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重晶石的性質(zhì)及開發(fā)利用


來源:百度百科

標(biāo)簽重晶石
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,。我國湖南,、廣西、青海,、江西所產(chǎn)的重晶石礦床多是巨大的熱液單礦物礦脈,。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,。純的重晶石是無色透明的,,一般則呈白、淺黃色,,具有玻璃光澤,。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,。

    結(jié)構(gòu)性質(zhì)

    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、粒狀集合體。質(zhì)純時(shí)無色透明,,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,。

    開發(fā)利用

    重晶石是一種很重要的非金屬礦物原料,具有廣泛的工業(yè)用途,。

    1,、鉆井泥漿加重劑:在一些油井、氣井鉆探時(shí),,一般使用的鉆井泥漿,、粘土比重為2.5左右,水的比重為1,,因此泥漿比重較低,,有時(shí)泥漿重量不能與地下油、氣壓力平衡,,則造成井噴事故,。在地下壓力較高的情況下,就需要增加泥漿比重,,往泥漿中加入重晶石粉是增加泥漿比重的有效措施,。做鉆井泥漿用的重晶石一般細(xì)度要達(dá)到325目以上,,如重晶石細(xì)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%,可溶性鹽類小于1%,。

    2,、鋅鋇白顏料:鋅鋇白是一種常用的優(yōu)質(zhì)白色顏料,可作為油漆,、繪畫顏料的原料,。將硫酸鋇加熱,使用還原劑就可還原成硫化鋇(BaS),,然后與硫酸鋅(ZnSO4)反應(yīng)得到的硫酸鋇和硫化鋅的混合物 (BaSO4占70%,,ZnS占30%)即為鋅鋇白顏料。制取鋅鋇白的重晶石要求BaSO4含量大于95%,,同時(shí)應(yīng)不含有可見的有色雜物,。

    3、各種鋇化合物: 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。

    化學(xué)純的硫酸鋇是測量白度的標(biāo)準(zhǔn),;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,,并改善其它光學(xué)性能,;在陶瓷中用來配制釉料;氯化鋇是一種農(nóng)用殺蟲劑,;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。

    4,、填料工業(yè)用重晶石: 在油漆工業(yè)中,,重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、強(qiáng)度及耐久性,。鋅鋇白顏料也用于制造白色油漆,,在室內(nèi)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(xì)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,。   
  
    5,、水泥工業(yè)用礦化劑: 在水泥生產(chǎn)中采用重晶石、螢石復(fù)合礦化劑摻入對(duì)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(qiáng)度大約可提高20~25%,,后期強(qiáng)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(fù)合礦化劑后,,燒成溫度從1500℃降至1400℃,游離CaO含量低,,強(qiáng)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(qiáng)度,,特別是 早期強(qiáng)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(jié)能,、早強(qiáng)和高強(qiáng)水 泥提供了一條有益途徑。

    6,、防射線水泥,、砂漿及混凝土:利用重晶石具有吸收X射線的性能,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(yīng)堆和建造科研,、醫(yī)院防X射線的建筑物,。

    鋇水泥是以重晶石和粘土為主要原料,經(jīng)燒結(jié)得到以硅酸二鋇為主要礦物組成的熟料,,再加 適量石膏,共同磨細(xì)而成,。比重較一般硅酸鹽水泥高,,可達(dá)4.7~5.2。強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為325~425,。由于鋇水泥比重大,,可與重質(zhì)集料(如重晶石)配制成均勻,、密實(shí)的防X射線混凝土,。砂漿是一種容重較大、對(duì)X射線有阻隔作用的砂漿,,一般要求采用水化熱低的硅酸 鹽水泥,,通常用的水泥∶重晶石粉∶重晶石砂∶粗砂配合比為1∶0.25∶2.5∶1。 重晶石混凝土是一種容重較大,,對(duì)X射線具有屏蔽能力的混凝土,,膠凝材料一般采用水化熱 低的硅酸鹽水泥或高鋁水泥、鋇水泥,、鍶水泥等特種水泥,。硅酸鹽水泥應(yīng)用最廣。常用的水 泥∶重晶石碎石重晶石砂∶水的配合比為1∶4.54∶3.4∶0.5,;1∶5.44∶4.46∶0.6,;1∶5∶3.8∶0.2三種。

