5.2 Типи обважнювачів і їх характеристика

5. 2.1 Баритові обважнювачі

Барит (BaSO₄) – сульфат барію, мінерал, який містить 65,7 BaO та 30,3 SO₃ і домішки кальцію, свинцю, заліза тощо. Густина 4300-4700 кг/м³, твердість за шкалою Маоса 2,53,5. У природі може бути білого, сірого, червоного та світло коричневого кольору. В природі чистий барит зустрічається надзвичайно рідко, у більшості випадків він є складовою частиною поліметалевих руд, які є сировиною для хімічної промисловості. Основним методом виробництва баритових обважнювачів є збагачення руд. Для отримання баритових обважнювачів застосовують флотаційний і гравітаційний спосіб.

Флотація – процес збагачення поліметалевих руд, який базується на відмінностях фізико-хімічних властивостей поверхонь різних мінералів. Ефект флотації полягає в тому, що тонко подрібнена руда перемішується із водою в присутності повітря і флотаційних реагентів. Частинки мінералів після інтенсивного перемішування збираються на бульбашках повітря, збільшуючи поверхню пульпи та формуючи при цьому мінералізовану піну. Звичайна порода (без металів) добре змочується у воді та вилучається. Мінералізована пульпа, яка складається з бульбашок повітря та адсорбованих на ньому частинок металу також вилучається. Таким чином вилучається прошарок пульпи з баритом. Змочуваність мінералів, які містять метали регулюється флотаційними реагентами.

Флотаційні реагенти залежно від свого призначення поділяються на: колектори, вспінювачі, декомпресори та активатори. Барит легко флотується з різних поліметалевих руд ( свинцево-цинково-баритових, свинцево-баритових).

Гравітаційний спосіб збагачення металевих руд застосовується до руд із дуже великими включеннями корисних копалин, стосовно барію 60-65%. Основним способом гравітаційного збагачення є процес розділення суміші мінеральних зерен за густиною внаслідок різних швидкостей їх осідання в потоці води. Під час цього процесу руйнується руда та розділяється на шари різної густини з наступним вилученням отриманих концентратів. Розшаровування відбувається в результаті багатократного повторювання циклів при яких частинки вільно перемішуються у суміші аж поки суміш не ущільниться. Для бариту також застосовуються гвинтові сепаратори, в яких розділення реалізується за густиною під дією центробіжних сил. Також застосовують комбінований спосіб отримання бариту, спочатку гравітаційним способом, а потім флотаційним.

За застосуванням флотаційні барити мають ряд недоліків:

– підвищена вспінююча здатність бурових розчинів при обважненні в результаті гідрофобізуючої дії на поверхні баритових частинок залишків флотореагентів;

– наявність вмісту водорозчинних солей (ВРС), особливо із вмістом іонів кальцію, які коагулюють розчин;

– збільшення структуроутворюючої здатності за рахунок наявності частинок  2 мкм.

Флотаційні барити схильні до флокуляції, у розчинах на нафтовій основі, при їх обробці аніоноактивними ПАР, барит стає гідрофобним і випадає в осад. Для зменшення цього негативного аспекту необхідно застосовувати легкі низьков’язкі нафти і в розчин вводити сульфонал, окислений петролатум, дисолван, превоцел, омилені жирні кислоти, демульгатор 4000.

Гравітаційні барити мають оптимальніший гранулометричний склад у порівнянні із флотаційними, (не має частинок  2 мкм). Гравітаційні барити не мають (ВРС).

Слід зазначити, що у нас, на жаль, застосовується флотаційний барит, тоді, як у країнах заходу та США гравітаційний.

В табл.4.2 наведені показники якості основних баритових обважнювачів.

Модифікація баритів досягається шляхом їх обробки водними розчинами кислого пірофосфату та триполіфосфату натрію. Це дає змогу гідрофілізувати барит і нейтралізувати дію тонко дисперсних фракцій обважнювача.