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'''<big>重晶石</big>'''
 
'''<big>重晶石</big>'''
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重晶石属于不可再生资源,是中国的出口优势矿产品之一,广泛用于石油、天然气钻探泥浆的加重剂,在钡化工、填料等领域的消费量也在逐年增长。中国重晶石资源相当丰富,分布于全国21个省(区),总保有储量矿石3.6亿吨,居世界第1位。在医疗上可用于消化系统中造影剂。
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== 基本信息 ==
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中文名重晶石外文名Barite化学成分硫酸钡为主,可能含有钙等杂质摩氏硬度3~3.5比    重4.0~4.6晶体类型斜方晶体光    泽玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽类    别硫酸盐矿物
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== 简介 ==
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重晶石是钡的最常见矿物,它的成分为硫酸钡。产于低温热液矿脉中,如石英-重晶石脉,萤石-重晶石脉等,常与方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辰砂等共生。我国湖南、广西、青海、江西所产的重晶石矿床多是巨大的热液单矿物矿脉。重晶石亦可产于沉积岩中,呈结核状出现,多存在于沉积锰矿床和浅海的泥质、砂质沉积岩中。在风化残余矿床的残积粘土覆盖层内,常成结状、块状。化学成分:BaO:65.7%,SO3:34.3%。成分中有Sr、Pb和Ca类质同像替代。
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重晶石的晶体呈大的管状,晶体聚集在一起有时可形成玫瑰花形状或分叉的晶块,这称为冠毛状重晶石。纯的重晶石是无色透明的,一般则呈白、浅黄色,具有玻璃光泽。而且重晶石可以用作白色颜料(我们俗称立德粉),还可用于化工、造纸、纺织填料,在玻璃生产中它可充当助熔剂并增加玻璃的光亮度。但它最主要的是作为加重剂用在钻井行业中及提炼钡。
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== 结构性质 ==
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重晶石是以硫酸钡(BaSO4)为主要成分的非金属矿产品,纯重晶石显白色、有光泽,由于杂质及混入物的影响也常呈灰色、浅红色、浅黄色等,结晶情况相当好的重晶石还可呈透明晶体出现。重晶石系硫酸盐矿物。成分为BaSO4。自然界分布最广的含钡矿物。钡可被锶完全类质同象代替,形成天青石;被铅部分替代,形成北投石(因产自台湾北投温泉而得名)。正交(斜方)晶系,晶体常成厚板状。纯净的重晶石透明无色,一般为白色、浅黄色,玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽。具3个方向的完全和中等解理,莫氏硬度3~3.5,比重4.5。主要形成于中低温热液条件下。
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重晶石化学性质稳定,不溶于水和盐酸,无磁性和毒性。重晶石化学组成为Ba[SO4],晶体属正交(斜方)晶系的硫酸盐矿物。常呈厚板状或柱状晶体,多为致密块状或板状、粒状集合体。质纯时无色透明,含杂质时被染成各种颜色,条痕白色,玻璃光泽,透明至半透明。三组解理完全,夹角等于或近于90°。摩氏硬度3-3.5,比重4.0-4.6。鉴定特征:板状晶体,硬度小,近直角相交的完全解理,密度大,遇盐酸不起泡,并以此与相似的方解石相区别。重晶石是以硫酸钡(BaSO4)为主要成分的非金属矿产品,纯重晶石显白色、有光泽,由于杂质及混入物的影响也常呈灰色、浅红色、浅黄色等,结晶情况相当好的重晶石还可呈透明晶体出现。重晶石是一种混合物。
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== 重晶石成分 ==
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重晶石是钡的最常见矿物,它的成分为硫酸钡;化学式:BaSO4;化学成分为BaO65.7%,SO334.3%,成分中有Sr、Pb和Ca类质同象代替,Sr和Ba可做完全类质同象代替,其另一端成分Sr[SO4],称天青石,当Pb含量较多时称北投石。<ref>[https://www.51ore.com/kcxt/zhongjingshi.com 重晶石,矿材网] </ref>
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== 提纯技术 ==
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随着优质、单一型重晶石矿日益枯竭,我国目前绝大部分重晶石矿品位低,与其他金属矿、非金属矿紧密伴生,直接影响其在工业上的利用价值。作钻井泥浆用的重晶石加重剂一般细度要求达到-0.056mm以上,密度>4.2g/cm,品位>95%,可溶性盐类含量98%,CaO含量<0.36%,且不许含有氧化镁、铅等有害成分。不同用途的重晶石对重晶石的纯度、白度、杂质含量的要求不同。
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=== 1.1物理提纯 ===
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重晶石的物理提纯方法主要有:手选、重选、磁选。手选的主要依据是重晶石与伴生矿的颜色和密度的区别。原矿经过粗碎后,重晶石矿物与脉石矿物能够有效解离,手选可以选出块状的重晶石。如广西象州潘村矿,用手选法可以得到粒度在30~150mm,BaSO4含量>92%的富矿。手选法简单方便易行,对设备依赖低,成本小,但对矿石要求高并且生产效率低,对资源造成极大浪费。重选是根据重晶石与伴生矿物的密度差别进行提纯。原矿经破碎、磨矿至一定粒级进入重选设备进行分选从而将脉石剔除。湖南衡南重晶石矿重选后的硫酸钡含量达92%以上,手选尾矿经重选后可以得到硫酸钡含量达84.50%的重选精矿。磁选是利用不同矿石之间磁性的差异,在磁力的作用下进行选别的方法。磁选主要来除掉一些具有磁性氧化铁类矿物如菱铁矿,通常与重选联合使用,以降低重晶石精矿中铁的含量。
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=== 1.2化学提纯 ===
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==== 1.2.1浮选法提纯 ====
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随着高品位易选重晶石矿的不断开发利用,急待加大对低品位重晶石矿开发研究的力度。重晶石常与萤石、方解石、石英等矿物紧密伴生,品位低、嵌布粒度细、成分复杂,传统重选工艺难以使其有效分离。浮选可以适应各种复杂嵌布类型的重晶石,因而成为现阶段重晶石选别的主要方法。捕收剂是决定重晶石矿物能否有效分离的关键,常用的捕收剂根据吸附形式可以分为三种:①以化学吸附为主的阴离子捕收剂;②以物理吸附为主的阳离子捕收剂;③介于两者之间的两性捕收剂。根据重晶石与萤石的分离过程可分为两种:一种是抑制重晶石浮选萤石;另一种是抑制萤石浮选重晶石。
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==== 1.2.2煅烧提纯 ====
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矿物煅烧过程表现为受热离解为一种组成更简单的矿物或矿物本身发生晶型转变,由一种固相热解为另一种固相和气相的物理变化过程。由于重晶石矿物在成床过程中混入Fe2O3、TiO2、有机质等杂质,这些杂质会使重晶石发灰、发绿及发青等,从而影响重晶石的纯度和白度,严重降低重晶石的使用价值。煅烧可使有机质挥发,煅烧除杂主要适用于去除能够在高温下吸热分解或挥发的杂质。
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==== 1.2.3浸出提纯 ====
