um fator criacutetico (Phillips 2001)
No Brasil as principais ocorrecircncias estatildeo localizadas nos Estados da Bahia Minas Gerais Goiaacutes Paranaacute e Satildeo Paulo (Tabela 1) Apenas as ocorrecircncias da Bahia tecircm importacircncia econocircmica Essas reservas estatildeo distribuiacutedas em doze municiacutepios sendo as mais importantes as de Aramari Camamu Campo Formoso Ibitiara e Miguel Calmon As reservas dos outros estados satildeo pequenas e apresentam problemas que inviabilizam seu aproveitamento econocircmico Em Minas Gerais a jazida de Araxaacute (Complexo Carbonatiacutetico do Barreiro) que representa 990 das reservas brasileiras tem baixo teor de barita e apresenta niacuteveis de radioatividade que interferem na perfilagem gama dos poccedilos de perfuraccedilatildeo muito usada na fase de exploraccedilatildeo de petroacuteleo As reservas de Goiaacutes e do Paranaacute satildeo pequenas e apresentam dificuldades de beneficiamento (Braz 2002) O mais importante eacute o depoacutesito de Altamira localizada a 1 km da vila de Itapura municiacutepio de Miguel Calmon-BA A aacuterea mineralizada eacute constituiacuteda por quartzitos biotita-clorita xistos gnaisses pegmatitos e anfibolitos A reserva medida eacute da ordem de 364 mil toneladas com teor meacutedio de 857 de BaSO4
Tabela 1 ndash Distribuiccedilatildeo das reservas medidas brasileiras de barita
Estado
Reserva Medida
Mineacuterio (t) BaSO4 (t) Teor ()
Bahia 2389124 1898211 6635
Minas Gerais 32233931 5623173 1711
Goiaacutes 360000 54000 7000
Paranaacute 175080 174901 8017
Satildeo Paulo 68000 28560 -
TOTAL 35229725 7781358 1975
Fonte Anuaacuterio Mineral Brasileiro 2006
No ano de 2005 a produccedilatildeo nacional de barita bruta foi de 586 mil toneladas representando apenas 077 da produccedilatildeo mundial O estado da Bahia foi responsaacutevel pela totalidade da produccedilatildeo nacional e por 95 da oferta de produtos beneficiados (Veacuteras 2006) Os produtos incluem a barita bruta
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 297
barita grau-lama (API - 325 malhas) grau tinta grau metaluacutergico barita micronizada barita concentrada e diversos sais de baacuterio
As principais empresas produtoras de barita no Brasil satildeo a Quiacutemica Geral do Nordeste SA (QGN) controlada pelo Grupo CarbonorChurch amp Dwight Co com unidade industrial instalada em Feira de Santana e a Baroid Pigmina Comercial e Industrial Ltda controlada pela Halliburton Ltda instalada na Ilha Grande municiacutepio de Camamu
2 MINERALOGIA E GEOLOGIA
Mineralogia
O grupo de minerais a que pertence a barita apresenta estrutura ortorrocircmbica e foacutermula geral A(SO4) onde o A pode ser baacuterio (barita) estrocircncio (celestita) ou chumbo (anglesita) A barita (BaSO4 ndash sulfato de baacuterio) eacute o mineral mineacuterio mais comum e abundante de baacuterio contendo 588 Ba No entanto a presenccedila de outros elementos podem reduzir esse teor significativamente Em algumas ocorrecircncias o estrocircncio pode substituir o baacuterio na estrutura cristalina da barita devido agrave similaridade dos raios iocircnicos existente entre os dois metais no estado bivalente
A barita apresenta-se mais frequumlentemente como mineral incolor branco leitoso ou cinza podendo ter outras cores dependendo das impurezas presentes na rede cristalina (Figura 1) A barita tem fratura conchoidal clivagem prismaacutetica brilho viacutetreo cristal transparente a transluacutecido e iacutendice de refraccedilatildeo 163 Eacute o mineral mais denso entre os natildeo metaacutelicos (densidade em torno de 45 gcm3) sendo relativamente friaacutevel com dureza variando entre 25 e 35 na escala de Mohs (Velho et al 1998 httpwwwmiiorgMineralsphotobariumhtml)
Uma importante caracteriacutestica da barita eacute a de permanecer praticamente insoluacutevel em aacutegua e em aacutecido o que lhe confere a propriedade de ineacutercia quiacutemica Na maioria dos depoacutesitos comerciais ocorre como concreccedilotildees massas e noacutedulos irregulares e como camadas laminadas e massivas de cristalinidade fina
Barita 298
A barita eacute facilmente identificaacutevel devido ao seu peso No entanto pode ser confundida com minerais isomoacuterficos A celestita (SrSO4) tem a mesma estrutura formando cristais bastante parecidos com os da barita A identificaccedilatildeo soacute eacute possiacutevel por meio do teste da chama a partir do material pulverizado A celestita gera uma chama vermelha enquanto a barita produz uma chama verde Outros minerais que podem ser confundidos com a barita satildeo witherita (carbonato de baacuterio) estrontianita (mineral de estrocircncio) cerussita e anglesita (minerais de chumbo) e hidrozincita (mineral de zinco) Esses minerais satildeo raros e tambeacutem apresentam elevado peso especiacutefico cor e aparecircncia semelhantes A barita geralmente ocorre associada a uma grande quatidade de minerais calcita dolomita aragonita apatita quartzo hematita siderita vanadinita cerusita fluorita gipsita anglesita celestita calcopirita pirita galena e esfalerita entre outros (httpmineralgalleriescommineralssulfatesbaritebaritehtm Velho et al 1998)
Figura 1 ndash Amostra de barita proveniente do estado da Bahia
Existem outros dois minerais de baacuterio com menor interesse econocircmico a witherita (BaCO3 ndash carbonato de baacuterio) e a sambornita (BaSi2O5 ndash silicato de baacuterio) Ambos possuem elevada solubilidade em aacutecido o que desperta o interesse pelo uso na produccedilatildeo de compostos quiacutemicos agrave base de baacuterio (Brobst 1994 Velho et al 1998)
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 299
O mineacuterio de Miguel Calmon eacute constituiacutedo basicamente por barita quartzo feldspato rico em baacuterio e eventualmente alguns oacutexidoshidroacutexidos de ferro caolinita e mica Oacutexidoshidroacutexidos de Fe e caolinita satildeo raros (Baltar et al 2003)
Geologia
A barita ocorre em vaacuterias regiotildees do mundo podendo ser encontrada em rochas iacutegneas metamoacuterficas ou sedimentares Os depoacutesitos de valor comercial satildeo classificados geologicamente em trecircs tipos camada veios e depoacutesitos residuais
Os depoacutesitos em camadas ocorrem em rochas sedimentares e satildeo considerados os de maior importacircncia em termos comerciais sendo normalmente constituiacutedos de lentes ou horizontes de barita agrupados O teor de BaSO4 eacute maior no centro das lentes diminuindo em direccedilatildeo agraves extremidades Nos depoacutesitos do tipo veio geralmente a barita ocorre em rochas calcaacuterias associada a sulfetos de chumbo e zinco Esse tipo de ocorrecircncia costuma apresentar volumes menores de mineacuterio se comparados com os do tipo camada Os veios tecircm origem hidrotermal sendo formados a partir da precipitaccedilatildeo de sulfato de baacuterio Por uacuteltimo os depoacutesitos residuais encontrados em materiais natildeo consolidados e que satildeo formados pelo intemperismo de materiais preexistentes Os depoacutesitos residuais normalmente apresentam mineacuterio de baixo teor (6 a 10 BaSO4) e tecircm sido aproveitados como barita de grau quiacutemico (Coffman e Kligore 1986 Brobst 1994)
No depoacutesito de barita de Altamira no municiacutepio de Miguel Calmon Bahia a aacuterea mineralizada eacute constituiacuteda por quartzitos biotita-clorita xistos gnaisses pegmatitos e anfibolitos Os veios de barita encontram-se encaixados em quartzitos da Serra do Mocambo controlados preferencialmente por falhas nos sentidos NE-SW e NW-SE as mineralizaccedilotildees teriam origem exalativa relacionada agraves fases finais de ciclos vulcacircnicos (Neumann e Menezes 2001) No Brasil a barita ocorre como mineral ganga em vaacuterios mineacuterios tais como fosfato em Catalatildeo e Araxaacute (Guimaratildees e Peres 2002) e pirocloro em Araxaacute-MG (Oliveira et al 2001)
Barita 300
3 LAVRA E PROCESSAMENTO
Lavra
Os depoacutesitos de barita tecircm sido explotados em todo o mundo principalmente por lavra a ceacuteu aberto No entanto em algumas localidades como por exemplo no depoacutesito de Chamberlain Creek Arkansas (Estados Unidos) a lavra tem sido feita tambeacutem por meacutetodos subterracircneos em profundidade de ateacute 160 metros (httpwwwstatearusagcbaritehtm)
No Brasil a mina de barita situada na Ilha Grande municiacutepio de Camamu-BA utiliza o meacutetodo de lavra a ceacuteu aberto A rocha encaixante eacute constituiacuteda principalmente por arenitos argilosos A lavra tem iniacutecio com a limpeza da aacuterea eliminando aacutervores arbustos etc depois se faz o decapeamento do esteacuteril (argila) utilizando-se tratores A espessura da camada esteacuteril varia de 2 a 15 m Apoacutes o decapeamento a rocha eacute perfurada com sonda pneumaacutetica para a detonaccedilatildeo A seguir o mineacuterio eacute transportado em caminhotildees ldquofora de estradardquo para a usina de beneficiamento (Vidal 1980) Na Mina Altamira em Miguel Calmon-BA a lavra eacute feita a ceacuteu aberto por meacutetodos convencionais usando-se bancos com 8 a 9 metros de altura A barita ocorre em veios encaixados em quartzitos A espessura meacutedia do capeamento eacute de 80 metros
Processamento
A barita sendo mais friaacutevel do que a maioria dos minerais de ganga tende a concentrar-se nas fraccedilotildees mais finas do produto da britagem Para o descarte dos minerais argilosos (lamas) costuma-se utilizar lavadores do tipo ldquolog washerrdquo O uso de tromel eacute comum para descarte dos minerais de ganga com granulometria grossa A concentraccedilatildeo da barita pode ser feita por meacutetodos graviacuteticos ou por flotaccedilatildeo dependendo da composiccedilatildeo do mineacuterio A separaccedilatildeo magneacutetica pode ser usada para eliminaccedilatildeo de minerais oxidados de ferro (httpemwikipediaorgwikibarite)
Em situaccedilotildees onde a ganga eacute formada por minerais de baixa densidade com predominacircncia de quartzo o concentrado de barita (peso especiacutefico 45) pode ser obtido em operaccedilotildees de jigagem mesagem ou meio denso A recuperaccedilatildeo tiacutepica varia entre 60 e 85 (Lenzo e Sarquis 1995 Brobst 1994) A perda deve-se principalmente agrave barita contida nas fraccedilotildees finas
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 301
A flotaccedilatildeo eacute usada para recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo fina descartada nas operaccedilotildees graviacuteticas ou como processo de beneficiamento de mineacuterios contendo fluorita ou sulfetos A seletividade baritaquartzo eacute conseguida com facilidade usando-se aacutecidos carboxiacutelicos ou os seus sais (Baltar e Almeida 2002 Lenzo e Sarquis 1995) sulfato dodecil de soacutedio (Holysz e Chibowski 1992) ou sulfonatos (Houot et al 1984) Esses coletores adsorvem-se seletivamente na superfiacutecie da barita formando sais de baacuterio que lhe proporciona a hidrofobicidade necessaacuteria agrave flotaccedilatildeo O uso de meacutetodos natildeo-convencionais como aglomeraccedilatildeo esfeacuterica (Sadowski 1993) e agregaccedilatildeo hidrofoacutebica (Baltar e Almeida 2002) tem sido sugerido para a recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo ultrafina
Haacute restriccedilotildees ao uso de concentrados de flotaccedilatildeo nos fluidos de perfuraccedilatildeo de poccedilos devido agrave espumaccedilatildeo provocada pela presenccedila de surfatante na superfiacutecie da barita A remoccedilatildeo do coletor pode ser feita por lixiviaccedilatildeo quiacutemica lavagem com aacutegua ou ustulaccedilatildeo em forno de queima indireta (Cornell 1978) dependendo do tipo de reagente adsorvido na superfiacutecie
O concentrado para atingir especificaccedilotildees comerciais muitas vezes necessita passar por um processo de moagem que pode ser a seco ou a uacutemido A moagem pode ser feita em moinho de bolas nos casos onde a contaminaccedilatildeo eacute toleraacutevel ou em moinhos do tipo Raymond
No Brasil o beneficiamento empregado para produccedilatildeo de concentrados de barita eacute bastante simples (Figura 2) e consiste de britagem lavagem em classificador espiral e moagem em moinho tipo Raymond (Vidal 1980) Na Mina Altamira (Quiacutemica Geral do Nordeste ndash QGN) a produccedilatildeo de barita tem sido obtida por lavra seletiva e cataccedilatildeo manual de blocos de alto teor escolhidos em funccedilatildeo da aplicaccedilatildeo industrial (fluido de perfuraccedilatildeo induacutestria quiacutemica ceracircmica etc) Da mina saem quatro tipos de produtos (1) barita escura (82-84 BaSO4) (2) barita forno (84- 86 BaSO4) (3) barita forno (86-88 BaSO4) e (4) barita clara (88-90 BaSO4) para uso em pigmentos O processo de flotaccedilatildeo estaacute sendo introduzido visando um melhor aproveitamento do mineacuterio O quartzo apresenta-se como principal mineral de ganga (Figura 3)
Barita 302
Figura 2 ndash Fluxograma tiacutepico de uma usina de processamento de barita
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 303
Figura 3 ndash Imagens de diferentes classes de tamanho da barita fraccedilotildees 589 a 833 microm (esquerda) e 53 a 74 microm (direita) mostrando a relaccedilatildeo entre o quartzo
(mais escuro) e a barita (mais clara) MEVBSD (Neumann et al 2002)
4 USOS E FUNCcedilOtildeES
A elevada densidade da barita determina o seu uso em fluidos de perfuraccedilatildeo de petroacuteleo e gaacutes e carga para diversos produtos A barita eacute relativamente inerte tem alvura elevada e apresenta baixa absorccedilatildeo de oacuteleo Essas propriedades ampliam bastante o seu uso como carga pigmento e extensor A consideraacutevel capacidade que possui em absorver Raios-X e Gama possibilita tambeacutem o seu uso na aacuterea meacutedica em exames de Raios-X do sistema digestivo na fabricaccedilatildeo de cimentos especiais usados em containers para armazenagem de material radioativo e na fabricaccedilatildeo de protetores contra radiaccedilotildees de monitores de computador e tubos de televisatildeo A relaccedilatildeo de usos da barita inclui ainda a induacutestria tecircxtil a fabricaccedilatildeo de papel plaacutesticos borracha tintas pigmentos brancos vidro ceracircmica asfalto e em sistemas de freio e embreagem de carros e caminhotildees (httpwwwmiiorg Mineralsphotobariumhtml) entre outros
Induacutestria Petroliacutefera - Um dos principais uso da barita eacute na induacutestria petroliacutefera Devido agraves propriedades caracteriacutesticas de densidade elevada pouca abrasividade ineacutercia quiacutemica e natildeo susceptibilidade magneacutetica a barita eacute amplamente utilizada como agente controlador da densidade das lamas de perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo e gaacutes A barita tem a funccedilatildeo de agente controlador de densidade a fim de conferir a pressatildeo hidrostaacutetica requerida para a coluna de lama O controle da densidade do fluido torna-se importante devido agrave pressatildeo hidrostaacutetica requerida na coluna para evitar os blowouts ou seja a
Barita 304
penetraccedilatildeo no poccedilo de fluiacutedos (gaacutes oacuteleo ou aacutegua) pressurizados durante a passagem por rochas permeaacuteveis que poderatildeo ser encontradas durante a perfuraccedilatildeo bem como evitar o desmoronamento do poccedilo (Castelli 1994)
Materiais Esportivos Borracha Carpete Papel - Devido agrave sua elevada densidade a barita eacute usada como carga na fabricaccedilatildeo de materiais esportivos (bolas de golfe bolas de tecircnis bolas de boliche) borracha carpete papel (cartas de baralho) papel pesado para impressatildeo etc (Griffiths 1995)
Induacutestria Automobiliacutestica - A induacutestria automobiliacutestica constitui-se em um dos principais campos de aplicaccedilatildeo da barita como carga extensor e pigmentos onde eacute usada como tinta isolamento acuacutestico plaacutestico borracha e como revestimento de produtos de fricccedilatildeo Segundo estimativas cada carro carrega entre 50 e 80 kg de barita na forma verniz e produtos para amortecimento de vibraccedilatildeo e som
Tinta - A barita e o sulfato de baacuterio precipitado satildeo usados para melhorar as propriedades oacutepticas dos sistemas de tinta assegurando uma completa distribuiccedilatildeo das partiacuteculas de pigmento Neste caso a distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica das partiacuteculas eacute criacutetica e determina o tipo de carga selecionado Um balanccedilo entre o tamanho de gratildeo a forma e o iacutendice de refraccedilatildeo da carga e do pigmento influenciam a eficiecircncia oacuteptica do sistema Dessa forma a barita e o sulfato de baacuterio precipitado atuam como cargas de elevada brancura (whiteness) com funccedilatildeo primaacuteria de conferir uma cobertura opaca (Griffiths 1995) Segundo esse mesmo autor nos vernizes nas tintas agrave base de aacutegua e nos substratos (primers) antiferrugem a densidade de empacotamento da barita e do sulfato de baacuterio precipitado produz um alto grau de impermeabilidade e durabilidade Esses produtos satildeo uacuteteis em substratos evitando a absorccedilatildeo na superfiacutecie das coberturas resistindo a marcas de arranhotildees Como a barita deve apresentar baixo teor de sais soluacuteveis esses produtos (vernizes e tintas) natildeo satildeo propensos agrave formaccedilatildeo de bolhas na presenccedila de umidade A barita apresenta ainda uma alta capacidade de preenchimento de imperfeiccedilotildees resultando numa superfiacutecie lisa e natildeo porosa conferindo boas propriedades agrave pintura de cobertura (topcoat) principalmente brilho (Moore 2002)
A barita branqueada tem sido usada como extensor na induacutestria de tinta de chumbo branco (alvaiade de chumbo) devido o seu peso O baixo iacutendice de refraccedilatildeo da barita torna o seu poder de cobertura mais pobre quando comparado com outras substacircncias mas sua baixa capacidade de absorccedilatildeo de
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 305
oacuteleo lhe confere uma boa caracteriacutestica A barita natildeo branqueada pode ser usada para tintas coloridas (Brobst 1994)
Vidro - A barita quando usada na fabricaccedilatildeo de vidro promove a homogeneizaccedilatildeo do banho e confere maior brilho e claridade ao produto final
Concretos Especiais - Um dos usos especiais da barita baseia-se na sua alta densidade e na capacidade de absorver radiaccedilatildeo A barita eacute usada como agregado em concretos especiais usados para armazenagem de materiais radioativos (BGS 2003)
Ceracircmica - A barita eacute reduzida a sulfeto de baacuterio soluacutevel que posteriormente eacute transformado em carbonato de baacuterio por precipitaccedilatildeo com barrilha A induacutestria ceracircmica usa carbonato de baacuterio na produccedilatildeo de em vidrados O BaCO3 tem a funccedilatildeo de agente fundente podendo tambeacutem participar da formaccedilatildeo de uma estrutura mate
