硫酸鋇原礦重晶石加工技術與應用領域概述-河南鋇豐化工有限公司

一、重晶石（硫酸鋇原礦）

　　硫酸鹽類礦物；

　　化學(xué)式：BaSO4；

　　組(zǔ)成：65.7%的BaO和34.3%的SO3；

　　屬斜方晶系；

　　硬度3～3.5；

　　密度4.5g/cm3；

　　儲(chǔ)量：我國(guó)居世界第一；

　　産(chǎn)量：我國(guó)居世界第一。

重晶石

　　二、重晶石的選礦(kuàng)提純(chún)

　　1、物理提純

　　重晶石物理提純(chún)的主要方法有：手選(xuǎn)、重選(xuǎn)和磁選(xuǎn)。

　　手選主要是根據重晶石與伴生礦物的顔色、密度等差異，選出塊狀的重晶石。該方法簡單易行，無需設備(bèi)，但生産(chǎn)率低，資源浪費大。

　　重選是根據(jù)重晶石與伴生礦物的密度差别，把原礦進行洗礦篩分、破碎、分級(jí)脫泥、跳汰、搖床分選，精選前須用水力旋流器除去泥料以提高選别效果。

　　磁選常用來除掉一些氧化鐵類磁性礦(kuàng)物如菱鐵礦(kuàng)，以作爲要求含鐵很低的鋇(bèi)基藥品的重晶石原料。

　　2、化學提純與增白

　　浮選提純增白

　　對於(yú)沉積型重晶石礦以及與熱液型重晶石礦，其嵌布粒度很小，採(cǎi)用物理除雜效果不佳，常採(cǎi)用浮選。浮選藥劑可分爲兩種：一種是以烷基磺酸鹽、脂肪酸基硫酸鹽爲主的陰離子捕收劑；另一種是以高級胺鹽爲主的陽離子捕收劑。在重晶石浮選過程，由於(yú)伴生礦的多樣性，採(cǎi)用單一的浮選藥劑往往達不到預想目标，因此常採(cǎi)用組合藥劑，使藥劑之間相互促進，達到更好的浮選效果。

　　煅燒提純增白

　　熱液型重晶石在高溫下由於(yú)吸熱會發(fā)生爆破，使分布在重晶石晶體或間隙的緻色有機質揮發(fā)。

　　浸出提純增白

　　純重晶石顯白色、有光澤，由於(yú)混入物的特性和數量不同，會呈現淺灰色、淡藍色、黃色、粉紅色、褐色、淡棕色等。浸出提純利用重晶石與伴生礦物的表面化學性質的不同，通過酸（或堿）浸出、氧化—還原除去礦石中的炭及鐵、錳、鎂、鎳等雜質。酸（堿）浸出處(chù)理是利用硫酸、鹽酸等(堿)與重晶石伴生的金屬化合物（或SiO2）進行反應，生成可溶於(yú)稀酸（矽酸鹽）的化合物，再經洗滌和過濾，與可溶物分離。

　　三、重晶石的加工工藝(yì)

　　高純(chún)度、高白度超細重晶石的突出特點是：優越的光學性能、良好的分散性、較好的吸附性。重晶石粉碎後仍保持礦物的晶體結構，即可代替钛白粉用於(yú)油漆塗料、橡膠、塑料、造紙、陶瓷等行業。

　　1、幹法工藝

　　重晶石莫氏硬度較低、密度大、脆性好，容易粉碎。目前重晶石的超細粉碎大多採(cǎi)用幹法工藝，常用的設備(bèi)有氣流磨、機械沖擊磨、振動磨等。

　　2、濕法工藝

　　在濕式選礦提純後接著(zhe)進行超細粉碎加工，可以採(cǎi)用濕法超細粉碎工藝，設備可選用攪拌磨、振動磨、球磨機等。粉料經酸洗處理，可提高其白度及耐候性等性能；在剝片中加入活化劑，可在超細粉碎的同時進行活化處理。

　　四、重晶石的表面改性

　　重晶石的表面改性主要是利用各類材料或助劑，採(cǎi)用物理化學方法對礦物表面經行處理，進而改善或完全改變(biàn)礦物的表面物理化學性質。重晶石礦粉表面改性是根據高分子材料應用的需要，利用物理、化學等方法對重晶石礦粉的表面進行處理，有目的地改變(biàn)粉體原來表面的物理化學性質，提高其與高分子材料分散性、親和性。

　　1、表面活性劑改性

　　根據表面活性劑活性基團的帶電性可以分爲陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑。重晶石礦粉表面電性由粉體表面的荷電離子，在不同pH值下，重晶石礦粉會帶不同電荷，當pH小於(yú)等電點時，重晶石礦粉表面帶正電；當pH大於(yú)其等電點時，表面帶負電。改性後的重晶石礦粉，其表面因連接親油基，增加瞭(le)顆粒與顆粒之間的空間位阻，防止顆粒之間的相互接近，避免顆粒因碰撞聚沉，提高瞭(le)在高分子材料中的分散性。

　　陰離子表面活性劑改性

　　在水中電離後起表面活性作用的部分是帶(dài)負電荷的表面活性劑稱(chēng)爲陰離子表面活性劑比如硬脂酸等。

　　重晶石通過改性可以作爲一種新型的橡膠補強材料，具有優異的補強效果及理想的加工特性。作爲油漆填料，改性後的重晶石礦粉必須與有機質油漆有良好的親和性，均勻分散在基體中；同時能增加油漆的光澤度、附著(zhe)力等，並(bìng)具有良好的抗酸、抗堿性能。

