重晶石粉是由天然重晶石礦物粉末而成，立德粉則是由硫酸鋇和硫化鋅所組成，兩者都是涂料工業(yè)的重要填料。但重晶石粉和立德粉表面親水，故其在有機(jī)體系中的應(yīng)用受到了一定的限制。

表面改性的目的是改性重晶石粉和立德粉在有機(jī)體系中的分散性，防止在油漆中使用時(shí)沉淀結(jié)塊，同時(shí)增加漆膜的光澤、韌性、附著力等。

1、表面改性方法

重晶石粉和立德粉常用的表面改性方法有化學(xué)沉積法、機(jī)械化學(xué)法、包覆法等。

化學(xué)沉積法主要是利用沉淀反應(yīng)，加入改性劑和沉淀劑，使改性劑沉積在重晶石粉表面，形成一層極細(xì)微的無(wú)機(jī)氧化物包膜。機(jī)械化學(xué)法是將重晶石粉于改性劑混合均勻，經(jīng)氣流粉碎機(jī)粉碎，由于破碎面上有很好的活性點(diǎn)，改性劑在重晶石粉表面發(fā)生反應(yīng)，形成表面改性層。包覆法是將重晶石粉裝入混合機(jī)中，與改性劑在攪拌過(guò)程中充分混合，使改性劑包覆在重金石粉表面

2、表面改性劑

根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，重晶石粉可選用表面活性劑、偶聯(lián)劑、無(wú)機(jī)氧化物等表面改性劑。（1）試驗(yàn)研究結(jié)果表明：用一種含有COOH、OH、SO3官能團(tuán)的表面改性劑（SA-101）改性后的重晶石粉不僅活化指數(shù)高、分散性和流動(dòng)性好，而且應(yīng)用效果較好，能夠滿(mǎn)足C03-1紅醇酸調(diào)和漆的指標(biāo)要求，可以代替沉淀硫酸鋇。（2）用油酸鈉對(duì)立德粉進(jìn)行的表面改性研究表明，硫酸鋇對(duì)油酸鈉的吸附等溫線(xiàn)類(lèi)似于氣體吸附中的BET二型等溫線(xiàn)，是多層吸附，吸附量不斷增加，無(wú)極限飽和值，在平衡濃度較低時(shí)就有較高的吸附量。

      表面改性后立德粉/水/空氣的接觸角基本上在80°左右，說(shuō)明改性立德粉表面為油酸鈉所覆蓋，呈現(xiàn)疏水性。表面改性后硫酸鋇和立德粉在環(huán)己烷中的潤(rùn)濕熱大于在水中的潤(rùn)濕熱，說(shuō)明改性后的硫酸鋇和立德粉由極性變?yōu)榉菢O性，由親水變?yōu)槭杷?，符合極性固體在極性液體中的潤(rùn)濕熱比在非極性液體中的大，而非極性固體的潤(rùn)濕熱與此相反的規(guī)律。改性后硫酸鋇和立德粉對(duì)水的潤(rùn)濕熱呈現(xiàn)隨濃度的增大而遞減的趨勢(shì)，說(shuō)明其表面疏水性隨濃度的增加而增大。（3）張鳳仙等以硅烷偶聯(lián)劑改性重晶石粉，添加量為5%時(shí)，改性后重晶石粉的安息角為36°，其表面由親水變?yōu)槭杷?，且分散性和流?dòng)性得到顯著改善。（4）王威等分別利用硬脂酸和硅烷偶聯(lián)劑（WD-60），其研究表明：硬脂酸的用量大于重晶石粉的0.5%時(shí)，其活化指數(shù)可達(dá)到99.7%以上；硅烷偶聯(lián)劑（WD-60）用量大于0.3%時(shí)，重晶石粉的活化指數(shù)大于77.8%。對(duì)于重晶石粉細(xì)度的控制還需要有及時(shí)取樣分析，一般情況下需要對(duì)重晶石粉兩小時(shí)取樣一次進(jìn)行觀察和檢驗(yàn)，并及時(shí)匯報(bào)檢測(cè)結(jié)果，這其中檢測(cè)結(jié)果的合格性以及合格率都是非常重要的。

      重晶石粉是鉆井液中的加重劑，在油田當(dāng)中使用時(shí)則面臨的要求較高，這是由石油工程本身的特點(diǎn)所決定的。油田對(duì)重晶石粉細(xì)度的要求更是非常嚴(yán)格，既不能太粗，也不能太細(xì)，任何一種不合適的細(xì)度都將導(dǎo)致重泥漿本身的流變性能發(fā)生變化，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的鉆探事故發(fā)生。其對(duì)重晶石粉的需求量越來(lái)越大，質(zhì)量要求也越來(lái)越嚴(yán)格和多樣化。因此，我國(guó)重晶石粉行業(yè)應(yīng)加大對(duì)高端產(chǎn)品的技術(shù)、人才投入，提高生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)高端產(chǎn)品（如改性重晶石粉、納米重晶石粉）的技術(shù)研發(fā)，培養(yǎng)深加工技術(shù)（提純、超細(xì)、改性、復(fù)合）人才，才能加快行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源經(jīng)濟(jì)效益，在生產(chǎn)及應(yīng)用中對(duì)重晶石的粒度準(zhǔn)確分析及控制是很有必要的！

一、重晶石粉在鉆井液當(dāng)中的應(yīng)用

重晶石粉是一種很重要的非金屬礦物原料,不僅是各種鋇化合物的化工原料，還廣泛用于油漆填料、顏料以及石油化工等行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)。在石油化工工程領(lǐng)域主要鉆井泥漿加重劑來(lái)使用。