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浸出提纯主要是用于除掉重晶石中的碳及有色杂质。它们的存在影响重晶石精矿的白度及应用前景。除掉这些杂质的主要方法有:酸浸法、氧化-还原法、有机酸络合法。酸浸法是利用酸与矿物中的杂质金属或金属氧化物进行反应,生成可溶于水或稀酸的化合物,经洗涤过滤,将可溶物去除,可以达到提纯的目的。雷绍明等将湖北某重晶石矿经过浓硫酸浸出后,可以使重晶石粉的白度从84.10%提高到88.60%。氧化-还原法首先加入氧化剂使矿物中伴生的金属化合物溶解,并氧化重晶石中的致色有机物,再加入还原剂将Fe还原成Fe,使其溶解,达到除杂增白、提高矿物品位的目的。有机酸络合法是在除铁过程中添加有机酸如EDTA、抗坏血酸、柠檬酸、草酸等,这类酸能溶解铁氧化物,并形成络合物,达到很好的除铁效果。
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重晶石经过基本提纯后可以满足生产初级钡盐的要求,但部分精细和专用化产品仍无法生产,还需依赖进口。需要对重晶石的开发做进一步探索。
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== 地质时代 ==
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中国的重晶石矿床在各个地质时代都有产出,主要集中在寒武纪、泥盆纪、奥陶纪和中生代的地层中。层状重晶石矿床主要集中于寒武系,其次是泥盆系。脉状矿床多产在奥陶系、泥盆系和三叠系。层状重晶石矿床主要产于构造活动褶皱带(区)和地台区的深水盆地中。脉状重晶石矿床主要产在地质构造较稳定的碳酸盐岩地台区的碳酸盐岩台地中。
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中国重晶石矿床中下寒武统层状矿床总规模十分巨大。层状矿床与同沉积的活动性大断裂空间关系亦很明显,说明矿床与构造关系密切。脉状重晶石矿充填于中、小型断裂、裂隙中,明显受构造控制。
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形成重晶石的沉积盆地与成矿有着密切的关系,一类是较深的还原性静水盆地,沉积物颗粒细小,碳酸盐含量少,有机质含量高,形成层状矿床。另一种盆地为浅水、氧化、动荡的盆地,以碎屑岩和浅水碳酸盐沉积为主。这种盆地在沉积时期形成含Ba高的矿化层,但只有在后期地质作用改造下才能富集成脉状矿床。
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重晶石矿床的含矿岩系也各有特色,层状矿床的含矿岩石为含有机质的碎屑岩、硅质岩,并具有眼球状构造;脉状重晶石矿床的围岩常为含燧石的碳酸盐岩与沉积初期的碎屑岩,普遍有明显的硅化蚀变。层状与脉状重晶石均与SiO2有密切关系。
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重晶石矿床的矿物组分相当一致,化学成分简单而稳定。层状重晶石矿床矿物组合以重晶石、石英、粘土矿物为主,脉状重晶石矿床矿物组合中主要矿物为重晶石、石英和碳酸盐。<ref>[http://zhubao.cngold.org/bstj/zhongjingshi.html  重晶石,金投网] </ref>
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== 矿床类型 ==
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中国重晶石矿床分为层状型、层状、脉状型、改造型脉状及堆积型四种矿床类型。层状重晶石矿床受地层和岩相的控制非常明显,大多数的脉状重晶石矿床在区域上大都与一定时期的地层有关。在一些地区,层状重晶石矿床和脉状重晶石矿床都产在同一时代的地层中。
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中国重晶石资源丰富,全国26个省,市自治区均有分布,主要集中在南方,贵州省占全国总储量三分之一,湖南、广西分别居全国第二、第三位,中国重晶石不但储量大,而且品位高,BaSO4>92.8%。富矿储量占全国富矿总量的99.4%,大中型矿储量占全国总量88.4%,截止95年底,中国已探明重晶石储量4.6亿吨。
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=== (一) 层状型重晶石矿床 ===
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层状重晶石矿床产于一定的地质时代,受地层及岩性严格控制,矿体呈层状、似层状及透镜状整合产于沉积地层中,矿石具有明显的沉积构造和结构。
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中国主要的大型与特大型层状重晶石矿床主要集中在寒武系,其次是泥盆系,而且集中产于秦岭和华南地区。层状重晶石矿床沉积盆地可以是地壳活动性很强的秦岭褶皱带和活动性较强的东南沿海褶皱带,也可以是较稳定的江南古陆两侧地台型凹陷,但都是深水、半深水停滞性的静水还原性盆地,有机质含量高。
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层状重晶石的含矿地层以细碎屑岩为主,具有眼球状构造,核部为块状重晶石,两侧为条纹状、条带状重晶石,再外侧为硅质岩,最外层为细碎屑岩。
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层状重晶石矿床与深大断裂带关系密切,例如湖南新晃贡溪矿区就位于控制岩相突变的活动性大断裂附近,有些矿区有明显的火山喷发和潜火山岩脉。
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层状重晶石矿床的矿石矿物大多为单一的重晶石。重晶石岩及与其关系密切的硅质岩中微量元素的种类及含量均很少,而细碎屑岩中微量元素丰富,具有固定的元素组合如P、V、Mo、U等。重晶石及其围岩有机质含量高,主要由低等浮游生物所形成,这表明沉积环境为较深的、停滞的静水还原性盆地。
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=== (二) 层状-脉状型重晶石矿床 ===
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此类重晶石矿床指在矿区范围内同一时代地层中既有层状重晶石矿床,也有脉状重晶石矿床,两种矿床都有工业意义,且具有密切的成因和空间联系,是同一成矿过程在不同环境的不同表现形式。如广西来宾和广西象州重晶石矿田(床)等。
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在一个矿区或同一沉积盆地范围内由若干矿床组成的矿田中,存在同一地质时代的层状重晶石矿与脉状重晶石矿。空间上,层状矿层位在上,脉状矿层位在下,脉状矿分布的地层范围基本上不超过层状矿的层位。层状矿与脉状矿的矿物成分、矿石结构、构造有密切的成因联系,并表现系统演化的趋势。层状矿与脉状矿的成矿物理化学条件一致,并有符合地质环境的规律性的演变关系。总之,层状矿与脉状矿是统一的成矿作用的不同表现形式。
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=== (三) 改造型脉状重晶石矿床 ===
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改造型脉状重晶石矿床指重晶石及共生矿物沿各种构造裂隙和非构造裂隙如破碎带、断裂和层理面,以充填和交代方式形成的形状不规则的矿床。
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中国改造型脉状重晶石矿床在各个地质时代都有产出,含矿围岩多种多样,以沉积碳酸盐岩和碎屑岩中的脉状重晶石矿床较为重要。改造型脉状重晶石矿床常成群分布,矿脉众多而单个矿脉规模有限。由于它容易发现和识别,易采选,便于乡村集体民采,目前仍是中国的主要开采对象,产量十分可观,但地质研究程度较低。
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中国从中、新元古界到三叠系,碳酸盐岩都很发育,形成大面积分布的巨厚碳酸盐岩建造,许多省(区)都有产于碳酸盐岩中的重晶石矿床,其中较重要的有河南奥陶系、黔东南寒武系-奥陶系、川东南奥陶系、广东的泥盆系-石炭系、四川和贵州的三叠系中的重晶石矿床。
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=== (四) 堆积型重晶石矿床和与其他矿伴生的重晶石矿床 ===