Induacutestria Quiacutemica - A barita eacute utilizada na induacutestria quiacutemica para produccedilatildeo de mais de dois mil compostos agrave base de baacuterio tais como carbonatos cloretos nitratos oacutexidos peroacutexidos hidroacutexidos etc (Velho et al 1998) que satildeo usados como reagentes e catalizadores em diversas aplicaccedilotildees industriais (refino de accediluacutecar tratamento de aacutegua pirotecnia inseticidas etc)
5 ESPECIFICACcedilOtildeES
As especificaccedilotildees requeridas pela induacutestria de petroacuteleo segundo normas API (American Petroleum Institute) Standard 13A satildeo densidade miacutenima de 42 gcm3 (o que equivale a um teor em torno de 92 BaSO4) metais alcalinos terrosos(Ca) soluacuteveis em aacutegua no maacuteximo 250 mgkg 3 no maacuteximo de resiacuteduos acima de 0075 mm e 30 no maacuteximo de partiacuteculas menores que 0006 mm Contaminantes como siderita pirrotita gipsita e anidrita que podem causar problemas em alguns sistemas de perfuraccedilatildeo devem ser evitados (httpwwwglossaryoilfieldslbcom Em perfuraccedilotildees na plataforma continental a agecircncia de meio ambiente dos Estados Unidos limita o conteuacutedo de mercuacuterio a 10 mgkg de barita e o caacutedmio a 30 mgkg de barita (Searls 2000)
Para uso como carga extensor e agente controlador de peso exige-se uma granulometria abaixo de 0044 mm Para certos usos a cor eacute importante
Barita 306
Para a induacutestria de vidro a barita deve apresentar as seguintes especificaccedilotildees 96 a 98 de BaSO4 Fe2O3 abaixo de 02 apenas traccedilos de TiO2 SiO2 abaixo de 15 Al2O3 abaixo de 015 Distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica abaixo de 119 mm e 5 a no maacuteximo 40 passante em 0149 mm (Brobst 1994)
A barita para ser utilizada na induacutestria quiacutemica deveraacute apresentar as seguintes especificaccedilotildees BaSO4 gt 94 FeO lt 005 sais soluacuteveis lt 02 umidade lt 05 e outros componentes lt 2
Nas Tabelas 2 e 3 encontram-se as especificaccedilotildees da barita para pigmentos e extensores e revestimento de freios(Griffiths 1995)
Tabela 2 ndash Especificaccedilotildees de barita para pigmento (ASTM standard D602 ndash 42)
Paracircmetro Especificaccedilatildeo
BaSO4 94 max
Fe2O3 005 max
Soluacuteveis em aacutegua 02 max
Umidade 05 max
Material estranho 2 max
Tabela 3 ndash Especificaccedilotildees de duas baritas para revestimento de freios
Densidade 434 434
Absorccedilatildeo oacuteleo g oacuteleo100g de barita 105 120
Tamanho (mmicro) Passante () Passante()
75 99 -
50 85 995
40 67 99
30 44 92
20 23 72
10 8 39
5 3 19
2 1 8
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A induacutestria produtora de barita vem desenvolvendo um produto de barita natural para competir com o sulfato de baacuterio precipitado O desenvolvimento consiste em obter uma barita natural branca com elevada alvura (brightness) e micronizada A maioria dos produtos jaacute desenvolvidos ou em desenvolvimento tem como referecircncia agrave barita chinesa Na Tabela 4 encontram-se as especificaccedilotildees de um produto com a denominaccedilatildeo comercial de Viaton Airwhite Este segundo a literatura apresenta propriedades de melhor dispersatildeo e resistecircncia agrave corrosatildeo do que o sulfato de baacuterio precipitado
Tabela 4 ndash Anaacutelise tiacutepica de extensores de barita tipo Viaton Airwhite
Anaacutelise Airwhite AW 15 Airwhite AW 10 Airwhite AW 5
BaSO4 985
Fe2O3 lt 005
CaO 01
SiO2
Al2O3
03
03
BaSO4
Abs oacuteleo (g100 g) 14 15 15
Nuacutemero Hegman 65 7 75
Tamanho em microm peso passante peso passante peso passante
30 100 100 100
20 99 100 100
15 97 100 100
10 91 99 100
5 654 88 95
3 45 64 76
6 MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOS
Entre os possiacuteveis substitutos como modificadores de densidade de fluidos na perfuraccedilatildeo de poccedilos estatildeo hematita (Fe2O3) celestita (SrSO4) ilmenita e galena (PbS) No entanto essas espeacutecies minerais apresentam maior abrasividade A celestita tem menor densidade e a galena tem preccedilo elevado A preferecircncia tem sido pelo uso de barita Uma induacutestria na Alemanha
Barita 308
desenvolveu uma hematita sinteacutetica que apresentou bom desempenho em fluidos de perfuraccedilatildeo
Haacute uma tendecircncia favoraacutevel ao uso dos compostos de baacuterio devido ao baixo custo e ao uso crescente em aplicaccedilotildees que envolvem novas tecnologias avanccediladas (Brobst 1994)
AGRADECIMENTOS
Ao Dr Joatildeo Alves Sampaio pela preparaccedilatildeo de fluxograma de processo
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barita grau-lama (API - 325 malhas) grau tinta grau metaluacutergico barita micronizada barita concentrada e diversos sais de baacuterio
As principais empresas produtoras de barita no Brasil satildeo a Quiacutemica Geral do Nordeste SA (QGN) controlada pelo Grupo CarbonorChurch amp Dwight Co com unidade industrial instalada em Feira de Santana e a Baroid Pigmina Comercial e Industrial Ltda controlada pela Halliburton Ltda instalada na Ilha Grande municiacutepio de Camamu
2 MINERALOGIA E GEOLOGIA
Mineralogia
O grupo de minerais a que pertence a barita apresenta estrutura ortorrocircmbica e foacutermula geral A(SO4) onde o A pode ser baacuterio (barita) estrocircncio (celestita) ou chumbo (anglesita) A barita (BaSO4 ndash sulfato de baacuterio) eacute o mineral mineacuterio mais comum e abundante de baacuterio contendo 588 Ba No entanto a presenccedila de outros elementos podem reduzir esse teor significativamente Em algumas ocorrecircncias o estrocircncio pode substituir o baacuterio na estrutura cristalina da barita devido agrave similaridade dos raios iocircnicos existente entre os dois metais no estado bivalente
A barita apresenta-se mais frequumlentemente como mineral incolor branco leitoso ou cinza podendo ter outras cores dependendo das impurezas presentes na rede cristalina (Figura 1) A barita tem fratura conchoidal clivagem prismaacutetica brilho viacutetreo cristal transparente a transluacutecido e iacutendice de refraccedilatildeo 163 Eacute o mineral mais denso entre os natildeo metaacutelicos (densidade em torno de 45 gcm3) sendo relativamente friaacutevel com dureza variando entre 25 e 35 na escala de Mohs (Velho et al 1998 httpwwwmiiorgMineralsphotobariumhtml)
Uma importante caracteriacutestica da barita eacute a de permanecer praticamente insoluacutevel em aacutegua e em aacutecido o que lhe confere a propriedade de ineacutercia quiacutemica Na maioria dos depoacutesitos comerciais ocorre como concreccedilotildees massas e noacutedulos irregulares e como camadas laminadas e massivas de cristalinidade fina
Barita 298
A barita eacute facilmente identificaacutevel devido ao seu peso No entanto pode ser confundida com minerais isomoacuterficos A celestita (SrSO4) tem a mesma estrutura formando cristais bastante parecidos com os da barita A identificaccedilatildeo soacute eacute possiacutevel por meio do teste da chama a partir do material pulverizado A celestita gera uma chama vermelha enquanto a barita produz uma chama verde Outros minerais que podem ser confundidos com a barita satildeo witherita (carbonato de baacuterio) estrontianita (mineral de estrocircncio) cerussita e anglesita (minerais de chumbo) e hidrozincita (mineral de zinco) Esses minerais satildeo raros e tambeacutem apresentam elevado peso especiacutefico cor e aparecircncia semelhantes A barita geralmente ocorre associada a uma grande quatidade de minerais calcita dolomita aragonita apatita quartzo hematita siderita vanadinita cerusita fluorita gipsita anglesita celestita calcopirita pirita galena e esfalerita entre outros (httpmineralgalleriescommineralssulfatesbaritebaritehtm Velho et al 1998)
Figura 1 ndash Amostra de barita proveniente do estado da Bahia
Existem outros dois minerais de baacuterio com menor interesse econocircmico a witherita (BaCO3 ndash carbonato de baacuterio) e a sambornita (BaSi2O5 ndash silicato de baacuterio) Ambos possuem elevada solubilidade em aacutecido o que desperta o interesse pelo uso na produccedilatildeo de compostos quiacutemicos agrave base de baacuterio (Brobst 1994 Velho et al 1998)
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 299
O mineacuterio de Miguel Calmon eacute constituiacutedo basicamente por barita quartzo feldspato rico em baacuterio e eventualmente alguns oacutexidoshidroacutexidos de ferro caolinita e mica Oacutexidoshidroacutexidos de Fe e caolinita satildeo raros (Baltar et al 2003)
Geologia
A barita ocorre em vaacuterias regiotildees do mundo podendo ser encontrada em rochas iacutegneas metamoacuterficas ou sedimentares Os depoacutesitos de valor comercial satildeo classificados geologicamente em trecircs tipos camada veios e depoacutesitos residuais
Os depoacutesitos em camadas ocorrem em rochas sedimentares e satildeo considerados os de maior importacircncia em termos comerciais sendo normalmente constituiacutedos de lentes ou horizontes de barita agrupados O teor de BaSO4 eacute maior no centro das lentes diminuindo em direccedilatildeo agraves extremidades Nos depoacutesitos do tipo veio geralmente a barita ocorre em rochas calcaacuterias associada a sulfetos de chumbo e zinco Esse tipo de ocorrecircncia costuma apresentar volumes menores de mineacuterio se comparados com os do tipo camada Os veios tecircm origem hidrotermal sendo formados a partir da precipitaccedilatildeo de sulfato de baacuterio Por uacuteltimo os depoacutesitos residuais encontrados em materiais natildeo consolidados e que satildeo formados pelo intemperismo de materiais preexistentes Os depoacutesitos residuais normalmente apresentam mineacuterio de baixo teor (6 a 10 BaSO4) e tecircm sido aproveitados como barita de grau quiacutemico (Coffman e Kligore 1986 Brobst 1994)
No depoacutesito de barita de Altamira no municiacutepio de Miguel Calmon Bahia a aacuterea mineralizada eacute constituiacuteda por quartzitos biotita-clorita xistos gnaisses pegmatitos e anfibolitos Os veios de barita encontram-se encaixados em quartzitos da Serra do Mocambo controlados preferencialmente por falhas nos sentidos NE-SW e NW-SE as mineralizaccedilotildees teriam origem exalativa relacionada agraves fases finais de ciclos vulcacircnicos (Neumann e Menezes 2001) No Brasil a barita ocorre como mineral ganga em vaacuterios mineacuterios tais como fosfato em Catalatildeo e Araxaacute (Guimaratildees e Peres 2002) e pirocloro em Araxaacute-MG (Oliveira et al 2001)
Barita 300
3 LAVRA E PROCESSAMENTO
Lavra
Os depoacutesitos de barita tecircm sido explotados em todo o mundo principalmente por lavra a ceacuteu aberto No entanto em algumas localidades como por exemplo no depoacutesito de Chamberlain Creek Arkansas (Estados Unidos) a lavra tem sido feita tambeacutem por meacutetodos subterracircneos em profundidade de ateacute 160 metros (httpwwwstatearusagcbaritehtm)
No Brasil a mina de barita situada na Ilha Grande municiacutepio de Camamu-BA utiliza o meacutetodo de lavra a ceacuteu aberto A rocha encaixante eacute constituiacuteda principalmente por arenitos argilosos A lavra tem iniacutecio com a limpeza da aacuterea eliminando aacutervores arbustos etc depois se faz o decapeamento do esteacuteril (argila) utilizando-se tratores A espessura da camada esteacuteril varia de 2 a 15 m Apoacutes o decapeamento a rocha eacute perfurada com sonda pneumaacutetica para a detonaccedilatildeo A seguir o mineacuterio eacute transportado em caminhotildees ldquofora de estradardquo para a usina de beneficiamento (Vidal 1980) Na Mina Altamira em Miguel Calmon-BA a lavra eacute feita a ceacuteu aberto por meacutetodos convencionais usando-se bancos com 8 a 9 metros de altura A barita ocorre em veios encaixados em quartzitos A espessura meacutedia do capeamento eacute de 80 metros
Processamento
A barita sendo mais friaacutevel do que a maioria dos minerais de ganga tende a concentrar-se nas fraccedilotildees mais finas do produto da britagem Para o descarte dos minerais argilosos (lamas) costuma-se utilizar lavadores do tipo ldquolog washerrdquo O uso de tromel eacute comum para descarte dos minerais de ganga com granulometria grossa A concentraccedilatildeo da barita pode ser feita por meacutetodos graviacuteticos ou por flotaccedilatildeo dependendo da composiccedilatildeo do mineacuterio A separaccedilatildeo magneacutetica pode ser usada para eliminaccedilatildeo de minerais oxidados de ferro (httpemwikipediaorgwikibarite)
Em situaccedilotildees onde a ganga eacute formada por minerais de baixa densidade com predominacircncia de quartzo o concentrado de barita (peso especiacutefico 45) pode ser obtido em operaccedilotildees de jigagem mesagem ou meio denso A recuperaccedilatildeo tiacutepica varia entre 60 e 85 (Lenzo e Sarquis 1995 Brobst 1994) A perda deve-se principalmente agrave barita contida nas fraccedilotildees finas
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 301
A flotaccedilatildeo eacute usada para recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo fina descartada nas operaccedilotildees graviacuteticas ou como processo de beneficiamento de mineacuterios contendo fluorita ou sulfetos A seletividade baritaquartzo eacute conseguida com facilidade usando-se aacutecidos carboxiacutelicos ou os seus sais (Baltar e Almeida 2002 Lenzo e Sarquis 1995) sulfato dodecil de soacutedio (Holysz e Chibowski 1992) ou sulfonatos (Houot et al 1984) Esses coletores adsorvem-se seletivamente na superfiacutecie da barita formando sais de baacuterio que lhe proporciona a hidrofobicidade necessaacuteria agrave flotaccedilatildeo O uso de meacutetodos natildeo-convencionais como aglomeraccedilatildeo esfeacuterica (Sadowski 1993) e agregaccedilatildeo hidrofoacutebica (Baltar e Almeida 2002) tem sido sugerido para a recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo ultrafina
Haacute restriccedilotildees ao uso de concentrados de flotaccedilatildeo nos fluidos de perfuraccedilatildeo de poccedilos devido agrave espumaccedilatildeo provocada pela presenccedila de surfatante na superfiacutecie da barita A remoccedilatildeo do coletor pode ser feita por lixiviaccedilatildeo quiacutemica lavagem com aacutegua ou ustulaccedilatildeo em forno de queima indireta (Cornell 1978) dependendo do tipo de reagente adsorvido na superfiacutecie
O concentrado para atingir especificaccedilotildees comerciais muitas vezes necessita passar por um processo de moagem que pode ser a seco ou a uacutemido A moagem pode ser feita em moinho de bolas nos casos onde a contaminaccedilatildeo eacute toleraacutevel ou em moinhos do tipo Raymond
No Brasil o beneficiamento empregado para produccedilatildeo de concentrados de barita eacute bastante simples (Figura 2) e consiste de britagem lavagem em classificador espiral e moagem em moinho tipo Raymond (Vidal 1980) Na Mina Altamira (Quiacutemica Geral do Nordeste ndash QGN) a produccedilatildeo de barita tem sido obtida por lavra seletiva e cataccedilatildeo manual de blocos de alto teor escolhidos em funccedilatildeo da aplicaccedilatildeo industrial (fluido de perfuraccedilatildeo induacutestria quiacutemica ceracircmica etc) Da mina saem quatro tipos de produtos (1) barita escura (82-84 BaSO4) (2) barita forno (84- 86 BaSO4) (3) barita forno (86-88 BaSO4) e (4) barita clara (88-90 BaSO4) para uso em pigmentos O processo de flotaccedilatildeo estaacute sendo introduzido visando um melhor aproveitamento do mineacuterio O quartzo apresenta-se como principal mineral de ganga (Figura 3)
Barita 302
Figura 2 ndash Fluxograma tiacutepico de uma usina de processamento de barita
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 303
Figura 3 ndash Imagens de diferentes classes de tamanho da barita fraccedilotildees 589 a 833 microm (esquerda) e 53 a 74 microm (direita) mostrando a relaccedilatildeo entre o quartzo
(mais escuro) e a barita (mais clara) MEVBSD (Neumann et al 2002)
4 USOS E FUNCcedilOtildeES
A elevada densidade da barita determina o seu uso em fluidos de perfuraccedilatildeo de petroacuteleo e gaacutes e carga para diversos produtos A barita eacute relativamente inerte tem alvura elevada e apresenta baixa absorccedilatildeo de oacuteleo Essas propriedades ampliam bastante o seu uso como carga pigmento e extensor A consideraacutevel capacidade que possui em absorver Raios-X e Gama possibilita tambeacutem o seu uso na aacuterea meacutedica em exames de Raios-X do sistema digestivo na fabricaccedilatildeo de cimentos especiais usados em containers para armazenagem de material radioativo e na fabricaccedilatildeo de protetores contra radiaccedilotildees de monitores de computador e tubos de televisatildeo A relaccedilatildeo de usos da barita inclui ainda a induacutestria tecircxtil a fabricaccedilatildeo de papel plaacutesticos borracha tintas pigmentos brancos vidro ceracircmica asfalto e em sistemas de freio e embreagem de carros e caminhotildees (httpwwwmiiorg Mineralsphotobariumhtml) entre outros
Induacutestria Petroliacutefera - Um dos principais uso da barita eacute na induacutestria petroliacutefera Devido agraves propriedades caracteriacutesticas de densidade elevada pouca abrasividade ineacutercia quiacutemica e natildeo susceptibilidade magneacutetica a barita eacute amplamente utilizada como agente controlador da densidade das lamas de perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo e gaacutes A barita tem a funccedilatildeo de agente controlador de densidade a fim de conferir a pressatildeo hidrostaacutetica requerida para a coluna de lama O controle da densidade do fluido torna-se importante devido agrave pressatildeo hidrostaacutetica requerida na coluna para evitar os blowouts ou seja a
Barita 304
penetraccedilatildeo no poccedilo de fluiacutedos (gaacutes oacuteleo ou aacutegua) pressurizados durante a passagem por rochas permeaacuteveis que poderatildeo ser encontradas durante a perfuraccedilatildeo bem como evitar o desmoronamento do poccedilo (Castelli 1994)
Materiais Esportivos Borracha Carpete Papel - Devido agrave sua elevada densidade a barita eacute usada como carga na fabricaccedilatildeo de materiais esportivos (bolas de golfe bolas de tecircnis bolas de boliche) borracha carpete papel (cartas de baralho) papel pesado para impressatildeo etc (Griffiths 1995)
Induacutestria Automobiliacutestica - A induacutestria automobiliacutestica constitui-se em um dos principais campos de aplicaccedilatildeo da barita como carga extensor e pigmentos onde eacute usada como tinta isolamento acuacutestico plaacutestico borracha e como revestimento de produtos de fricccedilatildeo Segundo estimativas cada carro carrega entre 50 e 80 kg de barita na forma verniz e produtos para amortecimento de vibraccedilatildeo e som
