重晶石是以硫酸钡(BaSO4)为主要成分的非金属矿产品,晶体显白色、有光泽,由于杂质及混入物的影响也常呈灰色、浅红色、浅黄色等,结晶情况相当好的重晶石还可呈透明晶体出现。重晶石系硫酸盐矿物。成分为BaSO4。
自然界分布最广的含钡矿物。纯净的重晶石透明无色,一般为白色、浅黄色,玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽。具3个方向的完全和中等解理,莫氏硬度3～3.5,比重4.5。主要形成于中低温热液条件下。纯硫酸钡不溶于水,无毒。吸入后可引起胸部紧束感、胸痛、咳嗽等。对眼睛有刺激性,长期吸入可致钡尘肺病。
重晶石是一种很重要的非金属矿物原料,具有广泛的工业用途。
1.钻井泥浆加重剂:在一些油井、气井钻探时,一般使用的钻井泥浆、粘土比重为2.5左右,水的比重为1,因此泥浆比重较低,有时泥浆重量不能与地下油、气压力平衡,则造成井喷事故。在地下压力较高的情况下,就需要增加泥浆比重,往泥浆中加入重晶石粉是增加泥浆比重的有效措施。做钻井泥浆用的重晶石一般细度要达到325目以上,如重晶石细度不够则易发生沉淀。
2.锌钡白颜料:锌钡白是一种常用的优质白色颜料,可作为油漆、绘画颜料的原料。将硫酸钡加热,使用还原剂就可还原成硫化钡(BaS),然后与硫酸锌(ZnSO4)反应得到的硫酸钡和硫化锌的混合物(BaSO4占70%,ZnS占30%)即为锌钡白颜料。
3.各种钡化合物:以重晶石为原料可以制造氧化钡、碳酸钡、氯化钡、硝酸钡、沉淀硫酸钡、氢氧化钡等化工原料。化学纯的硫酸钡是测量白度的标准;碳酸钡是光学玻璃的重要原料,它向玻璃中引入BaO,从而增大玻璃的折光率,并改善其它光学性能;在陶瓷中用来配制釉料;氯化钡是一种农用杀虫剂;硝酸钡用于焰火和玻璃工业中;高锰酸钡是一种绿色颜料。
4.填料工业用重晶石:在油漆工业中,重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、强度及耐久性。锌钡白颜料也用于制造白色油漆,在室内使用比铅白、镁白具有更多的优点。油漆工业用重晶石要求有足够的细度和较高的白度。造纸工业、橡胶和塑料工业也用重晶石作填料。
5、水泥工业用矿化剂:在水泥生产中采用重晶石、萤石复合矿化剂掺入对促进C3S形成、活化C3S具有明显的效果,熟料质量得到了改善,水泥早期强度大约可提高20～25%,后期强度约提高10%,熟料烧成温度由1450℃降低到1300±50℃。重晶石掺量为0.8～1.5%时,效果最好。
6.防射线水泥、砂浆及混凝土:利用重晶石具有吸收X射线的性能,用重晶石制做钡水泥、重晶石砂浆和重晶石混凝土,用以代替金属铅板屏蔽核反应堆和建造科研、医院防X射线的建筑物。钡水泥是以重晶石和粘土为主要原料,经烧结得到以硅酸二钡为主要矿物组成的熟料,再加适量石膏,共同磨细而成。比重较一般硅酸盐水泥高,可达4.7～5.2。强度标号为325～425。
7.道路建设:橡胶和含约10%重晶石的柏油混合物已成功地用于停车场,是一种耐久的铺路材料。目前,重型道路建设设备的轮胎已部分地填充有重晶石,以增加重量,利于填方地区的夯实。
8.其它:重晶石和油料调和后涂于布基上制造油布;重晶石粉用来精制煤油;在医药工业中做消化道造影剂;还可制农药、制革、制焰火等。此外,重晶石还用作提取金属钡,用作电视和其它真空管的吸气剂、粘结剂。钡与其它金属(铝、镁、铅、钙)制成合金,用于轴承制造。
二、以重晶石高白度超细微粉生产工艺
高白度微细粉碎重晶石粉是将重晶石原矿经粉碎、洗选、增白而制得。粉末保持矿物的晶体结构,广泛用于涂料、橡胶、塑料、造纸、陶瓷等行业,国内一些大中型涂料厂用它代替钛白粉生产多种油漆,是一种优质填料。
重晶石的比重较大,利用重晶石与其脉石的比重差异进行的分选成为重力分选,重选法选重晶石具有入选粒度大,入选粒级宽,选矿处理量大等优势,在重晶石选矿领域中重选法占据着主要地位。利用重选法对重晶石矿进行提纯和加工,具有高效,节能,环保等优势,还可以得到理想的选矿指标,对粗,细粒重晶石的回收和处理效果绝佳,在新兴的重晶石选矿厂中,重选法已成为核心方法。
重晶石重选设备是跳汰机,跳汰机可以有效选别粗,中,细粒级重晶石矿,且选矿效果理想,可有效提升重晶石的比重,利用循环水作业,选矿过程中无需用药剂,对环境无任何污染,是一种新型的高效,节能,环保重晶石选矿方法。
重晶石矿石经过几次破碎后得到微米级的微细生料,在焙烧炉焙烧2.5h,成为熟料,经水洗除去碱质,稀酸洗后打浆,在反应釜中加入硫酸、铝粉(酸溶、漂白),在煮沸温度下搅拌反应2.5h,得到漂白料,清水洗去可溶性盐类,压滤、烘干(170℃)后成为成品。产品的技术性能达到IS03262重晶石b级品的质量指标。
白度≥90%,细度98%以上≤2μm的超微粉。在造纸、橡胶、油漆、塑料生产中应用,完全可以替代沉淀硫酸钡,而且产品的基本性能更好,工业上的应用前景更加广泛。