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堆积型重晶石矿床是指那些产在未固结松散沉积物中的重晶石矿床。中国许多重晶石矿床,特别是以碳酸盐岩和碎屑岩为含矿围岩的矿床,在其附近的松散沉积物中,都有多少不等的堆积型重晶石矿床。这种矿床是原基岩矿床经近代风化作用在原地或经短途搬运而形成的。代表性矿床如广西象州寺村的古兰岭、火把岭和上山等三个矿段。
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在许多金属和非金属矿床中常伴生有重晶石,有些重晶石比较富集,甚至可以构成单独的矿体,一般说来,这些在主矿矿石中分散存在的重晶石矿物或可圈出重晶石矿体,多不具单独开采价值,但在开采主矿时,可综合回收利用。代表性矿床如甘肃镜铁山铁矿床的伴生重晶石矿。
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== 主要产地 ==
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==== 1 广西 ====
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广西是中国最大的重晶石生产基地,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。自治区重晶石矿年产量在100万t以上,以象州县产量最高,达45万t,永福次之,产量14万t,扶绥思同重晶石矿产量3.6万t.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,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。
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==== 2 贵州 ====
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贵州重晶石矿资源丰富,约占全国重晶石储量的60%,是中国重晶石第二大生产基地。主要分布在天柱,麻江,黄平,凯里,施秉5市.其中天柱县大河边重晶石矿区为特大型矿床,已探明D级储量10881.04万t,麻江县境内探明D级储量1600万t,黄平,凯里,施秉3县市探明D级储量达1000万t左右。贵州重晶石矿品质较好,其中BaS含量超过85%以上的富矿占70%,其品位完全符合工业化生产要求。贵州重晶石储量全国第一,但目前开采量及出口不及广西,目前全省共有重晶石矿山80多个,如正常开采,年采出矿石量可达1000万t以上。开采原矿的多,深加工企业少,目前只有100万t。
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==== 3 湖南 ====
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湖南省重晶石矿区主要分布在衡南,新晃和浏阳等地。全省重晶石矿业极为发达,湖南怀化地区重晶石年产量即达80万t,其中湖南新晃侗族自治县重晶石储量2.8亿吨,为全国特大型优质矿床。湖南衡南潭子山重晶石矿床赋存于上白垩统红色陆相沉积中,矿床规模大型。单矿体长100~700m,宽30~135m,厚5~65m.矿体重晶石含矿率7.75%~20.43%.矿石品位一般为85%左右。矿山以斜坡露采为主,采用重选和手选选矿。
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==== 4 湖北 ====
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湖北省拥有丰富的重晶石矿产资源,广泛分布在随州松滋,枝城,五峰山等地区。湖北随州柳林是特大型重晶石矿床.矿区包括田家冲-谢家店,六合湾和金桥岭三个矿段。
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==== 5 陕西 ====
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陕西省重晶石矿主要集中在安康地区,东接湖北省,南邻四川省,踞巴山,临汉水,而且古老的秦岭地槽造就了以重晶石,硫铁矿为主的丰富的非金属矿产资源。境内赋存有大型重晶石矿床。矿带位于古秦岭地槽褶皱带内,元古界震旦系变火山碎屑凝灰岩构成了该矿区基底构造,寒武-奥陶系碳质硅质岩建造构成了上构造层,期间为角度不整合接触,重晶石矿体受层位和古地理环境控制,主要沉积于弱碱性氧化介质条件的浅海边缘的寒武-奥陶下部岩性段中,为单一的重晶石矿体。已探明重晶石储量为2400万t,矿体中的主要成分是重晶石,次为石英,并见少量粉尘状碳质,矿石构造主要为紧密镶嵌,致密块状,次为层状构造,矿石工业类型均为重晶石型.硫酸钡品位90%~98%,平均品位94%,最高达99.33%,密度4.2g/cm3以上,最大达到4.5,具有储量大,品位高,易开采的优点,是重晶石出口和加工重晶石粉的可靠基地。
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==== 6 福建 ====
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已探明的重晶石储量主要集中在福建永安市李坊矿区,矿床为沉积型矿床,该区包括四个矿段,年生产能力为40万t,年出口20万t.<ref>[http://zhubao.cngold.org/bstj/zhongjingshi.html  重晶石,金投网] </ref>
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== 主要用途 ==
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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。
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1.钻井泥浆加重剂:在一些油井、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%。
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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(ZnSO4)反应得到的硫酸钡和硫化锌的混合物(BaSO4占70%,ZnS占30%)即为锌钡白颜料。制取锌钡白的重晶石要求BaSO4含量大于95%,同时应不含有可见的有色杂物。
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3.各种钡化合物: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。
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4.填料工业用重晶石: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。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BaSO4大于98%,CaO小于0.36%,不许含有氧化镁、铅等成分。
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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C3S形成、活化C3S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1300±50℃。重晶石掺量为0.8~1.5%时,效果最好。在白水泥生产中,采用重晶石、萤石复合矿化剂后,烧成温度从1500℃降至1400℃,游离CaO含量低,强度和白度都有所提高。在以煤矸石为原料的水泥生料中加入适量的重晶石,可使熟料饱和比低的水泥强度,特别是早期强度得到大幅度的提高,这就为煤矸石的综合利用,为生产低钙、节能、早强和高强水泥提供了一条有益途径。
