重晶石是一种重要的含钡矿物,因其具有密度大、硬度低、化学性质稳定、无毒、吸收放射性射线等特性而被广泛应用于石油、化工、建材和油漆等领域,是一种重要的战略性非金属矿产。
编辑搜图
作为我国的优势矿产,重晶石主要分布在贵州、湖南、广西、甘肃和陕西等省份。但随着其应用领域的扩大和资源的加速消耗,易选高品位重晶石矿已日趋减少。目前,重晶石商品级富矿品位高于90%的比例下降,大多数矿床中BaSO4的品位为50%~90%,且常与方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、萤石、硅酸盐和碳酸盐类矿物共生,须经选矿才可利用。 重晶石的选矿方法主要有手选法、重选法、磁选法和浮选法。其中与硫化矿伴生的重晶石矿选矿通常在脱除硫化矿后,采用浮选法或重选—浮选联合工艺回收重晶石。 1、手选 针对品位高的重晶石矿粗碎后根据其与伴生矿颜色和光泽度的不同,手工拣选出块状重晶石。手选法简单方便易行,成本低,对设备依赖低,但对矿石要求高,并且生产效率低,对资源会造成极大浪费。 2、重选 实际生产中,绝大部分是低品位重晶石矿,成矿过程中常与其它金属矿和非金属矿紧密伴生,手选往往不能满足工业需求。 目前,重晶石矿(包括其手选尾矿)一般采用跳汰和摇床等重选设备选别。重选中为了降低粒度对选别的影响,往往按粒度分级入选。 对于伴生矿物复杂的重晶石复合矿,以及矿物嵌布粒度细、原矿品位低,而精矿品位又要求高的重晶石矿,重选难以达到目的,还需结合浮选进一步分离。 3、磁选 当重晶石与菱铁矿、磁铁矿和赤铁矿等磁性矿物共生时,磁选是有效的分选方法,可以取得品位较高的精矿产品,用作生产钡基药品的原料。对于重晶石中粒度较细的铁磁性矿物,通常采用干式强磁选机或湿式高梯度强磁选机来处理。 由于重晶石矿资源逐渐贫化,矿石组成日趋复杂,且在应用中对重晶石产品的品位和细度有严格要求,重选等方法已不能满足需求,浮选逐步成为目前选别重晶石的主要方法。 4、浮选 浮选既是传统选矿方法中处理复杂矿石的重要途径,又是盐类矿物提纯常用的方法。 捕收剂与重晶石矿物之间的相互作用对重晶石精矿的品位和回收率都有很大的影响。同时,浮选分离与重晶石可浮性相近的伴生矿物时,有效的抑制剂可以增大两者的可浮性差异,也是重晶石浮选分离的关键之一。因此,在重晶石矿的浮选过程中,抑制剂与捕收剂都有着十分重要的作用。常规浮选条件下,重晶石回收率就可以达到80%以上,采用的捕收剂也有着较好的起泡性,所以重晶石浮选中很少涉及到活化剂和起泡剂的研究。 此外,浮选主要发生在重晶石矿物的表面,浮选作用的好坏与重晶石的可浮性、表面电性、药剂吸附的强弱以及浮选环境的pH值等亦有着密切关系。 5、浸出提纯 浸出提纯主要用于除掉重晶石中的碳、铁、锰、钒和镍等有色杂质。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(碱)浸法、有机酸络合法、氧化法、氧化—还原漂白法等。 酸(碱)浸出处理是利用酸(碱)与矿物表面附着的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,再经过滤和洗涤,将可溶物分离,从而达到除杂提纯、提高矿物品位的目的。常用的酸浸剂有硫酸、盐酸、硝酸、草酸和氢氟酸,其中以硫酸使用最多;碱法浸出常使用氢氧化钠。 有机酸络合法是在除铁杂质的过程中添加有机酸,如EDTA、抗坏血酸、柠檬酸和草酸等,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。 氧化法是利用氧化剂把矿物中伴生的铁矿物氧化成可溶性铁盐,同时氧化有机质,使其变成易被洗去的无色氧化物。常用的氧化剂有过氧化氢和次氯酸钠,但过氧化氢的使用成本要比次氯酸钠高。氧化—还原漂白法提纯是先利用氧化剂与重晶石中的着色物质反应,溶解着色物质后再加入还原剂连二亚硫酸钠或硫代硫酸钠将杂质Fe3+还原成Fe2+,经过滤和洗涤达到提纯和增白的目的。 6、煅烧提纯 煅烧是重晶石提纯增白的一种有效手段,能直接除去矿石中的水分及可在高温下氧化分解的杂质。工业生产中,Fe2O3、TiO2和有机质等染色杂质分布在重晶石晶体或裂隙中使矿石发灰、发绿、发青和发黑,当富含钛时,又呈现出浅灰、黄色、暗蓝和灰色,降低了重晶石的纯度和白度。煅烧可使致色有机物挥发,适宜的煅烧温度和时间应以不破坏矿物晶体同时最大限度挥发有机物为前提。此外,在煅烧过程中加入氯化物有利于提高煅烧的白度。 整体来看,手选、重选和磁选等传统物理选矿方法对于某些低品位重晶石矿的开发收效甚微,多数情况下要结合浮选得到合格的精矿。浮选中组合药剂的开发和使用是提高重晶石精矿浮选指标的重要手段,也是未来药剂研究的发展趋势。传统的重晶石选矿产品只针对石油化工等低附加值领域,比如加重剂和含钡的化工产品等。提高硫酸钡的细度和白度,开发高纯钡盐和硫酸钡,利用物理和化学的方法提高重晶石的附加值是未来追求的目标。 资料来源:《陈思雨,刘四清,陈章鸿.我国重晶石选矿与提纯研究现状及展望[J].矿产保护与利用,,40(06):33-40》,由编辑整理,转载请注明出处!