7727-43-7/重晶石提純的物理及化學(xué)方法

重晶石是鋇的最常見礦物，它的成分為硫酸鋇。產(chǎn)于低溫?zé)嵋旱V脈中，如石英-重晶石脈，螢石-重晶石脈等，常與方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、辰砂等共生。我國(guó)湖南、廣西、青海、江西所產(chǎn)的重晶石礦床多是巨大的熱液?jiǎn)蔚V物礦脈。重晶石亦可產(chǎn)于沉積巖中，呈結(jié)核狀出現(xiàn)，多存在于沉積錳礦床和淺海的泥質(zhì)、砂質(zhì)沉積巖中。在風(fēng)化殘余礦床的殘積粘土覆蓋層內(nèi)，常成結(jié)狀、塊狀。

重晶石的晶體呈大的管狀，晶體聚集在一起有時(shí)可形成玫瑰花形狀或分叉的晶塊，這稱為冠毛狀重晶石。純的重晶石是無(wú)色透明的，一般則呈白、淺黃色，具有玻璃光澤。而且重晶石可以用作白色顏料(我們俗稱立德粉)，還可用于化工、造紙、紡織填料，在玻璃生產(chǎn)中它可充當(dāng)助熔劑并增加玻璃的光亮度。但它最主要的是作為加重劑用在鉆井行業(yè)中及提煉鋇。

重晶石結(jié)構(gòu)性質(zhì)：

重晶石是重晶石以硫酸鋇(BaSO4)為主要成分的非金屬礦產(chǎn)品，純重晶石顯白色、有光澤，由于雜質(zhì)及混入物的影響也常呈灰色、淺紅色、淺黃色等，結(jié)晶情況相當(dāng)好的重晶石還可呈透明晶體出現(xiàn)。重晶石系硫酸鹽礦物。成分為BaSO4。自然界分布最廣的含鋇礦物。鋇可被鍶完全類質(zhì)同象代替，形成天青石;被鉛部分替代，形成北投石(因產(chǎn)自臺(tái)灣北投溫泉而得名)。正交(斜方)晶系，晶體常成厚板狀。純凈的重晶石透明無(wú)色，一般為白色、淺黃色，玻璃光澤，解理面呈珍珠光澤。具3個(gè)方向的完全和中等解理，莫氏硬度3~3.5，比重4.5。主要形成于中低溫?zé)嵋簵l件下。

重晶石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水和鹽酸，無(wú)磁性和毒性。重晶石化學(xué)組成為Ba[SO4]，晶體屬正交(斜方)晶系的硫酸鹽礦物。常呈厚板狀或柱狀晶體，多為致密塊狀或板狀、粒狀重晶石集合體。質(zhì)純時(shí)無(wú)色透明，含雜質(zhì)時(shí)被染成各種顏色，條痕白色，玻璃光澤，透明至半透明。三組解理完全，夾角等于或近于90°。摩氏硬度3-3.5，比重4.0-4.6。鑒定特征:板狀晶體，硬度小，近直角相交的完全解理，密度大，遇鹽酸不起泡，并以此與相似的方解石相區(qū)別。重晶石是以硫酸鋇(BaSO4)為主要成分的非金屬礦產(chǎn)品，純重晶石顯白色、有光澤，由于雜質(zhì)及混入物的影響也常呈灰色、淺紅色、淺黃色等，結(jié)晶情況相當(dāng)好的重晶石還可呈透明晶體出現(xiàn)。重晶石是一種混合物。

重晶石提純方法：

殘坡積礦床用露天開采法,原生礦多數(shù)用地下開采法。一般工藝流程見"磷塊巖"。選礦方法主要為手選法、重選法、磁選法和浮選法。

隨著優(yōu)質(zhì)、單一型重晶石礦日益枯竭，我國(guó)目前絕大部分重晶石礦品位低，與其他金屬礦、非金屬礦緊密伴生，直接影響其在工業(yè)上的利用價(jià)值。作鉆井泥漿用的重晶石加重劑一般細(xì)度要求達(dá)到-0.056mm以上，密度>4.2g/cm，品位>95%，可溶性鹽類含量98%，CaO含量<0.36%，且不許含有氧化鎂、鉛等有害成分。不同用途的重晶石對(duì)重晶石的純度、白度、雜質(zhì)含量的要求不同。

