重晶石是一種重要的含鋇礦物,因其具有密度大、硬度低、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、吸收放射性射線等特性而被廣泛應(yīng)用于石油、化工、建材和油漆等領(lǐng)域,是一種重要的戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)。
作為我國的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn),重晶石主要分布在貴州、湖南、廣西、甘肅和陜西等省份。但隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和資源的加速消耗,易選高品位重晶石礦已日趨減少。目前,重晶石商品級(jí)富礦品位高于90%的比例下降,大多數(shù)礦床中BaSO4的品位為50%~90%,且常與方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、螢石、硅酸鹽和碳酸鹽類礦物共生,須經(jīng)選礦才可利用。
重晶石的選礦方法主要有手選法、重選法、磁選法和浮選法。其中與硫化礦伴生的重晶石礦選礦通常在脫除硫化礦后,采用浮選法或重選—浮選聯(lián)合工藝回收重晶石。
1、手選
針對(duì)品位高的重晶石礦粗碎后根據(jù)其與伴生礦顏色和光澤度的不同,手工揀選出塊狀重晶石。手選法簡(jiǎn)單方便易行,成本低,對(duì)設(shè)備依賴低,但對(duì)礦石要求高,并且生產(chǎn)效率低,對(duì)資源會(huì)造成極大浪費(fèi)。
2、重選
實(shí)際生產(chǎn)中,絕大部分是低品位重晶石礦,成礦過程中常與其它金屬礦和非金屬礦緊密伴生,手選往往不能滿足工業(yè)需求。
目前,重晶石礦(包括其手選尾礦)一般采用跳汰和搖床等重選設(shè)備選別。重選中為了降低粒度對(duì)選別的影響,往往按粒度分級(jí)入選。
對(duì)于伴生礦物復(fù)雜的重晶石復(fù)合礦,以及礦物嵌布粒度細(xì)、原礦品位低,而精礦品位又要求高的重晶石礦,重選難以達(dá)到目的,還需結(jié)合浮選進(jìn)一步分離。
3、磁選
當(dāng)重晶石與菱鐵礦、磁鐵礦和赤鐵礦等磁性礦物共生時(shí),磁選是有效的分選方法,可以取得品位較高的精礦產(chǎn)品,用作生產(chǎn)鋇基藥品的原料。對(duì)于重晶石中粒度較細(xì)的鐵磁性礦物,通常采用干式強(qiáng)磁選機(jī)或濕式高梯度強(qiáng)磁選機(jī)來處理。
由于重晶石礦資源逐漸貧化,礦石組成日趨復(fù)雜,且在應(yīng)用中對(duì)重晶石產(chǎn)品的品位和細(xì)度有嚴(yán)格要求,重選等方法已不能滿足需求,浮選逐步成為目前選別重晶石的主要方法。
4、浮選
浮選既是傳統(tǒng)選礦方法中處理復(fù)雜礦石的重要途徑,又是鹽類礦物提純常用的方法。
捕收劑與重晶石礦物之間的相互作用對(duì)重晶石精礦的品位和回收率都有很大的影響。同時(shí),浮選分離與重晶石可浮性相近的伴生礦物時(shí),有效的抑制劑可以增大兩者的可浮性差異,也是重晶石浮選分離的關(guān)鍵之一。因此,在重晶石礦的浮選過程中,抑制劑與捕收劑都有著十分重要的作用。常規(guī)浮選條件下,重晶石回收率就可以達(dá)到80%以上,采用的捕收劑也有著較好的起泡性,所以重晶石浮選中很少涉及到活化劑和起泡劑的研究。
此外,浮選主要發(fā)生在重晶石礦物的表面,浮選作用的好壞與重晶石的可浮性、表面電性、藥劑吸附的強(qiáng)弱以及浮選環(huán)境的pH值等亦有著密切關(guān)系。
5、浸出提純
浸出提純主要用于除掉重晶石中的碳、鐵、錳、釩和鎳等有色雜質(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(堿)浸法、有機(jī)酸絡(luò)合法、氧化法、氧化—還原漂白法等。
酸(堿)浸出處理是利用酸(堿)與礦物表面附著的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,再經(jīng)過濾和洗滌,將可溶物分離,從而達(dá)到除雜提純、提高礦物品位的目的。常用的酸浸劑有硫酸、鹽酸、硝酸、草酸和氫氟酸,其中以硫酸使用最多;堿法浸出常使用氫氧化鈉。
有機(jī)酸絡(luò)合法是在除鐵雜質(zhì)的過程中添加有機(jī)酸,如EDTA、抗壞血酸、檸檬酸和草酸等,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。
氧化法是利用氧化劑把礦物中伴生的鐵礦物氧化成可溶性鐵鹽,同時(shí)氧化有機(jī)質(zhì),使其變成易被洗去的無色氧化物。常用的氧化劑有過氧化氫和次氯酸鈉,但過氧化氫的使用成本要比次氯酸鈉高。氧化—還原漂白法提純是先利用氧化劑與重晶石中的著色物質(zhì)反應(yīng),溶解著色物質(zhì)后再加入還原劑連二亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉將雜質(zhì)Fe3+還原成Fe2+,經(jīng)過濾和洗滌達(dá)到提純和增白的目的。
6、煅燒提純
煅燒是重晶石提純?cè)霭椎囊环N有效手段,能直接除去礦石中的水分及可在高溫下氧化分解的雜質(zhì)。工業(yè)生產(chǎn)中,F(xiàn)e2O3、TiO2和有機(jī)質(zhì)等染色雜質(zhì)分布在重晶石晶體或裂隙中使礦石發(fā)灰、發(fā)綠、發(fā)青和發(fā)黑,當(dāng)富含鈦時(shí),又呈現(xiàn)出淺灰、黃色、暗藍(lán)和灰色,降低了重晶石的純度和白度。煅燒可使致色有機(jī)物揮發(fā),適宜的煅燒溫度和時(shí)間應(yīng)以不破壞礦物晶體同時(shí)最大限度揮發(fā)有機(jī)物為前提。此外,在煅燒過程中加入氯化物有利于提高煅燒的白度。
整體來看,手選、重選和磁選等傳統(tǒng)物理選礦方法對(duì)于某些低品位重晶石礦的開發(fā)收效甚微,多數(shù)情況下要結(jié)合浮選得到合格的精礦。浮選中組合藥劑的開發(fā)和使用是提高重晶石精礦浮選指標(biāo)的重要手段,也是未來藥劑研究的發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)的重晶石選礦產(chǎn)品只針對(duì)石油化工等低附加值領(lǐng)域,比如加重劑和含鋇的化工產(chǎn)品等。提高硫酸鋇的細(xì)度和白度,開發(fā)高純鋇鹽和硫酸鋇,利用物理和化學(xué)的方法提高重晶石的附加值是未來追求的目標(biāo)。
資料來源:《陳思雨,劉四清,陳章鴻.我國重晶石選礦與提純研究現(xiàn)狀及展望[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用,2020,40(06):33-40》,由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理,轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處!
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