我国重晶石点多面广,资源丰富,现在多以生产原矿和粉矿为主,不仅经济效益欠佳,而且还没有可靠的销路。因此,对重晶石进行深加工是开发重晶石矿的方向。据有关资料,重晶石深加工后的几种产品——沉淀硫酸钡、硫化碱、硫酸钡现在销路很好,是一种很有发展前途的工业。
中国是世界重晶石最大出口国。20世纪90年代重晶石及其产品年出口量一般为150万t。2000年以后重晶石及钡盐出口量为200万t,其中重晶石170万t,钡化工产品30万t,仅河北辛集化工集团就达15万t。主要出口到美国、荷兰、日本和韩国等。中国不进口重晶石,只进口少量精细钡化工产品。1980年前后美国还是一个主要依靠自己生产重晶石的国家,如今产量不到原来的一半,为40万t左右,2000年中国向美国出口120万t。2002年美国进口150万t,90%来自中国。中国重晶石需求呈增长态势,年供应总量350-400万t,全部来源于国内自产。国内重晶石年消费量约150-200万t,其中用于油气勘查70-80万t,占总消费量的40%左右;用于钡化工产品80-110万t,约占50%;其他用项10余万t,约占10%。
根据国内化工、石油与其他需求,中国今后几年重晶石需求量预测为:2005年240万t,2006年265万t,以每年递增10%的速度增长。出口用量到2006年将达到250万t。我国重晶石矿产资源丰富,质量优异。现保有储量和生产能力完全可以保证2010年国家经济建设发展和对外出口的需要,开发前景非常广阔。同时我们也应加强矿产的深加工,建一批大、中型的重晶石深加工企业,提高产品技术含量,扩大产品出口比重,提高外贸出口竞争能力。
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。
1、钻井泥浆加重剂在一些油、气井钻探时,一般使用的钻井泥浆、粘土比重为25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%。
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(ZnSO 4)反应得到的硫酸钡和硫化锌的混合物 (BaSO 4 占70%,ZnS占30%)即为锌钡白颜料。制取锌钡白的重晶石要求BaSO 4 含量大于95%,同时应不含有可见的有色杂物。
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。
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BaSO 4 大于98%,CaO小于0.36%,不许含有氧化镁、铅等成分。
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C 3 S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,效果较好。
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。
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。
重晶石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∶粗砂配合比为1∶025∶25∶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。硅酸盐水泥应用较广。常用的水泥∶重晶石碎石∶重晶石砂∶水的配合比为1∶454∶34∶05;1∶544∶446∶0 6;1∶5∶38∶02三种。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%。
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。
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。