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硫酸バリウムは化学式Ba SO 4で表される無機化合物です。無臭で水に不溶性の白色結晶性固体です。天然では鉱物である重晶石として存在し、重晶石はバリウムおよびそこから作られる材料の主要な商業的供給源です。その不透明な白色の外観と高い密度は、主な用途で利用されています。[ 4 ]
世界の硫酸バリウム生産量の約80％（主に精製された鉱物）は、油井掘削液の成分として消費されています。硫酸バリウムは流体の密度を高め、[ 5 ]井戸内の静水圧を高め、噴出の可能性を低減します。
硫酸バリウム懸濁液は、 X線画像診断やその他の診断手順における造影剤として医療でよく使用されます。最もよく使用されるのは、俗に「バリウム食」と呼ばれる消化管の画像診断です。これは、濃い乳白色の溶液（甘味料や香料が添加されていることが多い）に微粒子が懸濁した状態で、経口または浣腸によって投与されます。バリウムは重金属であり、その水溶性化合物はしばしば非常に毒性が高いですが、硫酸バリウムの溶解度が低いため、患者は有害な量の金属を吸収するのを防ぐことができます。また、硫酸バリウムは、置き換えられたトロトラストとは異なり、体から容易に排出されます。バリウムは原子番号が比較的高い（Z = 56）ため、その化合物はより軽い原子核から誘導される化合物よりもX線を強く吸収します。
合成硫酸バリウムの大部分は、絵具の白色顔料の成分として使用されます。油絵具では、硫酸バリウムはほぼ透明で、充填剤または粘度調整剤として使用されます。ある大手油絵具メーカーは、チタン白色顔料（TiO 2 ）と硫酸バリウムの混合物を含む「パーマネントホワイト」を販売しています。硫酸バリウムと硫化亜鉛（ZnS）の組み合わせは、リトポンと呼ばれる無機顔料です。写真では、特定の印画紙のコーティングとして使用されます。[ 5 ] また、光を均一に拡散するためのコーティングとしても使用されます。
硫酸バリウムは可視光線と紫外線の両方を強く反射します。[ 6 ]研究者たちはこれを、太陽放射の98.1%を反射する塗料の成分として使用し、塗布された表面が日光の下でより涼しく保たれるようにしました。市販の白色塗料は太陽放射の80～90%しか反射しません。[ 7 ]六角形ナノプレートレット窒化ホウ素を使用することで、この種の塗料の塗膜の厚さを0.15 mmに減らすことができました。[ 6 ]
ほとんどの写真用紙の基材表面には、画像の反射率を高めるために、まずバライタと呼ばれる硫酸バリウムの薄い層が塗布されます。このような用紙は、1884年にドイツで初めて導入されました。[ 8 ]次に、バライタ層の上に感光性のハロゲン化銀乳剤が塗布されます。バライタコーティングは、乳剤が用紙の繊維に浸透するのを制限し、乳剤をより均一にするため、より均一な黒が得られます。[ 9 ]さらに、画像の定着と保護のためにコーティングが施される場合もあります。バライタは、インクジェット印刷用の用紙を明るくするためにも使用されています。[ 10 ]
硫酸バリウムは、振動質量減衰用途においてポリマーの密度を高めるために、プラスチックの充填剤として一般的に使用されています。ポリプロピレンおよびポリスチレンプラスチックでは、最大70%の割合で充填剤として使用されています。硫酸バリウムは、耐酸性および耐アルカリ性、不透明度を高める効果があります。このような複合材料は、放射線不透明度が強化されているため、X線遮蔽材としても使用されています。[ 11 ]加工性や重量が懸念される場合、より一般的に使用されている鋼製遮蔽材よりも、高質量分率（70～80%）の硫酸バリウムを含む複合材料が好ましい場合があります。[ 12 ]
硫酸バリウムは、 HDPEの材料特性を向上させるためにも使用できますが、[ 13 ]通常は比較的低濃度で、炭酸カルシウムや酸化チタンなどの他の充填剤と組み合わせて使用されることがよくあります。
硫酸バリウムは土壌検査に用いられます。土壌のpH値やその他の特性を調べる検査では、着色指示薬が使用されますが、土壌中の微粒子（通常は粘土）が検査液を濁らせ、指示薬の色が見えにくくなることがあります。硫酸バリウムを検査液に加えると、これらの微粒子と結合して重くなり、沈殿するため、より透明な溶液が得られます。
比色分析において、硫酸バリウムは光源を測定する際にほぼ完璧な拡散材として用いられる。
金属鋳造においては、溶融金属が鋳型に付着するのを防ぐため、鋳型に硫酸バリウムを塗布することが多い。
また、ブレーキライニング、吸音フォーム、粉体塗料、根管充填材などにも使用されます。