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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。钡水泥是以重晶石和粘土为主要原料,经烧结得到以硅酸二钡为主要矿物组成的熟料,再加适量石膏,共同磨细而成。比重较一般硅酸盐水泥高,可达4.7~5.2。强度标号为325~425。由于钡水泥比重大,可与重质集料(如重晶石)配制成均匀、密实的防X射线混凝土。砂浆是一种容重较大、对X射线有阻隔作用的砂浆,一般要求采用水化热低的硅酸盐水泥,通常用的水泥∶重晶石粉∶重晶石砂∶粗砂配合1∶0.25∶2.5∶1。重晶石混凝土是一种容重较大,对X射线具有屏蔽能力的混凝土,胶凝材料一般采用水化热低的硅酸盐水泥或高铝水泥、钡水泥、锶水泥等特种水泥。硅酸盐水泥应用最广。常用的水泥∶重晶石碎石重晶石砂∶水的配合比为1∶4.54∶3.4∶0.5;1∶5.44∶4.46∶0.6;1∶5∶3.8∶0.2三种。做防射线砂浆及混凝土的重晶石,BaSO4含量应不低于80%,其中含有的石膏、黄铁矿、硫化物和硫酸盐等杂质不得超过7%。
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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。
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8.其它: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。<ref>[http://www.nmm365.cn/im/zhongjingshi/zjs.htm  重晶石,中国非金属矿网] </ref>
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== 供需形势 ==
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中国重晶石年供应总量250~300万t,全部来源于国内自产。国内重晶石年消费量约120~130万t,其中用于油气勘查的70~80万t,占总消费量的60%±;用于钡化工产品40~50万t,约占30%;其他用项10余万t,约占10%。
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中国是世界重晶石最大出口国。90年代重晶石及其产品年出口量一般为150~200万t。1996年重晶石及钡盐出口量205.8万t,出口金额1.21亿美元,其中重晶石186万t,钡化工产品19.8万t,主要出口国有美国、荷兰、日本和韩国等。中国进口重晶石量甚微,仅进口少量钡化工产品。
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中国重晶石需求基本稳定,增长缓慢。重晶石产量稳中有升,能够充分保证需求。出口量视供需情况而调节。总体上重晶石供需基本平衡。
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== 地质勘查 ==
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=== 矿产勘查工作 ===
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重晶石矿的地质勘查工作与其他矿产一样划分为普查、详查、勘探三个阶段。
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普查阶段:目的和任务是对已发现的矿点和地质、物化探等异常进行普查工作,查明是否有进一步工作的价值,提交普查报告,一般探求D+E级储量,为是否进行详查阶段工作提供依据。
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详查阶段:目的和任务是对经过普查阶段工作证实具有进一步工作价值的矿床,做出是否具有工业价值的评价,提交详查报告,一般探求C+D级储量,其中C级储量,一般非金属矿20%~50%,为是否进行勘探阶段工作提供依据,并可提供矿山总体规划和作矿山项目建议书使用。
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勘探阶段:目的和任务是对经过详查阶段工作证实具有工业价值,并拟近期开采利用的矿床进行勘探,按全国矿产储量委员会制定的有关规范探求各级储量,提交勘探报告,作为矿山建设可行性研究和设计的依据。一般要求是:
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# 、 详细探明勘查区内的地质、构造情况
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#  、对矿体(层)的形状、产状和空间位置,矿石的品位、结构构造和工业类型、品级的种类及其比例等的控制和研究程度,达到探求相应储量级别和矿山建设设计的要求。
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#  、对矿产加工选冶性能进行研究,做出是否具有可供工业建设设计的评价。
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#  、详细探明水文地质、工程地质和其他开采技术条件。
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#  、对矿床进行详细的技术经济评价。
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==== 勘探类型 ====
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据国家技术监督局1992年发布的重晶石、毒重石地质勘探规范,重晶石矿床勘探类型划分为四类:
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第Ⅰ类型:矿体规模大、形态简单,构造简单。如陕西安康石梯重晶石矿床。
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第Ⅱ类型:矿体规模大到中型,形态复杂程度中等,构造、岩脉发育程度简单-中等,如广西象州潘村重晶石矿床。
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第Ⅲ类型:矿体规模以中型为主,矿体形态复杂,构造、岩脉发育程度复杂。如福建永安李坊重晶石矿床Ⅲ矿段、湖北随州柳林六合湾矿段。
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第Ⅳ类型:规模为小型,形态复杂,构造复杂。如海南儋县冰岭残坡积重晶石矿床。
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==== 勘探手段 ====
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重晶石矿床的勘探大多采用探槽、浅井、竖井等工程,配合岩心钻探。当地形适宜时,采用平硐进行勘探。对残坡积重晶石砂矿可采用浅井进行勘探。
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勘探工程的布置要根据矿体产状等因素决定。重晶石矿体一般为层状和脉状,可按勘探线形式布置,以便取得矿床剖面资料,在水平与纵深方向圈定矿体。
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进行岩心钻探时,岩矿心采取率不应低于70%。对于较深钻孔应每隔100m进行系统测斜。
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在坑道中,重晶石矿石取样一般用刻槽法,对于致密块状矿石,样槽断面可为10cm×3cm或5cm×10cm。采样长度,层状矿为0.5~2m,脉状矿为0.25~1m。对疏松矿石可用剥层法取样,规格为50~100cm×20~50cm。钻孔岩心取样一般用劈心法。沿脉坑道中的样品间距一般为10~20m。样品布置应使样品长度与矿体厚度方向一致。各种矿石类型都应单独取样。
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矿石化学分析的基本项目为BaO、SO3和CO2,其他组分如Fe2O3、Al2O3、SiO2和可溶性盐类可通过组合样品分析确定。研究综合矿石时,还须确定PbO、ZnO、MnO、Au、Ag和F等成分的含量。在矿石含有硫化物的情况下,组合样品应进行光谱全分析和化学分析,以查明矿石中的伴生元素。
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技术加工取样一般采用全巷法或剥层法。通过技术加工试验应查明选矿产品的质量和回收率,同时也取得合理选矿流程的设计资料。
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矿石体重要按不同类型加以确定。对疏松的矿石还应确定湿度。作为涂料填料用的重晶石应用分光法测定重晶石的颜色。

