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| 我国重晶石资源概况 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2014-02-03 15:13:18 浏览次数： |
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（中国粉体技术网/薛强）重晶石是钡的最常见矿物，主要成分为硫酸钡(BaSO4)。纯重晶石呈白色、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。结晶相当好的重晶石还可呈透明晶体出现。重晶石的莫氏硬度为3～3.5。比重为4.3～4.7，性脆。重晶石化学性质稳定，难溶于水，不溶于盐酸，无磁性和毒性，易吸收χ射线和γ射线，在H2SO4中粉末状的重晶石才慢慢溶解。
我国重晶石资源分布情况及其特点
我国重晶石资源丰富，储量和产量均居世界首位，我国的重晶石资源广泛分布于全国24个省(区)，探明储量的矿区有195处，总查明资源储量矿石3.9亿t。就省(区)而论，以贵州省重晶石矿最多，保有储量占全国的34％；湖南、广西、甘肃、陕西等省(区)次之。以上五省（区）储量占全国的80％以上。
国内重晶石成矿时代以古生代为主，震旦纪及中-新生代也有重晶石矿形成。矿床类型有沉积型、层控(内生)型、火山-沉积型、热液型和风化(残坡积)型五类，其中，以沉积型为主，占总储量的60％以上。依重晶石成矿类型及成矿区域地质条件的不同，可分为14种典型的矿床式，详见表1。
我国的重晶石矿具有几个明显的特点：在量的方面主要分布在中部地区；在品位方面几乎所有富矿主要集中在贵州、广西；矿床以大、中型为主，仅贵州天柱大河边与湖南新晃贡溪就占大中型产地储量的一半以上，常与石英、方解石、萤石、硫化矿、铁矿等共生或伴生，部分地区的重晶石含有数量不等的黏土、岩石碎屑等杂质；矿石中常见有Sr、Ca的类质同象混入物。
我国主要的大型、特大型矿床常以单一的重晶石类型为主要的矿石类型，属层状重晶石矿床，矿石具有明显的沉积构造和结构，矿物成分和化学成分比较简单。如湖南新晃贡溪重晶石矿，矿体一般为层状、似层状，长几十米至几十公里，厚0.3~7m，一般1~2m。矿石主要由重晶石及方解石组成，重晶石含量55%~99%。
我国重晶石资源开发利用现状及存在的主要问题
重晶石是一种重要的非金属矿物原料，具有体积质量大、化学性质稳定等特点，被广泛应用于石油、化工、涂料、填料、医药等多个行业，在国计民生中发挥了重要作用。
1.1 主要应用领域
中国重晶石年供应总量350～400万t，年消费量约150～200万t，其中用于油气勘查的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%。 具体开发利用情况如下：
1．油、气勘察与钻探：石油钻探行业是重晶石的一个重要应用领域，将重晶石磨细成粉，用作钻井泥浆的加重剂，可以抵抗地层的压力防止塌陷，并阻止地层流体侵入井孔。上个世纪80、90年代，重晶石的初级加工产品，一度有80%被用于油、气勘察与钻探行业。如今，国内地面浅表石油已开采殆尽，而我国经济建设又处于高速增长时期，汽车、化工行业对石油的需求在今后相当长的一段时期内将呈现高增长态势，我国对石油的依赖程度也将越来越深。为满足我国经济发展的需要和保障国内能源安全，一方面，国内大型油企必须走出去，积极参与国外油田的开发，扩展油、气的海外供应地；另一方面，国内必须加大油、气的勘查力度，老的石油基地要实现周边和深部挖潜，油、气勘探和开采必须逐渐向4570米以上的深井和6100米的超深井发展。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．各种钡化工原料：钡化工目前是重晶石应用最多的领域，占重晶石年消费量的50%以上。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。这些钡化合物被广泛应用于试剂、催化剂、糖的精制、纺织、防火、各种焰火、合成橡胶的凝结剂、塑料、杀虫剂、钢的表面淬火、荧光粉、荧光灯、焊药、油脂添加剂等。如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。