Tinta - A barita e o sulfato de baacuterio precipitado satildeo usados para melhorar as propriedades oacutepticas dos sistemas de tinta assegurando uma completa distribuiccedilatildeo das partiacuteculas de pigmento Neste caso a distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica das partiacuteculas eacute criacutetica e determina o tipo de carga selecionado Um balanccedilo entre o tamanho de gratildeo a forma e o iacutendice de refraccedilatildeo da carga e do pigmento influenciam a eficiecircncia oacuteptica do sistema Dessa forma a barita e o sulfato de baacuterio precipitado atuam como cargas de elevada brancura (whiteness) com funccedilatildeo primaacuteria de conferir uma cobertura opaca (Griffiths 1995) Segundo esse mesmo autor nos vernizes nas tintas agrave base de aacutegua e nos substratos (primers) antiferrugem a densidade de empacotamento da barita e do sulfato de baacuterio precipitado produz um alto grau de impermeabilidade e durabilidade Esses produtos satildeo uacuteteis em substratos evitando a absorccedilatildeo na superfiacutecie das coberturas resistindo a marcas de arranhotildees Como a barita deve apresentar baixo teor de sais soluacuteveis esses produtos (vernizes e tintas) natildeo satildeo propensos agrave formaccedilatildeo de bolhas na presenccedila de umidade A barita apresenta ainda uma alta capacidade de preenchimento de imperfeiccedilotildees resultando numa superfiacutecie lisa e natildeo porosa conferindo boas propriedades agrave pintura de cobertura (topcoat) principalmente brilho (Moore 2002)
A barita branqueada tem sido usada como extensor na induacutestria de tinta de chumbo branco (alvaiade de chumbo) devido o seu peso O baixo iacutendice de refraccedilatildeo da barita torna o seu poder de cobertura mais pobre quando comparado com outras substacircncias mas sua baixa capacidade de absorccedilatildeo de
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 305
oacuteleo lhe confere uma boa caracteriacutestica A barita natildeo branqueada pode ser usada para tintas coloridas (Brobst 1994)
Vidro - A barita quando usada na fabricaccedilatildeo de vidro promove a homogeneizaccedilatildeo do banho e confere maior brilho e claridade ao produto final
Concretos Especiais - Um dos usos especiais da barita baseia-se na sua alta densidade e na capacidade de absorver radiaccedilatildeo A barita eacute usada como agregado em concretos especiais usados para armazenagem de materiais radioativos (BGS 2003)
Ceracircmica - A barita eacute reduzida a sulfeto de baacuterio soluacutevel que posteriormente eacute transformado em carbonato de baacuterio por precipitaccedilatildeo com barrilha A induacutestria ceracircmica usa carbonato de baacuterio na produccedilatildeo de em vidrados O BaCO3 tem a funccedilatildeo de agente fundente podendo tambeacutem participar da formaccedilatildeo de uma estrutura mate
Induacutestria Quiacutemica - A barita eacute utilizada na induacutestria quiacutemica para produccedilatildeo de mais de dois mil compostos agrave base de baacuterio tais como carbonatos cloretos nitratos oacutexidos peroacutexidos hidroacutexidos etc (Velho et al 1998) que satildeo usados como reagentes e catalizadores em diversas aplicaccedilotildees industriais (refino de accediluacutecar tratamento de aacutegua pirotecnia inseticidas etc)
5 ESPECIFICACcedilOtildeES
As especificaccedilotildees requeridas pela induacutestria de petroacuteleo segundo normas API (American Petroleum Institute) Standard 13A satildeo densidade miacutenima de 42 gcm3 (o que equivale a um teor em torno de 92 BaSO4) metais alcalinos terrosos(Ca) soluacuteveis em aacutegua no maacuteximo 250 mgkg 3 no maacuteximo de resiacuteduos acima de 0075 mm e 30 no maacuteximo de partiacuteculas menores que 0006 mm Contaminantes como siderita pirrotita gipsita e anidrita que podem causar problemas em alguns sistemas de perfuraccedilatildeo devem ser evitados (httpwwwglossaryoilfieldslbcom Em perfuraccedilotildees na plataforma continental a agecircncia de meio ambiente dos Estados Unidos limita o conteuacutedo de mercuacuterio a 10 mgkg de barita e o caacutedmio a 30 mgkg de barita (Searls 2000)
Para uso como carga extensor e agente controlador de peso exige-se uma granulometria abaixo de 0044 mm Para certos usos a cor eacute importante
Barita 306
Para a induacutestria de vidro a barita deve apresentar as seguintes especificaccedilotildees 96 a 98 de BaSO4 Fe2O3 abaixo de 02 apenas traccedilos de TiO2 SiO2 abaixo de 15 Al2O3 abaixo de 015 Distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica abaixo de 119 mm e 5 a no maacuteximo 40 passante em 0149 mm (Brobst 1994)
A barita para ser utilizada na induacutestria quiacutemica deveraacute apresentar as seguintes especificaccedilotildees BaSO4 gt 94 FeO lt 005 sais soluacuteveis lt 02 umidade lt 05 e outros componentes lt 2
Nas Tabelas 2 e 3 encontram-se as especificaccedilotildees da barita para pigmentos e extensores e revestimento de freios(Griffiths 1995)
Tabela 2 ndash Especificaccedilotildees de barita para pigmento (ASTM standard D602 ndash 42)
Paracircmetro Especificaccedilatildeo
BaSO4 94 max
Fe2O3 005 max
Soluacuteveis em aacutegua 02 max
Umidade 05 max
Material estranho 2 max
Tabela 3 ndash Especificaccedilotildees de duas baritas para revestimento de freios
Densidade 434 434
Absorccedilatildeo oacuteleo g oacuteleo100g de barita 105 120
Tamanho (mmicro) Passante () Passante()
75 99 -
50 85 995
40 67 99
30 44 92
20 23 72
10 8 39
5 3 19
2 1 8
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 307
A induacutestria produtora de barita vem desenvolvendo um produto de barita natural para competir com o sulfato de baacuterio precipitado O desenvolvimento consiste em obter uma barita natural branca com elevada alvura (brightness) e micronizada A maioria dos produtos jaacute desenvolvidos ou em desenvolvimento tem como referecircncia agrave barita chinesa Na Tabela 4 encontram-se as especificaccedilotildees de um produto com a denominaccedilatildeo comercial de Viaton Airwhite Este segundo a literatura apresenta propriedades de melhor dispersatildeo e resistecircncia agrave corrosatildeo do que o sulfato de baacuterio precipitado
Tabela 4 ndash Anaacutelise tiacutepica de extensores de barita tipo Viaton Airwhite
Anaacutelise Airwhite AW 15 Airwhite AW 10 Airwhite AW 5
BaSO4 985
Fe2O3 lt 005
CaO 01
SiO2
Al2O3
03
03
BaSO4
Abs oacuteleo (g100 g) 14 15 15
Nuacutemero Hegman 65 7 75
Tamanho em microm peso passante peso passante peso passante
30 100 100 100
20 99 100 100
15 97 100 100
10 91 99 100
5 654 88 95
3 45 64 76
6 MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOS
Entre os possiacuteveis substitutos como modificadores de densidade de fluidos na perfuraccedilatildeo de poccedilos estatildeo hematita (Fe2O3) celestita (SrSO4) ilmenita e galena (PbS) No entanto essas espeacutecies minerais apresentam maior abrasividade A celestita tem menor densidade e a galena tem preccedilo elevado A preferecircncia tem sido pelo uso de barita Uma induacutestria na Alemanha
Barita 308
desenvolveu uma hematita sinteacutetica que apresentou bom desempenho em fluidos de perfuraccedilatildeo
Haacute uma tendecircncia favoraacutevel ao uso dos compostos de baacuterio devido ao baixo custo e ao uso crescente em aplicaccedilotildees que envolvem novas tecnologias avanccediladas (Brobst 1994)
AGRADECIMENTOS
Ao Dr Joatildeo Alves Sampaio pela preparaccedilatildeo de fluxograma de processo
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Barita 298
A barita eacute facilmente identificaacutevel devido ao seu peso No entanto pode ser confundida com minerais isomoacuterficos A celestita (SrSO4) tem a mesma estrutura formando cristais bastante parecidos com os da barita A identificaccedilatildeo soacute eacute possiacutevel por meio do teste da chama a partir do material pulverizado A celestita gera uma chama vermelha enquanto a barita produz uma chama verde Outros minerais que podem ser confundidos com a barita satildeo witherita (carbonato de baacuterio) estrontianita (mineral de estrocircncio) cerussita e anglesita (minerais de chumbo) e hidrozincita (mineral de zinco) Esses minerais satildeo raros e tambeacutem apresentam elevado peso especiacutefico cor e aparecircncia semelhantes A barita geralmente ocorre associada a uma grande quatidade de minerais calcita dolomita aragonita apatita quartzo hematita siderita vanadinita cerusita fluorita gipsita anglesita celestita calcopirita pirita galena e esfalerita entre outros (httpmineralgalleriescommineralssulfatesbaritebaritehtm Velho et al 1998)
Figura 1 ndash Amostra de barita proveniente do estado da Bahia
Existem outros dois minerais de baacuterio com menor interesse econocircmico a witherita (BaCO3 ndash carbonato de baacuterio) e a sambornita (BaSi2O5 ndash silicato de baacuterio) Ambos possuem elevada solubilidade em aacutecido o que desperta o interesse pelo uso na produccedilatildeo de compostos quiacutemicos agrave base de baacuterio (Brobst 1994 Velho et al 1998)
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 299
O mineacuterio de Miguel Calmon eacute constituiacutedo basicamente por barita quartzo feldspato rico em baacuterio e eventualmente alguns oacutexidoshidroacutexidos de ferro caolinita e mica Oacutexidoshidroacutexidos de Fe e caolinita satildeo raros (Baltar et al 2003)
Geologia
A barita ocorre em vaacuterias regiotildees do mundo podendo ser encontrada em rochas iacutegneas metamoacuterficas ou sedimentares Os depoacutesitos de valor comercial satildeo classificados geologicamente em trecircs tipos camada veios e depoacutesitos residuais
Os depoacutesitos em camadas ocorrem em rochas sedimentares e satildeo considerados os de maior importacircncia em termos comerciais sendo normalmente constituiacutedos de lentes ou horizontes de barita agrupados O teor de BaSO4 eacute maior no centro das lentes diminuindo em direccedilatildeo agraves extremidades Nos depoacutesitos do tipo veio geralmente a barita ocorre em rochas calcaacuterias associada a sulfetos de chumbo e zinco Esse tipo de ocorrecircncia costuma apresentar volumes menores de mineacuterio se comparados com os do tipo camada Os veios tecircm origem hidrotermal sendo formados a partir da precipitaccedilatildeo de sulfato de baacuterio Por uacuteltimo os depoacutesitos residuais encontrados em materiais natildeo consolidados e que satildeo formados pelo intemperismo de materiais preexistentes Os depoacutesitos residuais normalmente apresentam mineacuterio de baixo teor (6 a 10 BaSO4) e tecircm sido aproveitados como barita de grau quiacutemico (Coffman e Kligore 1986 Brobst 1994)
No depoacutesito de barita de Altamira no municiacutepio de Miguel Calmon Bahia a aacuterea mineralizada eacute constituiacuteda por quartzitos biotita-clorita xistos gnaisses pegmatitos e anfibolitos Os veios de barita encontram-se encaixados em quartzitos da Serra do Mocambo controlados preferencialmente por falhas nos sentidos NE-SW e NW-SE as mineralizaccedilotildees teriam origem exalativa relacionada agraves fases finais de ciclos vulcacircnicos (Neumann e Menezes 2001) No Brasil a barita ocorre como mineral ganga em vaacuterios mineacuterios tais como fosfato em Catalatildeo e Araxaacute (Guimaratildees e Peres 2002) e pirocloro em Araxaacute-MG (Oliveira et al 2001)
Barita 300
3 LAVRA E PROCESSAMENTO
Lavra
Os depoacutesitos de barita tecircm sido explotados em todo o mundo principalmente por lavra a ceacuteu aberto No entanto em algumas localidades como por exemplo no depoacutesito de Chamberlain Creek Arkansas (Estados Unidos) a lavra tem sido feita tambeacutem por meacutetodos subterracircneos em profundidade de ateacute 160 metros (httpwwwstatearusagcbaritehtm)
No Brasil a mina de barita situada na Ilha Grande municiacutepio de Camamu-BA utiliza o meacutetodo de lavra a ceacuteu aberto A rocha encaixante eacute constituiacuteda principalmente por arenitos argilosos A lavra tem iniacutecio com a limpeza da aacuterea eliminando aacutervores arbustos etc depois se faz o decapeamento do esteacuteril (argila) utilizando-se tratores A espessura da camada esteacuteril varia de 2 a 15 m Apoacutes o decapeamento a rocha eacute perfurada com sonda pneumaacutetica para a detonaccedilatildeo A seguir o mineacuterio eacute transportado em caminhotildees ldquofora de estradardquo para a usina de beneficiamento (Vidal 1980) Na Mina Altamira em Miguel Calmon-BA a lavra eacute feita a ceacuteu aberto por meacutetodos convencionais usando-se bancos com 8 a 9 metros de altura A barita ocorre em veios encaixados em quartzitos A espessura meacutedia do capeamento eacute de 80 metros
Processamento
A barita sendo mais friaacutevel do que a maioria dos minerais de ganga tende a concentrar-se nas fraccedilotildees mais finas do produto da britagem Para o descarte dos minerais argilosos (lamas) costuma-se utilizar lavadores do tipo ldquolog washerrdquo O uso de tromel eacute comum para descarte dos minerais de ganga com granulometria grossa A concentraccedilatildeo da barita pode ser feita por meacutetodos graviacuteticos ou por flotaccedilatildeo dependendo da composiccedilatildeo do mineacuterio A separaccedilatildeo magneacutetica pode ser usada para eliminaccedilatildeo de minerais oxidados de ferro (httpemwikipediaorgwikibarite)
Em situaccedilotildees onde a ganga eacute formada por minerais de baixa densidade com predominacircncia de quartzo o concentrado de barita (peso especiacutefico 45) pode ser obtido em operaccedilotildees de jigagem mesagem ou meio denso A recuperaccedilatildeo tiacutepica varia entre 60 e 85 (Lenzo e Sarquis 1995 Brobst 1994) A perda deve-se principalmente agrave barita contida nas fraccedilotildees finas
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 301
A flotaccedilatildeo eacute usada para recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo fina descartada nas operaccedilotildees graviacuteticas ou como processo de beneficiamento de mineacuterios contendo fluorita ou sulfetos A seletividade baritaquartzo eacute conseguida com facilidade usando-se aacutecidos carboxiacutelicos ou os seus sais (Baltar e Almeida 2002 Lenzo e Sarquis 1995) sulfato dodecil de soacutedio (Holysz e Chibowski 1992) ou sulfonatos (Houot et al 1984) Esses coletores adsorvem-se seletivamente na superfiacutecie da barita formando sais de baacuterio que lhe proporciona a hidrofobicidade necessaacuteria agrave flotaccedilatildeo O uso de meacutetodos natildeo-convencionais como aglomeraccedilatildeo esfeacuterica (Sadowski 1993) e agregaccedilatildeo hidrofoacutebica (Baltar e Almeida 2002) tem sido sugerido para a recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo ultrafina
Haacute restriccedilotildees ao uso de concentrados de flotaccedilatildeo nos fluidos de perfuraccedilatildeo de poccedilos devido agrave espumaccedilatildeo provocada pela presenccedila de surfatante na superfiacutecie da barita A remoccedilatildeo do coletor pode ser feita por lixiviaccedilatildeo quiacutemica lavagem com aacutegua ou ustulaccedilatildeo em forno de queima indireta (Cornell 1978) dependendo do tipo de reagente adsorvido na superfiacutecie
O concentrado para atingir especificaccedilotildees comerciais muitas vezes necessita passar por um processo de moagem que pode ser a seco ou a uacutemido A moagem pode ser feita em moinho de bolas nos casos onde a contaminaccedilatildeo eacute toleraacutevel ou em moinhos do tipo Raymond
No Brasil o beneficiamento empregado para produccedilatildeo de concentrados de barita eacute bastante simples (Figura 2) e consiste de britagem lavagem em classificador espiral e moagem em moinho tipo Raymond (Vidal 1980) Na Mina Altamira (Quiacutemica Geral do Nordeste ndash QGN) a produccedilatildeo de barita tem sido obtida por lavra seletiva e cataccedilatildeo manual de blocos de alto teor escolhidos em funccedilatildeo da aplicaccedilatildeo industrial (fluido de perfuraccedilatildeo induacutestria quiacutemica ceracircmica etc) Da mina saem quatro tipos de produtos (1) barita escura (82-84 BaSO4) (2) barita forno (84- 86 BaSO4) (3) barita forno (86-88 BaSO4) e (4) barita clara (88-90 BaSO4) para uso em pigmentos O processo de flotaccedilatildeo estaacute sendo introduzido visando um melhor aproveitamento do mineacuterio O quartzo apresenta-se como principal mineral de ganga (Figura 3)
Barita 302
Figura 2 ndash Fluxograma tiacutepico de uma usina de processamento de barita
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 303
Figura 3 ndash Imagens de diferentes classes de tamanho da barita fraccedilotildees 589 a 833 microm (esquerda) e 53 a 74 microm (direita) mostrando a relaccedilatildeo entre o quartzo
(mais escuro) e a barita (mais clara) MEVBSD (Neumann et al 2002)
4 USOS E FUNCcedilOtildeES
A elevada densidade da barita determina o seu uso em fluidos de perfuraccedilatildeo de petroacuteleo e gaacutes e carga para diversos produtos A barita eacute relativamente inerte tem alvura elevada e apresenta baixa absorccedilatildeo de oacuteleo Essas propriedades ampliam bastante o seu uso como carga pigmento e extensor A consideraacutevel capacidade que possui em absorver Raios-X e Gama possibilita tambeacutem o seu uso na aacuterea meacutedica em exames de Raios-X do sistema digestivo na fabricaccedilatildeo de cimentos especiais usados em containers para armazenagem de material radioativo e na fabricaccedilatildeo de protetores contra radiaccedilotildees de monitores de computador e tubos de televisatildeo A relaccedilatildeo de usos da barita inclui ainda a induacutestria tecircxtil a fabricaccedilatildeo de papel plaacutesticos borracha tintas pigmentos brancos vidro ceracircmica asfalto e em sistemas de freio e embreagem de carros e caminhotildees (httpwwwmiiorg Mineralsphotobariumhtml) entre outros
Induacutestria Petroliacutefera - Um dos principais uso da barita eacute na induacutestria petroliacutefera Devido agraves propriedades caracteriacutesticas de densidade elevada pouca abrasividade ineacutercia quiacutemica e natildeo susceptibilidade magneacutetica a barita eacute amplamente utilizada como agente controlador da densidade das lamas de perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo e gaacutes A barita tem a funccedilatildeo de agente controlador de densidade a fim de conferir a pressatildeo hidrostaacutetica requerida para a coluna de lama O controle da densidade do fluido torna-se importante devido agrave pressatildeo hidrostaacutetica requerida na coluna para evitar os blowouts ou seja a
Barita 304
penetraccedilatildeo no poccedilo de fluiacutedos (gaacutes oacuteleo ou aacutegua) pressurizados durante a passagem por rochas permeaacuteveis que poderatildeo ser encontradas durante a perfuraccedilatildeo bem como evitar o desmoronamento do poccedilo (Castelli 1994)
Materiais Esportivos Borracha Carpete Papel - Devido agrave sua elevada densidade a barita eacute usada como carga na fabricaccedilatildeo de materiais esportivos (bolas de golfe bolas de tecircnis bolas de boliche) borracha carpete papel (cartas de baralho) papel pesado para impressatildeo etc (Griffiths 1995)
Induacutestria Automobiliacutestica - A induacutestria automobiliacutestica constitui-se em um dos principais campos de aplicaccedilatildeo da barita como carga extensor e pigmentos onde eacute usada como tinta isolamento acuacutestico plaacutestico borracha e como revestimento de produtos de fricccedilatildeo Segundo estimativas cada carro carrega entre 50 e 80 kg de barita na forma verniz e produtos para amortecimento de vibraccedilatildeo e som
