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| 我國重晶石資源概況 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-02-03 15:13:18 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/薛強）重晶石是鋇的最常見(jiàn)礦物，主要成分為硫酸鋇(BaSO4)。純重晶石呈白色、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。結晶相當好的重晶石還可呈透明晶體出現。重晶石的莫氏硬度為3～3.5。比重為4.3～4.7，性脆。重晶石化學(xué)性質(zhì)穩定，難溶于水，不溶于鹽酸，無(wú)磁性和毒性，易吸收χ射線(xiàn)和γ射線(xiàn)，在H2SO4中粉末狀的重晶石才慢慢溶解。
我國重晶石資源分布情況及其特點(diǎn)
我國重晶石資源豐富，儲量和產(chǎn)量均居世界首位，我國的重晶石資源廣泛分布于全國24個(gè)省(區)，探明儲量的礦區有195處，總查明資源儲量礦石3.9億t。就省(區)而論，以貴州省重晶石礦最多，保有儲量占全國的34％；湖南、廣西、甘肅、陜西等省(區)次之。以上五?。▍^）儲量占全國的80％以上。
國內重晶石成礦時(shí)代以古生代為主，震旦紀及中-新生代也有重晶石礦形成。礦床類(lèi)型有沉積型、層控(內生)型、火山-沉積型、熱液型和風(fēng)化(殘坡積)型五類(lèi)，其中，以沉積型為主，占總儲量的60％以上。依重晶石成礦類(lèi)型及成礦區域地質(zhì)條件的不同，可分為14種典型的礦床式，詳見(jiàn)表1。
我國的重晶石礦具有幾個(gè)明顯的特點(diǎn)：在量的方面主要分布在中部地區；在品位方面幾乎所有富礦主要集中在貴州、廣西；礦床以大、中型為主，僅貴州天柱大河邊與湖南新晃貢溪就占大中型產(chǎn)地儲量的一半以上，常與石英、方解石、螢石、硫化礦、鐵礦等共生或伴生，部分地區的重晶石含有數量不等的黏土、巖石碎屑等雜質(zhì)；礦石中常見(jiàn)有Sr、Ca的類(lèi)質(zhì)同象混入物。
我國主要的大型、特大型礦床常以單一的重晶石類(lèi)型為主要的礦石類(lèi)型，屬層狀重晶石礦床，礦石具有明顯的沉積構造和結構，礦物成分和化學(xué)成分比較簡(jiǎn)單。如湖南新晃貢溪重晶石礦，礦體一般為層狀、似層狀，長(cháng)幾十米至幾十公里，厚0.3~7m，一般1~2m。礦石主要由重晶石及方解石組成，重晶石含量55%~99%。
我國重晶石資源開(kāi)發(fā)利用現狀及存在的主要問(wèn)題
重晶石是一種重要的非金屬礦物原料，具有體積質(zhì)量大、化學(xué)性質(zhì)穩定等特點(diǎn)，被廣泛應用于石油、化工、涂料、填料、醫藥等多個(gè)行業(yè)，在國計民生中發(fā)揮了重要作用。
1.1 主要應用領(lǐng)域
中國重晶石年供應總量350～400萬(wàn)t，年消費量約150～200萬(wàn)t，其中用于油氣勘查的70～80萬(wàn)t，占總消費量的40%左右；用于鋇化工產(chǎn)品80～110萬(wàn)t，約占50%；其他用項10余萬(wàn)t，約占10%。 具體開(kāi)發(fā)利用情況如下：
1．油、氣勘察與鉆探：石油鉆探行業(yè)是重晶石的一個(gè)重要應用領(lǐng)域，將重晶石磨細成粉，用作鉆井泥漿的加重劑，可以抵抗地層的壓力防止塌陷，并阻止地層流體侵入井孔。上個(gè)世紀80、90年代，重晶石的初級加工產(chǎn)品，一度有80%被用于油、氣勘察與鉆探行業(yè)。如今，國內地面淺表石油已開(kāi)采殆盡，而我國經(jīng)濟建設又處于高速增長(cháng)時(shí)期，汽車(chē)、化工行業(yè)對石油的需求在今后相當長(cháng)的一段時(shí)期內將呈現高增長(cháng)態(tài)勢，我國對石油的依賴(lài)程度也將越來(lái)越深。為滿(mǎn)足我國經(jīng)濟發(fā)展的需要和保障國內能源安全，一方面，國內大型油企必須走出去，積極參與國外油田的開(kāi)發(fā)，擴展油、氣的海外供應地；另一方面，國內必須加大油、氣的勘查力度，老的石油基地要實(shí)現周邊和深部挖潛，油、氣勘探和開(kāi)采必須逐漸向4570米以上的深井和6100米的超深井發(fā)展。做鉆井泥漿用的重晶石一般細度要達到325目以上，如重晶石細度不夠則易發(fā)生沉淀。鉆井泥漿用重晶石要求比重大于4.2，BaSO4含量不低于95%，可溶性鹽類(lèi)小于1%。
