重晶石矿石中常见应时、赤铁矿、萤石等伴生矿物,对重晶石产品质量的一般要求是BaSO4 & ge90%;一般SiO2要控制在5%以下,含量越低越好。铁杂质(fe2o 3)& le;1%。当用作不同的填料时,对重晶石产品的要求是不同的。例如用于涂料时,白度不低于90%。橡胶填料要求不含锰、铜和铅杂质。目前,重晶石矿石常用的除杂技术可分为物理除杂和化学除杂增白。
重晶石是一种重要的含钡工业矿物,其主要成分是硫酸钡(BaSO4)。它具有密度高、化学和热性能稳定的特点,已广泛应用于石油化工、化学工业等诸多工业领域。重晶石是中国的优势矿产,中国重晶石探明储量已达3.64亿吨。目前我国工业使用的重晶石主要破碎成200目和325目初级产品,可作为油气钻井泥浆加重剂或制造各种钡的化工产品,产品利用率低,经济效益差。
在高分子材料中添加廉价的无机材料,不仅可以拓宽无机材料的应用范围,降低材料的生产成本,还可以提高复合材料的刚度和硬度,赋予其一些特殊的物理化学性能,如耐腐蚀、绝缘等。重晶石矿粉作为一种无机填料,其化学性质和物理形态与高分子材料有很大的不同,两者表面性质的差异导致重晶石矿粉与高分子材料相容性差。重晶石作为填料时,难以均匀分散在高分子材料中,影响复合材料的力学性能,难以发挥无机填料的功能性。
重晶石矿石中常见应时、赤铁矿、萤石等伴生矿物,对重晶石产品质量的一般要求是BaSO4 & ge90%;一般SiO2要控制在5%以下,含量越低越好。铁杂质(fe2o 3)& le;1%。当用作不同的填料时,对重晶石产品的要求是不同的。例如用于涂料时,白度不低于90%。橡胶填料要求不含锰、铜和铅杂质。目前,重晶石矿石常用的除杂技术可分为物理除杂和化学除杂增白。
1物理除杂美白
重晶石的物理提纯方法主要有人工分选、重选和磁选。人工分选主要是根据重晶石与伴生矿的颜色和密度差异,选出块状重晶石。这种方法简单易行,但要求矿石品位高,产量稳定,生产效率低,资源浪费大。因此,广泛应用于易分选、品位高的残积重晶石矿中。
重力分离主要基于重晶石和伴生矿物之间的密度差异。原矿经过洗矿和破碎,通过跳汰和摇床去除二氧化硅等杂质。重晶石的嵌入粒度要求大于2 mm,如湖南衡南重晶石矿重选后硫酸钡含量在92%以上。氧化铁矿物具有磁性,重晶石中的菱铁矿等伴生矿物可通过磁选分离。
2化学除杂增白
2.1浮选除杂和增白
对于与萤石、硫化矿伴生的沉积型重晶石矿和热液型重晶石矿,嵌布粒度很小,物理除杂效果不好,常采用浮选。浮选药剂可分为两类:一类是以烷基磺酸盐和脂肪酸硫酸盐为主的阴离子捕收剂;另一种是基于高级胺盐的阳离子捕收剂。
在重晶石浮选过程中,由于伴生矿物的多样性,单一浮选药剂往往达不到预期的目标,因此常采用组合药剂相互促进,达到较好的浮选效果。萤石、方解石、重晶石属于钙离子化合物,晶格能在417 ~ 519 kJ/mol之间,可浮性相近,决定了复合重晶石矿难以分离。王玉婷采用混合捕收剂十二烷基硫酸钠+油酸钠(96g/t+24g/t)和混合抑制剂硅酸钠+氟硅酸钠(800g/t+200g/t)从平水铜矿尾矿中回收重晶石。与单一捕收剂和抑制剂相比,精矿品位为95.2%,提高了3.52%。回收率为83.1%,提高了2.67个百分点。
王德强等。精细研磨重晶石,使其与应时单体分离。以油酸和氧化石蜡皂或十二烷基磺酸钠和氧化石蜡皂为捕收剂,硅酸钠和碳酸钠为调整剂和脉石抑制剂,浮选效果较好。精矿品位BaSO4大于98%,SiO2小于1%,达到了预期目标。
2.2煅烧、除杂和增白
在重晶石形成的过程中,不可避免地会混入一些有色有机物,使重晶石呈现灰、绿、蓝、黑的颜色,从而降低重晶石的白度,影响其在白色涂料中的应用。热液重晶石由于吸热会在高温下爆炸,使分布在重晶石晶体或间隙中的发色有机物挥发。雷等将重晶石矿粉在850℃硫酸酸洗2 h后煅烧,白度可由88.19%提高到90.64%。在950℃煅烧2h后,白度可达93.5%。
2.3浸出、除杂和增白
纯重晶石是白色有光泽的。由于混合物的特性和数量不同,会出现浅灰色、浅蓝色、黄色、粉红色、棕色、浅棕色等。酸(或碱)浸出氧化除杂& mdash从还原的矿石中除去碳、铁、锰、镁、镍和其他杂质。酸(碱)浸出是用硫酸、盐酸等。(碱)与重晶石伴生的金属化合物(或二氧化硅)反应,生成可溶于水或稀酸(硅酸盐)的化合物,然后洗涤、过滤,与可溶性物质分离。氧化& mdash在还原法中,首先用氧化剂如过氧化氢、次氯酸钠或浓硫酸溶解矿物中的伴生金属化合物,氧化重晶石中的发色有机物。然后加入还原剂将Fe3+还原为Fe2+,在短时间内将铁浸出,达到除杂、增白、提高矿物品位的目的。
李雪芹用酸& mdash综合碱浸出后,重晶石矿物含量由提纯前的95.60%提高到97.29%,主要发色物质Fe3+全部去除。
刘浮选低品位重晶石矿后,在硫酸酸洗条件下,以铝粉为还原剂,获得硫酸钡质量分数为96.12%、白度为89%的重晶石粉产品。