重晶石

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(shí)，一般使用的鉆井泥漿、粘土比重為2.5左右，水的比重為1，因此泥漿比重較低，有時(shí)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(xì)度要達(dá)到325目以上，如重晶石細(xì)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，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(shí)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(cè)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(lái)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(qiáng)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(diǎn)。油漆工業(yè)用重晶石要求有足夠的細(xì)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(duì)促進(jìn)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(qiáng)度大約可提高20~25%，后期強(qiáng)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(shí)，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(qiáng)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(qiáng)度，特別是早期強(qiáng)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(qiáng)和高強(qiáng)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(xì)而成。比重較一般硅酸鹽水泥高，可達(dá)4.7~5.2。強(qiáng)度標(biāo)號(hào)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(shí)的防X射線混凝土。

重晶石 砂漿是一種容重較大、對(duì)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(duì)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(guò)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(chǎng)，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(shí)。

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(lái)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。

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。

1.1物理提純

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(guò)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(lái)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。

1.2化學(xué)提純

1.2.1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(yáng)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(guò)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。

1.2.2煅燒提純

礦物煅燒過(guò)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(guò)程。由于重晶石礦物在成床過(guò)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)。

1.2.3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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(wú)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。

殘坡積礦床用露天開采法,原生礦多數(shù)用地下開采法。一般工藝流程見"磷塊巖"。選礦方法主要為手選法、重選法、磁選法和浮選法。

重晶石是 以硫酸鋇(BaSO4)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)。重晶石系硫酸鹽礦物。成分為BaSO4。自然界分布最廣的含鋇礦物。鋇可被鍶完全類質(zhì)同象代替，形成天青石;被鉛部分替代，形成北投石(因產(chǎn)自臺(tái)灣北投溫泉而得名)。正交(斜方)晶系，晶體常成厚板狀。純凈的重晶石透明無(wú)色，一般為白色、淺黃色，玻璃光澤，解理面呈珍珠光澤。具3個(gè)方向的完全和中等解理，莫氏硬度3~3.5，比重4.5。主要形成于中低溫?zé)嵋簵l件下。

重晶石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水和鹽酸，無(wú)磁性和毒性。重晶石化學(xué)組成為Ba[SO4]，晶體屬正交(斜方)晶系的硫酸鹽礦物。常呈厚板狀或柱狀晶體，多為致密塊狀或板狀、粒狀 集合體。質(zhì)純時(shí)無(wú)色透明，含雜質(zhì)時(shí)被染成各種顏色，條痕白色，玻璃光澤，透明至半透明。三組解理完全，夾角等于或近于90°。摩氏硬度3-3.5，比重4.0-4.6。鑒定特征:板狀晶體，硬度小，近直角相交的完全解理，密度大，遇鹽酸不起泡，并以此與相似的方解石相區(qū)別。重晶石是以硫酸鋇(BaSO4)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)。重晶石是一種混合物。

重晶石屬于不可再生資源，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(lái)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。

中國(guó)重晶石年供應(yīng)總量250~300萬(wàn)t，全部來(lái)源于國(guó)內(nèi)自產(chǎn)。國(guó)內(nèi)重晶石年消費(fèi)量約120~130萬(wàn)t，其中用于油氣勘查的70~80萬(wàn)t，占總消費(fèi)量的60%±;用于鋇化工產(chǎn)品40~50萬(wàn)t，約占30%;其他用項(xiàng)10余萬(wàn)t，約占10%。

中國(guó)是世界重晶石最大出口國(guó)。90年代重晶石及其產(chǎn)品年出口量一般為150~200萬(wàn)t。1996年重晶石及鋇鹽出口量205.8萬(wàn)t，出口金額1.21億美元，其中重晶石186萬(wàn)t，鋇化工產(chǎn)品19.8萬(wàn)t，主要出口國(guó)有美國(guó)、荷蘭、日本和韓國(guó)等。中國(guó)進(jìn)口重晶石量甚微，僅進(jìn)口少量鋇化工產(chǎn)品。