Tinta - A barita e o sulfato de baacuterio precipitado satildeo usados para melhorar as propriedades oacutepticas dos sistemas de tinta assegurando uma completa distribuiccedilatildeo das partiacuteculas de pigmento Neste caso a distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica das partiacuteculas eacute criacutetica e determina o tipo de carga selecionado Um balanccedilo entre o tamanho de gratildeo a forma e o iacutendice de refraccedilatildeo da carga e do pigmento influenciam a eficiecircncia oacuteptica do sistema Dessa forma a barita e o sulfato de baacuterio precipitado atuam como cargas de elevada brancura (whiteness) com funccedilatildeo primaacuteria de conferir uma cobertura opaca (Griffiths 1995) Segundo esse mesmo autor nos vernizes nas tintas agrave base de aacutegua e nos substratos (primers) antiferrugem a densidade de empacotamento da barita e do sulfato de baacuterio precipitado produz um alto grau de impermeabilidade e durabilidade Esses produtos satildeo uacuteteis em substratos evitando a absorccedilatildeo na superfiacutecie das coberturas resistindo a marcas de arranhotildees Como a barita deve apresentar baixo teor de sais soluacuteveis esses produtos (vernizes e tintas) natildeo satildeo propensos agrave formaccedilatildeo de bolhas na presenccedila de umidade A barita apresenta ainda uma alta capacidade de preenchimento de imperfeiccedilotildees resultando numa superfiacutecie lisa e natildeo porosa conferindo boas propriedades agrave pintura de cobertura (topcoat) principalmente brilho (Moore 2002)
A barita branqueada tem sido usada como extensor na induacutestria de tinta de chumbo branco (alvaiade de chumbo) devido o seu peso O baixo iacutendice de refraccedilatildeo da barita torna o seu poder de cobertura mais pobre quando comparado com outras substacircncias mas sua baixa capacidade de absorccedilatildeo de
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 305
oacuteleo lhe confere uma boa caracteriacutestica A barita natildeo branqueada pode ser usada para tintas coloridas (Brobst 1994)
Vidro - A barita quando usada na fabricaccedilatildeo de vidro promove a homogeneizaccedilatildeo do banho e confere maior brilho e claridade ao produto final
Concretos Especiais - Um dos usos especiais da barita baseia-se na sua alta densidade e na capacidade de absorver radiaccedilatildeo A barita eacute usada como agregado em concretos especiais usados para armazenagem de materiais radioativos (BGS 2003)
Ceracircmica - A barita eacute reduzida a sulfeto de baacuterio soluacutevel que posteriormente eacute transformado em carbonato de baacuterio por precipitaccedilatildeo com barrilha A induacutestria ceracircmica usa carbonato de baacuterio na produccedilatildeo de em vidrados O BaCO3 tem a funccedilatildeo de agente fundente podendo tambeacutem participar da formaccedilatildeo de uma estrutura mate
Induacutestria Quiacutemica - A barita eacute utilizada na induacutestria quiacutemica para produccedilatildeo de mais de dois mil compostos agrave base de baacuterio tais como carbonatos cloretos nitratos oacutexidos peroacutexidos hidroacutexidos etc (Velho et al 1998) que satildeo usados como reagentes e catalizadores em diversas aplicaccedilotildees industriais (refino de accediluacutecar tratamento de aacutegua pirotecnia inseticidas etc)
5 ESPECIFICACcedilOtildeES
As especificaccedilotildees requeridas pela induacutestria de petroacuteleo segundo normas API (American Petroleum Institute) Standard 13A satildeo densidade miacutenima de 42 gcm3 (o que equivale a um teor em torno de 92 BaSO4) metais alcalinos terrosos(Ca) soluacuteveis em aacutegua no maacuteximo 250 mgkg 3 no maacuteximo de resiacuteduos acima de 0075 mm e 30 no maacuteximo de partiacuteculas menores que 0006 mm Contaminantes como siderita pirrotita gipsita e anidrita que podem causar problemas em alguns sistemas de perfuraccedilatildeo devem ser evitados (httpwwwglossaryoilfieldslbcom Em perfuraccedilotildees na plataforma continental a agecircncia de meio ambiente dos Estados Unidos limita o conteuacutedo de mercuacuterio a 10 mgkg de barita e o caacutedmio a 30 mgkg de barita (Searls 2000)
Para uso como carga extensor e agente controlador de peso exige-se uma granulometria abaixo de 0044 mm Para certos usos a cor eacute importante
Barita 306
Para a induacutestria de vidro a barita deve apresentar as seguintes especificaccedilotildees 96 a 98 de BaSO4 Fe2O3 abaixo de 02 apenas traccedilos de TiO2 SiO2 abaixo de 15 Al2O3 abaixo de 015 Distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica abaixo de 119 mm e 5 a no maacuteximo 40 passante em 0149 mm (Brobst 1994)
A barita para ser utilizada na induacutestria quiacutemica deveraacute apresentar as seguintes especificaccedilotildees BaSO4 gt 94 FeO lt 005 sais soluacuteveis lt 02 umidade lt 05 e outros componentes lt 2
Nas Tabelas 2 e 3 encontram-se as especificaccedilotildees da barita para pigmentos e extensores e revestimento de freios(Griffiths 1995)
Tabela 2 ndash Especificaccedilotildees de barita para pigmento (ASTM standard D602 ndash 42)
Paracircmetro Especificaccedilatildeo
BaSO4 94 max
Fe2O3 005 max
Soluacuteveis em aacutegua 02 max
Umidade 05 max
Material estranho 2 max
Tabela 3 ndash Especificaccedilotildees de duas baritas para revestimento de freios
Densidade 434 434
Absorccedilatildeo oacuteleo g oacuteleo100g de barita 105 120
Tamanho (mmicro) Passante () Passante()
75 99 -
50 85 995
40 67 99
30 44 92
20 23 72
10 8 39
5 3 19
2 1 8
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 307
A induacutestria produtora de barita vem desenvolvendo um produto de barita natural para competir com o sulfato de baacuterio precipitado O desenvolvimento consiste em obter uma barita natural branca com elevada alvura (brightness) e micronizada A maioria dos produtos jaacute desenvolvidos ou em desenvolvimento tem como referecircncia agrave barita chinesa Na Tabela 4 encontram-se as especificaccedilotildees de um produto com a denominaccedilatildeo comercial de Viaton Airwhite Este segundo a literatura apresenta propriedades de melhor dispersatildeo e resistecircncia agrave corrosatildeo do que o sulfato de baacuterio precipitado
Tabela 4 ndash Anaacutelise tiacutepica de extensores de barita tipo Viaton Airwhite
Anaacutelise Airwhite AW 15 Airwhite AW 10 Airwhite AW 5
BaSO4 985
Fe2O3 lt 005
CaO 01
SiO2
Al2O3
03
03
BaSO4
Abs oacuteleo (g100 g) 14 15 15
Nuacutemero Hegman 65 7 75
Tamanho em microm peso passante peso passante peso passante
30 100 100 100
20 99 100 100
15 97 100 100
10 91 99 100
5 654 88 95
3 45 64 76
6 MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOS
Entre os possiacuteveis substitutos como modificadores de densidade de fluidos na perfuraccedilatildeo de poccedilos estatildeo hematita (Fe2O3) celestita (SrSO4) ilmenita e galena (PbS) No entanto essas espeacutecies minerais apresentam maior abrasividade A celestita tem menor densidade e a galena tem preccedilo elevado A preferecircncia tem sido pelo uso de barita Uma induacutestria na Alemanha
Barita 308
desenvolveu uma hematita sinteacutetica que apresentou bom desempenho em fluidos de perfuraccedilatildeo
Haacute uma tendecircncia favoraacutevel ao uso dos compostos de baacuterio devido ao baixo custo e ao uso crescente em aplicaccedilotildees que envolvem novas tecnologias avanccediladas (Brobst 1994)
AGRADECIMENTOS
Ao Dr Joatildeo Alves Sampaio pela preparaccedilatildeo de fluxograma de processo
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Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 299
O mineacuterio de Miguel Calmon eacute constituiacutedo basicamente por barita quartzo feldspato rico em baacuterio e eventualmente alguns oacutexidoshidroacutexidos de ferro caolinita e mica Oacutexidoshidroacutexidos de Fe e caolinita satildeo raros (Baltar et al 2003)
Geologia
A barita ocorre em vaacuterias regiotildees do mundo podendo ser encontrada em rochas iacutegneas metamoacuterficas ou sedimentares Os depoacutesitos de valor comercial satildeo classificados geologicamente em trecircs tipos camada veios e depoacutesitos residuais
Os depoacutesitos em camadas ocorrem em rochas sedimentares e satildeo considerados os de maior importacircncia em termos comerciais sendo normalmente constituiacutedos de lentes ou horizontes de barita agrupados O teor de BaSO4 eacute maior no centro das lentes diminuindo em direccedilatildeo agraves extremidades Nos depoacutesitos do tipo veio geralmente a barita ocorre em rochas calcaacuterias associada a sulfetos de chumbo e zinco Esse tipo de ocorrecircncia costuma apresentar volumes menores de mineacuterio se comparados com os do tipo camada Os veios tecircm origem hidrotermal sendo formados a partir da precipitaccedilatildeo de sulfato de baacuterio Por uacuteltimo os depoacutesitos residuais encontrados em materiais natildeo consolidados e que satildeo formados pelo intemperismo de materiais preexistentes Os depoacutesitos residuais normalmente apresentam mineacuterio de baixo teor (6 a 10 BaSO4) e tecircm sido aproveitados como barita de grau quiacutemico (Coffman e Kligore 1986 Brobst 1994)
No depoacutesito de barita de Altamira no municiacutepio de Miguel Calmon Bahia a aacuterea mineralizada eacute constituiacuteda por quartzitos biotita-clorita xistos gnaisses pegmatitos e anfibolitos Os veios de barita encontram-se encaixados em quartzitos da Serra do Mocambo controlados preferencialmente por falhas nos sentidos NE-SW e NW-SE as mineralizaccedilotildees teriam origem exalativa relacionada agraves fases finais de ciclos vulcacircnicos (Neumann e Menezes 2001) No Brasil a barita ocorre como mineral ganga em vaacuterios mineacuterios tais como fosfato em Catalatildeo e Araxaacute (Guimaratildees e Peres 2002) e pirocloro em Araxaacute-MG (Oliveira et al 2001)
Barita 300
3 LAVRA E PROCESSAMENTO
Lavra
Os depoacutesitos de barita tecircm sido explotados em todo o mundo principalmente por lavra a ceacuteu aberto No entanto em algumas localidades como por exemplo no depoacutesito de Chamberlain Creek Arkansas (Estados Unidos) a lavra tem sido feita tambeacutem por meacutetodos subterracircneos em profundidade de ateacute 160 metros (httpwwwstatearusagcbaritehtm)
No Brasil a mina de barita situada na Ilha Grande municiacutepio de Camamu-BA utiliza o meacutetodo de lavra a ceacuteu aberto A rocha encaixante eacute constituiacuteda principalmente por arenitos argilosos A lavra tem iniacutecio com a limpeza da aacuterea eliminando aacutervores arbustos etc depois se faz o decapeamento do esteacuteril (argila) utilizando-se tratores A espessura da camada esteacuteril varia de 2 a 15 m Apoacutes o decapeamento a rocha eacute perfurada com sonda pneumaacutetica para a detonaccedilatildeo A seguir o mineacuterio eacute transportado em caminhotildees ldquofora de estradardquo para a usina de beneficiamento (Vidal 1980) Na Mina Altamira em Miguel Calmon-BA a lavra eacute feita a ceacuteu aberto por meacutetodos convencionais usando-se bancos com 8 a 9 metros de altura A barita ocorre em veios encaixados em quartzitos A espessura meacutedia do capeamento eacute de 80 metros
Processamento
A barita sendo mais friaacutevel do que a maioria dos minerais de ganga tende a concentrar-se nas fraccedilotildees mais finas do produto da britagem Para o descarte dos minerais argilosos (lamas) costuma-se utilizar lavadores do tipo ldquolog washerrdquo O uso de tromel eacute comum para descarte dos minerais de ganga com granulometria grossa A concentraccedilatildeo da barita pode ser feita por meacutetodos graviacuteticos ou por flotaccedilatildeo dependendo da composiccedilatildeo do mineacuterio A separaccedilatildeo magneacutetica pode ser usada para eliminaccedilatildeo de minerais oxidados de ferro (httpemwikipediaorgwikibarite)
Em situaccedilotildees onde a ganga eacute formada por minerais de baixa densidade com predominacircncia de quartzo o concentrado de barita (peso especiacutefico 45) pode ser obtido em operaccedilotildees de jigagem mesagem ou meio denso A recuperaccedilatildeo tiacutepica varia entre 60 e 85 (Lenzo e Sarquis 1995 Brobst 1994) A perda deve-se principalmente agrave barita contida nas fraccedilotildees finas
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 301
A flotaccedilatildeo eacute usada para recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo fina descartada nas operaccedilotildees graviacuteticas ou como processo de beneficiamento de mineacuterios contendo fluorita ou sulfetos A seletividade baritaquartzo eacute conseguida com facilidade usando-se aacutecidos carboxiacutelicos ou os seus sais (Baltar e Almeida 2002 Lenzo e Sarquis 1995) sulfato dodecil de soacutedio (Holysz e Chibowski 1992) ou sulfonatos (Houot et al 1984) Esses coletores adsorvem-se seletivamente na superfiacutecie da barita formando sais de baacuterio que lhe proporciona a hidrofobicidade necessaacuteria agrave flotaccedilatildeo O uso de meacutetodos natildeo-convencionais como aglomeraccedilatildeo esfeacuterica (Sadowski 1993) e agregaccedilatildeo hidrofoacutebica (Baltar e Almeida 2002) tem sido sugerido para a recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo ultrafina
Haacute restriccedilotildees ao uso de concentrados de flotaccedilatildeo nos fluidos de perfuraccedilatildeo de poccedilos devido agrave espumaccedilatildeo provocada pela presenccedila de surfatante na superfiacutecie da barita A remoccedilatildeo do coletor pode ser feita por lixiviaccedilatildeo quiacutemica lavagem com aacutegua ou ustulaccedilatildeo em forno de queima indireta (Cornell 1978) dependendo do tipo de reagente adsorvido na superfiacutecie
O concentrado para atingir especificaccedilotildees comerciais muitas vezes necessita passar por um processo de moagem que pode ser a seco ou a uacutemido A moagem pode ser feita em moinho de bolas nos casos onde a contaminaccedilatildeo eacute toleraacutevel ou em moinhos do tipo Raymond
No Brasil o beneficiamento empregado para produccedilatildeo de concentrados de barita eacute bastante simples (Figura 2) e consiste de britagem lavagem em classificador espiral e moagem em moinho tipo Raymond (Vidal 1980) Na Mina Altamira (Quiacutemica Geral do Nordeste ndash QGN) a produccedilatildeo de barita tem sido obtida por lavra seletiva e cataccedilatildeo manual de blocos de alto teor escolhidos em funccedilatildeo da aplicaccedilatildeo industrial (fluido de perfuraccedilatildeo induacutestria quiacutemica ceracircmica etc) Da mina saem quatro tipos de produtos (1) barita escura (82-84 BaSO4) (2) barita forno (84- 86 BaSO4) (3) barita forno (86-88 BaSO4) e (4) barita clara (88-90 BaSO4) para uso em pigmentos O processo de flotaccedilatildeo estaacute sendo introduzido visando um melhor aproveitamento do mineacuterio O quartzo apresenta-se como principal mineral de ganga (Figura 3)
Barita 302
Figura 2 ndash Fluxograma tiacutepico de uma usina de processamento de barita
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 303
Figura 3 ndash Imagens de diferentes classes de tamanho da barita fraccedilotildees 589 a 833 microm (esquerda) e 53 a 74 microm (direita) mostrando a relaccedilatildeo entre o quartzo
(mais escuro) e a barita (mais clara) MEVBSD (Neumann et al 2002)
4 USOS E FUNCcedilOtildeES
A elevada densidade da barita determina o seu uso em fluidos de perfuraccedilatildeo de petroacuteleo e gaacutes e carga para diversos produtos A barita eacute relativamente inerte tem alvura elevada e apresenta baixa absorccedilatildeo de oacuteleo Essas propriedades ampliam bastante o seu uso como carga pigmento e extensor A consideraacutevel capacidade que possui em absorver Raios-X e Gama possibilita tambeacutem o seu uso na aacuterea meacutedica em exames de Raios-X do sistema digestivo na fabricaccedilatildeo de cimentos especiais usados em containers para armazenagem de material radioativo e na fabricaccedilatildeo de protetores contra radiaccedilotildees de monitores de computador e tubos de televisatildeo A relaccedilatildeo de usos da barita inclui ainda a induacutestria tecircxtil a fabricaccedilatildeo de papel plaacutesticos borracha tintas pigmentos brancos vidro ceracircmica asfalto e em sistemas de freio e embreagem de carros e caminhotildees (httpwwwmiiorg Mineralsphotobariumhtml) entre outros
Induacutestria Petroliacutefera - Um dos principais uso da barita eacute na induacutestria petroliacutefera Devido agraves propriedades caracteriacutesticas de densidade elevada pouca abrasividade ineacutercia quiacutemica e natildeo susceptibilidade magneacutetica a barita eacute amplamente utilizada como agente controlador da densidade das lamas de perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo e gaacutes A barita tem a funccedilatildeo de agente controlador de densidade a fim de conferir a pressatildeo hidrostaacutetica requerida para a coluna de lama O controle da densidade do fluido torna-se importante devido agrave pressatildeo hidrostaacutetica requerida na coluna para evitar os blowouts ou seja a
Barita 304
penetraccedilatildeo no poccedilo de fluiacutedos (gaacutes oacuteleo ou aacutegua) pressurizados durante a passagem por rochas permeaacuteveis que poderatildeo ser encontradas durante a perfuraccedilatildeo bem como evitar o desmoronamento do poccedilo (Castelli 1994)
Materiais Esportivos Borracha Carpete Papel - Devido agrave sua elevada densidade a barita eacute usada como carga na fabricaccedilatildeo de materiais esportivos (bolas de golfe bolas de tecircnis bolas de boliche) borracha carpete papel (cartas de baralho) papel pesado para impressatildeo etc (Griffiths 1995)
Induacutestria Automobiliacutestica - A induacutestria automobiliacutestica constitui-se em um dos principais campos de aplicaccedilatildeo da barita como carga extensor e pigmentos onde eacute usada como tinta isolamento acuacutestico plaacutestico borracha e como revestimento de produtos de fricccedilatildeo Segundo estimativas cada carro carrega entre 50 e 80 kg de barita na forma verniz e produtos para amortecimento de vibraccedilatildeo e som
Tinta - A barita e o sulfato de baacuterio precipitado satildeo usados para melhorar as propriedades oacutepticas dos sistemas de tinta assegurando uma completa distribuiccedilatildeo das partiacuteculas de pigmento Neste caso a distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica das partiacuteculas eacute criacutetica e determina o tipo de carga selecionado Um balanccedilo entre o tamanho de gratildeo a forma e o iacutendice de refraccedilatildeo da carga e do pigmento influenciam a eficiecircncia oacuteptica do sistema Dessa forma a barita e o sulfato de baacuterio precipitado atuam como cargas de elevada brancura (whiteness) com funccedilatildeo primaacuteria de conferir uma cobertura opaca (Griffiths 1995) Segundo esse mesmo autor nos vernizes nas tintas agrave base de aacutegua e nos substratos (primers) antiferrugem a densidade de empacotamento da barita e do sulfato de baacuterio precipitado produz um alto grau de impermeabilidade e durabilidade Esses produtos satildeo uacuteteis em substratos evitando a absorccedilatildeo na superfiacutecie das coberturas resistindo a marcas de arranhotildees Como a barita deve apresentar baixo teor de sais soluacuteveis esses produtos (vernizes e tintas) natildeo satildeo propensos agrave formaccedilatildeo de bolhas na presenccedila de umidade A barita apresenta ainda uma alta capacidade de preenchimento de imperfeiccedilotildees resultando numa superfiacutecie lisa e natildeo porosa conferindo boas propriedades agrave pintura de cobertura (topcoat) principalmente brilho (Moore 2002)