於 2020年9月26日 (六) 19:48 的修訂

重晶石

重晶石屬於不可再生資源,是中國的出口優勢礦產品之一,廣泛用於石油、天然氣鑽探泥漿的加重劑,在鋇化工、填料等領域的消費量也在逐年增長。中國重晶石資源相當豐富,分布於全國21個省(區),總保有儲量礦石3.6億噸,居世界第1位。在醫療上可用於消化系統中造影劑。

基本信息

中文名重晶石外文名Barite化學成分硫酸鋇為主,可能含有鈣等雜質摩氏硬度3~3.5比 重4.0~4.6晶體類型斜方晶體光 澤玻璃光澤,解理面呈珍珠光澤類 別硫酸鹽礦物

簡介

重晶石是鋇的最常見礦物,它的成分為硫酸鋇。產於低溫熱液礦脈中,如石英-重晶石脈,螢石-重晶石脈等,常與方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、辰砂等共生。我國湖南、廣西、青海、江西所產的重晶石礦床多是巨大的熱液單礦物礦脈。重晶石亦可產於沉積岩中,呈結核狀出現,多存在於沉積錳礦床和淺海的泥質、砂質沉積岩中。在風化殘餘礦床的殘積粘土覆蓋層內,常成結狀、塊狀。化學成分:BaO:65.7%,SO3:34.3%。成分中有Sr、Pb和Ca類質同像替代。

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。而且重晶石可以用作白色顏料(我們俗稱立德粉),還可用於化工、造紙、紡織填料,在玻璃生產中它可充當助熔劑並增加玻璃的光亮度。但它最主要的是作為加重劑用在鑽井行業中及提煉鋇。

結構性質

重晶石是以硫酸鋇(BaSO4)為主要成分的非金屬礦產品,純重晶石顯白色、有光澤,由於雜質及混入物的影響也常呈灰色、淺紅色、淺黃色等,結晶情況相當好的重晶石還可呈透明晶體出現。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。鋇可被鍶完全類質同象代替,形成天青石;被鉛部分替代,形成北投石(因產自台灣北投溫泉而得名)。正交(斜方)晶系,晶體常成厚板狀。純淨的重晶石透明無色,一般為白色、淺黃色,玻璃光澤,解理面呈珍珠光澤。具3個方向的完全和中等解理,莫氏硬度3~3.5,比重4.5。主要形成於中低溫熱液條件下。

重晶石化學性質穩定,不溶於水和鹽酸,無磁性和毒性。重晶石化學組成為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,多為緻密塊狀或板狀、粒狀集合體。質純時無色透明,含雜質時被染成各種顏色,條痕白色,玻璃光澤,透明至半透明。三組解理完全,夾角等於或近於90°。摩氏硬度3-3.5,比重4.0-4.6。鑑定特徵: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,並以此與相似的方解石相區別。重晶石是以硫酸鋇(BaSO4)為主要成分的非金屬礦產品,純重晶石顯白色、有光澤,由於雜質及混入物的影響也常呈灰色、淺紅色、淺黃色等,結晶情況相當好的重晶石還可呈透明晶體出現。重晶石是一種混合物。

重晶石成分

重晶石是鋇的最常見礦物,它的成分為硫酸鋇;化學式:BaSO4;化學成分為BaO65.7%,SO334.3%,成分中有Sr、Pb和Ca類質同象代替,Sr和Ba可做完全類質同象代替,其另一端成分Sr[SO4],稱天青石,當Pb含量較多時稱北投石。[1]

提純技術

隨着優質、單一型重晶石礦日益枯竭,我國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,直接影響其在工業上的利用價值。作鑽井泥漿用的重晶石加重劑一般細度要求達到-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重晶石的純度、白度、雜質含量的要求不同。