中國(guó)重晶石需求基本穩(wěn)定，增長(zhǎng)緩慢。重晶石產(chǎn)量穩(wěn)中有升，能夠充分保證需求。出口量視供需情況而調(diào)節(jié)。總體上重晶石供需基本平衡。

中國(guó)的重晶石礦床在各個(gè)地質(zhì)時(shí)代都有產(chǎn)出，主要集中在寒武紀(jì)、泥盆紀(jì)、奧陶紀(jì)和中生代的地層中。層狀重晶石礦床主要集中于寒武系，其次是泥盆系。脈狀礦床多產(chǎn)在奧陶系、泥盆系和三疊系。層狀重晶石礦床主要產(chǎn)于構(gòu)造活動(dòng)褶皺帶(區(qū))和地臺(tái)區(qū)的深水盆地中。脈狀重晶石礦床主要產(chǎn)在地質(zhì)構(gòu)造較穩(wěn)定的碳酸鹽巖地臺(tái)區(qū)的碳酸鹽巖臺(tái)地中。

中國(guó)重晶石礦床中下寒武統(tǒng)層狀礦床總規(guī)模十分巨大。層狀礦床與同沉積的活動(dòng)性大斷裂空間關(guān)系亦很明顯，說(shuō)明礦床與構(gòu)造關(guān)系密切。脈狀重晶石礦充填于中、小型斷裂、裂隙中，明顯受構(gòu)造控制。

形成重晶石的沉積盆地與成礦有著密切的關(guān)系，一類是較深的還原性靜水盆地，沉積物顆粒細(xì)小，碳酸鹽含量少，有機(jī)質(zhì)含量高，形成層狀礦床。另一種盆地為淺水、氧化、動(dòng)蕩的盆地，以碎屑巖和淺水碳酸鹽沉積為主。這種盆地在沉積時(shí)期形成含Ba高的礦化層，但只有在后期地質(zhì)作用改造下才能富集成脈狀礦床。

重晶石礦床的含礦巖系也各有特色，層狀礦床的含礦巖石為含有機(jī)質(zhì)的碎屑巖、硅質(zhì)巖，并具有眼球狀構(gòu)造;脈狀重晶石礦床的圍巖常為含燧石的碳酸鹽巖與沉積初期的碎屑巖，普遍有明顯的硅化蝕變。層狀與脈狀重晶石均與SiO2有密切關(guān)系。

重晶石礦床的礦物組分相當(dāng)一致，化學(xué)成分簡(jiǎn)單而穩(wěn)定。層狀重晶石礦床礦物組合以重晶石、石英、粘土礦物為主，脈狀重晶石礦床礦物組合中主要礦物為重晶石、石英和碳酸鹽。

中國(guó)重晶石礦床分為層狀型、層狀、脈狀型、改造型脈狀及堆積型四種礦床類型。層狀重晶石礦床受地層和巖相的控制非常明顯，大多數(shù)的脈狀重晶石礦床在區(qū)域上大都與一定時(shí)期的地層有關(guān)。在一些地區(qū)，層狀重晶石礦床和脈狀重晶石礦床都產(chǎn)在同一時(shí)代的地層中。

中國(guó)重晶石資源豐富，全國(guó)26個(gè)省，市自治區(qū)均有分布，主要集中在南方，貴州省占全國(guó)總儲(chǔ)量三分之一，湖南、廣西分別居全國(guó)第二、第三位，中國(guó)重晶石不但儲(chǔ)量大，而且品位高，BaSO4>92.8%。富礦儲(chǔ)量占全國(guó)富礦總量的99.4%，大中型礦儲(chǔ)量占全國(guó)總量88.4%，截止95年底，中國(guó)已探明重晶石儲(chǔ)量4.6億噸。

(一) 層狀型重晶石礦床

層狀重晶石礦床產(chǎn)于一定的地質(zhì)時(shí)代，受地層及巖性嚴(yán)格控制，礦體呈層狀、似層狀及透鏡狀整合產(chǎn)于沉積地層中，礦石具有明顯的沉積構(gòu)造和結(jié)構(gòu)。

