隨著優(yōu)質(zhì)、單一型重晶石礦日益枯竭,我國(guó)目前絕大部分重晶石礦品位低,與其他金屬礦、非金屬礦緊密伴生,直接影響其在工業(yè)上的利用價(jià)值。作鉆井泥漿用的重晶石加重劑一般細(xì)度要求達(dá)到-0.056mm以上,密度>4.2g/cm,品位>95%,可溶性鹽類含量98%,CaO含量<0.36%,且不許含有氧化鎂、鉛等有害成分。不同用途的重晶石對(duì)重晶石的純度、白度、雜質(zhì)含量的要求不同。
物理提純:貴州重晶石的物理提純方法主要有:手選、重選、磁選。
手選的主要依據(jù)是重晶石與伴生礦的顏色和密度的區(qū)別。原礦經(jīng)過粗碎后,重晶石礦物與脈石礦物能夠有效解離,手選可以選出塊狀的重晶石。如廣西象州潘村礦,用手選法可以得到粒度在30~150mm,BaSO4含量>92%的富礦。手選法簡(jiǎn)單方便易行,對(duì)設(shè)備依賴低,成本小,但對(duì)礦石要求高并且生產(chǎn)效率低,對(duì)資源造成極大浪費(fèi)。
重選是根據(jù)重晶石與伴生礦物的密度差別進(jìn)行提純。原礦經(jīng)破碎、磨礦至一定粒級(jí)進(jìn)入重選設(shè)備進(jìn)行分選從而將脈石剔除。湖南衡南重晶石礦重選后的硫酸鋇含量達(dá)92%以上,手選尾礦經(jīng)重選后可以得到硫酸鋇含量達(dá)84.50%的重選精礦。磁選是利用不同礦石之間磁性的差異,在磁力的作用下進(jìn)行選別的方法。磁選主要來除掉一些具有磁性氧化鐵類礦物如菱鐵礦,通常與重選聯(lián)合使用,以降低重晶石精礦中鐵的含量。
浮選法提純:隨著高品位易選重晶石礦的不斷開發(fā)利用,急待加大對(duì)低品位重晶石礦開發(fā)研究的力度。重晶石常與螢石、方解石、石英等礦物緊密伴生,品位低、嵌布粒度細(xì)、成分復(fù)雜,傳統(tǒng)重選工藝難以使其有效分離。浮選可以適應(yīng)各種復(fù)雜嵌布類型的重晶石,因而成為現(xiàn)階段重晶石選別的主要方法。捕收劑是決定重晶石礦物能否有效分離的關(guān)鍵,常用的捕收劑根據(jù)吸附形式可以分為三種:①以化學(xué)吸附為主的陰離子捕收劑;②以物理吸附為主的陽離子捕收劑;③介于兩者之間的兩性捕收劑。根據(jù)重晶石與螢石的分離過程可分為兩種:一種是抑制重晶石浮選螢石;另一種是抑制螢石浮選重晶石。
煅燒提純:礦物煅燒過程表現(xiàn)為受熱離解為一種組成更簡(jiǎn)單的礦物或礦物本身發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變,由一種固相熱解為另一種固相和氣相的物理變化過程。由于重晶石礦物在成床過程中混入Fe2O3、TiO2、有機(jī)質(zhì)等雜質(zhì),這些雜質(zhì)會(huì)使重晶石發(fā)灰、發(fā)綠及發(fā)青等,從而影響重晶石的純度和白度,嚴(yán)重降低重晶石的使用價(jià)值。煅燒可使有機(jī)質(zhì)揮發(fā),煅燒除雜主要適用于去除能夠在高溫下吸熱分解或揮發(fā)的雜質(zhì)。
浸出提純:浸出提純主要是用于除掉重晶石中的碳及有色雜質(zhì)。它們的存在影響重晶石精礦的白度及應(yīng)用前景。除掉這些雜質(zhì)的主要方法有:酸浸法、氧化-還原法、有機(jī)酸絡(luò)合法。酸浸法是利用酸與礦物中的雜質(zhì)金屬或金屬氧化物進(jìn)行反應(yīng),生成可溶于水或稀酸的化合物,經(jīng)洗滌過濾,將可溶物去除,可以達(dá)到提純的目的。雷紹明等將湖北某重晶石礦經(jīng)過濃硫酸浸出后,可以使重晶石粉的白度從84.10%提高到88.60%。氧化-還原法首先加入氧化劑使礦物中伴生的金屬化合物溶解,并氧化重晶石中的致色有機(jī)物,再加入還原劑將Fe還原成Fe,使其溶解,達(dá)到除雜增白、提高礦物品位的目的。有機(jī)酸絡(luò)合法是在除鐵過程中添加有機(jī)酸如EDTA、抗壞血酸、檸檬酸、草酸等,這類酸能溶解鐵氧化物,并形成絡(luò)合物,達(dá)到很好的除鐵效果。
重晶石經(jīng)過基本提純后可以滿足生產(chǎn)初級(jí)鋇鹽的要求,但部分精細(xì)和專用化產(chǎn)品仍無法生產(chǎn),還需依賴進(jìn)口。需要對(duì)重晶石的開發(fā)做進(jìn)一步探索。
主要用途:重晶石礦屬于不可再生資源,是中國(guó)的出口優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)品之一,廣泛用于石油、天然氣鉆探泥漿的加重劑,在鋇化工、填料等領(lǐng)域的消費(fèi)量也在逐年增長(zhǎng)。中國(guó)重晶石資源相當(dāng)豐富,分布于全國(guó)21個(gè)省(區(qū)),總保有儲(chǔ)量礦石3.6億噸,居世界第1位。在醫(yī)療上可用于消化系統(tǒng)中造影劑。
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(rùn)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(zhǎng)路面的壽命。