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。手選的主要依據是重晶石與伴生礦的顏色和密度的區別。原礦經過粗碎後,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。手選法簡單方便易行,對設備依賴低,成本小,但對礦石要求高並且生產效率低,對資源造成極大浪費。重選是根據重晶石與伴生礦物的密度差別進行提純。原礦經破碎、磨礦至一定粒級進入重選設備進行分選從而將脈石剔除。湖南衡南重晶石礦重選後的硫酸鋇含量達92%以上,手選尾礦經重選後可以得到硫酸鋇含量達84.50%的重選精礦。磁選是利用不同礦石之間磁性的差異,在磁力的作用下進行選別的方法。磁選主要來除掉一些具有磁性氧化鐵類礦物如菱鐵礦,通常與重選聯合使用,以降低重晶石精礦中鐵的含量。

1.2化學提純

1.2.1浮選法提純

隨着高品位易選重晶石礦的不斷開發利用,急待加大對低品位重晶石礦開發研究的力度。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、成分複雜,傳統重選工藝難以使其有效分離。浮選可以適應各種複雜嵌布類型的重晶石,因而成為現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鍵,常用的捕收劑根據吸附形式可以分為三種:①以化學吸附為主的陰離子捕收劑;②以物理吸附為主的陽離子捕收劑;③介於兩者之間的兩性捕收劑。根據重晶石與螢石的分離過程可分為兩種: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

礦物煅燒過程表現為受熱離解為一種組成更簡單的礦物或礦物本身發生晶型轉變,由一種固相熱解為另一種固相和氣相的物理變化過程。由於重晶石礦物在成床過程中混入Fe2O3、TiO2、有機質等雜質,這些雜質會使重晶石發灰、發綠及發青等,從而影響重晶石的純度和白度,嚴重降低重晶石的使用價值。煅燒可使有機質揮發,煅燒除雜主要適用於去除能夠在高溫下吸熱分解或揮發的雜質。

1.2.3浸出提純

浸出提純主要是用於除掉重晶石中的碳及有色雜質。它們的存在影響重晶石精礦的白度及應用前景。除掉這些雜質的主要方法有:酸浸法、氧化-還原法、有機酸絡合法。酸浸法是利用酸與礦物中的雜質金屬或金屬氧化物進行反應,生成可溶於水或稀酸的化合物,經洗滌過濾,將可溶物去除,可以達到提純的目的。雷紹明等將湖北某重晶石礦經過濃硫酸浸出後,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,並氧化重晶石中的致色有機物,再加入還原劑將Fe還原成Fe,使其溶解,達到除雜增白、提高礦物品位的目的。有機酸絡合法是在除鐵過程中添加有機酸如EDTA、抗壞血酸、檸檬酸、草酸等,這類酸能溶解鐵氧化物,並形成絡合物,達到很好的除鐵效果。

重晶石經過基本提純後可以滿足生產初級鋇鹽的要求,但部分精細和專用化產品仍無法生產,還需依賴進口。需要對重晶石的開發做進一步探索。

地質時代

中國的重晶石礦床在各個地質時代都有產出,主要集中在寒武紀、泥盆紀、奧陶紀和中生代的地層中。層狀重晶石礦床主要集中於寒武系,其次是泥盆系。脈狀礦床多產在奧陶系、泥盆系和三疊系。層狀重晶石礦床主要產於構造活動褶皺帶(區)和地台區的深水盆地中。脈狀重晶石礦床主要產在地質構造較穩定的碳酸鹽岩地台區的碳酸鹽岩台地中。

中國重晶石礦床中下寒武統層狀礦床總規模十分巨大。層狀礦床與同沉積的活動性大斷裂空間關係亦很明顯,說明礦床與構造關係密切。脈狀重晶石礦充填於中、小型斷裂、裂隙中,明顯受構造控制。

形成重晶石的沉積盆地與成礦有着密切的關係,一類是較深的還原性靜水盆地,沉積物顆粒細小,碳酸鹽含量少,有機質含量高,形成層狀礦床。另一種盆地為淺水、氧化、動盪的盆地,以碎屑岩和淺水碳酸鹽沉積為主。這種盆地在沉積時期形成含Ba高的礦化層,但只有在後期地質作用改造下才能富集成脈狀礦床。

重晶石礦床的含礦岩系也各有特色,層狀礦床的含礦岩石為含有機質的碎屑岩、硅質岩,並具有眼球狀構造;脈狀重晶石礦床的圍岩常為含燧石的碳酸鹽岩與沉積初期的碎屑岩,普遍有明顯的硅化蝕變。層狀與脈狀重晶石均與SiO2有密切關係。

重晶石礦床的礦物組分相當一致,化學成分簡單而穩定。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。[2]

礦床類型

中國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岩相的控制非常明顯,大多數的脈狀重晶石礦床在區域上大都與一定時期的地層有關。在一些地區,層狀重晶石礦床和脈狀重晶石礦床都產在同一時代的地層中。

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

(一) 層狀型重晶石礦床

層狀重晶石礦床產於一定的地質時代,受地層及岩性嚴格控制,礦體呈層狀、似層狀及透鏡狀整合產於沉積地層中,礦石具有明顯的沉積構造和結構。

中國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,而且集中產於秦嶺和華南地區。層狀重晶石礦床沉積盆地可以是地殼活動性很強的秦嶺褶皺帶和活動性較強的東南沿海褶皺帶,也可以是較穩定的江南古陸兩側地台型凹陷,但都是深水、半深水停滯性的靜水還原性盆地,有機質含量高。

層狀重晶石的含礦地層以細碎屑岩為主,具有眼球狀構造,核部為塊狀重晶石,兩側為條紋狀、條帶狀重晶石,再外側為硅質岩,最外層為細碎屑岩。

層狀重晶石礦床與深大斷裂帶關係密切,例如湖南新晃貢溪礦區就位於控制岩相突變的活動性大斷裂附近,有些礦區有明顯的火山噴發和潛火山岩脈。

層狀重晶石礦床的礦石礦物大多為單一的重晶石。重晶石岩及與其關係密切的硅質岩中微量元素的種類及含量均很少,而細碎屑岩中微量元素豐富,具有固定的元素組合如P、V、Mo、U等。重晶石及其圍岩有機質含量高,主要由低等浮游生物所形成,這表明沉積環境為較深的、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範圍內同一時代地層中既有層狀重晶石礦床,也有脈狀重晶石礦床,兩種礦床都有工業意義,且具有密切的成因和空間聯繫,是同一成礦過程在不同環境的不同表現形式。如廣西來賓和廣西象州重晶石礦田(床)等。

