重晶石是鋇的最常見礦物,它是成分為硫酸鋇。產(chǎn)于熱液礦脈和石灰?guī)r及石灰?guī)r風(fēng)化而成的粘土礦床中。重晶石的晶體呈大的管狀,晶體聚集在一起有時可形成玫瑰花形狀或分叉的晶塊,這稱為冠毛狀重晶石。純的重晶石是無色透明的,一般則呈白、淺黃色,具有玻璃光澤。重晶石可以用作白色顏料(我們俗稱立德粉),還可用于化工、造紙、紡織填料,在玻璃生產(chǎn)中它可充當(dāng)助熔劑并增加玻璃的光亮度。但它最主要的是作為加重劑用在鉆井行業(yè)中及提煉鋇。
重晶石是以硫酸鋇(BaSO 4 )為主要成分的非金屬礦產(chǎn)品,純重晶石顯白色、有光澤,由于雜質(zhì)及混入物的影響也常呈灰色、淺紅色、淺黃色等,結(jié)晶情況相當(dāng)好的重晶石還可呈 透明晶體出現(xiàn)。
重晶石的硬度為3~3.5(莫氏),比重為4.3~4.7,具有比重大、硬度低 、性脆 的特點。
重晶石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不溶于水和鹽酸,無磁性和毒性。
重晶石一、重晶石的開發(fā)利用
重晶石是一種很重要的非金屬礦物原料,具有廣泛的工業(yè)用途。
1、鉆井泥漿加重劑:在一些油井、氣井鉆探時,一般使用的鉆井泥漿、粘土比重為25左右,水的比重為1,因此泥漿比重較低,有時泥漿重量不能與地下油、氣壓力平衡,則造成井噴事故。在地下壓力較高的情況下,就需要增加泥漿比重,往泥漿中加入重晶石粉是增加泥漿比重的有效措施。做鉆井泥漿用的重晶石一般細度要達到325目以上,如重晶石細度不夠則易發(fā)生沉淀。鉆井泥漿用重晶石要求比重大于4.2,BaSO4含量不低于95%,可溶性鹽類小于1%。
2、鋅鋇白顏料:鋅鋇白是一種常用的優(yōu)質(zhì)白色顏料,可作為油漆、繪畫顏料的原料。將硫酸鋇加熱重晶石,使用還原劑就可還原成硫化鋇(BaS),然后與硫酸鋅(ZnSO4)反應(yīng)得到的硫酸鋇和硫化鋅的混合物 (BaSO4占70%,ZnS占30%)即為鋅鋇白顏料。制取鋅鋇白的重晶石要求BaSO4含量大于95%,同時應(yīng)不含有可見的有色雜物。
3、各種鋇化合物: 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。
化學(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;在陶瓷中用來配制釉料;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。
4、填料工業(yè)用重晶石: 在油漆工業(yè)中,重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、強度及耐久性。鋅鋇白顏料也用于制造白色油漆,在室內(nèi)使用比鉛白、鎂白具有更多的優(yōu)點。油漆工業(yè)用重晶石要求有足夠的細度和較高的白度。
造紙工業(yè)、橡膠和塑料工業(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。
5、水泥工業(yè)用礦化劑: 在水泥生產(chǎn)中采用重晶石、螢石復(fù)合礦化劑摻入對促進C3S形成、活化C3S具有明顯的效果,熟料質(zhì)量得到了改善,水泥早期強度大約可提高20~25%,后期強度約提高10%,熟料 燒成溫度由1450℃降低到1300±50℃。重晶石摻量為0.8~1.5%時,效果最好。在白水泥生產(chǎn)中,采用重晶石、螢石復(fù)合礦化劑后,燒成溫度從1500℃降至1400℃,游離CaO含量低,強度和白度都有所提高。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度,特別是 早期強度得到大幅度的提高,這就為煤矸石的綜合利用,為生產(chǎn)低鈣、節(jié)能、早強和高強水 泥提供了一條有益途徑。
6、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、重晶石砂漿和重晶石混凝土,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。
鋇水泥是以重晶石和粘土為主要原料,經(jīng)燒結(jié)得到以硅酸二鋇為主要礦物組成的熟料,再加 適量石膏,共同磨細而成。比重較一般硅酸鹽水泥高,可達4.7~5.2。強度標(biāo)號為325~425。由于鋇水泥比重大,可與重質(zhì)集料(如重晶石)配制成均勻、密實的防X射線混凝土。
重晶石砂漿是一種容重較大、對X射線有阻隔作用的砂漿,一般要求采用水化熱低的硅酸 鹽水泥,通常用的水泥∶重晶石粉∶重晶石砂∶粗砂配合比為1∶0 25∶2 5∶1。 重晶石混凝土是一種容重較大,對X射線具有屏蔽能力的混凝土,膠凝材料一般采用水化熱 低的硅酸鹽水泥或高鋁水泥、鋇水泥、鍶水泥等特種水泥。硅酸鹽水泥應(yīng)用最廣。常用的水 泥∶重晶石碎石重晶石砂∶水的配合比為1∶4 54∶3 4∶0 5;1∶5 44∶4 46∶0 6;1∶5∶3 8∶0 2三種。
做防射線砂漿及混凝土的重晶石,BaSO4含量應(yīng)不低于80%,其中含有的石膏、黃鐵礦、硫化物和硫酸鹽等雜質(zhì)不得超過7%。
7、道路建設(shè): 橡膠和含約10%重晶石的柏油混合物已成功地用于停車場,是一種耐久的鋪路材料。目前,重型道路建設(shè)設(shè)備的輪胎已部分地填充有重晶石,以增加重量,利于填方地區(qū)的夯實。
8、其它: 重晶石和油料調(diào)和后涂于布基上制造油布;重晶石粉用來精制煤油;在醫(yī)藥工業(yè)中做消化道 造影劑;還可制農(nóng)藥、制革、制焰火等。此外,重晶石還用作提取金屬鋇,用作電視和其它 真空管的吸氣劑、粘結(jié)劑。鋇與其它金屬(鋁、鎂、鉛、鈣)制成合金,用于軸承制造。
重晶石砂漿是一種容重較大、對X射線有阻隔作用的砂漿,一般要求采用水化熱低的硅酸鹽水泥,通常用的水泥∶重晶石粉∶重晶石砂∶粗砂配合比為1∶0.25∶2.5∶1。重晶石混凝土是一