3．填料：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。
4.建筑材料：重晶石可以用作水泥工业的矿化剂。在水泥生产中掺入重晶石、萤石复合矿化剂对促进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。
此外，利用重晶石具有吸收χ射线的性能，可以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。
5．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、粘接剂。钡与其它金属(铝、镁、铅、钙)制成合金，用于轴承制造。
1.2 主要加工技术
重晶石的应用领域不同，相对应的加工技术也不同。目前，重晶石的主要加工技术有三种：选矿提纯、超细粉碎和钡化合物的制备。
2.2.1 选矿提纯
由于重晶石常与石英、方解石、萤石、硫化矿、铁矿等共生或伴生，部分地区的重晶石还含有数量不等的黏土、岩石碎屑等杂质，要想加以利用，必须对重晶石进行选矿提纯，将这些杂质去掉。重晶石的主要选矿提纯方法见表2。
表2 重晶石的主要选矿提纯方法
| 选矿方法 |
选矿原理 |
应用范围 |
| 手选 |
重晶石与伴生矿的颜色、密度等差别 |
选出块状重晶石 |
| 重选 |
重晶石与伴生矿物的密度差别 |
包括洗矿、脱泥、筛分、摇床等工艺方法，多适用于残积型矿石 |
| 浮选 |
重晶石与伴生矿物的表面物理化学性质差异 |
常用于沉积型重晶石矿以及硫化矿、萤石等伴生的热液型重晶石矿石 |
| 磁选 |
重晶石与氧化铁类矿物的磁性差异 |
主要用于除掉氧化铁类矿物杂质 |
| 化学提纯 |
重晶石与伴生矿物化学性质的差异 |
用于除碳及铁、锰、钒、镍等杂质 |
2.2.2 超细粉碎
用作涂料、塑料、橡胶等的填料的重晶石粉及医药级重晶石产品，不仅纯度要求高，而且粒度要求细。因此，除了要进行选矿提纯外，还需要进行超细粉碎加工。
重晶石莫氏硬度较低，而且密度大、脆性好，容易粉碎，因此，重晶石的超细粉碎大多采用干法工艺，常用的设备有气流磨、机械冲击磨、振动磨等。其中采用气流粉碎机可将重晶石粉碎到d97≤5μm。如果在湿式选矿提纯后接着进行超细粉碎加工，也可采用湿法超细粉碎工艺，设备可选用搅拌磨、振动磨、球磨机等。
2.2.3 钡化合物制备技术
根据所要制取的钡化合物的不同，制取技术也有不同，用的最多的是硫化钡和沉淀碳酸钡的制取。
（1）硫化钡 硫化钡的制备常采用煤粉还原法。
煤粉还原法是将重晶石（BaSO4≥85%）和煤（固定碳>75%）按100:(25-27)(以质量计)的配比混合均匀，经粉碎、筛分后，连续加入转炉在1000-1300℃进行还原反应，主要反应式如下：
（2）沉淀碳酸钡 用重晶石制备碳酸钡一般采用碳化法。
首先在回转窑中，用炭粉将重晶石还原为硫化钡，然后用水浸取，再用二氧化碳碳化制得沉淀碳酸钡。
碳化过程分两步。第一步预碳化：将碳化过程中产生的硫化氢气体导入反应塔中，与硫化钡水解产物中的氢氧化钡反应，生成硫氢化钡。
第二步为主碳化，其反应式为： 
碳化至终点后，再加入适量纯碱，通入蒸汽加热至90℃以上，使部分没有来得及反应的BaSO4转化为BaCO3。
1.3 存在的主要问题
我国重晶石行业发展迅速，重晶石产品类别丰富，但也存在着一些问题，主要问题如下：