在一個礦區或同一沉積盆地範圍內由若干礦床組成的礦田中,存在同一地質時代的層狀重晶石礦與脈狀重晶石礦。空間上,層狀礦層位在上,脈狀礦層位在下,脈狀礦分布的地層範圍基本上不超過層狀礦的層位。層狀礦與脈狀礦的礦物成分、礦石結構、構造有密切的成因聯繫,並表現系統演化的趨勢。層狀礦與脈狀礦的成礦物理化學條件一致,並有符合地質環境的規律性的演變關係。總之,層狀礦與脈狀礦是統一的成礦作用的不同表現形式。

(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造裂隙和非構造裂隙如破碎帶、斷裂和層理面,以充填和交代方式形成的形狀不規則的礦床。

中國改造型脈狀重晶石礦床在各個地質時代都有產出,含礦圍岩多種多樣,以沉積碳酸鹽岩和碎屑岩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,礦脈眾多而單個礦脈規模有限。由於它容易發現和識別,易採選,便於鄉村集體民采,目前仍是中國的主要開採對象,產量十分可觀,但地質研究程度較低。

中國從中、新元古界到三疊系,碳酸鹽岩都很發育,形成大面積分布的巨厚碳酸鹽岩建造,許多省(區)都有產於碳酸鹽岩中的重晶石礦床,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在未固結鬆散沉積物中的重晶石礦床。中國許多重晶石礦床,特別是以碳酸鹽岩和碎屑岩為含礦圍岩的礦床,在其附近的鬆散沉積物中,都有多少不等的堆積型重晶石礦床。這種礦床是原基岩礦床經近代風化作用在原地或經短途搬運而形成的。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,甚至可以構成單獨的礦體,一般說來,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,多不具單獨開採價值,但在開採主礦時,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。

主要產地

1 廣西

廣西是中國最大的重晶石生產基地,重晶石生產廣泛分布在象州,武宣,三江,永福,扶綏,鹿寨等20餘個縣區域內。自治區重晶石礦年產量在100萬t以上,以象州縣產量最高,達45萬t,永福次之,產量14萬t,扶綏思同重晶石礦產量3.6萬t.廣西重晶石礦產量高,質量好,在國內外市場上享有較高的知名度,出口和內銷量均居全國榜首。礦床屬脈狀型重晶石礦床,礦區水文地質條件簡單,礦體圍岩為硅化泥質粉砂岩,界線清楚,圍岩穩固,開採條件簡單。

2 貴州

貴州重晶石礦資源豐富,約占全國重晶石儲量的60%,是中國重晶石第二大生產基地。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為特大型礦床,已探明D級儲量10881.04萬t,麻江縣境內探明D級儲量1600萬t,黃平,凱里,施秉3縣市探明D級儲量達1000萬t左右。貴州重晶石礦品質較好,其中BaS含量超過85%以上的富礦占70%,其品位完全符合工業化生產要求。貴州重晶石儲量全國第一,但目前開採量及出口不及廣西,目前全省共有重晶石礦山80多個,如正常開採,年采出礦石量可達1000萬t以上。開採原礦的多,深加工企業少,目前只有100萬t。

3 湖南

湖南省重晶石礦區主要分布在衡南,新晃和瀏陽等地。全省重晶石礦業極為發達,湖南懷化地區重晶石年產量即達80萬t,其中湖南新晃侗族自治縣重晶石儲量2.8億噸,為全國特大型優質礦床。湖南衡南潭子山重晶石礦床賦存於上白堊統紅色陸相沉積中,礦床規模大型。單礦體長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。礦山以斜坡露採為主,採用重選和手選選礦。

4 湖北

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

5 陝西

陝西省重晶石礦主要集中在安康地區,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資源。境內賦存有大型重晶石礦床。礦帶位於古秦嶺地槽褶皺帶內,元古界震旦系變火山碎屑凝灰岩構成了該礦區基底構造,寒武-奧陶系碳質硅質岩建造構成了上構造層,期間為角度不整合接觸,重晶石礦體受層位和古地理環境控制,主要沉積於弱鹼性氧化介質條件的淺海邊緣的寒武-奧陶下部岩性段中,為單一的重晶石礦體。已探明重晶石儲量為2400萬t,礦體中的主要成分是重晶石,次為石英,並見少量粉塵狀碳質,礦石構造主要為緊密鑲嵌,緻密塊狀,次為層狀構造,礦石工業類型均為重晶石型.硫酸鋇品位90%~98%,平均品位94%,最高達99.33%,密度4.2g/cm3以上,最大達到4.5,具有儲量大,品位高,易開採的優點,是重晶石出口和加工重晶石粉的可靠基地。

6 福建

已探明的重晶石儲量主要集中在福建永安市李坊礦區,礦床為沉積型礦床,該區包括四個礦段,年生產能力為40萬t,年出口20萬t.[3]

主要用途

重晶石是一種很重要的非金屬礦物原料,具有廣泛的工業用途。

1.鑽井泥漿加重劑:在一些油井、氣井鑽探時,一般使用的鑽井泥漿、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。做鑽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生沉澱。鑽井泥漿用重晶石要求比重大於4.2,BaSO4含量不低於95%,可溶性鹽類小於1%。

2.鋅鋇白顏料:鋅鋇白是一種常用的優質白色顏料,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),然後與硫酸鋅(ZnSO4)反應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。製取鋅鋇白的重晶石要求BaSO4含量大於95%,同時應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製造氧化鋇、碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、沉澱硫酸鋇、氫氧化鋇等化工原料。化學純的硫酸鋇是測量白度的標準;碳酸鋇是光學玻璃的重要原料,它向玻璃中引入BaO,從而增大玻璃的折光率,並改善其它光學性能;在陶瓷中用來配製釉料;氯化鋇是一種農用殺蟲劑;硝酸鋇用於焰火和玻璃工業中;高錳酸鋇是一種綠色顏料。

