重晶石是鋇的最常見礦物,,它的成分為硫酸鋇,。產(chǎn)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(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,。在風化殘余礦床的殘積粘土覆蓋層內(nèi),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。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。
結構性質(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,結晶情況相當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(zhì)穩(wěn)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,、粒狀集合體,。質(zhì)純時無色透明,含雜質(zhì)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(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,,結晶情況相當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,,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%,同時應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,。
化學純的硫酸鋇是測量白度的標準,;碳酸鋇是光學玻璃的重要原料,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,。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。
5,、水泥工業(yè)用礦化劑: 在水泥生產(chǎn)中采用重晶石,、螢石復合礦化劑摻入對促進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,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(jié)能、早強和高強水 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,共同磨細而成,。比重較一般硅酸鹽水泥高,,可達4.7~5.2。強度標號為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、密實的防X射線混凝土,。砂漿是一種容重較大,、對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: 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,,重型道路建設設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,。
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地質(zhì)時代都有產(chǎn)出,主要集中在寒武紀,、泥盆紀,、奧陶紀和中生代的地層中。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)于構造活動褶皺帶(區(qū))和地臺區(qū)的深水盆地中,。脈狀重晶石礦床主要產(chǎn)在地質(zhì)構造較穩(wěn)定的碳酸鹽巖地臺區(qū)的碳酸鹽巖臺地中。
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性大斷裂空間關系亦很明顯,,說明礦床與構造關系密切,。脈狀重晶石礦充填于中、小型斷裂,、裂隙中,,明顯受構造控制。
形成重晶石的沉積盆地與成礦有著密切的關系,,一類是較深的還原性靜水盆地,,沉積物顆粒細小,碳酸鹽含量少,,有機質(zhì)含量高,,形成層狀礦床。另一種盆地為淺水,、氧化,、動蕩的盆地,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質(zhì)的碎屑巖,、硅質(zhì)巖,,并具有眼球狀構造,;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有密切關系,。
重晶石礦床的礦物組分相當一致,化學成分簡單而穩(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穩(wěn)定性、光澤和強度,,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,,代替鉛板用于核設施、原子能工廠,、X光實驗室等的屏蔽,,延長路面的壽命。

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。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。
結構性質(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,結晶情況相當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(zhì)穩(wěn)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,、粒狀集合體,。質(zhì)純時無色透明,含雜質(zhì)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(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,,結晶情況相當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,,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%,同時應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,。
化學純的硫酸鋇是測量白度的標準,;碳酸鋇是光學玻璃的重要原料,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,。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。
5,、水泥工業(yè)用礦化劑: 在水泥生產(chǎn)中采用重晶石,、螢石復合礦化劑摻入對促進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,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(jié)能、早強和高強水 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,共同磨細而成,。比重較一般硅酸鹽水泥高,,可達4.7~5.2。強度標號為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、密實的防X射線混凝土,。砂漿是一種容重較大,、對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: 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,,重型道路建設設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,。
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地質(zhì)時代都有產(chǎn)出,主要集中在寒武紀,、泥盆紀,、奧陶紀和中生代的地層中。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)于構造活動褶皺帶(區(qū))和地臺區(qū)的深水盆地中,。脈狀重晶石礦床主要產(chǎn)在地質(zhì)構造較穩(wěn)定的碳酸鹽巖地臺區(qū)的碳酸鹽巖臺地中。
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性大斷裂空間關系亦很明顯,,說明礦床與構造關系密切,。脈狀重晶石礦充填于中、小型斷裂,、裂隙中,,明顯受構造控制。
形成重晶石的沉積盆地與成礦有著密切的關系,,一類是較深的還原性靜水盆地,,沉積物顆粒細小,碳酸鹽含量少,,有機質(zhì)含量高,,形成層狀礦床。另一種盆地為淺水,、氧化,、動蕩的盆地,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質(zhì)的碎屑巖,、硅質(zhì)巖,,并具有眼球狀構造,;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有密切關系,。
重晶石礦床的礦物組分相當一致,化學成分簡單而穩(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穩(wěn)定性、光澤和強度,,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,,代替鉛板用于核設施、原子能工廠,、X光實驗室等的屏蔽,,延長路面的壽命。