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重晶石深加工應用概述
2015年01月19日 發布 分類:粉體應用技術 點擊量:5775
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       重晶石主要成分是硫酸鋇,莫氏硬度較高,一般為3-3.5。重晶石是最重要的鋇鹽制品生產原料。就目前的重晶石行業應用而言,重晶石粉末加工還是一個比較粗放的狀態。在實際生產中,重晶石被磨至100-600目之間即可,超細加工需求并不迫切。所用粉碎設備主要為球磨機,雷蒙磨(含改進型的超細雷蒙機)。然而重晶石粉末的應用,并非僅限于直接使用重晶石粉末。很多情況下是利用提純后的重晶石粉(硫酸鋇含量超過98%)生產各類鋇鹽制品。


       重晶石的主要成分是硫酸鋇,但是原生的重晶石礦由于比重或品位難以達到理想的要求而必須首先進行選礦,篩選出較為純凈的重晶石后再進行磨粉,也就是說重晶石粉加工過程的第一個流程實際上是選礦流程,要通過選礦的作用將廢石拋棄掉,然后把選礦所得的優質重晶石礦磨成粉。


重晶石晶體


      一、重晶石選礦


       重晶石的選礦提純所用方法主要是重選法,通過重力選礦的方法從重晶石礦中提取優質的重晶石,拋棄比重較小的脈石和廢石,以提高重晶石礦的比重或品位,然后經過脫水處理即可進入磨粉流程。重晶石的重選所用設備是跳汰機,跳汰機可以有效拋棄重晶石礦中的脈石和廢石,恢復重晶石礦的地址品位,提高重晶石比重,常用的重晶石選礦跳汰機為AM30跳汰機和梯形跳汰機。


       二、重晶石深加工概述


       1、生產高白度重晶石粉末


       經過跳汰機選礦提純后的重晶石脫水后就可以進入磨礦流程,一般情況下重晶石的磨粉都是干法磨粉,根據磨粉細度的不同要求,采用不同的磨粉設備,如細度要求在300目以內都可以通過干式球磨機進行磨粉,而細度超過300目的要求就需要采用雷蒙磨的高細磨粉機處理。高白度微細粉碎重晶石粉是將重晶石原礦經粉碎、洗選、增白而制得。礦石經過幾次破碎后得到微米級的微細生料,在焙燒爐焙燒2.5h,成為熟料,經水洗除去堿質,稀酸洗后打漿,在反應釜中加入硫酸、鋁粉(酸溶、漂白),在煮沸溫度下攪拌反應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。產品的技術性能符合IS03262重晶石b級品的質量指標。粉末保持礦物的晶體結構,廣泛用于涂料、橡膠、塑料、造紙、陶瓷等行業,國內一些大中型涂料廠用它代替鈦白粉生產多種油漆,是一種優質填料。


      2、用重晶石生產氯化鋇


      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。氯化鋇可以用于制造其它鋇鹽、顏料、涂料、媒染、皮革、殺蟲劑、制藥、油墨、軟水劑、金屬熱處理劑等等。生產氯化鋇的主要原料為重晶石、煤、鹽酸或氯氣、氯化鈣等。制法有鹽酸法、氯化鈣法、氯化法。
A、鹽酸法,重晶石與煤粉還原焙燒后與鹽酸反應而制得。
B、氯化鈣法,也是先還原焙燒,然后經浸取、脫硫等處理制得。
C、氯化法是將硫化鋇液與氯氣反應得氯化鋇液,再經處理制得。

       3、用重晶石生產碳酸鋇


      碳酸鋇是鋇鹽產品中生產規模最大的,它廣泛運用于磁性材料、光學玻璃、電視機顯像管玻殼、陶瓷材料、搪瓷、涂料、橡膠、鋼鐵滲碳以及其它鋇鹽制造等。將重晶石和煤按100:25(以重量計)配比混合,經粉碎、篩分后連續地加入回轉爐,在900-1200攝氏度范圍內進行煅燒還原。制得粗硫化鋇熔體,輸入攪龍浸取器中,通過逆流浸取,使硫化鋇溶液濃度達135-150g/L用泵打入連續澄清器,然后放入澄清罐澄清,最后打入碳化塔內,同時將石灰窯制得的,co2氣體經水洗、 分離、壓縮導入碳化塔內,進行碳化反應,制得的沉淀碳酸鋇漿,放入脫硫罐加堿脫硫,入過濾機濾去水分,鋇餅由轉筒烘干經皮運機、磁輥脫鐵器風送到成品倉包裝,即為沉淀碳酸鋇成品。


      4、以硫酸鋇、碳酸鋇氯化鋇為原料生產其它鋇鹽


      硫酸鋇、氯化鋇和碳酸鋇是最重要的基礎鋇鹽,其它的鋇鹽很多都是以它們為原料進一步深加工制成的。
例如用氯化鋇生產氫氧化鋇。氫氧化鋇主要用作鋇基潤滑脂、醫藥、塑料、人造絲、玻璃和搪瓷工業的原料以及石油工業用多效能添加劑、精制油類、蔗糖或作軟水劑等行業。(氯化鋇生產氫氧化鋇工藝簡圖如下圖所示)



鈦酸鋇是制造電子陶瓷的主要原料,是基本的強介電體材料,是積層陶瓷電容器的核心。以氯化鋇為原料生產鈦酸鋇的幾種方法:


      a 傳統固相法
      此法是以碳酸鋇和二氧化鈦為原料,進行長時間高溫(1100℃左右)煅燒反應生成鈦酸鋇,最后經粉碎、研磨工藝制得成品。


      b  水熱合成法
      BaTiO3粉體的水熱合成法是把鈦和鋇的前驅體,置于一定溫度和壓力的容器中,在水熱條件下進行反應, BaTiO3粉體就在水熱介質中直接生成。 中國科學院上海硅酸鹽研究所以BaCl2和TiCl4 為原料,在240℃下水熱合成了四方相納米BaTiO3粉末。該法的特點是改變反應條件如溫度,酸堿度,原料配比等,可得到具有不同晶體結構,組成形貌和顆粒尺寸產物,且產物為晶態,無需焙燒晶化,可以減少焙燒過程團聚現象,但對設備的要求較為苛刻。


      c 草酸鹽沉淀法
草酸鹽共沉淀法是將鈦鹽和鋇鹽的混合溶液加入到草酸鹽溶液中去,并加入表面活性劑,在不斷攪拌的情況下生成含結晶水的鈦酸鋇沉淀物,經過濾、洗滌、干燥和煅燒制得BaTiO3粉末。


       小結:以重晶石為原料生產的鋇及鋇鹽制品被廣泛應用到現代工業的多個領域,上述內容僅僅是重晶石深加工應用的一部分。我國重晶石點多面廣,資源豐富,現在多以生產原礦和粉礦為主,雖然銷路較好,但經濟效益欠佳。因此,對重晶石進行深加工是提高重晶石礦經濟效益的方向。


(粉體圈  作者:梧桐)


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