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1、2021/8/6,1,内容提要 一、矿物简介 二、矿物选矿和加工技术 三、矿物材料应用,重晶石材料特性及矿物简介,2021/8/6,2,重晶石标本,2021/8/6,3,重晶石标本,2021/8/6,4,重晶石粉,2021/8/6,5,一、矿物简介,主要内容： 1、物理化学特性 2、结构构造 3、资源分布 4、矿床类型 5、开发利用历史,2021/8/6,6,1、物理化学特性,物理特性： 比重大：4.3-4.7 硬度低：2.5-3.5 颜 色：一般为白色 玻璃光泽 解理面珍珠光泽 常呈平坦状断口 条痕白色，性脆,含杂质时：呈灰色、浅红、浅黄等颜色,2021/8/6,7,1、物理化学特性,化学特
2、性： 重晶石的化学成分为BaO 65.7% SO3 34.3% 重晶石化学性能稳定、不溶于水 和盐酸、无磁性和毒性 主要形成于中低温热液条件下,2021/8/6,8,2、结构构造,结构： 重晶石属斜方晶系，常见的晶体呈板状，少数呈柱状、条状，也有三向等长的晶体。 构造： 集合体常呈粒状，少数呈致密状、隐晶状或土状。,2021/8/6,9,3、资源分布,重晶石矿产分布于全国21个省(市、自治区) 储量以贵州最多，占全国总量的34.2% 湖南(15.2%)、广西(10.6%)、甘肃(10.3%)、陕西(10.1%)、山东(5.9%)、福建(4.4%) 优质富矿(BaSO4品位大于92.5%)主要集
3、中在贵州和广西 若按地理分布特点看，大部分储量分布在中部地区，约占70%，远离油气勘探开发区。,2021/8/6,10,广西、贵州重晶石集中分布区,数据资料来源于中国矿业网,2021/8/6,11,数据资料来源于中国矿业网,2021/8/6,12,4、矿床类型,沉积型：贵州天柱、湖南贡溪、广西板必等占总储量的60% 火山-沉积型：甘肃镜铁山伴生重晶石矿 热液型：广西象州县潘村 残积型：广东水岭矿 (附：或者叫层状型、层状-脉状型、改造型脉状及堆积型四种矿床类型),2021/8/6,13,来自李春阳 田升平 牛桂芝化工矿产地质第32卷第2期2010年6月 中国重晶石矿主要矿集区及其资源潜力探讨,
4、2021/8/6,14,19世纪中叶-油漆的填料 20世纪初-制造各种含钡化工产品 1926年-美国首次用重晶石作为钻井泥浆加重剂 1935年-我国候德封在中国矿业记要中已对中国重晶石矿资源作了介绍。 1954年-山东胶县重晶石矿 （新中国最早生产企业）,5、开发利用历史,2021/8/6,15,中国重晶石主要矿山,数据资料来源于中国矿业网,2021/8/6,16,广西重晶石生产开发情况,重晶石生产广泛分布在象州、武宣、三江、永福、扶绥、鹿寨等20余个县区域内。 广西重晶石矿产量高、质量好，在国内外市场上享有较高的知名度，出口和内销量均居全国榜首。 矿床属脉状型重晶石矿床,矿区水文地质条件简单
5、,矿体围岩为硅化泥质粉砂岩,界线清楚,围岩稳固,开采条件简单,2021/8/6,17,二、矿物选矿和加工技术,主要内容 1、选矿 2、加工技术,2021/8/6,18,重晶石的选矿方法有手选、重选、磁选、浮选 手选：原矿开采出来后，用简单的人工手选是许多乡村民采小矿常用的选矿方法。一些矿山，由于地质品位高，质量稳定，经过手选可以满足外贸出口要求。如广西象州潘村矿，用手选法选富块矿，粒度要求30150mm，BaSO495%，一般可以大于92%。手选法简单易行，无需什么设备，但生产率低，资源浪费大 磁选：常用来选出一些含铁矿物如菱铁矿，用于要求含铁很低的钡基药品的重晶石原料,1、选 矿,2021/