硫酸バリウムは、チリ警察が使用する「ゴム」ペレットの成分です。[ 14 ]これはシリカとともに、ペレットがショアA硬度96.5を達成するのに役立っています。[ 14 ]
硫酸バリウムは、過還元に敏感な官能基を選択的に水素化する際の触媒担体として用いられる。表面積が小さいため、基質と触媒の接触時間が短くなり、選択性が向上する。硫酸バリウム担持パラジウムは、ローゼンムント還元における触媒としても用いられる。
バリウム化合物は高温で加熱すると特徴的な緑色の光を発するため、バリウム塩は緑色の花火の調合によく用いられるが、硝酸塩や塩素酸塩の方がより一般的である。硫酸バリウムは、ストロボ花火の成分としてよく使用される。
硫酸バリウムは融点が高く水に溶けないため、銅陽極板の鋳造における離型剤として使用されます。陽極板は銅製の鋳型で鋳造されるため、溶融銅が固化した銅鋳型に直接接触するのを避けるため、微細な硫酸バリウム粉末を水に懸濁させたものを鋳型表面に塗布します。こうすることで、溶融銅が陽極板状に固まった際に、鋳型から容易に取り出すことができます。
硫酸バリウムは、その高い反射率とランバート特性に近い特性のため、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）の他に、積分球の内部をコーティングするために使用されることがある。
硫酸バリウムは、米国連邦法で定められた、プラスチック製の銃器や部品の形状をX線装置で正確に描写できる必要があるという要件を満たすために、アルコール・タバコ・火器・爆発物取締局（BATFE）が認めるプラスチック製銃器や部品の製造に使用できる材料の一つとして挙げられている。[ 15 ]
硫酸バリウムは、第二次世界大戦中にドイツの装甲戦闘車両を磁気式対戦車地雷から保護するために使用されたツィメリットコーティングの主成分であった。
硫酸バリウムは、重力感知に関与するミュラー小胞と呼ばれる細胞小器官で、ロクソデス属の繊毛虫にも使用されている。 [ 16 ]
商業的に消費されるバリウムのほぼすべては重晶石から得られますが、重晶石はしばしば非常に不純物を含んでいます。重晶石は、熱化学的硫酸還元（TSR）、別名炭素熱還元（コークスによる加熱）によって処理され、硫化バリウムが得られます。
硫酸バリウムとは対照的に、硫化バリウムは水に溶けやすく、酸化物、炭酸塩、ハロゲン化物に容易に変換される。高純度の硫酸バリウムを製造するには、硫化物または塩化物を硫酸または硫酸塩で処理する。
このようにして製造された硫酸バリウムは、しばしば「永久白色」を意味するフランス語のブランフィックスと呼ばれます。ブランフィックスは、塗料などの消費者製品に見られるバリウムの形態です。[ 5 ]
実験室では、硫酸バリウムはバリウムイオン溶液と硫酸塩溶液を混合することによって生成されます。硫酸バリウムは溶解度が低いため、バリウム塩の中で最も毒性が低い塩であり、バリウム塩を含む廃棄物は、バリウムを固定化（無毒化）するために硫酸ナトリウムで処理されることがあります。硫酸バリウムは、硫酸塩の中でも最も溶解度の低い塩の一つです。その低い溶解度は、定性無機分析において、 Ba²⁺イオンや硫酸塩の検出試験として利用されています。
水熱条件下で形成された天然重晶石などの未処理の原料には、多くの不純物、石英、あるいは非晶質シリカが含まれている可能性がある。[ 17 ]
硫酸バリウムは炭素によって硫化バリウムに還元される。何世紀も前に偶然発見されたこの変換が、最初の合成蛍光体の発見につながった。[ 4 ]硫化物は硫酸バリウムとは異なり、水溶性である。
20世紀初頭、日本の植民地時代に、台湾の台北市近郊の北投温泉地帯で北斗石が天然に存在することが発見された。北斗石は主にPbSO4とBaSO4からなる放射性鉱物で、ウラン、トリウム、ラジウムの微量成分も含まれている。日本人はこれらの元素を工業用途に採取し、またこの地域に数十もの「治療用温泉」を開発した。 [ 18 ]
可溶性バリウム塩は人体に中程度の毒性があるが、硫酸バリウムは不溶性のため無毒である。偶発的なバリウム中毒の最も一般的な原因は、BaSO 4と誤ってラベル付けされた可溶性バリウム塩の摂取である。セロバール事件（ブラジル、2003年）では、不適切に調製された造影剤により9人の患者が死亡した。職業曝露に関しては、労働安全衛生局は許容曝露限界を15 mg/m 3に設定しているが、国立労働安全衛生研究所は推奨曝露限界を10 mg/m 3としている。呼吸器曝露に関しては、両機関とも職業曝露限界を5 mg/m 3に設定している。[ 19 ]