A barita branqueada tem sido usada como extensor na induacutestria de tinta de chumbo branco (alvaiade de chumbo) devido o seu peso O baixo iacutendice de refraccedilatildeo da barita torna o seu poder de cobertura mais pobre quando comparado com outras substacircncias mas sua baixa capacidade de absorccedilatildeo de
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 305
oacuteleo lhe confere uma boa caracteriacutestica A barita natildeo branqueada pode ser usada para tintas coloridas (Brobst 1994)
Vidro - A barita quando usada na fabricaccedilatildeo de vidro promove a homogeneizaccedilatildeo do banho e confere maior brilho e claridade ao produto final
Concretos Especiais - Um dos usos especiais da barita baseia-se na sua alta densidade e na capacidade de absorver radiaccedilatildeo A barita eacute usada como agregado em concretos especiais usados para armazenagem de materiais radioativos (BGS 2003)
Ceracircmica - A barita eacute reduzida a sulfeto de baacuterio soluacutevel que posteriormente eacute transformado em carbonato de baacuterio por precipitaccedilatildeo com barrilha A induacutestria ceracircmica usa carbonato de baacuterio na produccedilatildeo de em vidrados O BaCO3 tem a funccedilatildeo de agente fundente podendo tambeacutem participar da formaccedilatildeo de uma estrutura mate
Induacutestria Quiacutemica - A barita eacute utilizada na induacutestria quiacutemica para produccedilatildeo de mais de dois mil compostos agrave base de baacuterio tais como carbonatos cloretos nitratos oacutexidos peroacutexidos hidroacutexidos etc (Velho et al 1998) que satildeo usados como reagentes e catalizadores em diversas aplicaccedilotildees industriais (refino de accediluacutecar tratamento de aacutegua pirotecnia inseticidas etc)
5 ESPECIFICACcedilOtildeES
As especificaccedilotildees requeridas pela induacutestria de petroacuteleo segundo normas API (American Petroleum Institute) Standard 13A satildeo densidade miacutenima de 42 gcm3 (o que equivale a um teor em torno de 92 BaSO4) metais alcalinos terrosos(Ca) soluacuteveis em aacutegua no maacuteximo 250 mgkg 3 no maacuteximo de resiacuteduos acima de 0075 mm e 30 no maacuteximo de partiacuteculas menores que 0006 mm Contaminantes como siderita pirrotita gipsita e anidrita que podem causar problemas em alguns sistemas de perfuraccedilatildeo devem ser evitados (httpwwwglossaryoilfieldslbcom Em perfuraccedilotildees na plataforma continental a agecircncia de meio ambiente dos Estados Unidos limita o conteuacutedo de mercuacuterio a 10 mgkg de barita e o caacutedmio a 30 mgkg de barita (Searls 2000)
Para uso como carga extensor e agente controlador de peso exige-se uma granulometria abaixo de 0044 mm Para certos usos a cor eacute importante
Barita 306
Para a induacutestria de vidro a barita deve apresentar as seguintes especificaccedilotildees 96 a 98 de BaSO4 Fe2O3 abaixo de 02 apenas traccedilos de TiO2 SiO2 abaixo de 15 Al2O3 abaixo de 015 Distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica abaixo de 119 mm e 5 a no maacuteximo 40 passante em 0149 mm (Brobst 1994)
A barita para ser utilizada na induacutestria quiacutemica deveraacute apresentar as seguintes especificaccedilotildees BaSO4 gt 94 FeO lt 005 sais soluacuteveis lt 02 umidade lt 05 e outros componentes lt 2
Nas Tabelas 2 e 3 encontram-se as especificaccedilotildees da barita para pigmentos e extensores e revestimento de freios(Griffiths 1995)
Tabela 2 ndash Especificaccedilotildees de barita para pigmento (ASTM standard D602 ndash 42)
Paracircmetro Especificaccedilatildeo
BaSO4 94 max
Fe2O3 005 max
Soluacuteveis em aacutegua 02 max
Umidade 05 max
Material estranho 2 max
Tabela 3 ndash Especificaccedilotildees de duas baritas para revestimento de freios
Densidade 434 434
Absorccedilatildeo oacuteleo g oacuteleo100g de barita 105 120
Tamanho (mmicro) Passante () Passante()
75 99 -
50 85 995
40 67 99
30 44 92
20 23 72
10 8 39
5 3 19
2 1 8
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A induacutestria produtora de barita vem desenvolvendo um produto de barita natural para competir com o sulfato de baacuterio precipitado O desenvolvimento consiste em obter uma barita natural branca com elevada alvura (brightness) e micronizada A maioria dos produtos jaacute desenvolvidos ou em desenvolvimento tem como referecircncia agrave barita chinesa Na Tabela 4 encontram-se as especificaccedilotildees de um produto com a denominaccedilatildeo comercial de Viaton Airwhite Este segundo a literatura apresenta propriedades de melhor dispersatildeo e resistecircncia agrave corrosatildeo do que o sulfato de baacuterio precipitado
Tabela 4 ndash Anaacutelise tiacutepica de extensores de barita tipo Viaton Airwhite
Anaacutelise Airwhite AW 15 Airwhite AW 10 Airwhite AW 5
BaSO4 985
Fe2O3 lt 005
CaO 01
SiO2
Al2O3
03
03
BaSO4
Abs oacuteleo (g100 g) 14 15 15
Nuacutemero Hegman 65 7 75
Tamanho em microm peso passante peso passante peso passante
30 100 100 100
20 99 100 100
15 97 100 100
10 91 99 100
5 654 88 95
3 45 64 76
6 MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOS
Entre os possiacuteveis substitutos como modificadores de densidade de fluidos na perfuraccedilatildeo de poccedilos estatildeo hematita (Fe2O3) celestita (SrSO4) ilmenita e galena (PbS) No entanto essas espeacutecies minerais apresentam maior abrasividade A celestita tem menor densidade e a galena tem preccedilo elevado A preferecircncia tem sido pelo uso de barita Uma induacutestria na Alemanha
Barita 308
desenvolveu uma hematita sinteacutetica que apresentou bom desempenho em fluidos de perfuraccedilatildeo
Haacute uma tendecircncia favoraacutevel ao uso dos compostos de baacuterio devido ao baixo custo e ao uso crescente em aplicaccedilotildees que envolvem novas tecnologias avanccediladas (Brobst 1994)
AGRADECIMENTOS
Ao Dr Joatildeo Alves Sampaio pela preparaccedilatildeo de fluxograma de processo
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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Barita 310
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Barita 300
3 LAVRA E PROCESSAMENTO
Lavra
Os depoacutesitos de barita tecircm sido explotados em todo o mundo principalmente por lavra a ceacuteu aberto No entanto em algumas localidades como por exemplo no depoacutesito de Chamberlain Creek Arkansas (Estados Unidos) a lavra tem sido feita tambeacutem por meacutetodos subterracircneos em profundidade de ateacute 160 metros (httpwwwstatearusagcbaritehtm)
No Brasil a mina de barita situada na Ilha Grande municiacutepio de Camamu-BA utiliza o meacutetodo de lavra a ceacuteu aberto A rocha encaixante eacute constituiacuteda principalmente por arenitos argilosos A lavra tem iniacutecio com a limpeza da aacuterea eliminando aacutervores arbustos etc depois se faz o decapeamento do esteacuteril (argila) utilizando-se tratores A espessura da camada esteacuteril varia de 2 a 15 m Apoacutes o decapeamento a rocha eacute perfurada com sonda pneumaacutetica para a detonaccedilatildeo A seguir o mineacuterio eacute transportado em caminhotildees ldquofora de estradardquo para a usina de beneficiamento (Vidal 1980) Na Mina Altamira em Miguel Calmon-BA a lavra eacute feita a ceacuteu aberto por meacutetodos convencionais usando-se bancos com 8 a 9 metros de altura A barita ocorre em veios encaixados em quartzitos A espessura meacutedia do capeamento eacute de 80 metros
Processamento
A barita sendo mais friaacutevel do que a maioria dos minerais de ganga tende a concentrar-se nas fraccedilotildees mais finas do produto da britagem Para o descarte dos minerais argilosos (lamas) costuma-se utilizar lavadores do tipo ldquolog washerrdquo O uso de tromel eacute comum para descarte dos minerais de ganga com granulometria grossa A concentraccedilatildeo da barita pode ser feita por meacutetodos graviacuteticos ou por flotaccedilatildeo dependendo da composiccedilatildeo do mineacuterio A separaccedilatildeo magneacutetica pode ser usada para eliminaccedilatildeo de minerais oxidados de ferro (httpemwikipediaorgwikibarite)
Em situaccedilotildees onde a ganga eacute formada por minerais de baixa densidade com predominacircncia de quartzo o concentrado de barita (peso especiacutefico 45) pode ser obtido em operaccedilotildees de jigagem mesagem ou meio denso A recuperaccedilatildeo tiacutepica varia entre 60 e 85 (Lenzo e Sarquis 1995 Brobst 1994) A perda deve-se principalmente agrave barita contida nas fraccedilotildees finas
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 301
A flotaccedilatildeo eacute usada para recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo fina descartada nas operaccedilotildees graviacuteticas ou como processo de beneficiamento de mineacuterios contendo fluorita ou sulfetos A seletividade baritaquartzo eacute conseguida com facilidade usando-se aacutecidos carboxiacutelicos ou os seus sais (Baltar e Almeida 2002 Lenzo e Sarquis 1995) sulfato dodecil de soacutedio (Holysz e Chibowski 1992) ou sulfonatos (Houot et al 1984) Esses coletores adsorvem-se seletivamente na superfiacutecie da barita formando sais de baacuterio que lhe proporciona a hidrofobicidade necessaacuteria agrave flotaccedilatildeo O uso de meacutetodos natildeo-convencionais como aglomeraccedilatildeo esfeacuterica (Sadowski 1993) e agregaccedilatildeo hidrofoacutebica (Baltar e Almeida 2002) tem sido sugerido para a recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo ultrafina
Haacute restriccedilotildees ao uso de concentrados de flotaccedilatildeo nos fluidos de perfuraccedilatildeo de poccedilos devido agrave espumaccedilatildeo provocada pela presenccedila de surfatante na superfiacutecie da barita A remoccedilatildeo do coletor pode ser feita por lixiviaccedilatildeo quiacutemica lavagem com aacutegua ou ustulaccedilatildeo em forno de queima indireta (Cornell 1978) dependendo do tipo de reagente adsorvido na superfiacutecie
O concentrado para atingir especificaccedilotildees comerciais muitas vezes necessita passar por um processo de moagem que pode ser a seco ou a uacutemido A moagem pode ser feita em moinho de bolas nos casos onde a contaminaccedilatildeo eacute toleraacutevel ou em moinhos do tipo Raymond
No Brasil o beneficiamento empregado para produccedilatildeo de concentrados de barita eacute bastante simples (Figura 2) e consiste de britagem lavagem em classificador espiral e moagem em moinho tipo Raymond (Vidal 1980) Na Mina Altamira (Quiacutemica Geral do Nordeste ndash QGN) a produccedilatildeo de barita tem sido obtida por lavra seletiva e cataccedilatildeo manual de blocos de alto teor escolhidos em funccedilatildeo da aplicaccedilatildeo industrial (fluido de perfuraccedilatildeo induacutestria quiacutemica ceracircmica etc) Da mina saem quatro tipos de produtos (1) barita escura (82-84 BaSO4) (2) barita forno (84- 86 BaSO4) (3) barita forno (86-88 BaSO4) e (4) barita clara (88-90 BaSO4) para uso em pigmentos O processo de flotaccedilatildeo estaacute sendo introduzido visando um melhor aproveitamento do mineacuterio O quartzo apresenta-se como principal mineral de ganga (Figura 3)
Barita 302
Figura 2 ndash Fluxograma tiacutepico de uma usina de processamento de barita
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 303
Figura 3 ndash Imagens de diferentes classes de tamanho da barita fraccedilotildees 589 a 833 microm (esquerda) e 53 a 74 microm (direita) mostrando a relaccedilatildeo entre o quartzo
(mais escuro) e a barita (mais clara) MEVBSD (Neumann et al 2002)
4 USOS E FUNCcedilOtildeES
A elevada densidade da barita determina o seu uso em fluidos de perfuraccedilatildeo de petroacuteleo e gaacutes e carga para diversos produtos A barita eacute relativamente inerte tem alvura elevada e apresenta baixa absorccedilatildeo de oacuteleo Essas propriedades ampliam bastante o seu uso como carga pigmento e extensor A consideraacutevel capacidade que possui em absorver Raios-X e Gama possibilita tambeacutem o seu uso na aacuterea meacutedica em exames de Raios-X do sistema digestivo na fabricaccedilatildeo de cimentos especiais usados em containers para armazenagem de material radioativo e na fabricaccedilatildeo de protetores contra radiaccedilotildees de monitores de computador e tubos de televisatildeo A relaccedilatildeo de usos da barita inclui ainda a induacutestria tecircxtil a fabricaccedilatildeo de papel plaacutesticos borracha tintas pigmentos brancos vidro ceracircmica asfalto e em sistemas de freio e embreagem de carros e caminhotildees (httpwwwmiiorg Mineralsphotobariumhtml) entre outros
Induacutestria Petroliacutefera - Um dos principais uso da barita eacute na induacutestria petroliacutefera Devido agraves propriedades caracteriacutesticas de densidade elevada pouca abrasividade ineacutercia quiacutemica e natildeo susceptibilidade magneacutetica a barita eacute amplamente utilizada como agente controlador da densidade das lamas de perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo e gaacutes A barita tem a funccedilatildeo de agente controlador de densidade a fim de conferir a pressatildeo hidrostaacutetica requerida para a coluna de lama O controle da densidade do fluido torna-se importante devido agrave pressatildeo hidrostaacutetica requerida na coluna para evitar os blowouts ou seja a
Barita 304
penetraccedilatildeo no poccedilo de fluiacutedos (gaacutes oacuteleo ou aacutegua) pressurizados durante a passagem por rochas permeaacuteveis que poderatildeo ser encontradas durante a perfuraccedilatildeo bem como evitar o desmoronamento do poccedilo (Castelli 1994)
Materiais Esportivos Borracha Carpete Papel - Devido agrave sua elevada densidade a barita eacute usada como carga na fabricaccedilatildeo de materiais esportivos (bolas de golfe bolas de tecircnis bolas de boliche) borracha carpete papel (cartas de baralho) papel pesado para impressatildeo etc (Griffiths 1995)
Induacutestria Automobiliacutestica - A induacutestria automobiliacutestica constitui-se em um dos principais campos de aplicaccedilatildeo da barita como carga extensor e pigmentos onde eacute usada como tinta isolamento acuacutestico plaacutestico borracha e como revestimento de produtos de fricccedilatildeo Segundo estimativas cada carro carrega entre 50 e 80 kg de barita na forma verniz e produtos para amortecimento de vibraccedilatildeo e som
Tinta - A barita e o sulfato de baacuterio precipitado satildeo usados para melhorar as propriedades oacutepticas dos sistemas de tinta assegurando uma completa distribuiccedilatildeo das partiacuteculas de pigmento Neste caso a distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica das partiacuteculas eacute criacutetica e determina o tipo de carga selecionado Um balanccedilo entre o tamanho de gratildeo a forma e o iacutendice de refraccedilatildeo da carga e do pigmento influenciam a eficiecircncia oacuteptica do sistema Dessa forma a barita e o sulfato de baacuterio precipitado atuam como cargas de elevada brancura (whiteness) com funccedilatildeo primaacuteria de conferir uma cobertura opaca (Griffiths 1995) Segundo esse mesmo autor nos vernizes nas tintas agrave base de aacutegua e nos substratos (primers) antiferrugem a densidade de empacotamento da barita e do sulfato de baacuterio precipitado produz um alto grau de impermeabilidade e durabilidade Esses produtos satildeo uacuteteis em substratos evitando a absorccedilatildeo na superfiacutecie das coberturas resistindo a marcas de arranhotildees Como a barita deve apresentar baixo teor de sais soluacuteveis esses produtos (vernizes e tintas) natildeo satildeo propensos agrave formaccedilatildeo de bolhas na presenccedila de umidade A barita apresenta ainda uma alta capacidade de preenchimento de imperfeiccedilotildees resultando numa superfiacutecie lisa e natildeo porosa conferindo boas propriedades agrave pintura de cobertura (topcoat) principalmente brilho (Moore 2002)
A barita branqueada tem sido usada como extensor na induacutestria de tinta de chumbo branco (alvaiade de chumbo) devido o seu peso O baixo iacutendice de refraccedilatildeo da barita torna o seu poder de cobertura mais pobre quando comparado com outras substacircncias mas sua baixa capacidade de absorccedilatildeo de
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 305
oacuteleo lhe confere uma boa caracteriacutestica A barita natildeo branqueada pode ser usada para tintas coloridas (Brobst 1994)
Vidro - A barita quando usada na fabricaccedilatildeo de vidro promove a homogeneizaccedilatildeo do banho e confere maior brilho e claridade ao produto final
Concretos Especiais - Um dos usos especiais da barita baseia-se na sua alta densidade e na capacidade de absorver radiaccedilatildeo A barita eacute usada como agregado em concretos especiais usados para armazenagem de materiais radioativos (BGS 2003)
Ceracircmica - A barita eacute reduzida a sulfeto de baacuterio soluacutevel que posteriormente eacute transformado em carbonato de baacuterio por precipitaccedilatildeo com barrilha A induacutestria ceracircmica usa carbonato de baacuterio na produccedilatildeo de em vidrados O BaCO3 tem a funccedilatildeo de agente fundente podendo tambeacutem participar da formaccedilatildeo de uma estrutura mate
Induacutestria Quiacutemica - A barita eacute utilizada na induacutestria quiacutemica para produccedilatildeo de mais de dois mil compostos agrave base de baacuterio tais como carbonatos cloretos nitratos oacutexidos peroacutexidos hidroacutexidos etc (Velho et al 1998) que satildeo usados como reagentes e catalizadores em diversas aplicaccedilotildees industriais (refino de accediluacutecar tratamento de aacutegua pirotecnia inseticidas etc)
5 ESPECIFICACcedilOtildeES
As especificaccedilotildees requeridas pela induacutestria de petroacuteleo segundo normas API (American Petroleum Institute) Standard 13A satildeo densidade miacutenima de 42 gcm3 (o que equivale a um teor em torno de 92 BaSO4) metais alcalinos terrosos(Ca) soluacuteveis em aacutegua no maacuteximo 250 mgkg 3 no maacuteximo de resiacuteduos acima de 0075 mm e 30 no maacuteximo de partiacuteculas menores que 0006 mm Contaminantes como siderita pirrotita gipsita e anidrita que podem causar problemas em alguns sistemas de perfuraccedilatildeo devem ser evitados (httpwwwglossaryoilfieldslbcom Em perfuraccedilotildees na plataforma continental a agecircncia de meio ambiente dos Estados Unidos limita o conteuacutedo de mercuacuterio a 10 mgkg de barita e o caacutedmio a 30 mgkg de barita (Searls 2000)
Para uso como carga extensor e agente controlador de peso exige-se uma granulometria abaixo de 0044 mm Para certos usos a cor eacute importante
Barita 306
Para a induacutestria de vidro a barita deve apresentar as seguintes especificaccedilotildees 96 a 98 de BaSO4 Fe2O3 abaixo de 02 apenas traccedilos de TiO2 SiO2 abaixo de 15 Al2O3 abaixo de 015 Distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica abaixo de 119 mm e 5 a no maacuteximo 40 passante em 0149 mm (Brobst 1994)
A barita para ser utilizada na induacutestria quiacutemica deveraacute apresentar as seguintes especificaccedilotildees BaSO4 gt 94 FeO lt 005 sais soluacuteveis lt 02 umidade lt 05 e outros componentes lt 2
Nas Tabelas 2 e 3 encontram-se as especificaccedilotildees da barita para pigmentos e extensores e revestimento de freios(Griffiths 1995)