6、8/6,19,原矿经洗矿筛分、破碎、分级脱泥，经跳汰选矿流程，可获得质量较好的精矿，产品品位可达88%以上。破碎一般用颚式破碎机或冲击式破碎机，细碎一般用对辊式破碎机。选别可用重介质转筒分选机，圆锥分级机、跳汰分选机或摇床、螺旋机等。重晶石嵌布粒度大于2mm，通常可用重介质分选、跳汰分选。重介质分选的最大粒度为50mm，湿式、干式跳汰选的最大粒度约为20mm。嵌布粒度小于2mm，可用摇床或螺旋分级机进行分选。精选前须用水力旋流器除去泥料以提高选别效果。,重选,2021/8/6,20,浮 选,对于嵌布粒度很细的矿石及重选尾矿的分选必须采用浮选。浮选有正浮选和反浮选两种，反浮选通常是除去碱金属硫化
7、物 浮选过程按吸附形式分为两种，一种是用脂肪酸烷基硫酸盐、烷基磺酸盐等阴离子捕收剂，按化学吸附的形式在重晶石矿物表面吸附而与其他分离；另一种是用阳离子胺类捕收剂，按物理吸附的形式来浮选重晶石。,2021/8/6,21,2、加工技术,主要内容 超微细重晶石的制备技术 超细活性重晶石的制备技术 重晶石复合矿物材料的制备,2021/8/6,22,超微细重晶石的制备技术,现代高新技术产业及传统产业的技术进步要求非金 属矿物原材料向超细化、功能化、复合化和系列化发展。小于10m的颗粒集合体称为超细粉体，它是一些天然矿物和人造矿物的主要利用形式。 高纯度、高自度超细重晶石的突出特点是：优越的 光学性能、良
8、好的分散性、较好的吸附性。重晶石粉碎后仍保持矿物的晶体结构，即可代替钛白粉用于油漆涂料、橡胶、塑料、造纸、陶瓷等行业,2021/8/6,23,超微细重晶石的制备技术,干法工艺： 重晶石莫氏硬度较低、密度大、脆性好，容易粉碎。目前重晶石的超细粉碎大多采用干法工艺，常用的设备有气流磨、机械冲击磨、振动磨等。其中采用气流粉碎机可将重晶石粉碎到d5m 湿法工艺： 在湿式选矿提纯后接着进行超细粉碎加工，可以采用湿法超细粉碎工艺，设备可选用搅拌磨、振动磨、球磨机等,2021/8/6,24,超细活性重晶石的制备技术,活性重晶石的制备主要是利用各类材料或助剂，采用物理化学方法对矿物表面进行处理，进而改善或完全
9、改变矿物的表面物理化学性质 目前最常用的方法是对重晶石粉体进行表面 化学包覆，也是最易实现工业生产和达到产品指标的方法。,2021/8/6,25,表面化学包覆简介,表面化学包覆包括干法和湿法 干法是将表面改性剂及其助剂稀释后，在改性机中，边高速搅拌边加入，或喷雾加入，使粉体颗粒与改性剂分子充分接触，同时加热到一定的温度，反应一定时间，从而使改性剂分子均匀地包覆在重晶石颗粒的表面，得到改性产品。常用的表面改性剂主要有偶联剂如硅烷类、钛酸 酯类等；表面活性剂如高级脂肪酸及其盐、醇类、胺类及酯类等。 湿法是利用沉淀反应，加入改性剂或沉淀剂，在适当的条件下，使试剂在重晶石表面以氢氧化物或水合氧化物的形
10、式均匀沉淀，形成一层(或多层) 包覆层，然后经洗涤、干燥、焙烧等工序将包覆层固定在表面，从而达到粉体表面改性的目的。 另外，还可将分子量几百到几千的低聚物交联剂或催化剂溶解或分散在一定溶剂中，再加入重晶石超细粉，搅拌、加热、保持一定时间也可达到粉体表面的包覆。,2021/8/6,26,重晶石复合矿物材料的制备,重晶石超细粉经表面活化处理后，与有机高聚物有良好的相容性、亲和力，能均匀分散在基体中，制成无机有机复合材料 重晶石填充聚合物材料 重晶石填充胶凝材料 重晶石基复合导电材料 重晶石制备磁性材料 重晶石基耐高温与耐磨材料 详细了解：可参考中南大学资源生物学院无机材料系胡佩伟在材料导报2008