2．各種鋇化工原料：鋇化工目前是重晶石應用最多的領(lǐng)域，占重晶石年消費量的50%以上。以重晶石為原料可以制造氧化鋇、碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、沉淀硫酸鋇、氫氧化鋇等化工原料。這些鋇化合物被廣泛應用于試劑、催化劑、糖的精制、紡織、防火、各種焰火、合成橡膠的凝結劑、塑料、殺蟲(chóng)劑、鋼的表面淬火、熒光粉、熒光燈、焊藥、油脂添加劑等。如化學(xué)純的硫酸鋇是測量白度的標準；碳酸鋇是光學(xué)玻璃的重要原料，它向玻璃中引入BaO，從而增大玻璃的折光率，并改善其光學(xué)性能；在陶瓷中用來(lái)配制釉料；氯化鋇是一種農用殺蟲(chóng)劑；硝酸鋇用于焰火和玻璃工業(yè)中；高錳酸鋇是一種綠色顏料。
3．填料：在油漆工業(yè)中，重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、強度及耐久性。鋅鋇白顏料也用于制造白色油漆，在室內使用比鉛白、鎂白具有更多的優(yōu)點(diǎn)。油漆工業(yè)用重晶石要求有足夠的細度和較高的白度。
造紙工業(yè)、橡膠和塑料工業(yè)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大于98%，CaO小于0.36%，不許含有氧化鎂、鉛等成分。
4.建筑材料：重晶石可以用作水泥工業(yè)的礦化劑。在水泥生產(chǎn)中摻入重晶石、螢石復合礦化劑對促進(jìn)C3S形成、活化C3S具有明顯的效果，熟料質(zhì)量得到了改善，水泥早期強度大約可提高20～25%，后期強度約提高10%，熟料燒成溫度由1450℃降低到1300±50℃。重晶石摻量為0.8～1.5%時(shí)，效果最好。在白水泥生產(chǎn)中，采用重晶石、螢石復合礦化劑后，燒成溫度從1500℃降至1400℃，游離CaO含量低，強度和白度都有所提高。在以煤矸石為原料的水泥生料中加入適量的重晶石，可使熟料飽和比低的水泥強度，特別是早期強度得到大幅度的提高，這就為煤矸石的綜合利用，為生產(chǎn)低鈣、節能、早強和高強水泥提供了一條有益途徑。
此外，利用重晶石具有吸收χ射線(xiàn)的性能，可以用重晶石制做鋇水泥、重晶石砂漿和重晶石混凝土，用以代替金屬鉛板屏蔽核反應堆和建造科研、醫院防X射線(xiàn)的建筑物。
5．其它：重晶石和油料調和后涂于布基上制造油布；重晶石粉用來(lái)精制煤油；在醫藥工業(yè)中做消化道造影劑等。此外，重晶石還用作提取金屬鋇，用作電視和其它真空管的吸氣劑、粘接劑。鋇與其它金屬(鋁、鎂、鉛、鈣)制成合金，用于軸承制造。
1.2 主要加工技術(shù)
重晶石的應用領(lǐng)域不同，相對應的加工技術(shù)也不同。目前，重晶石的主要加工技術(shù)有三種：選礦提純、超細粉碎和鋇化合物的制備。
2.2.1 選礦提純
由于重晶石常與石英、方解石、螢石、硫化礦、鐵礦等共生或伴生，部分地區的重晶石還含有數量不等的黏土、巖石碎屑等雜質(zhì)，要想加以利用，必須對重晶石進(jìn)行選礦提純，將這些雜質(zhì)去掉。重晶石的主要選礦提純方法見(jiàn)表2。
表2 重晶石的主要選礦提純方法
| 選礦方法 |
選礦原理 |
應用范圍 |
| 手選 |
重晶石與伴生礦的顏色、密度等差別 |
選出塊狀重晶石 |
| 重選 |
重晶石與伴生礦物的密度差別 |
包括洗礦、脫泥、篩分、搖床等工藝方法，多適用于殘積型礦石 |
| 浮選 |
重晶石與伴生礦物的表面物理化學(xué)性質(zhì)差異 |
常用于沉積型重晶石礦以及硫化礦、螢石等伴生的熱液型重晶石礦石 |
| 磁選 |