中國(guó)主要的大型與特大型層狀重晶石礦床主要集中在寒武系，其次是泥盆系，而且集中產(chǎn)于秦嶺和華南地區(qū)。層狀重晶石礦床沉積盆地可以是地殼活動(dòng)性很強(qiáng)的秦嶺褶皺帶和活動(dòng)性較強(qiáng)的東南沿海褶皺帶，也可以是較穩(wěn)定的江南古陸兩側(cè)地臺(tái)型凹陷，但都是深水、半深水停滯性的靜水還原性盆地，有機(jī)質(zhì)含量高。

層狀重晶石的含礦地層以細(xì)碎屑巖為主，具有眼球狀構(gòu)造，核部為塊狀重晶石，兩側(cè)為條紋狀、條帶狀重晶石，再外側(cè)為硅質(zhì)巖，最外層為細(xì)碎屑巖。

層狀重晶石礦床與深大斷裂帶關(guān)系密切，例如湖南新晃貢溪礦區(qū)就位于控制巖相突變的活動(dòng)性大斷裂附近，有些礦區(qū)有明顯的火山噴發(fā)和潛火山巖脈。

層狀重晶石礦床的礦石礦物大多為單一的重晶石。重晶石巖及與其關(guān)系密切的硅質(zhì)巖中微量元素的種類及含量均很少，而細(xì)碎屑巖中微量元素豐富，具有固定的元素組合如P、V、Mo、U等。重晶石及其圍巖有機(jī)質(zhì)含量高，主要由低等浮游生物所形成，這表明沉積環(huán)境為較深的、停滯的靜水還原性盆地。

(二) 層狀-脈狀型重晶石礦床

此類重晶石礦床指在礦區(qū)范圍內(nèi)同一時(shí)代地層中既有層狀重晶石礦床，也有脈狀重晶石礦床，兩種礦床都有工業(yè)意義，且具有密切的成因和空間聯(lián)系，是同一成礦過(guò)程在不同環(huán)境的不同表現(xiàn)形式。如廣西來(lái)賓和廣西象州重晶石礦田(床)等。

在一個(gè)礦區(qū)或同一沉積盆地范圍內(nèi)由若干礦床組成的礦田中，存在同一地質(zhì)時(shí)代的層狀重晶石礦與脈狀重晶石礦?？臻g上，層狀礦層位在上，脈狀礦層位在下，脈狀礦分布的地層范圍基本上不超過(guò)層狀礦的層位。層狀礦與脈狀礦的礦物成分、礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造有密切的成因聯(lián)系，并表現(xiàn)系統(tǒng)演化的趨勢(shì)。層狀礦與脈狀礦的成礦物理化學(xué)條件一致，并有符合地質(zhì)環(huán)境的規(guī)律性的演變關(guān)系?？傊?，層狀礦與脈狀礦是統(tǒng)一的成礦作用的不同表現(xiàn)形式。

(三) 改造型脈狀重晶石礦床

改造型脈狀重晶石礦床指重晶石及共生礦物沿各種構(gòu)造裂隙和非構(gòu)造裂隙如破碎帶、斷裂和層理面，以充填和交代方式形成的形狀不規(guī)則的礦床。

中國(guó)改造型脈狀重晶石礦床在各個(gè)地質(zhì)時(shí)代都有產(chǎn)出，含礦圍巖多種多樣，以沉積碳酸鹽巖和碎屑巖中的脈狀重晶石礦床較為重要。改造型脈狀重晶石礦床常成群分布，礦脈眾多而單個(gè)礦脈規(guī)模有限。由于它容易發(fā)現(xiàn)和識(shí)別，易采選，便于鄉(xiāng)村集體民采，目前仍是中國(guó)的主要開采對(duì)象，產(chǎn)量十分可觀，但地質(zhì)研究程度較低。

中國(guó)從中、新元古界到三疊系，碳酸鹽巖都很發(fā)育，形成大面積分布的巨厚碳酸鹽巖建造，許多省(區(qū))都有產(chǎn)于碳酸鹽巖中的重晶石礦床，其中較重要的有河南奧陶系、黔東南寒武系-奧陶系、川東南奧陶系、廣東的泥盆系-石炭系、四川和貴州的三疊系中的重晶石礦床。

