重晶石為含鋇硫酸鹽礦物,是制取鋇和鋇化合物的最重要工業礦物原料。由于重晶石比重大、硬度大、化學性質穩定、不溶于水和酸,因此早在本世紀20年代就被用作石油和天然氣鉆井泥漿的加重劑,目前美國在這方面的重晶石用量占重晶石消費量的90%左右。我國重晶石資源豐富,儲量和產量均居世界首位,也是世界上最 大的重晶石出口國,在國際市場上占有重要的地位。
重晶石當前最 大的工業用途是作石油、天然氣鉆井泥漿的加重劑。含這種加重劑的泥漿能冷卻鉆頭、加固井壁、控制原油和天然氣的壓力,從而穩定油氣產量,防止井噴事故。統計資料表明,目前全世界重晶石消費量的85%左右都是用作泥漿加重劑。
重晶石的第二大用途是制造各種鋇的化工產品,主要是碳酸鋇、氯化鋇、鈦酸鋇、硫酸鋇、硝酸鋇、氧化鋇等。
碳酸鋇(BaCO3):最 大的用途是用以轉制其他鋇鹽和用于玻璃工業。在電視機顯像管和電子計算顯示器中加入碳酸鋇可以吸收X射線,在陶瓷中加入碳酸鋇可使產品質地均勻,改進其耐磨性和耐腐性。碳酸鋇還用于三聚磷酸鈉生產中除去硫酸根。
氯化鋇(BaCl2):可用于顏料、涂料、制革、殺蟲劑、制藥、油墨、軟水劑、金屬熱處理、氯堿工業鹽水精制等行業。
鈦酸鋇(BaTiO3):是制造電子陶瓷的主要原料,是基本的強介電體材料,是集成陶瓷電容器的核心。
硫酸鋇(BaSO4):沉淀硫酸鋇,用作白色顏料,做橡膠的填充劑、著色劑,醫藥上作鋇餐用料,及作照相紙涂料等。
硝酸鋇[Ba (NO3)2]:主要用于信號彈、起爆器、雷管、陶瓷釉和藥物等。
氧化鋇(BaO):主要用于表面淬火熱處理槽、人造革、煉鎂等方面,以及用于延長冶金電爐的壽命等。
鋅鋇白(又稱立德粉):是一種覆蓋能力很強的白色無毒顏料,由70%硫酸鋇和30%硫化鋅制成,廣泛用于油漆工業。
此外,重晶石還用作提取金屬鋇,作真空管的吸氣劑,也可與其他金屬制成合金,用于軸承制造。
由于用途不同,因此各工業部門對重晶石礦石有不同的指標要求。
(一) 石油鉆井
比重:不小于4.2。
細度:濕篩分析通過200目不少于97%(重量法),通過325目為85%~95%(重量法)。
粘度效應:具有比重為2.5的重晶石粉蒸餾水懸浮液,在加入1%石膏液后,視粘度不得超過125cPa•s(厘泊)。
可溶物含量:不大于0.1%(重量比)。
(二) 化工用
化工用重晶石的質量要求見表1。
化工用重晶石品級劃分 |
|||||
品級 |
BaSO4(%) |
SiO?(%) |
Fe2O3(%) |
Al2O3(%) |
水溶鹽(%) |
Ⅰ |
95 |
<1.5 |
<0.5 |
<1.0 |
<0.3 |
Ⅱ |
90 |
<2.5 |
<1.5 |
<2.0 |
<1.0 |
Ⅲ |
85 |
<2.5 |
<1.5 |
<2.0 |
<1.0 |
油漆用,要求白度高;生產鋇鹽用,一般要求含BaSO4 90%~95%,有的部門對重晶石加熱后產生爆裂的溫度要求介于700~800℃間。
(三) 橡膠和造紙填料用
橡膠和造紙填料用重晶石的質量要求見表2。
橡膠和造紙填料用重晶石品級劃分 |
|||||
品級 |
水分(%) |
BaSO4(%) |
SiO?(%) |
水溶鹽(%) |
比重(%) |
Ⅰ |
0.3 |
97 |
<0.5 |
<0.3 |
4.3-4.6 |
Ⅱ |
0.5 |
95 |
<0.5 |
<0.3 |
4.3-4.6 |