Tabela 2 ndash Especificaccedilotildees de barita para pigmento (ASTM standard D602 ndash 42)
Paracircmetro Especificaccedilatildeo
BaSO4 94 max
Fe2O3 005 max
Soluacuteveis em aacutegua 02 max
Umidade 05 max
Material estranho 2 max
Tabela 3 ndash Especificaccedilotildees de duas baritas para revestimento de freios
Densidade 434 434
Absorccedilatildeo oacuteleo g oacuteleo100g de barita 105 120
Tamanho (mmicro) Passante () Passante()
75 99 -
50 85 995
40 67 99
30 44 92
20 23 72
10 8 39
5 3 19
2 1 8
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 307
A induacutestria produtora de barita vem desenvolvendo um produto de barita natural para competir com o sulfato de baacuterio precipitado O desenvolvimento consiste em obter uma barita natural branca com elevada alvura (brightness) e micronizada A maioria dos produtos jaacute desenvolvidos ou em desenvolvimento tem como referecircncia agrave barita chinesa Na Tabela 4 encontram-se as especificaccedilotildees de um produto com a denominaccedilatildeo comercial de Viaton Airwhite Este segundo a literatura apresenta propriedades de melhor dispersatildeo e resistecircncia agrave corrosatildeo do que o sulfato de baacuterio precipitado
Tabela 4 ndash Anaacutelise tiacutepica de extensores de barita tipo Viaton Airwhite
Anaacutelise Airwhite AW 15 Airwhite AW 10 Airwhite AW 5
BaSO4 985
Fe2O3 lt 005
CaO 01
SiO2
Al2O3
03
03
BaSO4
Abs oacuteleo (g100 g) 14 15 15
Nuacutemero Hegman 65 7 75
Tamanho em microm peso passante peso passante peso passante
30 100 100 100
20 99 100 100
15 97 100 100
10 91 99 100
5 654 88 95
3 45 64 76
6 MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOS
Entre os possiacuteveis substitutos como modificadores de densidade de fluidos na perfuraccedilatildeo de poccedilos estatildeo hematita (Fe2O3) celestita (SrSO4) ilmenita e galena (PbS) No entanto essas espeacutecies minerais apresentam maior abrasividade A celestita tem menor densidade e a galena tem preccedilo elevado A preferecircncia tem sido pelo uso de barita Uma induacutestria na Alemanha
Barita 308
desenvolveu uma hematita sinteacutetica que apresentou bom desempenho em fluidos de perfuraccedilatildeo
Haacute uma tendecircncia favoraacutevel ao uso dos compostos de baacuterio devido ao baixo custo e ao uso crescente em aplicaccedilotildees que envolvem novas tecnologias avanccediladas (Brobst 1994)
AGRADECIMENTOS
Ao Dr Joatildeo Alves Sampaio pela preparaccedilatildeo de fluxograma de processo
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 309
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Barita 310
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Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 301
A flotaccedilatildeo eacute usada para recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo fina descartada nas operaccedilotildees graviacuteticas ou como processo de beneficiamento de mineacuterios contendo fluorita ou sulfetos A seletividade baritaquartzo eacute conseguida com facilidade usando-se aacutecidos carboxiacutelicos ou os seus sais (Baltar e Almeida 2002 Lenzo e Sarquis 1995) sulfato dodecil de soacutedio (Holysz e Chibowski 1992) ou sulfonatos (Houot et al 1984) Esses coletores adsorvem-se seletivamente na superfiacutecie da barita formando sais de baacuterio que lhe proporciona a hidrofobicidade necessaacuteria agrave flotaccedilatildeo O uso de meacutetodos natildeo-convencionais como aglomeraccedilatildeo esfeacuterica (Sadowski 1993) e agregaccedilatildeo hidrofoacutebica (Baltar e Almeida 2002) tem sido sugerido para a recuperaccedilatildeo da fraccedilatildeo ultrafina
Haacute restriccedilotildees ao uso de concentrados de flotaccedilatildeo nos fluidos de perfuraccedilatildeo de poccedilos devido agrave espumaccedilatildeo provocada pela presenccedila de surfatante na superfiacutecie da barita A remoccedilatildeo do coletor pode ser feita por lixiviaccedilatildeo quiacutemica lavagem com aacutegua ou ustulaccedilatildeo em forno de queima indireta (Cornell 1978) dependendo do tipo de reagente adsorvido na superfiacutecie
O concentrado para atingir especificaccedilotildees comerciais muitas vezes necessita passar por um processo de moagem que pode ser a seco ou a uacutemido A moagem pode ser feita em moinho de bolas nos casos onde a contaminaccedilatildeo eacute toleraacutevel ou em moinhos do tipo Raymond
No Brasil o beneficiamento empregado para produccedilatildeo de concentrados de barita eacute bastante simples (Figura 2) e consiste de britagem lavagem em classificador espiral e moagem em moinho tipo Raymond (Vidal 1980) Na Mina Altamira (Quiacutemica Geral do Nordeste ndash QGN) a produccedilatildeo de barita tem sido obtida por lavra seletiva e cataccedilatildeo manual de blocos de alto teor escolhidos em funccedilatildeo da aplicaccedilatildeo industrial (fluido de perfuraccedilatildeo induacutestria quiacutemica ceracircmica etc) Da mina saem quatro tipos de produtos (1) barita escura (82-84 BaSO4) (2) barita forno (84- 86 BaSO4) (3) barita forno (86-88 BaSO4) e (4) barita clara (88-90 BaSO4) para uso em pigmentos O processo de flotaccedilatildeo estaacute sendo introduzido visando um melhor aproveitamento do mineacuterio O quartzo apresenta-se como principal mineral de ganga (Figura 3)
Barita 302
Figura 2 ndash Fluxograma tiacutepico de uma usina de processamento de barita
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 303
Figura 3 ndash Imagens de diferentes classes de tamanho da barita fraccedilotildees 589 a 833 microm (esquerda) e 53 a 74 microm (direita) mostrando a relaccedilatildeo entre o quartzo
(mais escuro) e a barita (mais clara) MEVBSD (Neumann et al 2002)
4 USOS E FUNCcedilOtildeES
A elevada densidade da barita determina o seu uso em fluidos de perfuraccedilatildeo de petroacuteleo e gaacutes e carga para diversos produtos A barita eacute relativamente inerte tem alvura elevada e apresenta baixa absorccedilatildeo de oacuteleo Essas propriedades ampliam bastante o seu uso como carga pigmento e extensor A consideraacutevel capacidade que possui em absorver Raios-X e Gama possibilita tambeacutem o seu uso na aacuterea meacutedica em exames de Raios-X do sistema digestivo na fabricaccedilatildeo de cimentos especiais usados em containers para armazenagem de material radioativo e na fabricaccedilatildeo de protetores contra radiaccedilotildees de monitores de computador e tubos de televisatildeo A relaccedilatildeo de usos da barita inclui ainda a induacutestria tecircxtil a fabricaccedilatildeo de papel plaacutesticos borracha tintas pigmentos brancos vidro ceracircmica asfalto e em sistemas de freio e embreagem de carros e caminhotildees (httpwwwmiiorg Mineralsphotobariumhtml) entre outros
Induacutestria Petroliacutefera - Um dos principais uso da barita eacute na induacutestria petroliacutefera Devido agraves propriedades caracteriacutesticas de densidade elevada pouca abrasividade ineacutercia quiacutemica e natildeo susceptibilidade magneacutetica a barita eacute amplamente utilizada como agente controlador da densidade das lamas de perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo e gaacutes A barita tem a funccedilatildeo de agente controlador de densidade a fim de conferir a pressatildeo hidrostaacutetica requerida para a coluna de lama O controle da densidade do fluido torna-se importante devido agrave pressatildeo hidrostaacutetica requerida na coluna para evitar os blowouts ou seja a
Barita 304
penetraccedilatildeo no poccedilo de fluiacutedos (gaacutes oacuteleo ou aacutegua) pressurizados durante a passagem por rochas permeaacuteveis que poderatildeo ser encontradas durante a perfuraccedilatildeo bem como evitar o desmoronamento do poccedilo (Castelli 1994)
Materiais Esportivos Borracha Carpete Papel - Devido agrave sua elevada densidade a barita eacute usada como carga na fabricaccedilatildeo de materiais esportivos (bolas de golfe bolas de tecircnis bolas de boliche) borracha carpete papel (cartas de baralho) papel pesado para impressatildeo etc (Griffiths 1995)
Induacutestria Automobiliacutestica - A induacutestria automobiliacutestica constitui-se em um dos principais campos de aplicaccedilatildeo da barita como carga extensor e pigmentos onde eacute usada como tinta isolamento acuacutestico plaacutestico borracha e como revestimento de produtos de fricccedilatildeo Segundo estimativas cada carro carrega entre 50 e 80 kg de barita na forma verniz e produtos para amortecimento de vibraccedilatildeo e som
Tinta - A barita e o sulfato de baacuterio precipitado satildeo usados para melhorar as propriedades oacutepticas dos sistemas de tinta assegurando uma completa distribuiccedilatildeo das partiacuteculas de pigmento Neste caso a distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica das partiacuteculas eacute criacutetica e determina o tipo de carga selecionado Um balanccedilo entre o tamanho de gratildeo a forma e o iacutendice de refraccedilatildeo da carga e do pigmento influenciam a eficiecircncia oacuteptica do sistema Dessa forma a barita e o sulfato de baacuterio precipitado atuam como cargas de elevada brancura (whiteness) com funccedilatildeo primaacuteria de conferir uma cobertura opaca (Griffiths 1995) Segundo esse mesmo autor nos vernizes nas tintas agrave base de aacutegua e nos substratos (primers) antiferrugem a densidade de empacotamento da barita e do sulfato de baacuterio precipitado produz um alto grau de impermeabilidade e durabilidade Esses produtos satildeo uacuteteis em substratos evitando a absorccedilatildeo na superfiacutecie das coberturas resistindo a marcas de arranhotildees Como a barita deve apresentar baixo teor de sais soluacuteveis esses produtos (vernizes e tintas) natildeo satildeo propensos agrave formaccedilatildeo de bolhas na presenccedila de umidade A barita apresenta ainda uma alta capacidade de preenchimento de imperfeiccedilotildees resultando numa superfiacutecie lisa e natildeo porosa conferindo boas propriedades agrave pintura de cobertura (topcoat) principalmente brilho (Moore 2002)
A barita branqueada tem sido usada como extensor na induacutestria de tinta de chumbo branco (alvaiade de chumbo) devido o seu peso O baixo iacutendice de refraccedilatildeo da barita torna o seu poder de cobertura mais pobre quando comparado com outras substacircncias mas sua baixa capacidade de absorccedilatildeo de
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 305
oacuteleo lhe confere uma boa caracteriacutestica A barita natildeo branqueada pode ser usada para tintas coloridas (Brobst 1994)
Vidro - A barita quando usada na fabricaccedilatildeo de vidro promove a homogeneizaccedilatildeo do banho e confere maior brilho e claridade ao produto final
Concretos Especiais - Um dos usos especiais da barita baseia-se na sua alta densidade e na capacidade de absorver radiaccedilatildeo A barita eacute usada como agregado em concretos especiais usados para armazenagem de materiais radioativos (BGS 2003)
Ceracircmica - A barita eacute reduzida a sulfeto de baacuterio soluacutevel que posteriormente eacute transformado em carbonato de baacuterio por precipitaccedilatildeo com barrilha A induacutestria ceracircmica usa carbonato de baacuterio na produccedilatildeo de em vidrados O BaCO3 tem a funccedilatildeo de agente fundente podendo tambeacutem participar da formaccedilatildeo de uma estrutura mate
Induacutestria Quiacutemica - A barita eacute utilizada na induacutestria quiacutemica para produccedilatildeo de mais de dois mil compostos agrave base de baacuterio tais como carbonatos cloretos nitratos oacutexidos peroacutexidos hidroacutexidos etc (Velho et al 1998) que satildeo usados como reagentes e catalizadores em diversas aplicaccedilotildees industriais (refino de accediluacutecar tratamento de aacutegua pirotecnia inseticidas etc)
5 ESPECIFICACcedilOtildeES
As especificaccedilotildees requeridas pela induacutestria de petroacuteleo segundo normas API (American Petroleum Institute) Standard 13A satildeo densidade miacutenima de 42 gcm3 (o que equivale a um teor em torno de 92 BaSO4) metais alcalinos terrosos(Ca) soluacuteveis em aacutegua no maacuteximo 250 mgkg 3 no maacuteximo de resiacuteduos acima de 0075 mm e 30 no maacuteximo de partiacuteculas menores que 0006 mm Contaminantes como siderita pirrotita gipsita e anidrita que podem causar problemas em alguns sistemas de perfuraccedilatildeo devem ser evitados (httpwwwglossaryoilfieldslbcom Em perfuraccedilotildees na plataforma continental a agecircncia de meio ambiente dos Estados Unidos limita o conteuacutedo de mercuacuterio a 10 mgkg de barita e o caacutedmio a 30 mgkg de barita (Searls 2000)
Para uso como carga extensor e agente controlador de peso exige-se uma granulometria abaixo de 0044 mm Para certos usos a cor eacute importante
Barita 306
Para a induacutestria de vidro a barita deve apresentar as seguintes especificaccedilotildees 96 a 98 de BaSO4 Fe2O3 abaixo de 02 apenas traccedilos de TiO2 SiO2 abaixo de 15 Al2O3 abaixo de 015 Distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica abaixo de 119 mm e 5 a no maacuteximo 40 passante em 0149 mm (Brobst 1994)
A barita para ser utilizada na induacutestria quiacutemica deveraacute apresentar as seguintes especificaccedilotildees BaSO4 gt 94 FeO lt 005 sais soluacuteveis lt 02 umidade lt 05 e outros componentes lt 2
Nas Tabelas 2 e 3 encontram-se as especificaccedilotildees da barita para pigmentos e extensores e revestimento de freios(Griffiths 1995)
Tabela 2 ndash Especificaccedilotildees de barita para pigmento (ASTM standard D602 ndash 42)
Paracircmetro Especificaccedilatildeo
BaSO4 94 max
Fe2O3 005 max
Soluacuteveis em aacutegua 02 max
Umidade 05 max
Material estranho 2 max
Tabela 3 ndash Especificaccedilotildees de duas baritas para revestimento de freios
Densidade 434 434
Absorccedilatildeo oacuteleo g oacuteleo100g de barita 105 120
Tamanho (mmicro) Passante () Passante()
75 99 -
50 85 995
40 67 99
30 44 92
20 23 72
10 8 39
5 3 19
2 1 8
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A induacutestria produtora de barita vem desenvolvendo um produto de barita natural para competir com o sulfato de baacuterio precipitado O desenvolvimento consiste em obter uma barita natural branca com elevada alvura (brightness) e micronizada A maioria dos produtos jaacute desenvolvidos ou em desenvolvimento tem como referecircncia agrave barita chinesa Na Tabela 4 encontram-se as especificaccedilotildees de um produto com a denominaccedilatildeo comercial de Viaton Airwhite Este segundo a literatura apresenta propriedades de melhor dispersatildeo e resistecircncia agrave corrosatildeo do que o sulfato de baacuterio precipitado
Tabela 4 ndash Anaacutelise tiacutepica de extensores de barita tipo Viaton Airwhite
Anaacutelise Airwhite AW 15 Airwhite AW 10 Airwhite AW 5
BaSO4 985
Fe2O3 lt 005
CaO 01
SiO2
Al2O3
03
03
BaSO4
Abs oacuteleo (g100 g) 14 15 15
Nuacutemero Hegman 65 7 75
Tamanho em microm peso passante peso passante peso passante
30 100 100 100
20 99 100 100
15 97 100 100
10 91 99 100
5 654 88 95
3 45 64 76
6 MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOS
Entre os possiacuteveis substitutos como modificadores de densidade de fluidos na perfuraccedilatildeo de poccedilos estatildeo hematita (Fe2O3) celestita (SrSO4) ilmenita e galena (PbS) No entanto essas espeacutecies minerais apresentam maior abrasividade A celestita tem menor densidade e a galena tem preccedilo elevado A preferecircncia tem sido pelo uso de barita Uma induacutestria na Alemanha
Barita 308
desenvolveu uma hematita sinteacutetica que apresentou bom desempenho em fluidos de perfuraccedilatildeo
Haacute uma tendecircncia favoraacutevel ao uso dos compostos de baacuterio devido ao baixo custo e ao uso crescente em aplicaccedilotildees que envolvem novas tecnologias avanccediladas (Brobst 1994)
AGRADECIMENTOS
Ao Dr Joatildeo Alves Sampaio pela preparaccedilatildeo de fluxograma de processo
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Barita 310
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Barita 302
Figura 2 ndash Fluxograma tiacutepico de uma usina de processamento de barita
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 303
Figura 3 ndash Imagens de diferentes classes de tamanho da barita fraccedilotildees 589 a 833 microm (esquerda) e 53 a 74 microm (direita) mostrando a relaccedilatildeo entre o quartzo
(mais escuro) e a barita (mais clara) MEVBSD (Neumann et al 2002)
4 USOS E FUNCcedilOtildeES
A elevada densidade da barita determina o seu uso em fluidos de perfuraccedilatildeo de petroacuteleo e gaacutes e carga para diversos produtos A barita eacute relativamente inerte tem alvura elevada e apresenta baixa absorccedilatildeo de oacuteleo Essas propriedades ampliam bastante o seu uso como carga pigmento e extensor A consideraacutevel capacidade que possui em absorver Raios-X e Gama possibilita tambeacutem o seu uso na aacuterea meacutedica em exames de Raios-X do sistema digestivo na fabricaccedilatildeo de cimentos especiais usados em containers para armazenagem de material radioativo e na fabricaccedilatildeo de protetores contra radiaccedilotildees de monitores de computador e tubos de televisatildeo A relaccedilatildeo de usos da barita inclui ainda a induacutestria tecircxtil a fabricaccedilatildeo de papel plaacutesticos borracha tintas pigmentos brancos vidro ceracircmica asfalto e em sistemas de freio e embreagem de carros e caminhotildees (httpwwwmiiorg Mineralsphotobariumhtml) entre outros
Induacutestria Petroliacutefera - Um dos principais uso da barita eacute na induacutestria petroliacutefera Devido agraves propriedades caracteriacutesticas de densidade elevada pouca abrasividade ineacutercia quiacutemica e natildeo susceptibilidade magneacutetica a barita eacute amplamente utilizada como agente controlador da densidade das lamas de perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo e gaacutes A barita tem a funccedilatildeo de agente controlador de densidade a fim de conferir a pressatildeo hidrostaacutetica requerida para a coluna de lama O controle da densidade do fluido torna-se importante devido agrave pressatildeo hidrostaacutetica requerida na coluna para evitar os blowouts ou seja a
Barita 304
penetraccedilatildeo no poccedilo de fluiacutedos (gaacutes oacuteleo ou aacutegua) pressurizados durante a passagem por rochas permeaacuteveis que poderatildeo ser encontradas durante a perfuraccedilatildeo bem como evitar o desmoronamento do poccedilo (Castelli 1994)
Materiais Esportivos Borracha Carpete Papel - Devido agrave sua elevada densidade a barita eacute usada como carga na fabricaccedilatildeo de materiais esportivos (bolas de golfe bolas de tecircnis bolas de boliche) borracha carpete papel (cartas de baralho) papel pesado para impressatildeo etc (Griffiths 1995)
Induacutestria Automobiliacutestica - A induacutestria automobiliacutestica constitui-se em um dos principais campos de aplicaccedilatildeo da barita como carga extensor e pigmentos onde eacute usada como tinta isolamento acuacutestico plaacutestico borracha e como revestimento de produtos de fricccedilatildeo Segundo estimativas cada carro carrega entre 50 e 80 kg de barita na forma verniz e produtos para amortecimento de vibraccedilatildeo e som