(四) 堆積型重晶石礦床和與其他礦伴生的重晶石礦床

堆積型重晶石礦床是指那些產(chǎn)在未固結(jié)松散沉積物中的重晶石礦床。中國(guó)許多重晶石礦床，特別是以碳酸鹽巖和碎屑巖為含礦圍巖的礦床，在其附近的松散沉積物中，都有多少不等的堆積型重晶石礦床。這種礦床是原基巖礦床經(jīng)近代風(fēng)化作用在原地或經(jīng)短途搬運(yùn)而形成的。代表性礦床如廣西象州寺村的古蘭嶺、火把嶺和上山等三個(gè)礦段。

在許多金屬和非金屬礦床中常伴生有重晶石，有些重晶石比較富集，甚至可以構(gòu)成單獨(dú)的礦體，一般說(shuō)來(lái)，這些在主礦礦石中分散存在的重晶石礦物或可圈出重晶石礦體，多不具單獨(dú)開采價(jià)值，但在開采主礦時(shí)，可綜合回收利用。代表性礦床如甘肅鏡鐵山鐵礦床的伴生重晶石礦。

1 廣西

廣西是中國(guó)最大的重晶石生產(chǎn)基地，重晶石生產(chǎn)廣泛分布在象州，武宣，三江，永福，扶綏，鹿寨等20余個(gè)縣區(qū)域內(nèi)。自治區(qū)重晶石礦年產(chǎn)量在100萬(wàn)t以上，以象州縣產(chǎn)量最高，達(dá)45萬(wàn)t，永福次之，產(chǎn)量14萬(wàn)t，扶綏思同重晶石礦產(chǎn)量3.6萬(wàn)t.廣西重晶石礦產(chǎn)量高，質(zhì)量好，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上享有較高的知名度，出口和內(nèi)銷量均居全國(guó)榜首。礦床屬脈狀型重晶石礦床，礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，礦體圍巖為硅化泥質(zhì)粉砂巖，界線清楚，圍巖穩(wěn)固，開采條件簡(jiǎn)單。

2 貴州

貴州重晶石礦資源豐富，約占全國(guó)重晶石儲(chǔ)量的60%，是中國(guó)重晶石第二大生產(chǎn)基地。主要分布在天柱，麻江，黃平，凱里，施秉5市.其中天柱縣大河邊重晶石礦區(qū)為特大型礦床，已探明D級(jí)儲(chǔ)量10881.04萬(wàn)t,麻江縣境內(nèi)探明D級(jí)儲(chǔ)量1600萬(wàn)t，黃平，凱里，施秉3縣市探明D級(jí)儲(chǔ)量達(dá)1000萬(wàn)t左右。貴州重晶石礦品質(zhì)較好，其中BaS含量超過(guò)85%以上的富礦占70%，其品位完全符合工業(yè)化生產(chǎn)要求。貴州重晶石儲(chǔ)量全國(guó)第一，但目前開采量及出口不及廣西，目前全省共有重晶石礦山80多個(gè)，如正常開采，年采出礦石量可達(dá)1000萬(wàn)t以上。開采原礦的多，深加工企業(yè)少，目前只有100萬(wàn)t。

3 湖南

湖南省重晶石礦區(qū)主要分布在衡南，新晃和瀏陽(yáng)等地。全省重晶石礦業(yè)極為發(fā)達(dá)，湖南懷化地區(qū)重晶石年產(chǎn)量即達(dá)80萬(wàn)t，其中湖南新晃侗族自治縣重晶石儲(chǔ)量2.8億噸，為全國(guó)特大型優(yōu)質(zhì)礦床。湖南衡南潭子山重晶石礦床賦存于上白堊統(tǒng)紅色陸相沉積中，礦床規(guī)模大型。單礦體長(zhǎng)100~700m，寬30~135m，厚5~65m.礦體重晶石含礦率7.75%~20.43%.礦石品位一般為85%左右。礦山以斜坡露采為主，采用重選和手選選礦。

4 湖北

湖北省擁有豐富的重晶石礦產(chǎn)資源，廣泛分布在隨州松滋,枝城，五峰山等地區(qū)。湖北隨州柳林是特大型重晶石礦床.礦區(qū)包括田家沖-謝家店，六合灣和金橋嶺三個(gè)礦段。