在石油鉆探的過(guò)程當(dāng)中，環(huán)流泥漿的作用主要就是通過(guò)對(duì)鉆頭溫度的控制和對(duì)鉆頭雜物的清潔來(lái)實(shí)現(xiàn)防止油井自噴這是因?yàn)榄h(huán)流泥漿能夠較好的帶走鉆頭在切削過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的碎屑物，起到封閉孔壁和潤(rùn)換鉆桿的作用。

但是當(dāng)循環(huán)泥漿難以與地下油氣壓力平衡的時(shí)候，就需要在鉆井液當(dāng)中加入適量的重 晶石粉來(lái)提高循環(huán)泥漿的混合密度，使得在地層壓力較大的情況下也能對(duì)鉆井起到調(diào)節(jié)作用。在常規(guī)的生產(chǎn)建設(shè)當(dāng)中，重晶石粉因?yàn)槠涿芏认鄬?duì)較大、原材料容易獲得、制造工藝簡(jiǎn)單以及經(jīng)濟(jì)便宜易得等特點(diǎn)而得到重用。

二、油田對(duì)重晶石粉的應(yīng)用要求

并不是任何規(guī)格和級(jí)別的重晶石粉都能滿(mǎn)足循環(huán)泥漿當(dāng)中加重劑應(yīng)當(dāng)?shù)囊?，事?shí)上，只有重晶石粉的各項(xiàng)指標(biāo)合適時(shí)才能夠進(jìn)一步的對(duì)循環(huán)泥漿的粘度、塑料粘度以及靜切力等起到明顯效果。對(duì)于一些不滿(mǎn)足條件的重晶石原料還需要進(jìn)一步的加工和處理以符合石油工程的要求，實(shí)際上，在眾多因素中，鉆井液用重晶石粉質(zhì)量控制當(dāng)中很重要的一點(diǎn)就是重晶石粉細(xì)度的控制，不可過(guò)粗，也不可過(guò)細(xì)，否則都會(huì)導(dǎo)致泥漿的流變性能不穩(wěn)定而導(dǎo)致不良事故的發(fā)生。因此就有必要采取良好的措施控制原料的細(xì)度。

三、鉆井液用重晶石粉細(xì)度的控制措施

結(jié)合從業(yè)人員長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究得出的結(jié)論，對(duì)鉆井液用重晶石細(xì)度的控制措施總結(jié)出如下幾點(diǎn)：1、控制好礦石本身的干濕比例，礦石本身干濕比例以及密度對(duì)分析機(jī)的轉(zhuǎn)速都是有一定影響的，首先就要將這一點(diǎn)考慮在內(nèi)，一般情況下，干礦石的轉(zhuǎn)速要比濕礦石的轉(zhuǎn)速略低一些，而密度較大的礦石則又比密度較小的礦石轉(zhuǎn)速低一些。除此之外還需要注意控制好所使用鼓風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量。

2、磨輥與磨環(huán)的控制，使用時(shí)間上的差別將導(dǎo)致最終的實(shí)際間隙有較大差別，但是這樣一種區(qū)別并不影響最終得到的重晶石粉的質(zhì)量，只是會(huì)在產(chǎn)量上有一定的出入，這樣一種狀況出現(xiàn)的原因就是在重晶石粉細(xì)度沒(méi)有達(dá)到既定的要求時(shí)，即便是分析及本身的轉(zhuǎn)速處于非常理想的狀態(tài)，一般也是很難將摻雜其中的石粉吹出去，正是因?yàn)檫@樣，在此不對(duì)其進(jìn)行要求，認(rèn)為其對(duì)于細(xì)度的影響并不大。

3、保持電壓的穩(wěn)定，如果電壓發(fā)生較大變化的話(huà)主要是會(huì)影響到分析機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此在對(duì)鉆井液用重晶石進(jìn)行細(xì)度上的控制時(shí)就還需要考慮控制好分析機(jī)的電壓，保證其不在分析機(jī)使用過(guò)程當(dāng)中發(fā)生太大的變化或者是頻繁的波動(dòng)。當(dāng)然，在波動(dòng)幅度不大的時(shí)候，也可以直接調(diào)整來(lái)保證分析及的穩(wěn)定性。

4、嚴(yán)格遵守開(kāi)機(jī)順序和停機(jī)順序，嚴(yán)格遵守開(kāi)機(jī)順序同樣能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)重晶石粉細(xì)度的控制，具體來(lái)說(shuō)，在開(kāi)機(jī)之前首先要開(kāi)破碎機(jī)，然后開(kāi)啟分析機(jī)，并在分析及啟動(dòng)并預(yù)熱一小段時(shí)間后再啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，最后再依次開(kāi)啟給料機(jī)和主機(jī)。從這樣一個(gè)開(kāi)機(jī)順序的目的就是希望能夠盡可能的避免在開(kāi)機(jī)過(guò)程當(dāng)中因分析機(jī)剛開(kāi)機(jī)轉(zhuǎn)速不足而把不合格的石粉也吹出來(lái)，從而一定程度的實(shí)現(xiàn)重晶石粉的純化。而在停機(jī)的時(shí)候則首先停止破碎機(jī)和給料機(jī)，再將分析機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)停止，這樣一種停機(jī)安排則是希望盡量避免重晶石粉的細(xì)度受到分析轉(zhuǎn)速下降的影響。通過(guò)這樣一種開(kāi)機(jī)順序和停機(jī)順序的安排與執(zhí)行，一般就能得到相對(duì) 更佳的重晶石粉細(xì)度來(lái)。