Tinta - A barita e o sulfato de baacuterio precipitado satildeo usados para melhorar as propriedades oacutepticas dos sistemas de tinta assegurando uma completa distribuiccedilatildeo das partiacuteculas de pigmento Neste caso a distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica das partiacuteculas eacute criacutetica e determina o tipo de carga selecionado Um balanccedilo entre o tamanho de gratildeo a forma e o iacutendice de refraccedilatildeo da carga e do pigmento influenciam a eficiecircncia oacuteptica do sistema Dessa forma a barita e o sulfato de baacuterio precipitado atuam como cargas de elevada brancura (whiteness) com funccedilatildeo primaacuteria de conferir uma cobertura opaca (Griffiths 1995) Segundo esse mesmo autor nos vernizes nas tintas agrave base de aacutegua e nos substratos (primers) antiferrugem a densidade de empacotamento da barita e do sulfato de baacuterio precipitado produz um alto grau de impermeabilidade e durabilidade Esses produtos satildeo uacuteteis em substratos evitando a absorccedilatildeo na superfiacutecie das coberturas resistindo a marcas de arranhotildees Como a barita deve apresentar baixo teor de sais soluacuteveis esses produtos (vernizes e tintas) natildeo satildeo propensos agrave formaccedilatildeo de bolhas na presenccedila de umidade A barita apresenta ainda uma alta capacidade de preenchimento de imperfeiccedilotildees resultando numa superfiacutecie lisa e natildeo porosa conferindo boas propriedades agrave pintura de cobertura (topcoat) principalmente brilho (Moore 2002)
A barita branqueada tem sido usada como extensor na induacutestria de tinta de chumbo branco (alvaiade de chumbo) devido o seu peso O baixo iacutendice de refraccedilatildeo da barita torna o seu poder de cobertura mais pobre quando comparado com outras substacircncias mas sua baixa capacidade de absorccedilatildeo de
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 305
oacuteleo lhe confere uma boa caracteriacutestica A barita natildeo branqueada pode ser usada para tintas coloridas (Brobst 1994)
Vidro - A barita quando usada na fabricaccedilatildeo de vidro promove a homogeneizaccedilatildeo do banho e confere maior brilho e claridade ao produto final
Concretos Especiais - Um dos usos especiais da barita baseia-se na sua alta densidade e na capacidade de absorver radiaccedilatildeo A barita eacute usada como agregado em concretos especiais usados para armazenagem de materiais radioativos (BGS 2003)
Ceracircmica - A barita eacute reduzida a sulfeto de baacuterio soluacutevel que posteriormente eacute transformado em carbonato de baacuterio por precipitaccedilatildeo com barrilha A induacutestria ceracircmica usa carbonato de baacuterio na produccedilatildeo de em vidrados O BaCO3 tem a funccedilatildeo de agente fundente podendo tambeacutem participar da formaccedilatildeo de uma estrutura mate
Induacutestria Quiacutemica - A barita eacute utilizada na induacutestria quiacutemica para produccedilatildeo de mais de dois mil compostos agrave base de baacuterio tais como carbonatos cloretos nitratos oacutexidos peroacutexidos hidroacutexidos etc (Velho et al 1998) que satildeo usados como reagentes e catalizadores em diversas aplicaccedilotildees industriais (refino de accediluacutecar tratamento de aacutegua pirotecnia inseticidas etc)
5 ESPECIFICACcedilOtildeES
As especificaccedilotildees requeridas pela induacutestria de petroacuteleo segundo normas API (American Petroleum Institute) Standard 13A satildeo densidade miacutenima de 42 gcm3 (o que equivale a um teor em torno de 92 BaSO4) metais alcalinos terrosos(Ca) soluacuteveis em aacutegua no maacuteximo 250 mgkg 3 no maacuteximo de resiacuteduos acima de 0075 mm e 30 no maacuteximo de partiacuteculas menores que 0006 mm Contaminantes como siderita pirrotita gipsita e anidrita que podem causar problemas em alguns sistemas de perfuraccedilatildeo devem ser evitados (httpwwwglossaryoilfieldslbcom Em perfuraccedilotildees na plataforma continental a agecircncia de meio ambiente dos Estados Unidos limita o conteuacutedo de mercuacuterio a 10 mgkg de barita e o caacutedmio a 30 mgkg de barita (Searls 2000)
Para uso como carga extensor e agente controlador de peso exige-se uma granulometria abaixo de 0044 mm Para certos usos a cor eacute importante
Barita 306
Para a induacutestria de vidro a barita deve apresentar as seguintes especificaccedilotildees 96 a 98 de BaSO4 Fe2O3 abaixo de 02 apenas traccedilos de TiO2 SiO2 abaixo de 15 Al2O3 abaixo de 015 Distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica abaixo de 119 mm e 5 a no maacuteximo 40 passante em 0149 mm (Brobst 1994)
A barita para ser utilizada na induacutestria quiacutemica deveraacute apresentar as seguintes especificaccedilotildees BaSO4 gt 94 FeO lt 005 sais soluacuteveis lt 02 umidade lt 05 e outros componentes lt 2
Nas Tabelas 2 e 3 encontram-se as especificaccedilotildees da barita para pigmentos e extensores e revestimento de freios(Griffiths 1995)
Tabela 2 ndash Especificaccedilotildees de barita para pigmento (ASTM standard D602 ndash 42)
Paracircmetro Especificaccedilatildeo
BaSO4 94 max
Fe2O3 005 max
Soluacuteveis em aacutegua 02 max
Umidade 05 max
Material estranho 2 max
Tabela 3 ndash Especificaccedilotildees de duas baritas para revestimento de freios
Densidade 434 434
Absorccedilatildeo oacuteleo g oacuteleo100g de barita 105 120
Tamanho (mmicro) Passante () Passante()
75 99 -
50 85 995
40 67 99
30 44 92
20 23 72
10 8 39
5 3 19
2 1 8
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 307
A induacutestria produtora de barita vem desenvolvendo um produto de barita natural para competir com o sulfato de baacuterio precipitado O desenvolvimento consiste em obter uma barita natural branca com elevada alvura (brightness) e micronizada A maioria dos produtos jaacute desenvolvidos ou em desenvolvimento tem como referecircncia agrave barita chinesa Na Tabela 4 encontram-se as especificaccedilotildees de um produto com a denominaccedilatildeo comercial de Viaton Airwhite Este segundo a literatura apresenta propriedades de melhor dispersatildeo e resistecircncia agrave corrosatildeo do que o sulfato de baacuterio precipitado
Tabela 4 ndash Anaacutelise tiacutepica de extensores de barita tipo Viaton Airwhite
Anaacutelise Airwhite AW 15 Airwhite AW 10 Airwhite AW 5
BaSO4 985
Fe2O3 lt 005
CaO 01
SiO2
Al2O3
03
03
BaSO4
Abs oacuteleo (g100 g) 14 15 15
Nuacutemero Hegman 65 7 75
Tamanho em microm peso passante peso passante peso passante
30 100 100 100
20 99 100 100
15 97 100 100
10 91 99 100
5 654 88 95
3 45 64 76
6 MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOS
Entre os possiacuteveis substitutos como modificadores de densidade de fluidos na perfuraccedilatildeo de poccedilos estatildeo hematita (Fe2O3) celestita (SrSO4) ilmenita e galena (PbS) No entanto essas espeacutecies minerais apresentam maior abrasividade A celestita tem menor densidade e a galena tem preccedilo elevado A preferecircncia tem sido pelo uso de barita Uma induacutestria na Alemanha
Barita 308
desenvolveu uma hematita sinteacutetica que apresentou bom desempenho em fluidos de perfuraccedilatildeo
Haacute uma tendecircncia favoraacutevel ao uso dos compostos de baacuterio devido ao baixo custo e ao uso crescente em aplicaccedilotildees que envolvem novas tecnologias avanccediladas (Brobst 1994)
AGRADECIMENTOS
Ao Dr Joatildeo Alves Sampaio pela preparaccedilatildeo de fluxograma de processo
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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(mais escuro) e a barita (mais clara) MEVBSD (Neumann et al 2002)
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A elevada densidade da barita determina o seu uso em fluidos de perfuraccedilatildeo de petroacuteleo e gaacutes e carga para diversos produtos A barita eacute relativamente inerte tem alvura elevada e apresenta baixa absorccedilatildeo de oacuteleo Essas propriedades ampliam bastante o seu uso como carga pigmento e extensor A consideraacutevel capacidade que possui em absorver Raios-X e Gama possibilita tambeacutem o seu uso na aacuterea meacutedica em exames de Raios-X do sistema digestivo na fabricaccedilatildeo de cimentos especiais usados em containers para armazenagem de material radioativo e na fabricaccedilatildeo de protetores contra radiaccedilotildees de monitores de computador e tubos de televisatildeo A relaccedilatildeo de usos da barita inclui ainda a induacutestria tecircxtil a fabricaccedilatildeo de papel plaacutesticos borracha tintas pigmentos brancos vidro ceracircmica asfalto e em sistemas de freio e embreagem de carros e caminhotildees (httpwwwmiiorg Mineralsphotobariumhtml) entre outros
Induacutestria Petroliacutefera - Um dos principais uso da barita eacute na induacutestria petroliacutefera Devido agraves propriedades caracteriacutesticas de densidade elevada pouca abrasividade ineacutercia quiacutemica e natildeo susceptibilidade magneacutetica a barita eacute amplamente utilizada como agente controlador da densidade das lamas de perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo e gaacutes A barita tem a funccedilatildeo de agente controlador de densidade a fim de conferir a pressatildeo hidrostaacutetica requerida para a coluna de lama O controle da densidade do fluido torna-se importante devido agrave pressatildeo hidrostaacutetica requerida na coluna para evitar os blowouts ou seja a
Barita 304
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Induacutestria Automobiliacutestica - A induacutestria automobiliacutestica constitui-se em um dos principais campos de aplicaccedilatildeo da barita como carga extensor e pigmentos onde eacute usada como tinta isolamento acuacutestico plaacutestico borracha e como revestimento de produtos de fricccedilatildeo Segundo estimativas cada carro carrega entre 50 e 80 kg de barita na forma verniz e produtos para amortecimento de vibraccedilatildeo e som
Tinta - A barita e o sulfato de baacuterio precipitado satildeo usados para melhorar as propriedades oacutepticas dos sistemas de tinta assegurando uma completa distribuiccedilatildeo das partiacuteculas de pigmento Neste caso a distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica das partiacuteculas eacute criacutetica e determina o tipo de carga selecionado Um balanccedilo entre o tamanho de gratildeo a forma e o iacutendice de refraccedilatildeo da carga e do pigmento influenciam a eficiecircncia oacuteptica do sistema Dessa forma a barita e o sulfato de baacuterio precipitado atuam como cargas de elevada brancura (whiteness) com funccedilatildeo primaacuteria de conferir uma cobertura opaca (Griffiths 1995) Segundo esse mesmo autor nos vernizes nas tintas agrave base de aacutegua e nos substratos (primers) antiferrugem a densidade de empacotamento da barita e do sulfato de baacuterio precipitado produz um alto grau de impermeabilidade e durabilidade Esses produtos satildeo uacuteteis em substratos evitando a absorccedilatildeo na superfiacutecie das coberturas resistindo a marcas de arranhotildees Como a barita deve apresentar baixo teor de sais soluacuteveis esses produtos (vernizes e tintas) natildeo satildeo propensos agrave formaccedilatildeo de bolhas na presenccedila de umidade A barita apresenta ainda uma alta capacidade de preenchimento de imperfeiccedilotildees resultando numa superfiacutecie lisa e natildeo porosa conferindo boas propriedades agrave pintura de cobertura (topcoat) principalmente brilho (Moore 2002)
A barita branqueada tem sido usada como extensor na induacutestria de tinta de chumbo branco (alvaiade de chumbo) devido o seu peso O baixo iacutendice de refraccedilatildeo da barita torna o seu poder de cobertura mais pobre quando comparado com outras substacircncias mas sua baixa capacidade de absorccedilatildeo de
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 305
oacuteleo lhe confere uma boa caracteriacutestica A barita natildeo branqueada pode ser usada para tintas coloridas (Brobst 1994)
Vidro - A barita quando usada na fabricaccedilatildeo de vidro promove a homogeneizaccedilatildeo do banho e confere maior brilho e claridade ao produto final
Concretos Especiais - Um dos usos especiais da barita baseia-se na sua alta densidade e na capacidade de absorver radiaccedilatildeo A barita eacute usada como agregado em concretos especiais usados para armazenagem de materiais radioativos (BGS 2003)
Ceracircmica - A barita eacute reduzida a sulfeto de baacuterio soluacutevel que posteriormente eacute transformado em carbonato de baacuterio por precipitaccedilatildeo com barrilha A induacutestria ceracircmica usa carbonato de baacuterio na produccedilatildeo de em vidrados O BaCO3 tem a funccedilatildeo de agente fundente podendo tambeacutem participar da formaccedilatildeo de uma estrutura mate
Induacutestria Quiacutemica - A barita eacute utilizada na induacutestria quiacutemica para produccedilatildeo de mais de dois mil compostos agrave base de baacuterio tais como carbonatos cloretos nitratos oacutexidos peroacutexidos hidroacutexidos etc (Velho et al 1998) que satildeo usados como reagentes e catalizadores em diversas aplicaccedilotildees industriais (refino de accediluacutecar tratamento de aacutegua pirotecnia inseticidas etc)
5 ESPECIFICACcedilOtildeES
As especificaccedilotildees requeridas pela induacutestria de petroacuteleo segundo normas API (American Petroleum Institute) Standard 13A satildeo densidade miacutenima de 42 gcm3 (o que equivale a um teor em torno de 92 BaSO4) metais alcalinos terrosos(Ca) soluacuteveis em aacutegua no maacuteximo 250 mgkg 3 no maacuteximo de resiacuteduos acima de 0075 mm e 30 no maacuteximo de partiacuteculas menores que 0006 mm Contaminantes como siderita pirrotita gipsita e anidrita que podem causar problemas em alguns sistemas de perfuraccedilatildeo devem ser evitados (httpwwwglossaryoilfieldslbcom Em perfuraccedilotildees na plataforma continental a agecircncia de meio ambiente dos Estados Unidos limita o conteuacutedo de mercuacuterio a 10 mgkg de barita e o caacutedmio a 30 mgkg de barita (Searls 2000)
Para uso como carga extensor e agente controlador de peso exige-se uma granulometria abaixo de 0044 mm Para certos usos a cor eacute importante
Barita 306
Para a induacutestria de vidro a barita deve apresentar as seguintes especificaccedilotildees 96 a 98 de BaSO4 Fe2O3 abaixo de 02 apenas traccedilos de TiO2 SiO2 abaixo de 15 Al2O3 abaixo de 015 Distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica abaixo de 119 mm e 5 a no maacuteximo 40 passante em 0149 mm (Brobst 1994)
A barita para ser utilizada na induacutestria quiacutemica deveraacute apresentar as seguintes especificaccedilotildees BaSO4 gt 94 FeO lt 005 sais soluacuteveis lt 02 umidade lt 05 e outros componentes lt 2
Nas Tabelas 2 e 3 encontram-se as especificaccedilotildees da barita para pigmentos e extensores e revestimento de freios(Griffiths 1995)
Tabela 2 ndash Especificaccedilotildees de barita para pigmento (ASTM standard D602 ndash 42)
Paracircmetro Especificaccedilatildeo
BaSO4 94 max
Fe2O3 005 max
Soluacuteveis em aacutegua 02 max
Umidade 05 max
Material estranho 2 max
Tabela 3 ndash Especificaccedilotildees de duas baritas para revestimento de freios
Densidade 434 434
Absorccedilatildeo oacuteleo g oacuteleo100g de barita 105 120
Tamanho (mmicro) Passante () Passante()
75 99 -
50 85 995
40 67 99
30 44 92
20 23 72
10 8 39
5 3 19
2 1 8
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 307
A induacutestria produtora de barita vem desenvolvendo um produto de barita natural para competir com o sulfato de baacuterio precipitado O desenvolvimento consiste em obter uma barita natural branca com elevada alvura (brightness) e micronizada A maioria dos produtos jaacute desenvolvidos ou em desenvolvimento tem como referecircncia agrave barita chinesa Na Tabela 4 encontram-se as especificaccedilotildees de um produto com a denominaccedilatildeo comercial de Viaton Airwhite Este segundo a literatura apresenta propriedades de melhor dispersatildeo e resistecircncia agrave corrosatildeo do que o sulfato de baacuterio precipitado
Tabela 4 ndash Anaacutelise tiacutepica de extensores de barita tipo Viaton Airwhite
Anaacutelise Airwhite AW 15 Airwhite AW 10 Airwhite AW 5
BaSO4 985
Fe2O3 lt 005
CaO 01
SiO2
Al2O3
03
03
BaSO4
Abs oacuteleo (g100 g) 14 15 15
Nuacutemero Hegman 65 7 75
Tamanho em microm peso passante peso passante peso passante
30 100 100 100
20 99 100 100
15 97 100 100
10 91 99 100
5 654 88 95
3 45 64 76
6 MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOS
Entre os possiacuteveis substitutos como modificadores de densidade de fluidos na perfuraccedilatildeo de poccedilos estatildeo hematita (Fe2O3) celestita (SrSO4) ilmenita e galena (PbS) No entanto essas espeacutecies minerais apresentam maior abrasividade A celestita tem menor densidade e a galena tem preccedilo elevado A preferecircncia tem sido pelo uso de barita Uma induacutestria na Alemanha
Barita 308
desenvolveu uma hematita sinteacutetica que apresentou bom desempenho em fluidos de perfuraccedilatildeo
Haacute uma tendecircncia favoraacutevel ao uso dos compostos de baacuterio devido ao baixo custo e ao uso crescente em aplicaccedilotildees que envolvem novas tecnologias avanccediladas (Brobst 1994)
AGRADECIMENTOS
Ao Dr Joatildeo Alves Sampaio pela preparaccedilatildeo de fluxograma de processo
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
BALTAR C A M e ALMEIDA A B L de (1992) Influecircncia de uma agregaccedilatildeo hidrofoacutebica preacutevia na flotaccedilatildeo de finos de barita In XIX Encontro Nacional de Tratamento de Mineacuterios e Metalurgia Extrativa Anais Recife-PE p 595-602
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Barita 310
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SEARLS J P(2000) Barite Mineral Industry Surveys USGS p 91-98
SEARLS J P (2004) Barite Mineral Industry Surveys USGS p 28-29
VELHO J GOMES C ROMARIZ C (1998) Minerais Industriais Universidade de Aveiros p 101-110
VEacuteRAS A M (2006) Barita Sumaacuterio Mineral Brasileiro p 53-57 DNPM
VIDAL F W H(1980) Projeto Usinas de Beneficiamento - diagnoacutestico das Mineraccedilotildees de Barita-Ba e Amianto-AL Relatoacuterio Interno agrave DITRAM RI ndash 42 CETEM
Barita 304
penetraccedilatildeo no poccedilo de fluiacutedos (gaacutes oacuteleo ou aacutegua) pressurizados durante a passagem por rochas permeaacuteveis que poderatildeo ser encontradas durante a perfuraccedilatildeo bem como evitar o desmoronamento do poccedilo (Castelli 1994)
Materiais Esportivos Borracha Carpete Papel - Devido agrave sua elevada densidade a barita eacute usada como carga na fabricaccedilatildeo de materiais esportivos (bolas de golfe bolas de tecircnis bolas de boliche) borracha carpete papel (cartas de baralho) papel pesado para impressatildeo etc (Griffiths 1995)
Induacutestria Automobiliacutestica - A induacutestria automobiliacutestica constitui-se em um dos principais campos de aplicaccedilatildeo da barita como carga extensor e pigmentos onde eacute usada como tinta isolamento acuacutestico plaacutestico borracha e como revestimento de produtos de fricccedilatildeo Segundo estimativas cada carro carrega entre 50 e 80 kg de barita na forma verniz e produtos para amortecimento de vibraccedilatildeo e som
