中國粉體網(wǎng)訊
1,、重晶石與硫酸鋇概述
硫酸鋇（BaSO4）可分為兩種，一種是天然硫酸鋇,，即重晶石粉，另一種是人工合成得硫酸鋇,，也叫沉淀硫酸鋇,。重晶石是白色或灰色粉末，粒子較粗,，粒徑一般為2～5μm，性脆,，pH值4.5,，經(jīng)粉碎分級即得，細(xì)度為250目通過,，硫酸鋇含量大于90%。沉淀硫酸鋇質(zhì)量較純,，粒徑較小,，粒徑分布為1.5～2μm的4%，1.0～1.5μm的10%,，0.5～1.0μm的46%，0.5μm的10%,，0.5μm以下的40%,。合成硫酸鋇pH值為6.6～8.0,。一般合成硫酸鋇有兩種方法：第一種方法是芒硝-黑灰法，即重晶石（BaSO485%）與煤粉（固定炭70%）還原焙燒后,，再與硫酸鈉反應(yīng)制得硫酸鋇,。
重晶石主要用于石油、化工、涂料,、填料、建筑等工業(yè)部門,，其中石油鉆井泥漿加重劑是其最主要的用途,，在填料應(yīng)用方面，重晶石粉和沉淀硫酸鋇重合度比較高,，但細(xì)分領(lǐng)域應(yīng)用也存在一定差異。合成硫酸鋇的比表面積為22000~140000cm2/g,，作為塑料填料可使制品表面平滑，且光澤性好,；在酚醛樹脂中添加硫酸鋇,，可改良硬度,，并能提高耐酸性；因硫酸鋇不影響X光顯影,，故常用于醫(yī)療衛(wèi)生器械,，可提高耐藥品性,，增加制品密度，減少制品的X光透過率,；在塑料中填充硫酸鋇的成型加工條件與碳酸鈣填充時基本相同,。
涂料、橡膠填料、普通玻璃,、鋅鋇白生產(chǎn)用重晶石粉/硫酸鋇的質(zhì)量要求
2,、重晶石應(yīng)用
（1）各種鋇化合物
目前重晶石的第二大用途是用于生產(chǎn)鋇的化工產(chǎn)品，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,�,；瘜W(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；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,。
（2）鋅鋇白顏料
鋅鋇白又稱立德粉,，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,。即硫酸鋇（占70%）和硫化鋅（占30%）的混合物,，是將硫酸鋇加熱，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,。原料要求BaSO4含量大于95%,，同時應(yīng)不含有可見的有色雜物,。
（3）填料行業(yè)用重晶石
在油漆行業(yè)中,，重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、強(qiáng)度及耐久性,，室內(nèi)使用比鉛白,、鎂白具有更多的優(yōu)點(diǎn),，所用重晶石要求細(xì)度＞2000目,，白度大于95。造紙行業(yè),、橡膠和塑料行業(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。但此類行業(yè)對細(xì)度的要求較油漆行業(yè)低,，多數(shù)廠家需要細(xì)度在500～1250目之間,。
（4）鉆井泥漿加重劑
重晶石通常較純凈,、性軟、密度大,、具化學(xué)惰性,，其產(chǎn)量80%以上用作鉆井泥漿加重劑。此類泥漿密度達(dá)2.5t/m3,。鉆井時，泥漿在循環(huán)過程中使鉆頭冷卻并帶走切削下來的碎屑物,，潤滑鉆桿,，封閉孔壁,，借助泥漿柱產(chǎn)生靜壓控制油氣壓力，防止油井自噴,。一般要求細(xì)度要達(dá)到325目以上，密度大于4.2g/cm3,，BaSO4含量不低于95%,，可溶性鹽類小于1%。鉆孔中使用的重晶石量的決定因素包括鉆孔深度和直徑,，巖石類型和鉆井條件等,，通常鉆井每鉆進(jìn)30m就要消耗1t重晶石粉。
（5）導(dǎo)電材料
