重金石是什么,有什么用?

重金石是什么,有什么用?,第1张

重金石也叫重晶石

是天然的硫酸钡 BaSO4

重晶石是以硫酸钡(BaSO 4 )为主要成分的非金属矿产品,纯重晶石显白色、有光泽,由于杂质及混入物的影响也常呈灰色、浅红色、浅**等,结晶情况相当好的重晶石还可呈 透明晶体出现。

重晶石的硬度为3~35(莫氏),比重为43~47,具有比重大、硬度低 、性脆 的特点。

重晶石化学性质稳定,不溶于水和盐酸,无磁性和毒性。

一、重晶石的开发利用�

重晶石是一种很重要的非金属矿物原料,具有广泛的工业用途。�

1、钻井泥浆加重剂� 在一些油、气井钻探时,一般使用的钻井泥浆、粘土比重为25左右,水的比重为1,因此泥浆比重较低,有时泥浆重量不能与地下油、气压力平衡,则造成井喷事故。在地下压力较高的情况下,就需要增加泥浆比重,往泥浆中加入重晶石粉是增加泥浆比重的有效措施。做钻井泥浆用的重晶石一般细度要达到325目以上,如重晶石细度不够则易发生沉淀。钻井泥浆用重晶石要求比重大于42,BaSO4含量不低于95%,可溶性盐类小于1%。�

2、锌钡白颜料� 锌钡白是一种常用的优质白色颜料,可作为油漆、绘画颜料的原料。将硫酸钡加热,使用还 原剂就可还原成硫化钡(BaS),然后与硫酸锌(ZnSO4)反应得到的硫酸钡和硫化锌的混合物 (BaSO4占70%,ZnS占30%)即为锌钡白颜料。制取锌钡白的重晶石要求BaSO4含量大于95%,同时应不含有可见的有色杂物。�

3、各种钡化合物� 以重晶石为原料可以制造氧化钡、碳酸钡、氯化钡、硝酸钡、沉淀硫酸钡、氢氧化钡等化工 原料。�

化学纯的硫酸钡是测量白度的标准;碳酸钡是光学玻璃的重要原料,它向玻璃中引入BaO,从而增大玻璃的折光率,并改善其它光学性能;在陶瓷中用来配制釉料;氯化钡是一种农用杀虫剂;硝酸钡用于焰火和玻璃工业中;高锰酸钡是一种绿色颜料。�

4、填料工业用重晶石� 在油漆工业中,重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、强度及耐久性。锌钡白颜料也用于制造白色油漆,在室内使用比铅白、镁白具有更多的优点。油漆工业用重晶石要求有足够的细度和较高的白度。�

造纸工业、橡胶和塑料工业也用重晶石作填料,这种填料能提高橡胶和塑料的硬度、耐磨性 及耐老化性。�

橡胶、造纸用重晶石填料一般要求BaSO4大于98%,CaO小于036%,不许含有氧化镁、铅等成分。�

5、水泥工业用矿化剂� 在水泥生产中采用重晶石、萤石复合矿化剂掺入对促进C3S形成、活化C3S具有明显的效果,熟料质量得到了改善,水泥早期强度大约可提高20~25%,后期强度约提高10%,熟料 烧成温度由1450℃降低到1300±50℃。重晶石掺量为08~15%时,效果最好。在白水泥生产中,采用重晶石、萤石复合矿化剂后,烧成温度从1500℃降至1400℃,游离CaO含量低,强度和白度都有所提高。在以煤矸石为原料的水泥生料中加入适量的重晶石,可使熟料饱和比低的水泥强度,特别是 早期强度得到大幅度的提高,这就为煤矸石的综合利用,为生产低钙、节能、早强和高强水 泥提供了一条有益途径。�

6、防射线水泥、砂浆及混凝土� 利用重晶石具有吸收X射线的性能,用重晶石制做钡水泥、重晶石砂浆和重晶石混凝土,用 以代替金属铅板屏蔽核反应堆和建造科研、医院防X射线的建筑物。�

钡水泥是以重晶石和粘土为主要原料,经烧结得到以硅酸二钡为主要矿物组成的熟料,再加 适量石膏,共同磨细而成。比重较一般硅酸盐水泥高,可达47~52。强度标号为325~425。由于钡水泥比重大,可与重质集料(如重晶石)配制成均匀、密实的防X射线混凝土。�

重晶石砂浆是一种容重较大、对X射线有阻隔作用的砂浆,一般要求采用水化热低的硅酸 盐水泥,通常用的水泥∶重晶石粉∶重晶石砂∶粗砂配合比为1∶0�25∶2�5∶1。� 重晶石混凝土是一种容重较大,对X射线具有屏蔽能力的混凝土,胶凝材料一般采用水化热 低的硅酸盐水泥或高铝水泥、钡水泥、锶水泥等特种水泥。硅酸盐水泥应用最广。常用的水 泥∶重晶石碎石∶重晶石砂∶水的配合比为1∶4�54∶3�4∶0�5;1∶5�44∶4�46∶0� 6;1∶5∶3�8∶0�2三种。�

做防射线砂浆及混凝土的重晶石,BaSO4含量应不低于80%,其中含有的石膏、黄铁矿、硫化物和硫酸盐等杂质不得超过7%。�

7、道路建设� 橡胶和含约10%重晶石的柏油混合物已成功地用于停车场,是一种耐久的铺路材料。目前,重型道路建设设备的轮胎已部分地填充有重晶石,以增加重量,利于填方地区的夯实。

8、其它� 重晶石和油料调和后涂于布基上制造油布;重晶石粉用来精制煤油;在医药工业中做消化道 造影剂;还可制农药、制革、制焰火等。此外,重晶石还用作提取金属钡,用作电视和其它 真空管的吸气剂、粘结剂。钡与其它金属(铝、镁、铅、钙)制成合金,用于轴承制造。

重晶石是钡的最常见矿物,它的成分为硫酸钡。

分子式:BaSO4

分子量:23339

化学成分:BaO:657%,SO3:343%。成分中有Sr、Pb和Ca类质同像替代。

1矿物学特征

1)矿物名称:重晶石(Barite)。

2)化学成分:(Ba,Sr)SO4,常含Ca、Sr。

3)晶系及结晶习性:斜方晶系,斜方双锥晶类,板状晶体(见图3-3-99、图3-3-100)。粒状、纤维状集合体。

图3-3-99 厚板状重晶石与辰砂伴生

图3-3-100 片状重晶石

4)颜色:浅黄、白至无色。富含Sr的常呈浅蓝色。

5)光泽与透明度:玻璃光泽—树脂光泽,解理面珍珠光泽;透明—半透明。

6)光性:二轴晶,正光性。

7)折射率与双折射率:折射率为1636~1648(+0001,-0002);双折射率为0012。

8)多色性:弱。

9)荧光:有时显示荧光,经常显示磷光,呈微弱的蓝色或浅绿色。

10)解理及断口:两组完全解理,性脆。

11)摩氏硬度:3~4。

12)密度:45(+010,-020)g/cm3。

13)放大检查:透明宝石中往往很多气液两相包体,德国产的重晶石中曾有透明猩红色的Hg S心形晶体。

14)保存注意:因松软且易出现解理,不能用作饰品仅供观赏,且对热非常敏感,在火焰中往往会迸裂,须小心。

2宝石学资料

透明无瑕者可加工成刻面型,但要求晶体大于06ct。在法国存有65ct的黄褐色晶种。

3产状及产地

产于低温热液矿床中。加拿大的不列颠拿伦比亚省和新斯科舍省是重晶石的重要产地,其他产地有美国、英国、法国等。

由表5-1和表5-2毒重石、重晶石矿(岩)石的主元素分析结果可知,SiO2、BaSO4和BaCO3是毒重石或重晶石矿石的主要成分,表明组成矿石的主要矿物为石英、毒重石和重晶石,这与镜下鉴定结果是一致的。矿石化学分析中部分样品的Fe2O3或FeO含量较高主要是由于矿石中的黄铁矿或黄铁矿氧化后所形成的铁的氧化物引起,部分样品中CaO含量较高是由于矿石中含有钡解石和方解石或白云石。此外,个别样品中Al2O3含量较高,主要是由于矿石中混入粘土矿物(如水云母、伊利石和绿泥石)所致。除上述化学成分特点外,毒重石或重晶石矿石中另一个显著的成分特征是矿石中有机质含量较高,表现在矿石的化学分析中灼减量较高。

表5-1 黄柏树湾和文峪河毒重石-重晶石矿石及含矿硅质岩主量元素分析结果 单位:%

注:样品由中国科学院地球化学研究所李荪容分析。

表5-2 城口、万源和紫阳毒重石矿石主量元素分析结果 单位:%

[原始数据据唐菊兴等(1998)和王忠诚等(1992)]

  重晶石是一种非常重要的非金属矿物原料,其主要产地有广西、贵州、湖南、湖北等地方,一般产于低温的热液矿脉中,往往志黄铜矿、方铅矿等共生,呈结核状出现,被广泛的运用于工业生产之中,如钻井泥浆的加重剂,以及油漆、造纸、水泥等工业都会用到,那到底什么是重晶石呢,其主要成分有哪些作为矿物质,它又有着怎样的危害呢,下面就随小编一同来了解一下重晶石成分吧。

  

 

  什么是重晶石以及重晶石成分有哪些

  重晶石作为钡的最为常见的一种矿物,常常与其它的矿物质而共于沉积的泥质或者积岩中,经过风化残余的粘土所覆盖等,最后形成块状或者结核状;重晶石的晶体则是呈管状,有时还可以形成玫瑰花的形状,对于非常纯的重晶石则是无色而透明的,一般的重晶石则是呈白色或者浅**,有着玻璃一样的光泽度;重晶石的主要成分则是由两部分组成,857%的BaO和343%的SO。其主要用于化工、纺织等工业生产,有时还可以在玻璃生产中作为助熔剂来使用,从而使得生产出的玻璃更加有光亮度。

  

 