5 陜西

陜西省重晶石礦主要集中在安康地區(qū)，東接湖北省，南鄰四川省，踞巴山，臨漢水，而且古老的秦嶺地槽造就了以重晶石，硫鐵礦為主的豐富的非金屬礦產(chǎn)資源。境內(nèi)賦存有大型重晶石礦床。礦帶位于古秦嶺地槽褶皺帶內(nèi)，元古界震旦系變火山碎屑凝灰?guī)r構(gòu)成了該礦區(qū)基底構(gòu)造，寒武-奧陶系碳質(zhì)硅質(zhì)巖建造構(gòu)成了上構(gòu)造層，期間為角度不整合接觸，重晶石礦體受層位和古地理環(huán)境控制，主要沉積于弱堿性氧化介質(zhì)條件的淺海邊緣的寒武-奧陶下部巖性段中，為單一的重晶石礦體。已探明重晶石儲(chǔ)量為2400萬(wàn)t，礦體中的主要成分是重晶石，次為石英，并見少量粉塵狀碳質(zhì)，礦石構(gòu)造主要為緊密鑲嵌，致密塊狀，次為層狀構(gòu)造，礦石工業(yè)類型均為重晶石型.硫酸鋇品位90%~98%，平均品位94%，最高達(dá)99.33%，密度4.2g/cm3以上，最大達(dá)到4.5，具有儲(chǔ)量大，品位高，易開采的優(yōu)點(diǎn)，是重晶石出口和加工重晶石粉的可靠基地。

6 福建

已探明的重晶石儲(chǔ)量主要集中在福建永安市李坊礦區(qū)，礦床為沉積型礦床，該區(qū)包括四個(gè)礦段，年生產(chǎn)能力為40萬(wàn)t，年出口20萬(wàn)t.

礦產(chǎn)勘查工作 重晶石礦的地質(zhì)勘查工作與其他礦產(chǎn)一樣劃分為普查、詳查、勘探三個(gè)階段。

普查階段:目的和任務(wù)是對(duì)已發(fā)現(xiàn)的礦點(diǎn)和地質(zhì)、物化探等異常進(jìn)行普查工作，查明是否有進(jìn)一步工作的價(jià)值，提交普查報(bào)告，一般探求D+E級(jí)儲(chǔ)量，為是否進(jìn)行詳查階段工作提供依據(jù)。

詳查階段:目的和任務(wù)是對(duì)經(jīng)過(guò)普查階段工作證實(shí)具有進(jìn)一步工作價(jià)值的礦床，做出是否具有工業(yè)價(jià)值的評(píng)價(jià)，提交詳查報(bào)告，一般探求C+D級(jí)儲(chǔ)量，其中C級(jí)儲(chǔ)量，一般非金屬礦20%~50%，為是否進(jìn)行勘探階段工作提供依據(jù)，并可提供礦山總體規(guī)劃和作礦山項(xiàng)目建議書使用。

勘探階段:目的和任務(wù)是對(duì)經(jīng)過(guò)詳查階段工作證實(shí)具有工業(yè)價(jià)值，并擬近期開采利用的礦床進(jìn)行勘探，按全國(guó)礦產(chǎn)儲(chǔ)量委員會(huì)制定的有關(guān)規(guī)范探求各級(jí)儲(chǔ)量，提交勘探報(bào)告，作為礦山建設(shè)可行性研究和設(shè)計(jì)的依據(jù)。一般要求是:

1) 詳細(xì)探明勘查區(qū)內(nèi)的地質(zhì)、構(gòu)造情況

2) 對(duì)礦體(層)的形狀、產(chǎn)狀和空間位置，礦石的品位、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和工業(yè)類型、品級(jí)的種類及其比例等的控制和研究程度，達(dá)到探求相應(yīng)儲(chǔ)量級(jí)別和礦山建設(shè)設(shè)計(jì)的要求

3) 對(duì)礦產(chǎn)加工選冶性能進(jìn)行研究，做出是否具有可供工業(yè)建設(shè)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)

