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一篇文章了解重晶石及其选矿工艺

文章来源:https://www.hayondpowder.cn 发布时间:2020-08-06 浏览次数:18

一、相关概述

1、理论组成%:BaO 65.7,SO3 34.3,常含Sr、Ca、Pb。Ba与Sr可成完全类质同像替代。


2、物理性质:纯净者为无色透明。一般呈白、灰白、浅黄、淡褐色;含杂质可呈浅蓝色、粉红、灰暗色等。条痕白色。玻璃光泽,解理面珍珠光泽。硬度3~3.5。性脆。相对密度4.3~4.5。具低磨损性,良好的屏蔽性,能吸收X射线和r射线。


3、产状组合:主要产于低温热液矿脉中,如石英——重晶石,萤石——重晶石等。


4、工业应用

⑴ 化工原料:用于提取金属钡和制备钡化合物。

⑵ 钻探泥浆原料:重晶石具有性软,密度大,具化学惰性,其产量的大多数用作钻井泥浆加重剂

⑶ 化工填料重晶石粉是通用的工业填料和良好的增光剂,加重剂。

⑷ 医疗方面:重晶石具有良好的吸收X射线和r射线的性能,因而可用作屏蔽材料硫酸钡粉在X射线造影诊断用药。


二、矿床类型

我国重晶石矿床可分为四种类型,即沉积型矿床、火山沉积型矿床、热液型矿床和残坡积型矿床。


矿产的分布情况: 全世界重晶石资源比较丰富,主要分布在美国、苏联、中国、秘鲁、印度等国,世界重晶石储量为20亿吨。


我国重晶石资源丰富,全国26个省,市自治区均有分布,主要集中在南方,贵州省占全国总储量三分之一,湖南、广西分别居全国第二、第三位,我国重晶石不但储量大,而且品位高,BaSO4>92.8%。富矿储量占全国富矿总量的99.4%,大中型矿储量占全国总量88.4%,截止95年底,我国已探明重晶石储量4.6亿吨。


三、矿床主要工业指标

边界品位:硫酸钡(BaSO4)10%

工业品位:硫酸钡(BaSO4)30%

可采厚度:原生矿床0.25米,风化粘土质矿床1米。


四、矿石性质

矿石矿物组成(表1)

重晶石的矿石类型和特点

矿石类型

   

主要矿物及伴生矿物

沉积型

块状或条纹和豆粒状构造

重晶石、石英、粘土矿物、黄铁矿等

热液型

致密、灰至白色

重晶石、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、赤铁矿、萤石、毒重石等

火山沉积型


重晶石、菱铁矿、镜铁矿等

残坡积型

易选、品位较高

重晶石、萤石、方解石、石英等


重晶石矿物的矿物特征 重晶石是最普通的富含钡矿物,其要性质列于表2

重晶石矿物的主要性质

矿物名称

化学式

化学组成

%

 

g/cm3

莫氏硬度

 

 

 

重晶石

BaSO4

BaO,65.7

SO3,34.3

4.5

2.5~3.5

斜方

板状

柱状

灰白

此外,重晶石难容于水和酸、无毒、无磁性,能吸收X-射线及伽玛射线等特性。


五、工艺特性及主要用途 

重晶石是一种重要的含钡矿物,具有比重大(4.3—4.7)、硬度低(3—3.5)化学性质稳定、不溶于水和酸,重晶石粉主要用于石油、化工、油漆、填料等工业部门,其中80%—90%用作石油钻井中的泥浆加重剂。表3列出了它的主要用途。

重晶石的主要用途

应用领域

   

 

石油钻探

油气井旋转钻探中的环流泥浆加重剂

冷却钻头,带走切削下来的碎屑物,润滑钻杆,封闭孔壁,控制油气压力,防止油井自喷

化工

生产碳酸钡、氯化钡、硫酸钡、锌钡白、氢氧化钡、氧化钡等各种钡化合物

这些钡化合物广泛应用于试剂、催化剂、糖的精制、纺织、防火、各种焰火、合成橡胶的凝结剂、塑料、杀虫剂、钢的表面淬火、荧光粉、荧光灯、焊药、油脂添加剂等

玻璃

去氧剂、澄清剂、助熔剂

增加玻璃的光学稳定性、光泽和强度

橡胶、塑料油漆

填料、增光剂、加重剂


建筑

混凝土骨料、铺路材料

重压沼泽地区埋藏的管道,代替铅板用于核设施,原子能工厂、X光实验室等的屏蔽,延长路面的寿命

 

六、产品质量标准 

重晶石产品根据其用途,有不同的规格及质量要求。

石油钻井用重晶石粉 我国油田钻井用重晶石粉的质量要求列于表4

 4 石油钻井用重晶石粉的质量要求

 

 

 