  重晶石的危害

  由于重晶石的其主要成份纯的硫酸钡不易溶于水,虽然无毒,但是人体吸入后会引起胸痛或者咳嗽等症状,对于眼睛也会起到一定的刺激作用,如果人长期吸入,则可能导致钡尘肺病;而对于环境,则会造成大气的污染;如果不小心衣物上粘染到重晶石成分,则只需要用流动的清水进行清洗即可。

  

 

  重晶石的其它注意事项

  对于重晶石的操作,除了严格遵守操作的规程之外,还需要佩戴过滤式的防尘口罩,从而避免受到粉尘的污染,而且在操作过程中要尽量避免与还原剂的接触,在搬运过程中要注意小心放置,防止包装的损坏,对于存放过的容器,要及时的清理干净,以免污染。并且在存放过程中在保持环境的阴凉与通风,远离有火源的地方。

  

 

  重晶石主要用途

  重晶石属于不可再生资源,是中国的出口优势矿产品之一,广泛用于石油、天然气钻探泥浆的加重剂,在钡化工、填料等领域的消费量也在逐年增长。中国重晶石资源相当丰富,分布于全国21个省(区),总保有储量矿石36亿吨,居世界第1位。在医疗上可用于消化系统中造影剂。

  石油钻探油气井旋转钻探中的环流泥浆加重剂冷却钻头,带走切削下来的碎屑物,润滑钻杆,封闭孔壁,控制油气压力,防止油井自喷,化工生产碳酸钡、氯化钡、硫酸钡、锌钡白、氢氧化钡、氧化钡等各种钡化合物这些钡化合物广泛应用于试剂、催化剂、糖的精制、纺织、防火、各种焰火、合成橡胶的凝结剂、塑料、杀虫剂、钢的表面淬火、荧光粉、荧光灯、焊药、油脂添加剂等。玻璃去氧剂、澄清剂、助熔剂增加玻璃的光学稳定性、光泽和强度,橡胶、塑料、油漆填料、增光剂、加重剂、建筑混凝土骨料、铺路材料重压沼泽地区埋藏的管道,代替铅板用于核设施、原子能工厂、X光实验室等的屏蔽,延长路面的寿命。

  重晶石供需形势

  中国重晶石年供应总量250~300万t,全部来源于国内自产。国内重晶石年消费量约120~130万t,其中用于油气勘查的70~80万t,占总消费量的60%±;用于钡化工产品40~50万t,约占30%;其他用项10余万t,约占10%。

  中国是世界重晶石最大出口国。90年代重晶石及其产品年出口量一般为150~200万t。1996年重晶石及钡盐出口量2058万t,出口金额121亿美元,其中重晶石186万t,钡化工产品198万t,主要出口国有美国、荷兰、日本和韩国等。中国进口重晶石量甚微,仅进口少量钡化工产品。

  中国重晶石需求基本稳定,增长缓慢。重晶石产量稳中有升,能够充分保证需求。出口量视供需情况而调节。总体上重晶石供需基本平衡。

  对于重晶石在工业上有着非常多的用途,如在道路的建设过程中,重晶石和其它的混合物会成为一种经久耐用的铺路材料;而且生产防射线水泥或者工业用的矿化剂中,重晶石也有着非常重要的作用;同样在造纸、塑料工业中也常常会加入重晶石,从而使得生产出来的产品具有耐老化性。

以上就是有关重晶石成分的相关内容,希望能对大家有所帮助!

(1)杂质不参与反应,因此不考虑杂质中的元素;而反应前BaSO4与C中Ba、S、O、C元素的化合价分别为+2、+6、-2、0,反应后BaS、CO中Ba、S、O、C元素的化合价分别为+2、-2、-2、+2,因此可判断碳元素化合价由0升高至+2,而硫元素的化合价由+6降低至-2;

(2)硫化钡与盐酸反应生成硫化氢气体,可判断反应的化学方程式为BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑,因此该步反应中所得溶液A中溶质为氯化钡,其化学式为BaCl2;

(3)利用氯化钡能与硫酸钠等发生复分解反应生成硫酸钡的氯化钠的转化关系,可使用氯化钡与硫酸钠反应,反应的化学方程式为BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl;

(4)利用硫化钡这种盐与可溶解性硫酸盐能生成硫酸钡和另一种盐,既可避免与盐酸反应放出有毒气体硫化氢又可直接转化为硫酸钡,因此可采取在步骤②中加入硫酸钠,反应后过滤并洗涤除去附在固体表面的溶液,得到较为纯净的硫酸钡,反应的化学方程式为BaS+Na2SO4=BaSO4↓+Na2S;

故答案为:

(1)碳元素化合价升高,硫元素化合价降低;

(2)BaCl2;

(3)BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl;

(4)可在步骤②中加入Na2SO4,然后过滤,洗涤后可得纯净BaSO4; BaS+Na2SO4=BaSO4↓+Na2S.

1,方解石解理明显,石英无解理,重晶石的晶体常呈管壮!2,方解石成分为碳酸钙,石英为二氧化硅,重晶石为硫酸钡 重晶石:比重大; 方解石:硬度小,滴5%稀盐酸起泡; 石英:硬度大,油脂光泽;

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