    做防射線砂漿及混凝土的重晶石,,BaSO4含量應(yīng)不低于80%,,其中含有的石膏、黃鐵礦,、硫化物和硫酸鹽等雜質(zhì)不得超過7%,。

    7、道路建設(shè): 橡膠和含約10%重晶石的柏油混合物已成功地用于停車場,,是一種耐久的鋪路材料,。目前,重型道路建設(shè)設(shè)備的輪胎已部分地填充有重晶石,,以增加重量,,利于填方地區(qū)的夯實(shí)。   

    8,、其它: 重晶石和油料調(diào)和后涂于布基上制造油布,;重晶石粉用來精制煤油;在醫(yī)藥工業(yè)中做消化道 造影劑,;還可制農(nóng)藥,、制革,、制焰火等。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、粘結(jié)劑,。鋇與其它金屬(鋁,、鎂、鉛,、鈣)制成合金,,用于軸承制造。

重晶石的分布

    中國的重晶石礦床在各個(gè)地質(zhì)時(shí)代都有產(chǎn)出,,主要集中在寒武紀(jì),、泥盆紀(jì)、奧陶紀(jì)和中生代的地層中,。層狀重晶石礦床主要集中于寒武系,,其次是泥盆系。脈狀礦床多產(chǎn)在奧陶系,、泥盆系和三疊系,。層狀重晶石礦床主要產(chǎn)于構(gòu)造活動(dòng)褶皺帶(區(qū))和地臺(tái)區(qū)的深水盆地中。脈狀重晶石礦床主要產(chǎn)在地質(zhì)構(gòu)造較穩(wěn)定的碳酸鹽巖地臺(tái)區(qū)的碳酸鹽巖臺(tái)地中,。

    中國重晶石礦床中下寒武統(tǒng)層狀礦床總規(guī)模十分巨大,。層狀礦床與同沉積的活動(dòng)性大斷裂空間關(guān)系亦很明顯,說明礦床與構(gòu)造關(guān)系密切,。脈狀重晶石礦充填于中,、小型斷裂、裂隙中,,明顯受構(gòu)造控制,。

    形成重晶石的沉積盆地與成礦有著密切的關(guān)系,一類是較深的還原性靜水盆地,,沉積物顆粒細(xì)小,,碳酸鹽含量少,有機(jī)質(zhì)含量高,,形成層狀礦床,。另一種盆地為淺水、氧化,、動(dòng)蕩的盆地,,以碎屑巖和淺水碳酸鹽沉積為主。這種盆地在沉積時(shí)期形成含Ba高的礦化層,,但只有在后期地質(zhì)作用改造下才能富集成脈狀礦床,。

    重晶石礦床的含礦巖系也各有特色,,層狀礦床的含礦巖石為含有機(jī)質(zhì)的碎屑巖、硅質(zhì)巖,,并具有眼球狀構(gòu)造,;脈狀重晶石礦床的圍巖常為含燧石的碳酸鹽巖與沉積初期的碎屑巖,普遍有明顯的硅化蝕變,。層狀與脈狀重晶石均與SiO2有密切關(guān)系,。

    重晶石礦床的礦物組分相當(dāng)一致,化學(xué)成分簡單而穩(wěn)定,。層狀重晶石礦床礦物組合以重晶石,、石英、粘土礦物為主,,脈狀重晶石礦床礦物組合中主要礦物為重晶石,、石英和碳酸鹽,。

重晶石的主要用途:

    石油鉆探油氣井旋轉(zhuǎn)鉆探中的環(huán)流泥漿加重劑冷卻鉆頭,,帶走切削下來的碎屑物,潤滑鉆桿,,封閉孔壁,,控制油氣壓力,防止油井自噴,,化工生產(chǎn)碳酸鋇,、氯化鋇、硫酸鋇,、鋅鋇白,、氫氧化鋇、氧化鋇等各種鋇化合物這些鋇化合物廣泛應(yīng)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(jié)劑,、塑料,、殺蟲劑、鋼的表面淬火,、熒光粉,、熒光燈、焊藥,、油脂添加劑等,。玻璃去氧劑,、澄清劑、助熔劑增加玻璃的光學(xué)穩(wěn)定性,、光澤和強(qiáng)度,,橡膠、塑料,、油漆填料,、增光劑、加重劑,、建筑混凝土骨料,、鋪路材料重壓沼澤地區(qū)埋藏的管道,代替鉛板用于核設(shè)施,、原子能工廠,、X光實(shí)驗(yàn)室等的屏蔽,延長路面的壽命,。
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