重晶石與氧化鐵類(lèi)礦物的磁性差異 |
主要用于除掉氧化鐵類(lèi)礦物雜質(zhì) |
| 化學(xué)提純 |
重晶石與伴生礦物化學(xué)性質(zhì)的差異 |
用于除碳及鐵、錳、釩、鎳等雜質(zhì) |
2.2.2 超細粉碎
用作涂料、塑料、橡膠等的填料的重晶石粉及醫藥級重晶石產(chǎn)品，不僅純度要求高，而且粒度要求細。因此，除了要進(jìn)行選礦提純外，還需要進(jìn)行超細粉碎加工。
重晶石莫氏硬度較低，而且密度大、脆性好，容易粉碎，因此，重晶石的超細粉碎大多采用干法工藝，常用的設備有氣流磨、機械沖擊磨、振動(dòng)磨等。其中采用氣流粉碎機可將重晶石粉碎到d97≤5μm。如果在濕式選礦提純后接著(zhù)進(jìn)行超細粉碎加工，也可采用濕法超細粉碎工藝，設備可選用攪拌磨、振動(dòng)磨、球磨機等。
2.2.3 鋇化合物制備技術(shù)
根據所要制取的鋇化合物的不同，制取技術(shù)也有不同，用的最多的是硫化鋇和沉淀碳酸鋇的制取。
（1）硫化鋇 硫化鋇的制備常采用煤粉還原法。
煤粉還原法是將重晶石（BaSO4≥85%）和煤（固定碳>75%）按100:(25-27)(以質(zhì)量計)的配比混合均勻，經(jīng)粉碎、篩分后，連續加入轉爐在1000-1300℃進(jìn)行還原反應，主要反應式如下：
（2）沉淀碳酸鋇 用重晶石制備碳酸鋇一般采用碳化法。
首先在回轉窯中，用炭粉將重晶石還原為硫化鋇，然后用水浸取，再用二氧化碳碳化制得沉淀碳酸鋇。
碳化過(guò)程分兩步。第一步預碳化：將碳化過(guò)程中產(chǎn)生的硫化氫氣體導入反應塔中，與硫化鋇水解產(chǎn)物中的氫氧化鋇反應，生成硫氫化鋇。
第二步為主碳化，其反應式為： 
碳化至終點(diǎn)后，再加入適量純堿，通入蒸汽加熱至90℃以上，使部分沒(méi)有來(lái)得及反應的BaSO4轉化為BaCO3。
1.3 存在的主要問(wèn)題
我國重晶石行業(yè)發(fā)展迅速，重晶石產(chǎn)品類(lèi)別豐富，但也存在著(zhù)一些問(wèn)題，主要問(wèn)題如下：
（1）資源利用效率低，浪費嚴重。重晶石是我國的優(yōu)勢資源，然而在長(cháng)期的開(kāi)采中，往往采富礦和采單礦物礦，對貧礦和伴生礦不予開(kāi)采或采而不選，低價(jià)賤賣(mài)；有的地方，如河南某地，更是存在著(zhù)重晶石礦產(chǎn)權責不明確，村民僅向村委會(huì )交出一點(diǎn)好處費，便將礦石據為己有，私采倒賣(mài)現象嚴重，造成資源嚴重浪費和流失，然而一旦出現地面和礦洞塌陷，小礦主便卷財而逃，找不到人影。盡管近年有所改善，但總體開(kāi)采狀況仍不樂(lè )觀(guān)，主要表現為高消耗、高污染、低效率的粗放式開(kāi)采經(jīng)營(yíng)模式，循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成，生態(tài)環(huán)境面臨較大壓力。開(kāi)采企業(yè)普遍存在“小、散、亂”的現象，資源回收率低，選礦水平低，廢石和尾礦亂堆亂放；資源未能有效利用，特別是大中型礦床未能做到規?；图s化開(kāi)發(fā)，浪費嚴重。
（2）選礦技術(shù)有待提高。我國的重晶石礦常與螢石礦、方解石礦共生，而螢石又是國家戰略資源，因此，如何很好地實(shí)現它們的有效分離，發(fā)揮各自的功用，是選礦工作者研究探討的重要課題之一。重晶石與螢石的分離常采用浮選的方法，用油酸作為捕收劑，碳酸鈉作為調整劑，水玻璃、六偏磷酸鈉、檸檬酸等作為抑制劑，調整pH值至合適數值，從而實(shí)現重晶石和螢石的分離。然而，重晶石與螢石的可浮性相近，目前的浮選藥劑很難實(shí)現重晶石和螢石的徹底分離，所以，開(kāi)發(fā)捕收能力更強的專(zhuān)用捕收劑，將成為今后工作的重點(diǎn)。
