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重晶石深加工应用概述
2015年01月19日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:4833
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       重晶石主要成分是硫酸钡,莫氏硬度较高,一般为3-3.5。重晶石是最重要的钡盐制品生产原料。就目前的重晶石行业应用而言,重晶石粉末加工还是一个比较粗放的状态。在实际生产中,重晶石被磨至100-600目之间即可,超细加工需求并不迫切。所用粉碎设备主要为球磨机,雷蒙磨(含改进型的超细雷蒙机)。然而重晶石粉末的应用,并非仅限于直接使用重晶石粉末。很多情况下是利用提纯后的重晶石粉(硫酸钡含量超过98%)生产各类钡盐制品。


       重晶石的主要成分是硫酸钡,但是原生的重晶石矿由于比重或品位难以达到理想的要求而必须首先进行选矿,筛选出较为纯净的重晶石后再进行磨粉,也就是说重晶石粉加工过程的第一个流程实际上是选矿流程,要通过选矿的作用将废石抛弃掉,然后把选矿所得的优质重晶石矿磨成粉。


重晶石晶体


      一、重晶石选矿


       重晶石的选矿提纯所用方法主要是重选法,通过重力选矿的方法从重晶石矿中提取优质的重晶石,抛弃比重较小的脉石和废石,以提高重晶石矿的比重或品位,然后经过脱水处理即可进入磨粉流程。重晶石的重选所用设备是跳汰机,跳汰机可以有效抛弃重晶石矿中的脉石和废石,恢复重晶石矿的地址品位,提高重晶石比重,常用的重晶石选矿跳汰机为AM30跳汰机和梯形跳汰机。


       二、重晶石深加工概述


       1、生产高白度重晶石粉末


       经过跳汰机选矿提纯后的重晶石脱水后就可以进入磨矿流程,一般情况下重晶石的磨粉都是干法磨粉,根据磨粉细度的不同要求,采用不同的磨粉设备,如细度要求在300目以内都可以通过干式球磨机进行磨粉,而细度超过300目的要求就需要采用雷蒙磨的高细磨粉机处理。高白度微细粉碎重晶石粉是将重晶石原矿经粉碎、洗选、增白而制得。矿石经过几次破碎后得到微米级的微细生料,在焙烧炉焙烧2.5h,成为熟料,经水洗除去碱质,稀酸洗后打浆,在反应釜中加入硫酸、铝粉(酸溶、漂白),在煮沸温度下搅拌反应2.5h,得到漂白料,清水洗去可溶性盐类,压滤、烘干(170℃)后成为成品。产品的技术性能符合IS03262重晶石b级品的质量指标。粉末保持矿物的晶体结构,广泛用于涂料、橡胶、塑料、造纸、陶瓷等行业,国内一些大中型涂料厂用它代替钛白粉生产多种油漆,是一种优质填料。


      2、用重晶石生产氯化钡


      氯化钡是白色有光泽的单斜晶体,加热至113℃时失去水,成为白色粉末。氯化钡可以用于制造其它钡盐、颜料、涂料、媒染、皮革、杀虫剂、制药、油墨、软水剂、金属热处理剂等等。生产氯化钡的主要原料为重晶石、煤、盐酸或氯气、氯化钙等。制法有盐酸法、氯化钙法、氯化法。
A、盐酸法,重晶石与煤粉还原焙烧后与盐酸反应而制得。
B、氯化钙法,也是先还原焙烧,然后经浸取、脱硫等处理制得。
C、氯化法是将硫化钡液与氯气反应得氯化钡液,再经处理制得。

       3、用重晶石生产碳酸钡


      碳酸钡是钡盐产品中生产规模最大的,它广泛运用于磁性材料、光学玻璃、电视机显像管玻壳、陶瓷材料、搪瓷、涂料、橡胶、钢铁渗碳以及其它钡盐制造等。将重晶石和煤按100:25(以重量计)配比混合,经粉碎、筛分后连续地加入回转炉,在900-1200摄氏度范围内进行煅烧还原。制得粗硫化钡熔体,输入搅龙浸取器中,通过逆流浸取,使硫化钡溶液浓度达135-150g/L用泵打入连续澄清器,然后放入澄清罐澄清,最后打入碳化塔内,同时将石灰窑制得的,co2气体经水洗、 分离、压缩导入碳化塔内,进行碳化反应,制得的沉淀碳酸钡浆,放入脱硫罐加碱脱硫,入过滤机滤去水分,钡饼由转筒烘干经皮运机、磁辊脱铁器风送到成品仓包装,即为沉淀碳酸钡成品。


      4、以硫酸钡、碳酸钡氯化钡为原料生产其它钡盐


      硫酸钡、氯化钡和碳酸钡是最重要的基础钡盐,其它的钡盐很多都是以它们为原料进一步深加工制成的。
例如用氯化钡生产氢氧化钡。氢氧化钡主要用作钡基润滑脂、医药、塑料、人造丝、玻璃和搪瓷工业的原料以及石油工业用多效能添加剂、精制油类、蔗糖或作软水剂等行业。(氯化钡生产氢氧化钡工艺简图如下图所示)



钛酸钡是制造电子陶瓷的主要原料,是基本的强介电体材料,是积层陶瓷电容器的核心。以氯化钡为原料生产钛酸钡的几种方法:


      a 传统固相法
      此法是以碳酸钡和二氧化钛为原料,进行长时间高温(1100℃左右)煅烧反应生成钛酸钡,最后经粉碎、研磨工艺制得成品。


      b  水热合成法
      BaTiO3粉体的水热合成法是把钛和钡的前驱体,置于一定温度和压力的容器中,在水热条件下进行反应, BaTiO3粉体就在水热介质中直接生成。 中国科学院上海硅酸盐研究所以BaCl2和TiCl4 为原料,在240℃下水热合成了四方相纳米BaTiO3粉末。该法的特点是改变反应条件如温度,酸碱度,原料配比等,可得到具有不同晶体结构,组成形貌和颗粒尺寸产物,且产物为晶态,无需焙烧晶化,可以减少焙烧过程团聚现象,但对设备的要求较为苛刻。


      c 草酸盐沉淀法
草酸盐共沉淀法是将钛盐和钡盐的混合溶液加入到草酸盐溶液中去,并加入表面活性剂,在不断搅拌的情况下生成含结晶水的钛酸钡沉淀物,经过滤、洗涤、干燥和煅烧制得BaTiO3粉末。


       小结:以重晶石为原料生产的钡及钡盐制品被广泛应用到现代工业的多个领域,上述内容仅仅是重晶石深加工应用的一部分。我国重晶石点多面广,资源丰富,现在多以生产原矿和粉矿为主,虽然销路较好,但经济效益欠佳。因此,对重晶石进行深加工是提高重晶石矿经济效益的方向。


(粉体圈  作者:梧桐)


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