（1）资源利用效率低，浪费严重。重晶石是我国的优势资源，然而在长期的开采中，往往采富矿和采单矿物矿，对贫矿和伴生矿不予开采或采而不选，低价贱卖；有的地方，如河南某地，更是存在着重晶石矿产权责不明确，村民仅向村委会交出一点好处费，便将矿石据为己有，私采倒卖现象严重，造成资源严重浪费和流失，然而一旦出现地面和矿洞塌陷，小矿主便卷财而逃，找不到人影。尽管近年有所改善，但总体开采状况仍不乐观，主要表现为高消耗、高污染、低效率的粗放式开采经营模式，循环经济产业链尚未形成，生态环境面临较大压力。开采企业普遍存在“小、散、乱”的现象，资源回收率低，选矿水平低，废石和尾矿乱堆乱放；资源未能有效利用，特别是大中型矿床未能做到规模化和集约化开发，浪费严重。
（2）选矿技术有待提高。我国的重晶石矿常与萤石矿、方解石矿共生，而萤石又是国家战略资源，因此，如何很好地实现它们的有效分离，发挥各自的功用，是选矿工作者研究探讨的重要课题之一。重晶石与萤石的分离常采用浮选的方法，用油酸作为捕收剂，碳酸钠作为调整剂，水玻璃、六偏磷酸钠、柠檬酸等作为抑制剂，调整pH值至合适数值，从而实现重晶石和萤石的分离。然而，重晶石与萤石的可浮性相近，目前的浮选药剂很难实现重晶石和萤石的彻底分离，所以，开发捕收能力更强的专用捕收剂，将成为今后工作的重点。
（3）产品结构不够合理。目前，我国工业利用的重晶石，主要是初级产品，即破碎成74μm或44μm后作填料用。我国是重晶石的主要出口国，而出口到国外的重晶石产品也多是原矿和重晶石粉等初级加工产品，这部分产品每吨售价仅数十美元，而我国急需的化工级和光学玻璃级重晶石产品，却要从国外进口，进口价格每吨高达1000美元以上。理应在国际市场上具有绝对话语权的我国重晶石(天然硫酸钡)资源，未被深加工就被迫不及待地以低贱的身价运出了国门，使国内的这种稀缺资源严重流失。
2.1 重晶石产业发展思路
针对当前我国重晶石开发利用中存在的问题，特提出以下思考：
（1）明确产权责，促进产权市场化。为保障国家和矿业企业双方的财产及收益基本权利，可通过招投标、公开拍卖等方式促进探矿权和采矿权出让进一步市场化，使一级市场向着公开化、公平化的方向发展。这样有助于明确产权责任，适宜建立产权问责制度，利于重晶石矿产资源的合理开发。对二级市场交易问题进一步探索，逐步完善矿业权二级市场交易流转制度，培育矿业权二级市场，实现矿业权的有序流转，以加快探矿资本的回收，有利于缓解矿业资金的紧张状况，促进矿产资源的顺利开发。同时，要积极培育矿产资源市场交易评估的中介组织，使矿业权市场交易及矿产资源税的征收都建立在科学评估的基础上，在政府有效监管下健康运行。
（2）利用资源税杠杆，调节产能。我国目前资源税平均费率较低，加大对自然资源流量征税，可以提高企业入主资源行业的准入门槛，便于企业实现规模化和集约化生产，便于依据国内外市场情况，调控企业产能，避免低端产品无序竞争；另一方面，通过出口退税率的调整，可以加大对重晶石的出口调控力度，尽可能地保护重晶石这种稀缺资源不流失。
（3）鼓励技术进步，优化产品结构。对重晶石的开发要突破传统技术，不断寻求新的开发利用途径。要从出售原矿和重晶石粉的初级阶段，逐渐过渡到钡化工和防辐射建材等领域，优化产品结构，加大出口产品的技术含量；同时，积极开拓重晶石性能相近产品的替代研究工作，使重晶石产业向纵深领域发展。
（4）发展生态工业，减少环境破坏。重晶石的开发利用要遵循生态工业、循环经济的发展模式，以低消耗、低(或无)污染、工业发展与生态协调为目标，在给当地增收创效的同时，尽可能地减少对当地生态环境的破坏，降低社会成本。
3.1 结语
重晶石是不可再生性资源，用一点，少一点，我们对重晶石资源的开发利用一定要科学规划，充分利用，避免浪费；同时，要加强政府监管，倡导技术革新，合理配置产能和优化产品结构，最大限度地利用重晶石资源。
(厦门非金属矿加工与应用技术交流会,发表于中国粉体技术杂志）
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