4) 詳細(xì)探明水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和其他開采技術(shù)條件

5) 對(duì)礦床進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。

勘探類型 據(jù)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局1992年發(fā)布的重晶石、毒重石地質(zhì)勘探規(guī)范，重晶石礦床勘探類型劃分為四類:

第Ⅰ類型:礦體規(guī)模大、形態(tài)簡(jiǎn)單，構(gòu)造簡(jiǎn)單。如陜西安康石梯重晶石礦床。

第Ⅱ類型:礦體規(guī)模大到中型，形態(tài)復(fù)雜程度中等，構(gòu)造、巖脈發(fā)育程度簡(jiǎn)單-中等，如廣西象州潘村重晶石礦床。

第Ⅲ類型:礦體規(guī)模以中型為主，礦體形態(tài)復(fù)雜，構(gòu)造、巖脈發(fā)育程度復(fù)雜。如福建永安李坊重晶石礦床Ⅲ礦段、湖北隨州柳林六合灣礦段。

第Ⅳ類型:規(guī)模為小型，形態(tài)復(fù)雜，構(gòu)造復(fù)雜。如海南儋縣冰嶺殘坡積重晶石礦床。

勘探手段 重晶石礦床的勘探大多采用探槽、淺井、豎井等工程，配合巖心鉆探。當(dāng)?shù)匦芜m宜時(shí)，采用平硐進(jìn)行勘探。對(duì)殘坡積重晶石砂礦可采用淺井進(jìn)行勘探。

勘探工程的布置要根據(jù)礦體產(chǎn)狀等因素決定。重晶石礦體一般為層狀和脈狀，可按勘探線形式布置，以便取得礦床剖面資料，在水平與縱深方向圈定礦體。

進(jìn)行巖心鉆探時(shí)，巖礦心采取率不應(yīng)低于70%。對(duì)于較深鉆孔應(yīng)每隔100m進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)斜。

在坑道中，重晶石礦石取樣一般用刻槽法，對(duì)于致密塊狀礦石，樣槽斷面可為10cm×3cm或5cm×10cm。采樣長(zhǎng)度，層狀礦為0.5~2m，脈狀礦為0.25~1m。對(duì)疏松礦石可用剝層法取樣，規(guī)格為50~100cm×20~50cm。鉆孔巖心取樣一般用劈心法。沿脈坑道中的樣品間距一般為10~20m。樣品布置應(yīng)使樣品長(zhǎng)度與礦體厚度方向一致。各種礦石類型都應(yīng)單獨(dú)取樣。

礦石化學(xué)分析的基本項(xiàng)目為BaO、SO3和CO2，其他組分如Fe2O3、Al2O3、SiO2和可溶性鹽類可通過(guò)組合樣品分析確定。研究綜合礦石時(shí)，還須確定PbO、ZnO、MnO、Au、Ag和F等成分的含量。在礦石含有硫化物的情況下，組合樣品應(yīng)進(jìn)行光譜全分析和化學(xué)分析，以查明礦石中的伴生元素。

技術(shù)加工取樣一般采用全巷法或剝層法。通過(guò)技術(shù)加工試驗(yàn)應(yīng)查明選礦產(chǎn)品的質(zhì)量和回收率，同時(shí)也取得合理選礦流程的設(shè)計(jì)資料。

礦石體重要按不同類型加以確定。對(duì)疏松的礦石還應(yīng)確定濕度。作為涂料填料用的重晶石應(yīng)用分光法測(cè)定重晶石的顏色。

重晶石礦物的礦物特征 重晶石是最普通的富含鋇礦物，其要性質(zhì)列于表2

主要性質(zhì)

此外，重晶石難溶于水和酸、無(wú)毒、無(wú)磁性，能吸收X-射線及伽瑪射線等特性。

主要用途

加重劑。表3列出了它的主要用途。

表3重晶石的主要用途

重晶石產(chǎn)品根據(jù)其用途，有不同的規(guī)格及質(zhì)量要求。

石油鉆井用重晶石粉 我國(guó)油田鉆井用重晶石粉的質(zhì)量要求列于表4

表4石油鉆井用重晶石粉的質(zhì)量要求

重晶石粉的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已制定，水溶性鹽(按鈣計(jì)算)不大于250PPm;200目篩余量不大于3%，325目篩余量不大于5%。

