重晶石礦硫酸鋇選礦工藝了解

本文章來源：天道研究院

重晶石選礦方法的選擇受礦石類型、原礦性質(zhì)、礦山規(guī)模，以及用途等的影響。目前采用的主要選礦方法如表8 所示。一般殘積型礦石容易選，因此，優(yōu)先選用重選方法;沉積型礦石以及與硫化礦、螢石等伴生的熱液型礦石，除重選外，還要采用浮選方法;重晶石浮選一般采用的陰離子捕收劑：脂肪酸鹽、石油磺酸鹽或硫酸鹽等。

表 8 重晶石的主要選礦加工方法

重晶石礦選礦 工藝流程

殘積型重晶石礦的選礦工藝流程 殘積型重晶石礦一般用重選方法進(jìn)行選別，即經(jīng)洗礦、破碎、篩分后用跳汰或其他重選方法選出重晶石精礦。

　(一) 重晶石的選礦方法有手選、重選、磁選、浮選

手選：原礦開采出來后，用簡單的人工手選是許多鄉(xiāng)村民采小礦常用的選礦方法。一些礦山，由于地質(zhì)品位高，質(zhì)量穩(wěn)定，經(jīng)過手選可以滿足外貿(mào)出口要求。如廣西象州潘村礦，用手選法選富塊礦，粒度要求30～150mm，BaSO4>95%，一般可以大于92%。手選法簡單易行，無需什么設(shè)備，但生產(chǎn)率低，資源浪費(fèi)大。

重晶石礦選礦 重選：原礦經(jīng)洗礦篩分、破碎、分級脫泥，經(jīng)跳汰選礦流程，可獲得質(zhì)量較好的精礦，產(chǎn)品品位可達(dá)88%以上。衡南重晶石礦經(jīng)重力選礦后的精礦可達(dá)92%。當(dāng)?shù)厝罕娪猛练ㄏ吹V，每人每天可獲精礦100kg。破碎一般用顎式破碎機(jī)或沖擊式破碎機(jī)，細(xì)碎一般用對輥式破碎機(jī)。選別可用重介質(zhì)轉(zhuǎn)筒分選機(jī)，圓錐分級機(jī)、跳汰分選機(jī)或搖床、螺旋機(jī)等。重晶石嵌布粒度大于2mm，通常可用重介質(zhì)分選、跳汰分選。重介質(zhì)分選的最大粒度為50mm，濕式、干式跳汰選的最大粒度約為20mm。嵌布粒度小于2mm，可用搖床或螺旋分級機(jī)進(jìn)行分選。精選前須用水力旋流器除去泥料以提高選別效果。

磁選：常用來選出一些含鐵礦物如菱鐵礦，用于要求含鐵很低的鋇基藥品的重晶石原料。

浮選：我國重晶石礦貧礦多、富礦少，已探明儲量的礦床有80%以上是和其他礦種伴生。對于嵌布粒度很細(xì)的礦石及重選尾礦的分選必須采用浮選。浮選有正浮選和反浮選兩種，反浮選通常是除去堿金屬硫化物。

重晶石作為一種常見的鹽類礦物，其浮選過程按吸附形式分為兩種，一種是用脂肪酸烷基硫酸鹽、烷基磺酸鹽等陰離子捕收劑，按化學(xué)吸附的形式在重晶石礦物表面吸附而與其他分離;另一種是用陽離子胺類捕收劑，按物理吸附的形式來浮選重晶石。胺類捕收劑捕收效率低，對礦泥影響極敏感，因此用陰離子捕收劑較為理想。通常在球磨機(jī)中添加NaOH調(diào)整pH值為8～10，水玻璃作為調(diào)整劑加入礦漿中，在固體濃度40%～50%的條件下用油酸類捕收劑進(jìn)行浮選。

(二) 加工

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。

礦石經(jīng)過幾次破碎后得到微米級的微細(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)磨是兩個技術(shù)關(guān)鍵。漂白處理是通過焙燒(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間、加酸濃度、漂洗時間、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?wèi)?yīng)用超微細(xì)重晶石粉技術(shù)對某地優(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。

2.生產(chǎn)鋇鹽產(chǎn)品

以重晶石為原料生產(chǎn)鋇鹽產(chǎn)品除了立德粉(鋅鋇白)外，主要是碳酸鋇、氯化鋇、氫氧化鋇、硝酸鋇、硫酸鋇、鈦酸鋇、鉬酸鋇和一些精細(xì)化學(xué)品。

(1) 立德粉(鋅鋇白)立德粉為白色粉末狀，平均粒徑0.3～0.5 μm，不溶于水，與硫化氫及堿液不起作用，遇酸液分解釋放出硫化氫。經(jīng)長期日曬會變色，但放置暗處仍可恢復(fù)原色。生產(chǎn)立德粉的原料除重晶石外，還有氧化鋅、硫酸、粉煤等，其主要化學(xué)反應(yīng)為：

ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O

BaSO4+2C=BaS+2CO2

ZnSO4+BaS=ZnS·BaSO4

(2)碳酸鋇主要原料為重晶石、石灰石、煤。工藝流程為：重晶石、煤粉→粉碎→焙燒→加熱水蒸氣浸取→澄清→碳化→加純堿、蒸氣脫硫洗滌→過濾→烘干→包裝。

(3)氯化鋇氯化鋇是白色有光澤的單斜晶體，加熱至113℃時失去水，成為白色粉末。易溶于水，溶解度隨溫度升高而增大。水溶液具苦咸味，對人、畜及昆蟲均有毒害作用。

主要原料為重晶石、煤、鹽酸或氯氣、氯化鈣等。制法有鹽酸法、氯化鈣法、氯化法。鹽酸法，重晶石與煤粉還原焙燒后與鹽酸反應(yīng)而制得。氯化鈣法，也是先還原焙燒，然后經(jīng)浸取、脫硫等處理制得。氯化法是將硫化鋇液與氯氣反應(yīng)得氯化鋇液，再經(jīng)處理制得。

(4)氫氧化鋇氫氧化鋇是白色四方晶系體，易溶于熱水，溶液呈強(qiáng)堿性。無水氫氧化鋇是有光澤的白色無定形粉末，有毒。

工業(yè)生產(chǎn)中以燒堿法為主，即用燒堿與氯化鋇溶液反應(yīng)，經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、分離而得。主要化學(xué)反應(yīng)：

BaCl2+2NaOH→Ba(OH)2+2NaCl

(5)硝酸鋇硝酸鋇是無色或白色立方晶體，可溶于水和濃硫酸，高溫則分解，燃燒時分解成氧化物發(fā)出綠光有毒。主要由濃硝酸與碳酸鋇制得，也有用硝酸(50%)與硫化鋇制得的(如衡南縣化工農(nóng)藥廠)。一級品含硝酸鋇≥99.0%，二級品≥98.5%。

(6)沉淀硫酸鋇(硫酸鋇)硫酸鋇是白色結(jié)晶粉末，幾乎不溶于水，熔于發(fā)煙硫酸和熔融的堿。易與高錳酸鉀、碳酸鈣或堿金屬硝酸鹽制成混晶。與碳共熱可還原為硫化鋇。

生產(chǎn)方法有重晶石精制法與芒硝硫化鋇法，前者用重晶石與煤粉一起煅燒，再與Na2SO4反應(yīng)而得，后者則是用硫化鋇與芒硝反應(yīng)，經(jīng)壓濾、干燥、分離制成。

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