Tinta - A barita e o sulfato de baacuterio precipitado satildeo usados para melhorar as propriedades oacutepticas dos sistemas de tinta assegurando uma completa distribuiccedilatildeo das partiacuteculas de pigmento Neste caso a distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica das partiacuteculas eacute criacutetica e determina o tipo de carga selecionado Um balanccedilo entre o tamanho de gratildeo a forma e o iacutendice de refraccedilatildeo da carga e do pigmento influenciam a eficiecircncia oacuteptica do sistema Dessa forma a barita e o sulfato de baacuterio precipitado atuam como cargas de elevada brancura (whiteness) com funccedilatildeo primaacuteria de conferir uma cobertura opaca (Griffiths 1995) Segundo esse mesmo autor nos vernizes nas tintas agrave base de aacutegua e nos substratos (primers) antiferrugem a densidade de empacotamento da barita e do sulfato de baacuterio precipitado produz um alto grau de impermeabilidade e durabilidade Esses produtos satildeo uacuteteis em substratos evitando a absorccedilatildeo na superfiacutecie das coberturas resistindo a marcas de arranhotildees Como a barita deve apresentar baixo teor de sais soluacuteveis esses produtos (vernizes e tintas) natildeo satildeo propensos agrave formaccedilatildeo de bolhas na presenccedila de umidade A barita apresenta ainda uma alta capacidade de preenchimento de imperfeiccedilotildees resultando numa superfiacutecie lisa e natildeo porosa conferindo boas propriedades agrave pintura de cobertura (topcoat) principalmente brilho (Moore 2002)
A barita branqueada tem sido usada como extensor na induacutestria de tinta de chumbo branco (alvaiade de chumbo) devido o seu peso O baixo iacutendice de refraccedilatildeo da barita torna o seu poder de cobertura mais pobre quando comparado com outras substacircncias mas sua baixa capacidade de absorccedilatildeo de
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 305
oacuteleo lhe confere uma boa caracteriacutestica A barita natildeo branqueada pode ser usada para tintas coloridas (Brobst 1994)
Vidro - A barita quando usada na fabricaccedilatildeo de vidro promove a homogeneizaccedilatildeo do banho e confere maior brilho e claridade ao produto final
Concretos Especiais - Um dos usos especiais da barita baseia-se na sua alta densidade e na capacidade de absorver radiaccedilatildeo A barita eacute usada como agregado em concretos especiais usados para armazenagem de materiais radioativos (BGS 2003)
Ceracircmica - A barita eacute reduzida a sulfeto de baacuterio soluacutevel que posteriormente eacute transformado em carbonato de baacuterio por precipitaccedilatildeo com barrilha A induacutestria ceracircmica usa carbonato de baacuterio na produccedilatildeo de em vidrados O BaCO3 tem a funccedilatildeo de agente fundente podendo tambeacutem participar da formaccedilatildeo de uma estrutura mate
Induacutestria Quiacutemica - A barita eacute utilizada na induacutestria quiacutemica para produccedilatildeo de mais de dois mil compostos agrave base de baacuterio tais como carbonatos cloretos nitratos oacutexidos peroacutexidos hidroacutexidos etc (Velho et al 1998) que satildeo usados como reagentes e catalizadores em diversas aplicaccedilotildees industriais (refino de accediluacutecar tratamento de aacutegua pirotecnia inseticidas etc)
5 ESPECIFICACcedilOtildeES
As especificaccedilotildees requeridas pela induacutestria de petroacuteleo segundo normas API (American Petroleum Institute) Standard 13A satildeo densidade miacutenima de 42 gcm3 (o que equivale a um teor em torno de 92 BaSO4) metais alcalinos terrosos(Ca) soluacuteveis em aacutegua no maacuteximo 250 mgkg 3 no maacuteximo de resiacuteduos acima de 0075 mm e 30 no maacuteximo de partiacuteculas menores que 0006 mm Contaminantes como siderita pirrotita gipsita e anidrita que podem causar problemas em alguns sistemas de perfuraccedilatildeo devem ser evitados (httpwwwglossaryoilfieldslbcom Em perfuraccedilotildees na plataforma continental a agecircncia de meio ambiente dos Estados Unidos limita o conteuacutedo de mercuacuterio a 10 mgkg de barita e o caacutedmio a 30 mgkg de barita (Searls 2000)
Para uso como carga extensor e agente controlador de peso exige-se uma granulometria abaixo de 0044 mm Para certos usos a cor eacute importante
Barita 306
Para a induacutestria de vidro a barita deve apresentar as seguintes especificaccedilotildees 96 a 98 de BaSO4 Fe2O3 abaixo de 02 apenas traccedilos de TiO2 SiO2 abaixo de 15 Al2O3 abaixo de 015 Distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica abaixo de 119 mm e 5 a no maacuteximo 40 passante em 0149 mm (Brobst 1994)
A barita para ser utilizada na induacutestria quiacutemica deveraacute apresentar as seguintes especificaccedilotildees BaSO4 gt 94 FeO lt 005 sais soluacuteveis lt 02 umidade lt 05 e outros componentes lt 2
Nas Tabelas 2 e 3 encontram-se as especificaccedilotildees da barita para pigmentos e extensores e revestimento de freios(Griffiths 1995)
Tabela 2 ndash Especificaccedilotildees de barita para pigmento (ASTM standard D602 ndash 42)
Paracircmetro Especificaccedilatildeo
BaSO4 94 max
Fe2O3 005 max
Soluacuteveis em aacutegua 02 max
Umidade 05 max
Material estranho 2 max
Tabela 3 ndash Especificaccedilotildees de duas baritas para revestimento de freios
Densidade 434 434
Absorccedilatildeo oacuteleo g oacuteleo100g de barita 105 120
Tamanho (mmicro) Passante () Passante()
75 99 -
50 85 995
40 67 99
30 44 92
20 23 72
10 8 39
5 3 19
2 1 8
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 307
A induacutestria produtora de barita vem desenvolvendo um produto de barita natural para competir com o sulfato de baacuterio precipitado O desenvolvimento consiste em obter uma barita natural branca com elevada alvura (brightness) e micronizada A maioria dos produtos jaacute desenvolvidos ou em desenvolvimento tem como referecircncia agrave barita chinesa Na Tabela 4 encontram-se as especificaccedilotildees de um produto com a denominaccedilatildeo comercial de Viaton Airwhite Este segundo a literatura apresenta propriedades de melhor dispersatildeo e resistecircncia agrave corrosatildeo do que o sulfato de baacuterio precipitado
Tabela 4 ndash Anaacutelise tiacutepica de extensores de barita tipo Viaton Airwhite
Anaacutelise Airwhite AW 15 Airwhite AW 10 Airwhite AW 5
BaSO4 985
Fe2O3 lt 005
CaO 01
SiO2
Al2O3
03
03
BaSO4
Abs oacuteleo (g100 g) 14 15 15
Nuacutemero Hegman 65 7 75
Tamanho em microm peso passante peso passante peso passante
30 100 100 100
20 99 100 100
15 97 100 100
10 91 99 100
5 654 88 95
3 45 64 76
6 MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOS
Entre os possiacuteveis substitutos como modificadores de densidade de fluidos na perfuraccedilatildeo de poccedilos estatildeo hematita (Fe2O3) celestita (SrSO4) ilmenita e galena (PbS) No entanto essas espeacutecies minerais apresentam maior abrasividade A celestita tem menor densidade e a galena tem preccedilo elevado A preferecircncia tem sido pelo uso de barita Uma induacutestria na Alemanha
Barita 308
desenvolveu uma hematita sinteacutetica que apresentou bom desempenho em fluidos de perfuraccedilatildeo
Haacute uma tendecircncia favoraacutevel ao uso dos compostos de baacuterio devido ao baixo custo e ao uso crescente em aplicaccedilotildees que envolvem novas tecnologias avanccediladas (Brobst 1994)
AGRADECIMENTOS
Ao Dr Joatildeo Alves Sampaio pela preparaccedilatildeo de fluxograma de processo
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oacuteleo lhe confere uma boa caracteriacutestica A barita natildeo branqueada pode ser usada para tintas coloridas (Brobst 1994)
Vidro - A barita quando usada na fabricaccedilatildeo de vidro promove a homogeneizaccedilatildeo do banho e confere maior brilho e claridade ao produto final
Concretos Especiais - Um dos usos especiais da barita baseia-se na sua alta densidade e na capacidade de absorver radiaccedilatildeo A barita eacute usada como agregado em concretos especiais usados para armazenagem de materiais radioativos (BGS 2003)
Ceracircmica - A barita eacute reduzida a sulfeto de baacuterio soluacutevel que posteriormente eacute transformado em carbonato de baacuterio por precipitaccedilatildeo com barrilha A induacutestria ceracircmica usa carbonato de baacuterio na produccedilatildeo de em vidrados O BaCO3 tem a funccedilatildeo de agente fundente podendo tambeacutem participar da formaccedilatildeo de uma estrutura mate
Induacutestria Quiacutemica - A barita eacute utilizada na induacutestria quiacutemica para produccedilatildeo de mais de dois mil compostos agrave base de baacuterio tais como carbonatos cloretos nitratos oacutexidos peroacutexidos hidroacutexidos etc (Velho et al 1998) que satildeo usados como reagentes e catalizadores em diversas aplicaccedilotildees industriais (refino de accediluacutecar tratamento de aacutegua pirotecnia inseticidas etc)
5 ESPECIFICACcedilOtildeES
As especificaccedilotildees requeridas pela induacutestria de petroacuteleo segundo normas API (American Petroleum Institute) Standard 13A satildeo densidade miacutenima de 42 gcm3 (o que equivale a um teor em torno de 92 BaSO4) metais alcalinos terrosos(Ca) soluacuteveis em aacutegua no maacuteximo 250 mgkg 3 no maacuteximo de resiacuteduos acima de 0075 mm e 30 no maacuteximo de partiacuteculas menores que 0006 mm Contaminantes como siderita pirrotita gipsita e anidrita que podem causar problemas em alguns sistemas de perfuraccedilatildeo devem ser evitados (httpwwwglossaryoilfieldslbcom Em perfuraccedilotildees na plataforma continental a agecircncia de meio ambiente dos Estados Unidos limita o conteuacutedo de mercuacuterio a 10 mgkg de barita e o caacutedmio a 30 mgkg de barita (Searls 2000)
Para uso como carga extensor e agente controlador de peso exige-se uma granulometria abaixo de 0044 mm Para certos usos a cor eacute importante
Barita 306
Para a induacutestria de vidro a barita deve apresentar as seguintes especificaccedilotildees 96 a 98 de BaSO4 Fe2O3 abaixo de 02 apenas traccedilos de TiO2 SiO2 abaixo de 15 Al2O3 abaixo de 015 Distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica abaixo de 119 mm e 5 a no maacuteximo 40 passante em 0149 mm (Brobst 1994)
A barita para ser utilizada na induacutestria quiacutemica deveraacute apresentar as seguintes especificaccedilotildees BaSO4 gt 94 FeO lt 005 sais soluacuteveis lt 02 umidade lt 05 e outros componentes lt 2
Nas Tabelas 2 e 3 encontram-se as especificaccedilotildees da barita para pigmentos e extensores e revestimento de freios(Griffiths 1995)
Tabela 2 ndash Especificaccedilotildees de barita para pigmento (ASTM standard D602 ndash 42)
Paracircmetro Especificaccedilatildeo
BaSO4 94 max
Fe2O3 005 max
Soluacuteveis em aacutegua 02 max
Umidade 05 max
Material estranho 2 max
Tabela 3 ndash Especificaccedilotildees de duas baritas para revestimento de freios
Densidade 434 434
Absorccedilatildeo oacuteleo g oacuteleo100g de barita 105 120
Tamanho (mmicro) Passante () Passante()
75 99 -
50 85 995
40 67 99
30 44 92
20 23 72
10 8 39
5 3 19
2 1 8
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 307
A induacutestria produtora de barita vem desenvolvendo um produto de barita natural para competir com o sulfato de baacuterio precipitado O desenvolvimento consiste em obter uma barita natural branca com elevada alvura (brightness) e micronizada A maioria dos produtos jaacute desenvolvidos ou em desenvolvimento tem como referecircncia agrave barita chinesa Na Tabela 4 encontram-se as especificaccedilotildees de um produto com a denominaccedilatildeo comercial de Viaton Airwhite Este segundo a literatura apresenta propriedades de melhor dispersatildeo e resistecircncia agrave corrosatildeo do que o sulfato de baacuterio precipitado
Tabela 4 ndash Anaacutelise tiacutepica de extensores de barita tipo Viaton Airwhite
Anaacutelise Airwhite AW 15 Airwhite AW 10 Airwhite AW 5
BaSO4 985
Fe2O3 lt 005
CaO 01
SiO2
Al2O3
03
03
BaSO4
Abs oacuteleo (g100 g) 14 15 15
Nuacutemero Hegman 65 7 75
Tamanho em microm peso passante peso passante peso passante
30 100 100 100
20 99 100 100
15 97 100 100
10 91 99 100
5 654 88 95
3 45 64 76
6 MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOS
Entre os possiacuteveis substitutos como modificadores de densidade de fluidos na perfuraccedilatildeo de poccedilos estatildeo hematita (Fe2O3) celestita (SrSO4) ilmenita e galena (PbS) No entanto essas espeacutecies minerais apresentam maior abrasividade A celestita tem menor densidade e a galena tem preccedilo elevado A preferecircncia tem sido pelo uso de barita Uma induacutestria na Alemanha
Barita 308
desenvolveu uma hematita sinteacutetica que apresentou bom desempenho em fluidos de perfuraccedilatildeo
Haacute uma tendecircncia favoraacutevel ao uso dos compostos de baacuterio devido ao baixo custo e ao uso crescente em aplicaccedilotildees que envolvem novas tecnologias avanccediladas (Brobst 1994)
AGRADECIMENTOS
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NEUMANN R e MENEZES R O G de (2001) Relatoacuterio Final do Projeto ldquoCaracterizaccedilatildeo Tecnoloacutegica de Insumos Minerais para a Perfuraccedilatildeo de Poccedilos de Petroacuteleordquo CETEMMCT 14p
Barita 310
NEUMANN R MENEZES R O G de e ALCOVER NETO A (2001) Caracterizaccedilatildeo Tecnoloacutegica da Barita de Miguel Calmon BA In XIX Encontro Nacional de Tratamento de Mineacuterios e Metalurgia Extrativa Anais Recife-PE p 686-693
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SADOWSKI Z (1993) The spherical oil agglomeration of barite suspensions in the presence of surfactant and cosurfactant Colloids and Surfaces A 80 p 147-152
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VEacuteRAS A M (2006) Barita Sumaacuterio Mineral Brasileiro p 53-57 DNPM
VIDAL F W H(1980) Projeto Usinas de Beneficiamento - diagnoacutestico das Mineraccedilotildees de Barita-Ba e Amianto-AL Relatoacuterio Interno agrave DITRAM RI ndash 42 CETEM
Barita 306
Para a induacutestria de vidro a barita deve apresentar as seguintes especificaccedilotildees 96 a 98 de BaSO4 Fe2O3 abaixo de 02 apenas traccedilos de TiO2 SiO2 abaixo de 15 Al2O3 abaixo de 015 Distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica abaixo de 119 mm e 5 a no maacuteximo 40 passante em 0149 mm (Brobst 1994)
A barita para ser utilizada na induacutestria quiacutemica deveraacute apresentar as seguintes especificaccedilotildees BaSO4 gt 94 FeO lt 005 sais soluacuteveis lt 02 umidade lt 05 e outros componentes lt 2
Nas Tabelas 2 e 3 encontram-se as especificaccedilotildees da barita para pigmentos e extensores e revestimento de freios(Griffiths 1995)
Tabela 2 ndash Especificaccedilotildees de barita para pigmento (ASTM standard D602 ndash 42)
Paracircmetro Especificaccedilatildeo
BaSO4 94 max
Fe2O3 005 max
Soluacuteveis em aacutegua 02 max
Umidade 05 max
Material estranho 2 max
Tabela 3 ndash Especificaccedilotildees de duas baritas para revestimento de freios
Densidade 434 434
Absorccedilatildeo oacuteleo g oacuteleo100g de barita 105 120
Tamanho (mmicro) Passante () Passante()
75 99 -
50 85 995
40 67 99
30 44 92
20 23 72
10 8 39
5 3 19
2 1 8
Rochas e Minerais Industriais ndash CETEM2008 2a Ediccedilatildeo 307
A induacutestria produtora de barita vem desenvolvendo um produto de barita natural para competir com o sulfato de baacuterio precipitado O desenvolvimento consiste em obter uma barita natural branca com elevada alvura (brightness) e micronizada A maioria dos produtos jaacute desenvolvidos ou em desenvolvimento tem como referecircncia agrave barita chinesa Na Tabela 4 encontram-se as especificaccedilotildees de um produto com a denominaccedilatildeo comercial de Viaton Airwhite Este segundo a literatura apresenta propriedades de melhor dispersatildeo e resistecircncia agrave corrosatildeo do que o sulfato de baacuterio precipitado
Tabela 4 ndash Anaacutelise tiacutepica de extensores de barita tipo Viaton Airwhite
Anaacutelise Airwhite AW 15 Airwhite AW 10 Airwhite AW 5
BaSO4 985
Fe2O3 lt 005
CaO 01
SiO2
Al2O3
03
03
BaSO4
Abs oacuteleo (g100 g) 14 15 15
Nuacutemero Hegman 65 7 75
Tamanho em microm peso passante peso passante peso passante
30 100 100 100
20 99 100 100
15 97 100 100
10 91 99 100
5 654 88 95
3 45 64 76
6 MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOS
Entre os possiacuteveis substitutos como modificadores de densidade de fluidos na perfuraccedilatildeo de poccedilos estatildeo hematita (Fe2O3) celestita (SrSO4) ilmenita e galena (PbS) No entanto essas espeacutecies minerais apresentam maior abrasividade A celestita tem menor densidade e a galena tem preccedilo elevado A preferecircncia tem sido pelo uso de barita Uma induacutestria na Alemanha
Barita 308
desenvolveu uma hematita sinteacutetica que apresentou bom desempenho em fluidos de perfuraccedilatildeo
Haacute uma tendecircncia favoraacutevel ao uso dos compostos de baacuterio devido ao baixo custo e ao uso crescente em aplicaccedilotildees que envolvem novas tecnologias avanccediladas (Brobst 1994)
AGRADECIMENTOS
Ao Dr Joatildeo Alves Sampaio pela preparaccedilatildeo de fluxograma de processo
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
BALTAR C A M e ALMEIDA A B L de (1992) Influecircncia de uma agregaccedilatildeo hidrofoacutebica preacutevia na flotaccedilatildeo de finos de barita In XIX Encontro Nacional de Tratamento de Mineacuterios e Metalurgia Extrativa Anais Recife-PE p 595-602
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A induacutestria produtora de barita vem desenvolvendo um produto de barita natural para competir com o sulfato de baacuterio precipitado O desenvolvimento consiste em obter uma barita natural branca com elevada alvura (brightness) e micronizada A maioria dos produtos jaacute desenvolvidos ou em desenvolvimento tem como referecircncia agrave barita chinesa Na Tabela 4 encontram-se as especificaccedilotildees de um produto com a denominaccedilatildeo comercial de Viaton Airwhite Este segundo a literatura apresenta propriedades de melhor dispersatildeo e resistecircncia agrave corrosatildeo do que o sulfato de baacuterio precipitado
Tabela 4 ndash Anaacutelise tiacutepica de extensores de barita tipo Viaton Airwhite
Anaacutelise Airwhite AW 15 Airwhite AW 10 Airwhite AW 5
BaSO4 985
Fe2O3 lt 005
CaO 01
SiO2
Al2O3
03
03
BaSO4
Abs oacuteleo (g100 g) 14 15 15
Nuacutemero Hegman 65 7 75
Tamanho em microm peso passante peso passante peso passante
30 100 100 100
20 99 100 100
15 97 100 100
10 91 99 100
5 654 88 95
3 45 64 76
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Entre os possiacuteveis substitutos como modificadores de densidade de fluidos na perfuraccedilatildeo de poccedilos estatildeo hematita (Fe2O3) celestita (SrSO4) ilmenita e galena (PbS) No entanto essas espeacutecies minerais apresentam maior abrasividade A celestita tem menor densidade e a galena tem preccedilo elevado A preferecircncia tem sido pelo uso de barita Uma induacutestria na Alemanha
Barita 308
desenvolveu uma hematita sinteacutetica que apresentou bom desempenho em fluidos de perfuraccedilatildeo
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