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重晶石是以硫酸鋇為主要成分的非金屬礦產(chǎn)品,,自然界分布最廣泛的含鋇礦物,,產(chǎn)于低溫熱液礦脈中,,常與石英,、螢石,、方鉛礦,、鐵礦,、黃銅礦、辰砂等共生,,也可產(chǎn)于沉積巖中,,因其在非金屬礦物中的比重較大,結晶集合體明顯,故稱“重晶石”,,在石油,、化工、涂料,、建材,、醫(yī)藥、冶金等方面應用范圍較為廣泛,。
礦石性質(zhì)與礦物結構
重晶石是硫酸鹽類礦物,,其化學式為BaSO4,晶體呈板狀或柱狀,,集合體呈粒狀或晶簇,,少數(shù)呈致密狀、鐘乳狀和結核狀,,質(zhì)純時無色透明,,含雜質(zhì)時被染成灰色、灰白色,、淺紅色,、淺黃色等各種顏色,。
表一 重晶石主要礦物性質(zhì)
此外,,重晶石化學性質(zhì)穩(wěn)定,難溶于水和酸,,無毒,,無磁性;能吸收X射線和γ射線,。
根據(jù)礦床成因,,重晶石可分為三種類型,即沉積型(含火山沉積型),、熱液型,、殘積型。
表二 重晶石的主要礦床類型和特點
重晶石按其礦物成分可分為6種類型
①單礦物重晶石礦:礦物含BaSO480~98%,,極少伴生礦物,;
②石英—重晶石礦:主要由石英和重晶石組成,石英含量30~50%,,石英嵌布粒度影響著礦石質(zhì)量,;
③螢石—重晶石礦:重晶石和螢石是主要礦物,其他伴生礦物有石英和方解石,;
④硫化礦—重晶石礦:主要由重晶石和硫化鐵,、硫化銅、硫化鉛、硫化鋅組成,,伴生有石英,、螢石、方解石,;
⑤鐵礦—重晶石礦:主要由重晶石與鐵礦(磁鐵礦,、赤鐵礦、針鐵礦)組成,,伴生石英,、方解石;
⑥黏土質(zhì)或砂質(zhì)重晶石礦:這類礦石含有不同數(shù)量的黏土,、巖石碎屑,、單礦物重晶石碎屑等。
應用領域與技術指標
重晶石主要用于石油,、化工,、涂料、填料等工業(yè)部門,。其中80~90%用作石油鉆井中的泥漿加重劑,。
表三 重晶石的主要用途
表四 涂料、填料,、玻璃等用重晶石質(zhì)量要求
加工技術
選礦提純
重晶石選礦方法依據(jù)礦石類型,、原礦性質(zhì)及用途而定
表五 重晶石主要選礦提純方法
超細粉碎
用于涂料、塑料,、橡膠等填料的重晶石粉及醫(yī)藥級產(chǎn)品,,不僅要求純度高,而且粒度要細,,因此除了選礦提純外,,還要進行超細粉碎加工。大多采用干法工藝,,也可采用濕法超細粉碎磨礦工藝,。
制備鋇化合物
①硫化鋇
用重晶石制備硫化鋇有煤粉還原法和氫氣還原法兩種工藝,硫化鋇廣泛應用于發(fā)光涂料,、橡膠硫化劑,、皮革脫毛劑、殺螨劑和滅菌劑等,。
②沉淀硫酸鋇
用重晶石制備碳酸鋇一般采用碳化法,,硫酸鋇應用于光學玻璃、顏料,、陶瓷,、搪瓷,、涂料、橡膠,、焊條,、煙火、凈水劑,、滅鼠劑及電子工業(yè)的原料,。
重晶石選礦實例
四川某重晶石礦屬鐵礦—重晶石礦類型,主要礦物有重晶石,、螢石,、石英、方解石,、長石,、磁鐵礦、赤鐵礦,、針鐵礦等,。純重晶石礦物的密度為4.5g/cm3,與磁鐵礦,、赤鐵礦的比重相近,,螢石、石英,、方解石,、長石等脈石礦物的密度較低,可采用重選方式進行分離,。這幾種礦物中磁鐵礦,、赤鐵礦、針鐵礦等具有磁性,,可采用磁選方式選出。
▲全球首臺特大型5米智能立環(huán)高梯度磁選機
依據(jù)礦物間的密度,、比磁化率等理化性能的差異,,選擇磨礦—弱磁選—強磁選—重選的聯(lián)合選礦工藝流程,將重晶石與其他伴生礦物進行選礦分離,。
圖一 鐵礦—重晶石型礦磁選+重選試驗流程
通過磨礦+弱磁選+強磁選+重選聯(lián)合選礦工藝流程試驗,,CTB3000GS磁選出TFe品位61.06%的鐵粗精礦產(chǎn)品;磁尾經(jīng)1.2T磁場強度立環(huán)高梯度磁選機除去氧化鐵和硅酸鐵等雜質(zhì)礦物,,強磁尾礦再經(jīng)螺旋溜槽將比重小的石英等脈石礦物去除,,最終選出產(chǎn)率31.36%、BaSO4品位96.27%,、回收率84.15%的重晶石精礦產(chǎn)品,。
依據(jù)重晶石所伴生的石英,、螢石、磁鐵礦,、鉛鋅礦,、硫鐵礦、赤鐵礦,、針鐵礦,、方解石等礦物間的密度、可浮性,、比磁化率等理化性能的差異,,可選擇重選、磁選,、浮選等合理的選礦工藝流程,,可有效地分選出一種或多種精礦產(chǎn)品。
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