重晶石粉末是一種天然的白色體質(zhì)顏料,，具有良好的金屬氧化物及其鹽改性，以它用作核芯材料,，在其表面包覆一層摻雜的SnO2制成淺色導(dǎo)電粉末,，不僅可以降低導(dǎo)電粉末的制備成本，國內(nèi)高速發(fā)展的電子工業(yè)及相關(guān)的高新產(chǎn)業(yè),，這種化學(xué)性能穩(wěn)定,、電性能穩(wěn)定的淺色復(fù)合金屬氧化物導(dǎo)電材料，作為一種新的精細(xì)化工產(chǎn)品,，有著廣闊的發(fā)展前景,。
（6）水泥礦化劑
在水泥生產(chǎn)中，加入重晶石對促進(jìn)C3S形成和活化具有明顯的效果,，熟料質(zhì)量得到了改善，水泥早期強(qiáng)度大約可提20%～25%,，后期強(qiáng)度約提高10%,，熟料燒成溫度由1450℃降低到1300℃±50℃。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。
（7）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、重晶石砂漿以及重晶石混凝土,，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,。
3,、硫酸鋇應(yīng)用
（1）塑料
在塑料成型過程中,，通過填充硫酸鋇，能提高純樹脂塑料的性能,，如抗老化,、導(dǎo)熱性、沖擊強(qiáng)度,、光學(xué)性能,、拉伸強(qiáng)度,、彈性模量等，而且降低產(chǎn)品成本,。例如,，D50為0.3μm左右的納米改性沉淀BaSO4因其精確狹窄的粒度分布曲線,，對可見光波（390～780nm）具有非常優(yōu)異的穿透能力,，可應(yīng)用于高透明性吹膜或流延聚烯烴薄膜制品,。值得一提的是,，硫酸鋇晶粒的尺寸和晶型的完整性對于聚合物合成的復(fù)合材料的性能至關(guān)重要，尤其是對聚合物材料顯影性的改善和透明性的保持是一般無機(jī)材料所不具備的，因此硫酸鋇是一種極具發(fā)展前途的無機(jī)填料。
（2）涂料
硫酸鋇具有耐候性,、耐化學(xué)性,，加入涂料中能改善涂料的流平性,、曝光性和抗?jié)B透性，提高涂料的著色力,、遮光力等光學(xué)性能,，對漆膜的硬度和耐磨性也有增強(qiáng)作用,，近幾年在粉末涂料,、水性涂料等先進(jìn)涂料中被大量使用。
（3）造紙
硫酸鋇填充到紙張的纖維縫隙中,，提高紙頁均勻度，使紙張更平滑,，提高紙張的不透明度,、白度和穩(wěn)定性,，取代部分纖維，降低成本。納米BaSO4復(fù)合材料部分替代TiO2作為漿內(nèi)添加填料可以在一定程度上提高紙張的白度,、不透明度和力學(xué)性能,；作為紙張表面微涂的涂料，納米BaSO4復(fù)合涂料可以提高紙張白度和表面強(qiáng)度,。
（4）醫(yī)藥
由于BaSO4無毒且具有不透X射線的特性,，所以被廣泛用于防X射線材料和顯影劑,，進(jìn)一步實現(xiàn)BaSO4造影劑的被動或靶向遞送,。
（5）橡膠
硫酸鋇密度大,，穩(wěn)定性強(qiáng),，粒徑一般為2~5μm，作為填料可增加制品的硬度,、強(qiáng)度、改善耐熱和耐磨等性能,。研究表明硫酸鋇應(yīng)用于氣密層膠還可提高其耐屈撓龜裂性能,。
結(jié)語
目前,，硫酸鋇的應(yīng)用仍存在著比表面能大、易團(tuán)聚,、與基體相容性差,、形貌不規(guī)則等缺點(diǎn)，這限制了BaSO4的應(yīng)用范圍和價值,，制備表面疏水、高分散性,、粒徑小且均一,、形貌規(guī)則的BaSO4是促進(jìn)產(chǎn)品升級和行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn)：
陳煥章,，等：功能性硫酸鋇的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展,，河北科技大學(xué)
楊明山主編《塑料改性工藝,、配方與應(yīng)用（第二版)》化學(xué)工業(yè)出版社
王嘉毅，等：我國重晶石產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,，咸陽非金屬礦研究設(shè)計院有限公司
