7727-43-7/重晶石提純的物理及化學方法

重晶石是鋇的最常見礦物，它的成分為硫酸鋇。產于低溫熱液礦脈中，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。我國湖南、廣西、青海、江西所產的重晶石礦床多是巨大的熱液單礦物礦脈。重晶石亦可產于沉積巖中，呈結核狀出現，多存在于沉積錳礦床和淺海的泥質、砂質沉積巖中。在風化殘余礦床的殘積粘土覆蓋層內，常成結狀、塊狀。

重晶石的晶體呈大的管狀，晶體聚集在一起有時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，在玻璃生產中它可充當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中及提煉鋇。

重晶石結構性質：

重晶石是重晶石以硫酸鋇(BaSO4)為主要成分的非金屬礦產品，純重晶石顯白色、有光澤，由于雜質及混入物的影響也常呈灰色、淺紅色、淺黃色等，結晶情況相當好的重晶石還可呈透明晶體出現。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。鋇可被鍶完全類質同象代替，形成天青石;被鉛部分替代，形成北投石(因產自臺灣北投溫泉而得名)。正交(斜方)晶系，晶體常成厚板狀。純凈的重晶石透明無色，一般為白色、淺黃色，玻璃光澤，解理面呈珍珠光澤。具3個方向的完全和中等解理，莫氏硬度3~3.5，比重4.5。主要形成于中低溫熱液條件下。

重晶石化學性質穩定，不溶于水和鹽酸，無磁性和毒性。重晶石化學組成為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。質純時無色透明，含雜質時被染成各種顏色，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別。重晶石是以硫酸鋇(BaSO4)為主要成分的非金屬礦產品，純重晶石顯白色、有光澤，由于雜質及混入物的影響也常呈灰色、淺紅色、淺黃色等，結晶情況相當好的重晶石還可呈透明晶體出現。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。

隨著優質、單一型重晶石礦日益枯竭，我國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，直接影響其在工業上的利用價值。作鉆井泥漿用的重晶石加重劑一般細度要求達到-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重晶石的純度、白度、雜質含量的要求不同。

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。

手選的主要依據是重晶石與伴生礦的顏色和密度的區別。原礦經過粗碎后，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。手選法簡單方便易行，對設備依賴低，成本小，但對礦石要求高并且生產效率低，對資源造成極大浪費。

重選是根據重晶石與伴生礦物的密度差別進行提純。原礦經破碎、磨礦至一定粒級進入重選設備進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92%以上，手選尾礦經重選后可以得到硫酸鋇含量達84.50%的重選精礦。

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

1.2化學提純

1.2.1浮選法提純

隨著高品位易選重晶石礦的不斷開發利用，急待加大對低品位重晶石礦開發研究的力度。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、成分復雜，傳統重選工藝難以使其有效分離。浮選可以適應各種復雜嵌布類型的重晶石，因而成為現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鍵，常用的捕收劑根據吸附形式可以分為三種:①以化學吸附為主的陰離子捕收劑;②以物理吸附為主的陽離子捕收劑;③介于兩者之間的兩性捕收劑。根據重晶石與螢石的分離過程可分為兩種: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

礦物煅燒過程表現為受熱離解為一種組成更簡單的礦物或礦物本身發生晶型轉變，由一種固相熱解為另一種固相和氣相的物理變化過程。由于重晶石礦物在成床過程中混入Fe2O3、TiO2、有機質等雜質，這些雜質會使重晶石發灰、發綠及發青等，從而影響重晶石的純度和白度，嚴重降低重晶石的使用價值。煅燒可使有機質揮發，煅燒除雜主要適用于去除能夠在高溫下吸熱分解或揮發的雜質。

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。它們的存在影響重晶石精礦的白度及應用前景。除掉這些雜質的主要方法有:酸浸法、氧化-還原法、有機酸絡合法。酸浸法是利用酸與礦物中的雜質金屬或金屬氧化物進行反應，生成可溶于水或稀酸的化合物，經洗滌過濾，將可溶物去除，可以達到提純的目的。雷紹明等將湖北某重晶石礦經過濃硫酸浸出后，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物，再加入還原劑將Fe還原成Fe，使其溶解，達到除雜增白、提高礦物品位的目的。有機酸絡合法是在除鐵過程中添加有機酸如EDTA、抗壞血酸、檸檬酸、草酸等，這類酸能溶解鐵氧化物，并形成絡合物，達到很好的除鐵效果。

重晶石經過基本提純后可以滿足生產初級鋇鹽的要求，但部分精細和專用化產品仍無法生產，還需依賴進口。需要對重晶石的開發做進一步探索