一、高白度微細(xì)粉與超微粉的加工

      高白度微細(xì)粉碎重晶石粉是將重晶石原礦經(jīng)粉碎、洗選、增白而制得。粉末保持礦物的晶體結(jié)構(gòu)，廣泛用于涂料、橡膠、塑料、造紙、陶瓷等行業(yè)，國(guó)內(nèi)一些大中型涂料廠用它代替鈦白粉生產(chǎn)多種油漆，是一種優(yōu)質(zhì)填料。

      重晶石微細(xì)粉的工藝流程如下圖所示：

      鄂式破碎機(jī)雷蒙磨氣液分級(jí)機(jī)(-15μm)→焙燒爐870℃(熟料)→水洗→稀酸洗→打漿→反應(yīng)釜(100℃)酸洗還原→壓濾→水洗→壓濾→烘干(170℃)→破碎→包裝→產(chǎn)品

      重晶石礦是沉積型層狀礦床，其礦物化學(xué)分析結(jié)果為：BaSO4 94.78%、酸溶物2.1%、Si 0.72%、有機(jī)碳0.56%、Ca 0.43%、Fe 0.12%、Al 0.10%、Mg 0.17%。

      礦石經(jīng)過(guò)幾次破碎后得到微米級(jí)的微細(xì)生料，在焙燒爐焙燒2.5h，成為熟料，經(jīng)水洗除去堿質(zhì)，稀酸洗后打漿，在反應(yīng)釜中加入硫酸、鋁粉(酸溶、漂白)，在煮沸溫度下攪拌反應(yīng)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(chǎn)品的技術(shù)性能符合IS03262重晶石b級(jí)品的質(zhì)量指標(biāo)。

      反應(yīng)釜內(nèi)酸溶還原的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程如下：

      酸溶：用硫酸溶解雜質(zhì)有色元素。

     ［Fe2O3］+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O

     ［MnO］+H2SO4=MnSO4+H2O

     ［NiO］+H2SO4=NiSO4+H2O

      漂白：加入鋁粉，發(fā)生氫氣，還原Fe2+起漂白作用。

      2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2

      Fe2(SO4)3+H2=2FeSO4+H2SO4

      上述物理化學(xué)加工方法中，漂白處理與超細(xì)磨是兩個(gè)技術(shù)關(guān)鍵。漂白處理是通過(guò)焙燒(除去碳)、酸洗(除去雜質(zhì)有色元素)，因此需要掌握焙燒溫度與時(shí)間、加酸濃度、漂洗時(shí)間、還原劑的加入量與加放次數(shù)等，均應(yīng)合理選擇。超細(xì)磨應(yīng)選用高效磨機(jī)，并合理選擇有關(guān)參數(shù)。

      四川省東南地質(zhì)大隊(duì)?wèi)?yīng)用超微細(xì)重晶石粉技術(shù)對(duì)四川某地優(yōu)質(zhì)重晶石進(jìn)行加工，制出BaSO4≥98%，F(xiàn)e2O3≤0.05%，ZBD白度≥90%，細(xì)度98%以上≤2μm的超微粉，并在造紙、橡膠、油漆、塑料生產(chǎn)中應(yīng)用，完全可以替代沉淀硫酸鋇，而且產(chǎn)品的基本性能好，工業(yè)上的應(yīng)用前景更加廣泛。

      二、生產(chǎn)鋇鹽產(chǎn)品

      以重晶石為原料生產(chǎn)鋇鹽產(chǎn)品除了立德粉(鋅鋇白)外，主要是碳酸鋇、氯化鋇、氫氧化鋇、硝酸鋇、硫酸鋇、鈦酸鋇、鉬酸鋇和一些精細(xì)化學(xué)品。

      (1) 立德粉(鋅鋇白)：立德粉為白色粉末狀，平均粒徑0.3～0.5 μm，不溶于水，與硫化氫及堿液不起作用，遇酸液分解釋放出硫化氫。經(jīng)長(zhǎng)期日曬會(huì)變色，但放置暗處仍可恢復(fù)原色。生產(chǎn)立德粉的原料除重晶石外，還有氧化鋅、硫酸、煤粉等，其主要化學(xué)反應(yīng)為：

      ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O

      BaSO4+2C=BaS+2CO2

      ZnSO4+BaS=ZnS•BaSO4

      (2)碳酸鋇：主要原料為重晶石、石灰石、煤。工藝流程為：重晶石、煤粉→粉碎→焙燒→加熱水蒸氣浸取→澄清→碳化→加純堿、蒸氣脫硫洗滌→過(guò)濾→烘干→包裝。

      (3)氯化鋇：氯化鋇是白色有光澤的單斜晶體，加熱至113℃時(shí)失去水，成為白色粉末。易溶于水，溶解度隨溫度升高而增大。水溶液帶苦咸味，對(duì)人、畜及昆蟲均有毒害作用。

      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。鹽酸法，重晶石與煤粉還原焙燒后與鹽酸反應(yīng)而制得。氯化鈣法，也是先還原焙燒，然后經(jīng)浸取、脫硫等處理制得。氯化法是將硫化鋇液與氯氣反應(yīng)得氯化鋇液，再經(jīng)處理制得。

      (4)氫氧化鋇：氫氧化鋇是白色四方晶系體，易溶于熱水，溶液呈強(qiáng)堿性。無(wú)水氫氧化鋇是有光澤的白色無(wú)定形粉末，有毒。

工業(yè)生產(chǎn)中以燒堿法為主，即用燒堿與氯化鋇溶液反應(yīng)，經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、分離而得。主要化學(xué)反應(yīng)：

      BaCl2+2NaOH→Ba(OH)2+2NaCl

      (5)硝酸鋇：硝酸鋇是無(wú)色或白色立方晶體，可溶于水和濃硫酸，高溫則分解，燃燒時(shí)分解成氧化物發(fā)出綠光有毒。主要由濃硝酸與碳酸鋇制得，也有用硝酸(50%)與硫化鋇制得。一級(jí)品含硝酸鋇≥99.0%，二級(jí)品≥98.5%。

      (6)沉淀硫酸鋇(硫酸鋇)：硫酸鋇是白色結(jié)晶粉末，幾乎不溶于水，熔于發(fā)煙硫酸和熔融的堿。易與高錳酸鉀、碳酸鈣或堿金屬硝酸鹽制成混晶。與碳共熱可還原為硫化鋇。

      生產(chǎn)方法有重晶石精制法與芒硝-硫化鋇法，前者用重晶石與煤粉一起煅燒，再與Na2SO4反應(yīng)而得，后者則是用硫化鋇與芒硝反應(yīng)，經(jīng)壓濾、干燥、分離制成。