密度,g/cm3

≥4.2


细度,—200%

325%

≥97

≥85~90


水溶物,%

≤0.1


粘土效应,Pa·s

≤0.125

1%石膏前后的视粘度

硫酸钡含量,%

≥90


重晶石粉的国家标准已制定,水溶性盐(按钙计算)不大于250PPm;200目筛余量不大于3%,325目筛余量不大于5%。


化工用重晶石 化工用重晶石分为三级,要求的指标是:BaSO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3和水溶性盐的含量,详见表5。

化工用重晶石的品级划分

 

 标, %

BaSO4

SiO2

Fe2O3

Al2O3

水溶性盐

Ⅰ级

95

< 1.5

< 0.5

< 1

< 0.3

Ⅱ级

90

< 2.5

< 1.5

< 2

< 1.0

Ⅲ级

85

< 2.5

< 1.5

< 2

< 1.0


其它部门用重晶石粉 油漆、橡胶填料、普通玻璃、锌钡白生产用重晶石粉的质量要求列于表6。

 6 油漆等用重晶石粉的质量要求

 

   

 

BaSO4,%

CaCO3,%

Fe2O3,%

通过粒度,目

油漆

90~95


0.05

< 325

要求洁白度高

橡胶填料

> 98

< 0.36

微量

<325

不允许含有MnCuPb杂质

普通玻璃

> 96

< 0.1

< 0.2

60

SiO2<1.5%,Al2O<0.15%

生产锌钡白

95~98


< 1


SiO2<1%,Al2O3越少越好


国际贸易产品品级 在国际贸易中,一般根据不同用途将重晶石分为三个品级,详见表7。

 7 国际贸易产品品级

级别

   

钻井级

密度≥4.2g/cm3,BaSO4≥92%,200目筛余量小于3%,325目筛余量小于5%

化工级

BaSO4 > 95%,Fe2O3SrSO4含量不超过1%,氧化硅和氧化钙只允许有微量

油漆级

洁白度高,细度至少通过325


七、重晶石选矿方法

根据矿石性质、矿山规模以及用途的不同,主要有重选和浮选方法。重选主要包括洗矿、脱泥、筛分、跳汰、摇床、螺旋溜槽等方法。浮选主要为正浮选,在浮选剂作用下,将重晶石与方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、二氧化硅硅酸盐等杂质进行分离。


重晶石选矿方法的选择受矿石类型、原矿性质、矿山规模,以及用途等的影响。目前采用的主要选矿方法如表所示。一般残积型矿石容易选,因此,优先选用重选方法;沉积型矿石以及与硫化矿、萤石等伴生的热液型矿石,除重选外,还要采用浮选方法;重晶石浮选一般采用的阴离子捕收剂:脂肪酸盐、石油磺酸盐或硫酸盐等。


重晶石的主要选矿加工方法

选矿方法

选矿原理

应用范围

手选

重晶石与伴生矿物的颜色,密度等差别

选出块状重晶石

重选

重晶石与伴生矿物的密度差异

包括洗矿、脱泥、筛分、跳汰、摇床等工艺方法多用于残积型矿石

浮选

重晶石与伴生矿物的表面物理化学性质的差异

常用于沉积型重晶石矿以及与硫化矿、萤石等伴生的热液型重晶石矿石

磁选

重晶石与氧化铁类矿物的磁性差异

主要用于除掉氧化铁类矿物杂质


工艺流程

残积型重晶石矿一般用重选方法进行选别,即经洗矿、破碎、筛分后用跳汰或其他重选方法选出重晶石精矿。沉积型和热液型重晶石矿的选矿工艺流程,对于沉积型和热液型重晶石矿,用重选方法仍然满足不了用户的要求,需要再采用浮选。特别是当重晶石与方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等硫化矿以及萤石、方解石等共生时,只有用浮选方法才能有效地将其分离。


八、重晶石浮选工艺的一般要求

1、磨矿细度:重晶石的浮选一般要求磨矿细度—200为85~90%,通常以第一段磨矿——分级机溢流进入旋流器,经旋流器的分级后进行第二段磨矿,最佳磨矿细度需要试验确定。

2、搅拌:以强力二级搅拌槽为宜。

3、浮选:流程一般为一粗一扫(有的没有扫选)五至六次精选,中矿可一次返回或第一精,第二精依次返回,第三~五 精集中再选后直接排尾。浮选的精选次数较多是重晶石浮选的一个特点。


九、重晶石浮选药剂

作为重晶石浮选的调整剂主要为水玻璃、碳酸钠,有时矿石复杂时,加入其它抑制剂,其捕收剂主要为油酸、氧化石蜡皂、石油磺酸钠等,其上述捕收剂在实际生产中优点是药剂常规,浮选成本低,便于操作等等,但也主要存有如下几方面缺点:选择性较差差,难达到较高的精矿品味。精矿泡沫量大,给精矿输送及浓缩造成困难,且易跑槽造。


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