　　陽離子表面活性劑改性

　　當重晶石粉體表面帶(dài)負電荷時，需採(cǎi)用陽離子表面改性劑，如甲基油酸氯化铵、雙十八烷基二甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵等。

　　研究結果表明，改性後的活性的重晶石表面自由能降低，由親水性轉變爲疏水性，並(bìng)且在一定程度上提高瞭(le)納米重晶石與液體石蠟油的相容性。

　　非離子表面活性劑改性

　　非離子表面活性劑中的親水基團和親油基團能分别與填料和高分子材料發(fā)生作用，加強二者聯系，從(cóng)而提高體系的分散性和親和性。

　　非離子表面活性劑作爲輔(fǔ)助劑，與陰離子表面活性劑或陽離子表面活性劑搭配使用，能達(dá)到更好的改性效果。

　　2、偶聯劑改性重晶石

　　矽烷偶聯劑改性

　　由矽(guī)烷偶聯劑進行表面改性的重晶石超細粉體作爲高分子材料的填料，與高分子材料有良好的相容性和親和力，均勻分布在基體中。改性後重晶石礦粉具有優異的補(bǔ)強效果及理想的加工特性，可在橡膠中替代炭黑。

　　钛酸酯改性

　　钛酸酯偶聯劑對許多無機顆粒有良好的改性效果，按其化學結構可分爲單(dān)烷氧基型、螯合型和配位型。其改性的重晶石礦粉疏水性能提高，吸油量下降瞭(le)15%。

　　将改性後(hòu)的重晶石礦粉添加到粉末塗料時，粉末塗料外觀(guān)平滑，光澤度高，可以提高粉末塗料的流平性、光澤度、機械性能等。

　　金屬氧化物及其鹽改性

　　重晶石表面電(diàn)勢的高低不僅與表面吸附的H+、OH−有關，存在特性吸附時，還與吸附的金屬離子有關。存在特性吸附金屬陽離子時，正的表面電(diàn)荷增加；存在特性吸附陰離子時，表面電(diàn)荷變(biàn)得更負。

　　這種方法制備的活性重晶石應用於(yú)卷塗層材料中，可改善塗層T彎並(bìng)提高塗層耐腐蝕性。

　　重晶石礦粉表面可通過化學共沉澱等方法，並(bìng)經過相應的物理化學處理，将廉價的重晶石礦粉制成複合導電粉末，不僅可以降低導電粉末的制備(bèi)成本，還可以拓寬重晶石的應用範圍，提高其經濟效益。

　　五、重晶石的用途

　　重晶石是一種很重要的非金屬礦(kuàng)物原料，具有廣(guǎng)泛的工業用途。

　　1、鑽井泥漿加重劑

　　在一些油、氣井鑽探時，在地下壓力較(jiào)高的情況下，需要增加泥漿(jiāng)比重，往泥漿(jiāng)中加入重晶石粉是增加泥漿(jiāng)比重的有效措施。

　　2、鋅鋇白顔料

　　鋅鋇(bèi)白是一種常用的優質白色顔料，可作爲油漆、繪畫顔料的原料制取鋅鋇(bèi)白的重晶石要求BaSO4含量大於(yú)95%，同時應不含有可見的有色雜物。

　　3、各種鋇化合物

　　以重晶石爲原料可以制造氧化鋇(bèi)、碳酸鋇(bèi)、氯化鋇(bèi)、硝酸鋇(bèi)、沉澱(diàn)硫酸鋇(bèi)、氫氧化鋇(bèi)等化工原料。

　　4、填料工業

　　在油漆工業中，重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、強度及耐久性。鋅鋇(bèi)白顔料也用於(yú)制造白色油漆，在室内使用比鉛白、鎂白具有更多的優點。油漆工業用重晶石要求有足夠的細度和較高的白度。造紙工業、橡膠和塑料工業也用重晶石作填料，這種填料能提高橡膠和塑料的硬度、耐磨性及耐老化性。橡膠、造紙用重晶石填料一般要求BaSO4大於(yú)98%，CaO小於(yú)0.36%，不許含有氧化鎂、鉛等成分。

　　5、水泥工業用礦化劑

　　在水泥生産中採(cǎi)用重晶石、螢石複合礦化劑摻入，可改善熟料質量，提高水泥早期強度大約20～25%，後期強度約10%，降低熟料燒成溫度。在以煤矸石爲原料的水泥生料中加入适量的重晶石，可使熟料飽和比低的水泥強度，特别是早期強度得到大幅度的提高，爲煤矸石的綜合利用，爲生産低鈣、節能、早強和高強水泥提供瞭(le)一條有益途徑。

　　6、防射線(xiàn)水泥、砂漿(jiāng)及混凝土

　　利用重晶石具有吸收X射線的性能，用重晶石制做鋇(bèi)水泥、重晶石砂漿(jiāng)和重晶石混凝土，用以代替金屬鉛闆屏蔽核反應堆和建造科研、醫院防X射線的建築物。

　　7、道路建設

　　橡膠和含約10%重晶石的柏油混合物已成功地用於(yú)停車場，是一種耐久的鋪路材料。目前，重型道路建設設備(bèi)的輪胎已部分地填充有重晶石，以增加重量，利於(yú)填方地區的夯實。

　　8、其它

　　重晶石和油料調和後塗於(yú)布基上制造油布；重晶石粉用來精制煤油；在醫藥工業中做消化道造影劑；還可制農藥、制革、制焰火等。此外，重晶石還用作提取金屬鋇(bèi)，用作電視和其它真空管的吸氣劑、粘結劑等。