化工用重晶石 化工用重晶石分為三級(jí)，要求的指標(biāo)是:BaSO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3和水溶性鹽的含量，詳見表5。

表5化工用重晶石的品級(jí)劃分

其它部門用重晶石粉 油漆、橡膠填料、普通玻璃、鋅鋇白生產(chǎn)用重晶石粉的質(zhì)量要求列于表6。

表6油漆等用重晶石粉的質(zhì)量要求

國(guó)際貿(mào)易產(chǎn)品品級(jí) 在國(guó)際貿(mào)易中，一般根據(jù)不同用途將重晶石分為三個(gè)品級(jí)，詳見表7。

表7國(guó)際貿(mào)易產(chǎn)品品級(jí)

1.高白度微細(xì)粉與超微粉的加工

高白度微細(xì)粉碎重晶石粉是將重晶石原礦經(jīng)粉碎、洗選、增白而制得。粉末保持礦物的晶體結(jié)構(gòu)，廣泛用于涂料、橡膠、塑料、造紙、陶瓷等行業(yè)，國(guó)內(nèi)一些大中型涂料廠用它代替鈦白粉生產(chǎn)多種油漆，是一種優(yōu)質(zhì)填料。

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)武漢管理干部學(xué)院與化工部涂料工業(yè)研究所開發(fā)并在隨州重晶石企業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用重晶石微細(xì)粉的工藝流程如圖4.7.7所示。

圖4.7.7微細(xì)粉工業(yè)生產(chǎn)流程

隨州重晶石礦是沉積型層狀礦床，其礦物化學(xué)分析結(jié)果為:BaSO4 94.78%、酸溶物2.1%、Si 0.72%、有機(jī)碳0.56%、Ca 0.43%、Fe 0.12%、Al 0.10%、Mg 0.17%。

礦石經(jīng)過(guò)幾次破碎后得到微米級(jí)的微細(xì)生料，在焙燒爐焙燒2.5h，成為熟料，經(jīng)水洗除去堿質(zhì)，稀酸洗后打漿，在反應(yīng)釜中加入硫酸、鋁粉(酸溶、漂白)，在煮沸溫度下攪拌反應(yīng)2.5h，得到漂白料，清水洗去可溶性鹽類，壓濾、烘干(170℃)后成為成品。產(chǎn)品的技術(shù)性能符合IS03262重晶石b級(jí)品的質(zhì)量指標(biāo)。

反應(yīng)釜內(nèi)酸溶還原的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程如下:

酸溶:用硫酸溶解雜質(zhì)有色元素。

[Fe2O3]+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O

[MnO]+H2SO4=MnSO4+H2O

[NiO]+H2SO4=NiSO4+H2O

漂白:加入鋁粉，發(fā)生氫氣，還原Fe2+起漂白作用。

2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2

Fe2(SO4)3+H2=2FeSO4+H2SO4

上述物理化學(xué)加工方法中，漂白處理與超細(xì)磨是兩個(gè)技術(shù)關(guān)鍵。漂白處理是通過(guò)焙燒(除去碳)、酸洗(除去雜質(zhì)有色元素)，因此需要掌握焙燒溫度與時(shí)間、加酸濃度、漂洗時(shí)間、還原劑的加入量與加放次數(shù)等，均應(yīng)合理選擇。超細(xì)磨應(yīng)選用高效磨機(jī)，并合理選擇有關(guān)參數(shù)。

四川省東南地質(zhì)大隊(duì)?wèi)?yīng)用超微細(xì)重晶石粉技術(shù)對(duì)四川某地優(yōu)質(zhì)重晶石進(jìn)行加工，制出BaSO4≥98%，F(xiàn)e2O3≤0.05%，ZBD白度≥90%，細(xì)度98%以上≤2μm的超微粉，并在造紙、橡膠、油漆、塑料生產(chǎn)中應(yīng)用，完全可以替代沉淀硫酸鋇，而且產(chǎn)品的基本性能更好，工業(yè)上的應(yīng)用前景更加廣泛。