4.填料工業用重晶石:在油漆工業中,重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、強度及耐久性。鋅鋇白顏料也用於製造白色油漆,在室內使用比鉛白、鎂白具有更多的優點。油漆工業用重晶石要求有足夠的細度和較高的白度。造紙工業、橡膠和塑料工業也用重晶石作填料,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大於98%,CaO小於0.36%,不許含有氧化鎂、鉛等成分。

5、水泥工業用礦化劑:在水泥生產中採用重晶石、螢石複合礦化劑摻入對促進C3S形成、活化C3S具有明顯的效果,熟料質量得到了改善,水泥早期強度大約可提高20~25%,後期強度約提高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。在白水泥生產中,採用重晶石、螢石複合礦化劑後,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,為生產低鈣、節能、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,用重晶石製做鋇水泥、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堆和建造科研、醫院防X射線的建築物。鋇水泥是以重晶石和粘土為主要原料,經燒結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。強度標號為325~425。由於鋇水泥比重大,可與重質集料(如重晶石)配製成均勻、密實的防X射線混凝土。砂漿是一種容重較大、對X射線有阻隔作用的砂漿,一般要求採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,膠凝材料一般採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含量應不低於80%,其中含有的石膏、黃鐵礦、硫化物和硫酸鹽等雜質不得超過7%。

7.道路建設:橡膠和含約10%重晶石的柏油混合物已成功地用於停車場,是一種耐久的鋪路材料。目前,重型道路建設設備的輪胎已部分地填充有重晶石,以增加重量,利於填方地區的夯實。

8.其它:重晶石和油料調和後塗於布基上製造油布;重晶石粉用來精製煤油;在醫藥工業中做消化道造影劑;還可制農藥、製革、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、粘結劑。鋇與其它金屬(鋁、鎂、鉛、鈣)製成合金,用於軸承製造。[4]

供需形勢

中國重晶石年供應總量250~300萬t,全部來源於國內自產。國內重晶石年消費量約120~130萬t,其中用於油氣勘查的70~80萬t,占總消費量的60%±;用於鋇化工產品40~50萬t,約占30%;其他用項10餘萬t,約占10%。

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

中國重晶石需求基本穩定,增長緩慢。重晶石產量穩中有升,能夠充分保證需求。出口量視供需情況而調節。總體上重晶石供需基本平衡。

地質勘查

礦產勘查工作

重晶石礦的地質勘查工作與其他礦產一樣劃分為普查、詳查、勘探三個階段。

普查階段:目的和任務是對已發現的礦點和地質、物化探等異常進行普查工作,查明是否有進一步工作的價值,提交普查報告,一般探求D+E級儲量,為是否進行詳查階段工作提供依據。

詳查階段:目的和任務是對經過普查階段工作證實具有進一步工作價值的礦床,做出是否具有工業價值的評價,提交詳查報告,一般探求C+D級儲量,其中C級儲量,一般非金屬礦20%~50%,為是否進行勘探階段工作提供依據,並可提供礦山總體規劃和作礦山項目建議書使用。

勘探階段:目的和任務是對經過詳查階段工作證實具有工業價值,並擬近期開採利用的礦床進行勘探,按全國礦產儲量委員會制定的有關規範探求各級儲量,提交勘探報告,作為礦山建設可行性研究和設計的依據。一般要求是:

  1. 、 詳細探明勘查區內的地質、構造情況
  2. 、對礦體(層)的形狀、產狀和空間位置,礦石的品位、結構構造和工業類型、品級的種類及其比例等的控制和研究程度,達到探求相應儲量級別和礦山建設設計的要求。
  3. 、對礦產加工選冶性能進行研究,做出是否具有可供工業建設設計的評價。
  4. 、詳細探明水文地質、工程地質和其他開採技術條件。
  5. 、對礦床進行詳細的技術經濟評價。

勘探類型

據國家技術監督局1992年發布的重晶石、毒重石地質勘探規範,重晶石礦床勘探類型劃分為四類:

第Ⅰ類型:礦體規模大、形態簡單,構造簡單。如陝西安康石梯重晶石礦床。

第Ⅱ類型:礦體規模大到中型,形態複雜程度中等,構造、岩脈發育程度簡單-中等,如廣西象州潘村重晶石礦床。

第Ⅲ類型:礦體規模以中型為主,礦體形態複雜,構造、岩脈發育程度複雜。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:規模為小型,形態複雜,構造複雜。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採用探槽、淺井、豎井等工程,配合岩心鑽探。當地形適宜時,採用平硐進行勘探。對殘坡積重晶石砂礦可採用淺井進行勘探。

勘探工程的布置要根據礦體產狀等因素決定。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。 進行岩心鑽探時,岩礦心採取率不應低於70%。對於較深鑽孔應每隔100m進行系統測斜。

在坑道中,重晶石礦石取樣一般用刻槽法,對於緻密塊狀礦石,樣槽斷面可為10cm×3cm或5cm×10cm。採樣長度,層狀礦為0.5~2m,脈狀礦為0.25~1m。對疏鬆礦石可用剝層法取樣,規格為50~100cm×20~50cm。鑽孔岩心取樣一般用劈心法。沿脈坑道中的樣品間距一般為10~20m。樣品布置應使樣品長度與礦體厚度方向一致。各種礦石類型都應單獨取樣。

礦石化學分析的基本項目為BaO、SO3和CO2,其他組分如Fe2O3、Al2O3、SiO2和可溶性鹽類可通過組合樣品分析確定。研究綜合礦石時,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,組合樣品應進行光譜全分析和化學分析,以查明礦石中的伴生元素。

技術加工取樣一般採用全巷法或剝層法。通過技術加工試驗應查明選礦產品的質量和回收率,同時也取得合理選礦流程的設計資料。

礦石體重要按不同類型加以確定。對疏鬆的礦石還應確定濕度。作為塗料填料用的重晶石應用分光法測定重晶石的顏色。