1.1物理提純

重晶石的物理提純方法主要有:手選、重選、磁選。

手選的主要依據(jù)是重晶石與伴生礦的顏色和密度的區(qū)別。原礦經(jīng)過(guò)粗碎后，重晶石礦物與脈石礦物能夠有效解離，手選可以選出塊狀的重晶石。如廣西象州潘村礦，用手選法可以得到粒度在30~150mm，BaSO4含量>92%的富礦。手選法簡(jiǎn)單方便易行，對(duì)設(shè)備依賴低，成本小，但對(duì)礦石要求高并且生產(chǎn)效率低，對(duì)資源造成極大浪費(fèi)。

重選是根據(jù)重晶石與伴生礦物的密度差別進(jìn)行提純。原礦經(jīng)破碎、磨礦至一定粒級(jí)進(jìn)入重選設(shè)備進(jìn)行分選從而將脈石剔除。湖南衡南重晶石礦重選后的硫酸鋇含量達(dá)92%以上，手選尾礦經(jīng)重選后可以得到硫酸鋇含量達(dá)84.50%的重選精礦。

磁選是利用不同礦石之間磁性的差異，在磁力的作用下進(jìn)行選別的方法。磁選主要來(lái)除掉一些具有磁性氧化鐵類礦物如菱鐵礦，通常與重選聯(lián)合使用，以降低重晶石精礦中鐵的含量。

1.2化學(xué)提純

1.2.1浮選法提純

隨著高品位易選重晶石礦的不斷開發(fā)利用，急待加大對(duì)低品位重晶石礦開發(fā)研究的力度。重晶石常與螢石、方解石、石英等礦物緊密伴生，品位低、嵌布粒度細(xì)、成分復(fù)雜，傳統(tǒng)重選工藝難以使其有效分離。浮選可以適應(yīng)各種復(fù)雜嵌布類型的重晶石，因而成為現(xiàn)階段重晶石選別的主要方法。捕收劑是決定重晶石礦物能否有效分離的關(guān)鍵，常用的捕收劑根據(jù)吸附形式可以分為三種:①以化學(xué)吸附為主的陰離子捕收劑;②以物理吸附為主的陽(yáng)離子捕收劑;③介于兩者之間的兩性捕收劑。根據(jù)重晶石與螢石的分離過(guò)程可分為兩種:一種是抑制重晶石浮選螢石;另一種是抑制螢石浮選重晶石。

1.2.2煅燒提純

礦物煅燒過(guò)程表現(xiàn)為受熱離解為一種組成更簡(jiǎn)單的礦物或礦物本身發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，由一種固相熱解為另一種固相和氣相的物理變化過(guò)程。由于重晶石礦物在成床過(guò)程中混入Fe2O3、TiO2、有機(jī)質(zhì)等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)使重晶石發(fā)灰、發(fā)綠及發(fā)青等，從而影響重晶石的純度和白度，嚴(yán)重降低重晶石的使用價(jià)值。煅燒可使有機(jī)質(zhì)揮發(fā)，煅燒除雜主要適用于去除能夠在高溫下吸熱分解或揮發(fā)的雜質(zhì)。

1.2.3浸出提純

浸出提純主要是用于除掉重晶石中的碳及有色雜質(zhì)。它們的存在影響重晶石精礦的白度及應(yīng)用前景。除掉這些雜質(zhì)的主要方法有:酸浸法、氧化-還原法、有機(jī)酸絡(luò)合法。酸浸法是利用酸與礦物中的雜質(zhì)金屬或金屬氧化物進(jìn)行反應(yīng)，生成可溶于水或稀酸的化合物，經(jīng)洗滌過(guò)濾，將可溶物去除，可以達(dá)到提純的目的。雷紹明等將湖北某重晶石礦經(jīng)過(guò)濃硫酸浸出后，可以使重晶石粉的白度從84.10%提高到88.60%。氧化-還原法首先加入氧化劑使礦物中伴生的金屬化合物溶解，并氧化重晶石中的致色有機(jī)物，再加入還原劑將Fe還原成Fe，使其溶解，達(dá)到除雜增白、提高礦物品位的目的。有機(jī)酸絡(luò)合法是在除鐵過(guò)程中添加有機(jī)酸如EDTA、抗壞血酸、檸檬酸、草酸等，這類酸能溶解鐵氧化物，并形成絡(luò)合物，達(dá)到很好的除鐵效果。

重晶石經(jīng)過(guò)基本提純后可以滿足生產(chǎn)初級(jí)鋇鹽的要求，但部分精細(xì)和專用化產(chǎn)品仍無(wú)法生產(chǎn)，還需依賴進(jìn)口。需要對(duì)重晶石的開發(fā)做進(jìn)一步探索