重晶石选矿方法的选择受矿石类型、原矿性质、矿山规模,以及用途等的影响。 一般残积型矿石容易选,因此,优先选用重选方法;沉积型矿石以及与硫化矿、萤石等伴生的热液型矿石,除重选外,还要采用浮选方法;重晶石浮选一般采用的阴离子捕收剂:脂肪酸盐、石油磺酸盐或硫酸盐等。 (一) 重晶石的选矿方法有手选、重选、磁选、浮选 手选:原矿开采出来后,用简单的人工手选是许多乡村民采小矿常用的选矿方法。 一些矿山,由于地质品位高,质量稳定,经过手选可以满足外贸出口要求。 如广西象州潘村矿,用手选法选富块矿,粒度要求30~150mm,BaSO4>95%,一般可以大于92%。
手选法简单易行,无需什么设备,但生产率低,资源浪费大。 重选:原矿经洗矿筛分、破碎、分级脱泥,经跳汰选矿流程,可获得质量较好的精矿,产品品位可达88%以上。 衡南重晶石矿经重力选矿后的精矿可达92%。
当地群众用土法洗矿,每人每天可获精矿100kg。
破碎一般用颚式破碎机或冲击式破碎机,细碎一般用对辊式破碎机。 选别可用重介质转筒分选机,圆锥分级机、跳汰分选机或摇床、螺旋机等。 重晶石嵌布粒度大于2mm,通常可用重介质分选、跳汰分选。 重介质分选的粒度为50mm,湿式、干式跳汰选的粒度约为20mm。 嵌布粒度小于2mm,可用摇床或螺旋分级机进行分选。 精选前须用水力旋流器除去泥料以提高选别效果。
磁选:常用来选出一些含铁矿物如菱铁矿,用于要求含铁很低的钡基药品的重晶石原料。 浮选:我国重晶石矿贫矿多、富矿少,已探明储量的矿床有80%以上是和其他矿种伴生。 对于嵌布粒度很细的矿石及重选尾矿的分选必须采用浮选。 浮选有正浮选和反浮选两种,反浮选通常是除去碱金属硫化物。 重晶石作为一种常见的盐类矿物,其浮选过程按吸附形式分为两种,一种是用脂肪酸烷基硫酸盐、烷基磺酸盐等阴离子捕收剂,按化学吸附的形式在重晶石矿物表面吸附而与其他分离;另一种是用阳离子胺类捕收剂,按物理吸附的形式来浮选重晶石。
胺类捕收剂捕收效率低,对矿泥影响极敏感,因此用阴离子捕收剂较为理想。 通常在球磨机中添加NaOH调整pH值为8~10,水玻璃作为调整剂加入矿浆中,在固体浓度40%~50%的条件下用油酸类捕收剂进行浮选。
(二) 加工 1.高白度微细粉与超微粉的加工 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。 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。 中国地质大学武汉管理干部学院与化工部涂料工业研究所开发并在随州重晶石企业工业化生产应用重晶石微细粉的工艺流程如图4.7.7所示。 图 4.7.7微细粉工业生产流程 1 随州重晶石矿是沉积型层状矿床,其矿物化学分析结果为:BaSO4 94.78%、酸溶物2.1%、Si 0.72%、有机碳0.56%、Ca 0.43%、Fe 0.12%、Al 0.10%、Mg 0.17%。 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。
反应釜内酸溶还原的化学反应过程如下: 酸溶:用硫酸溶解杂质有色元素。 [Fe2O3]+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O [MnO]+H2SO4=MnSO4+H2O [NiO]+H2SO4=NiSO4+H2O 漂白:加入铝粉,发生氢气,还原Fe2+起漂白作用。 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 Fe2(SO4)3+H2=2FeSO4+H2SO4 上述物理化学加工方法中,漂白处理与超细磨是两个技术关键。 漂白处理是通过焙烧(除去碳)、酸洗(除去杂质有色元素),因此需要掌握焙烧温度与时间、加酸浓度、漂洗时间、还原剂的加入量与加放次数等,均应合理选择。
超细磨应选用高效磨机,并合理选择有关参数。 2.生产钡盐产品 以重晶石为原料生产钡盐产品除了立德粉(锌钡白)外,主要是碳酸钡、氯化钡、氢氧化钡、硝酸钡、硫酸钡、钛酸钡、钼酸钡和一些精细化学品。 (1) 立德粉(锌钡白)立德粉为白色粉末状,平均粒径0.3~0.5 m,不溶于水,与硫化氢及碱液不起作用,遇酸液分解释放出硫化氢。 经长期日晒会变色,但放置暗处仍可恢复原色。 生产立德粉的原料除重晶石外,还有氧化锌、硫酸、粉煤等,其主要化学反应为: ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O BaSO4+2C=BaS+2CO2 ZnSO4+BaS=ZnS BaSO4 (2)碳酸钡主要原料为重晶石、石灰石、煤。 工艺流程为:重晶石、煤粉 粉碎 焙烧 加热水蒸气浸取 澄清 碳化 加纯碱、蒸气脱硫洗涤 过滤 烘干 包装。 (3)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。 水溶液具苦咸味,对人、畜及昆虫均有毒害作用。 主要原料为重晶石、煤、盐酸或氯气、氯化钙等。 盐酸法,重晶石与煤粉还原焙烧后与盐酸反应而制得。 氯化钙法,也是先还原焙烧,然后经浸取、脱硫等处理制得。 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。 (4)氢氧化钡氢氧化钡是白色四方晶系体,易溶于热水,溶液呈强碱性。