（3）產(chǎn)品結構不夠合理。目前，我國工業(yè)利用的重晶石，主要是初級產(chǎn)品，即破碎成74μm或44μm后作填料用。我國是重晶石的主要出口國，而出口到國外的重晶石產(chǎn)品也多是原礦和重晶石粉等初級加工產(chǎn)品，這部分產(chǎn)品每噸售價(jià)僅數十美元，而我國急需的化工級和光學(xué)玻璃級重晶石產(chǎn)品，卻要從國外進(jìn)口，進(jìn)口價(jià)格每噸高達1000美元以上。理應在國際市場(chǎng)上具有絕對話(huà)語(yǔ)權的我國重晶石(天然硫酸鋇)資源，未被深加工就被迫不及待地以低賤的身價(jià)運出了國門(mén)，使國內的這種稀缺資源嚴重流失。
2.1 重晶石產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路
針對當前我國重晶石開(kāi)發(fā)利用中存在的問(wèn)題，特提出以下思考：
（1）明確產(chǎn)權責，促進(jìn)產(chǎn)權市場(chǎng)化。為保障國家和礦業(yè)企業(yè)雙方的財產(chǎn)及收益基本權利，可通過(guò)招投標、公開(kāi)拍賣(mài)等方式促進(jìn)探礦權和采礦權出讓進(jìn)一步市場(chǎng)化，使一級市場(chǎng)向著(zhù)公開(kāi)化、公平化的方向發(fā)展。這樣有助于明確產(chǎn)權責任，適宜建立產(chǎn)權問(wèn)責制度，利于重晶石礦產(chǎn)資源的合理開(kāi)發(fā)。對二級市場(chǎng)交易問(wèn)題進(jìn)一步探索，逐步完善礦業(yè)權二級市場(chǎng)交易流轉制度，培育礦業(yè)權二級市場(chǎng)，實(shí)現礦業(yè)權的有序流轉，以加快探礦資本的回收，有利于緩解礦業(yè)資金的緊張狀況，促進(jìn)礦產(chǎn)資源的順利開(kāi)發(fā)。同時(shí)，要積極培育礦產(chǎn)資源市場(chǎng)交易評估的中介組織，使礦業(yè)權市場(chǎng)交易及礦產(chǎn)資源稅的征收都建立在科學(xué)評估的基礎上，在政府有效監管下健康運行。
（2）利用資源稅杠桿，調節產(chǎn)能。我國目前資源稅平均費率較低，加大對自然資源流量征稅，可以提高企業(yè)入主資源行業(yè)的準入門(mén)檻，便于企業(yè)實(shí)現規?；图s化生產(chǎn)，便于依據國內外市場(chǎng)情況，調控企業(yè)產(chǎn)能，避免低端產(chǎn)品無(wú)序競爭；另一方面，通過(guò)出口退稅率的調整，可以加大對重晶石的出口調控力度，盡可能地保護重晶石這種稀缺資源不流失。
（3）鼓勵技術(shù)進(jìn)步，優(yōu)化產(chǎn)品結構。對重晶石的開(kāi)發(fā)要突破傳統技術(shù)，不斷尋求新的開(kāi)發(fā)利用途徑。要從出售原礦和重晶石粉的初級階段，逐漸過(guò)渡到鋇化工和防輻射建材等領(lǐng)域，優(yōu)化產(chǎn)品結構，加大出口產(chǎn)品的技術(shù)含量；同時(shí)，積極開(kāi)拓重晶石性能相近產(chǎn)品的替代研究工作，使重晶石產(chǎn)業(yè)向縱深領(lǐng)域發(fā)展。
（4）發(fā)展生態(tài)工業(yè)，減少環(huán)境破壞。重晶石的開(kāi)發(fā)利用要遵循生態(tài)工業(yè)、循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展模式，以低消耗、低(或無(wú))污染、工業(yè)發(fā)展與生態(tài)協(xié)調為目標，在給當地增收創(chuàng )效的同時(shí)，盡可能地減少對當地生態(tài)環(huán)境的破壞，降低社會(huì )成本。
3.1 結語(yǔ)
重晶石是不可再生性資源，用一點(diǎn)，少一點(diǎn)，我們對重晶石資源的開(kāi)發(fā)利用一定要科學(xué)規劃，充分利用，避免浪費；同時(shí)，要加強政府監管，倡導技術(shù)革新，合理配置產(chǎn)能和優(yōu)化產(chǎn)品結構，最大限度地利用重晶石資源。
(廈門(mén)非金屬礦加工與應用技術(shù)交流會(huì ),發(fā)表于中國粉體技術(shù)雜志）
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