11、年8月第22卷专辑发表的重晶石矿物材料的制备技术与应用进展一文,2021/8/6,27,三、矿物材料应用,主要应用 1、钻井泥浆加重剂 2、锌钡白颜料 3、各种钡化 4、填料工业用重晶石合物 5、水泥工业用矿化剂 6、防射线水泥、砂浆及混凝土 7、道路建设 8、其它 重晶石是一种很重要的非金属矿物原料，具有广泛的工业用途。,2021/8/6,28,1、钻井泥浆加重剂,在一些油、气井钻探时，一般使用的钻井泥浆、粘土比重为2.5左右，水的比重为1，因此 泥浆比重较低，有时泥浆重量不能与地下油、气压力平衡，则造成井喷事故。在地下压力较 高的情况下，就需要增加泥浆比重，往泥浆中加入重晶石粉是增加泥浆比
12、重的有效措施。做 钻井泥浆用的重晶石一般细度要达到325目以上，如重晶石细度不够则易发生沉淀。钻井泥 浆用重晶石要求比重大于4.2，BaSO4 含量不低于95%，可溶性盐类小于1%。,2021/8/6,29,钻井泥浆加重剂,2021/8/6,30,2、锌钡白颜料,锌钡白是一种常用的优质白色颜料，可作为油漆、绘画颜料的原料。将硫酸钡加热，使用还 原剂就可还原成硫化钡(BaS)，然后与硫酸锌(ZnSO 4 )反应得到的硫酸钡和硫化锌的混合物 (BaSO 4 占70%，ZnS占30%)即为锌钡白颜料。制取锌钡白的重晶石要求BaSO 4 含量大于95% ，同时应不含有可见的有色杂物,2021/8/6,
13、31,3、各种钡化,以重晶石为原料可以制造氧化钡、碳酸钡、氯化钡、硝酸钡、沉淀硫酸钡、氢氧化钡等化工原料。 化学纯的硫酸钡是测量白度的标准；碳酸钡是光学玻璃的重要原料，它向玻璃中引入BaO， 从而增大玻璃的折光率，并改善其它光学性能；在陶瓷中用来配制釉料；氯化钡是一种农用 杀虫剂；硝酸钡用于焰火和玻璃工业中；高锰酸钡是一种绿色颜料。,2021/8/6,32,碳酸钡,硝酸钡,2021/8/6,33,4、填料工业用重晶石合物,在油漆工业中，重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、强度及耐久性。锌钡白颜料也用于制造白 色油漆，在室内使用比铅白、镁白具有更多的优点。油漆工业用重晶石要求有足够的细度和 较高的白度
14、 造纸工业、橡胶和塑料工业也用重晶石作填料，这种填料能提高橡胶和塑料的硬度、耐磨性 及耐老化性，橡胶、造纸用重晶石填料一般要求BaSO 4 大于98%，CaO小0.36%，不许含有氧化镁、铅等成分,2021/8/6,34,5、水泥工业用矿化剂,在水泥生产中采用重晶石、萤石复合矿化剂掺入对促进C 3 S形成、活化C 3 S具有明显的效果，熟料质量得到了改善，水泥早期强度大约可提高20-25%，后期强度约提高10%，熟料 烧成温度由1450降低到130050。重晶石掺量为0.81.5%时，效果最好,2021/8/6,35,6、防射线水泥、砂浆及混凝土,利用重晶石具有吸收X射线的性能，用重晶石制做钡
15、水泥、重晶石砂浆和重晶石混凝土，用以代替金属铅板屏蔽核反应堆和建造科研、医院防X射线的建筑物,2021/8/6,36,7、道路建设,橡胶和含约10%重晶石的柏油混合物已成功地用于停车场，是一种耐久的铺路材料。目前 ，重型道路建设设备的轮胎已部分地填充有重晶石，以增加重量，利于填方地区的夯实。,2021/8/6,37,8、其他应用,重晶石和油料调和后涂于布基上制造油布；重晶石粉用来精制煤油；在医药工业中做消化道 造影剂；还可制农药、制革、制焰火等。此外，重晶石还用作提取金属钡，用作电视和其它 真空管的吸气剂、粘结剂。钡与其它金属(铝、镁、铅、钙)制成合金，用于轴承制造。,2021/8/6,38,内容小结,重晶石是我国的优势资源，主要分布于广西，贵州，湖南等省份。具有比重大，硬度低，性脆等特点。 重晶石基矿物材料的主要制备技术有超微细和表面改性。 重晶石用途广泛，最大工业用途是作石油、天然气钻井泥浆的加重剂 ；其次是制造各种钡的化工产品。,2021/8/6,39,不妥之处，请批评指正,THANK YOU 谢谢大家,