|
|
重晶石提純技術進展及活性重晶石制備工藝 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2016-02-17 09:40:04 瀏覽次數: |
|
|
隨著優質、單一型重晶石礦日益枯竭,我國目前絕大部分重晶石礦品位低,與其他金屬礦、非金屬礦緊密伴生,直接影響其在工業上的利用價值。作鉆井泥漿用的重晶石加重劑一般細度要求達到-0.056mm以上,密度>4.2g/cm3,品位>95%,可溶性鹽類含量<1%。橡膠、造紙用重晶石填料一般要求品位>98%,CaO含量<0.36%,且不許含有氧化鎂、鉛等有害成分。不同用途的重晶石對重晶石的純度、白度、雜質含量的要求不同。
1 物理提純
重晶石的物理提純方法主要有:手選、重選、磁選。手選的主要依據是重晶石與伴生礦的顏色和密度的區別。原礦經過粗碎后,重晶石礦物與脈石礦物能夠有效解離,手選可以選出塊狀的重晶石。
如廣西象州潘村礦,用手選法可以得到粒度在30~150mm,BaSO4含量>92%的富礦。手選法簡單方便易行,對設備依賴低,成本小,但對礦石要求高并且生產效率低,對資源造成極大浪費。
重選是根據重晶石與伴生礦物的密度差別進行提純。原礦經破碎、磨礦至一定粒級進入重選設備進行分選從而將脈石剔除。湖南衡南重晶石礦重選后的硫酸鋇含量達92%以上,手選尾礦經重選后可以得到硫酸鋇含量達84.50%的重選精礦。
磁選是利用不同礦石之間磁性的差異,在磁力的作用下進行選別的方法。磁選主要來除掉一些具有磁性氧化鐵類礦物如菱鐵礦,通常與重選聯合使用,以降低重晶石精礦中鐵的含量。
2 化學提純
2.1 浮選法提純
隨著高品位易選重晶石礦的不斷開發利用,急待加大對低品位重晶石礦開發研究的力度。重晶石常與螢石、方解石、石英等礦物緊密伴生,品位低、嵌布粒度細、成分復雜,傳統重選工藝難以使其有效分離。浮選可以適應各種復雜嵌布類型的重晶石,因而成為現階段重晶石選別的主要方法。
捕收劑是決定重晶石礦物能否有效分離的關鍵,常用的捕收劑根據吸附形式可以分為三種:①以化學吸附為主的陰離子捕收劑;②以物理吸附為主的陽離子捕收劑;③介于兩者之間的兩性捕收劑。根據重晶石與螢石的分離過程可分為兩種:一種是抑制重晶石浮選螢石;另一種是抑制螢石浮選重晶石。
喻福濤等采用油酸鈉作為螢石捕收劑,YZ-4栲膠與水玻璃、硫酸鋁組合作抑制劑,抑制重晶石浮選螢石,最終獲得了CaF2品位為96.81%、回收率為92.44%的螢石精礦和BaSO4品位為91.36%、回收率為86.75%的重晶石精礦,實現了螢石與重晶石的高效分離。李名鳳[5]用十二烷基磺酸鈉為捕收劑,硅酸鈉與檸檬酸作螢石抑制劑,采用抑制螢石浮選重晶石方案,最終得到BaSO4品位為93.28%,回收率為94.06%的重晶石精礦。
2.2 煅燒提純
礦物煅燒過程表現為受熱離解為一種組成更簡單的礦物或礦物本身發生晶型轉變,由一種固相熱解為另一種固相和氣相的物理變化過程。
由于重晶石礦物在成床過程中混入Fe2O3、TiO2、有機質等雜質,這些雜質會使重晶石發灰、發綠及發青等,從而影響重晶石的純度和白度,嚴重降低重晶石的使用價值。煅燒可使有機質揮發,煅燒除雜主要適用于去除能夠在高溫下吸熱分解或揮發的雜質。
雷紹民等將用硫酸酸洗后的重晶石礦粉在850℃煅燒2h,白度可由88.19%提高到90.64%;在950℃煅燒2h后,白度可達93.5%。
2.3 浸出提純
浸出提純主要是用于除掉重晶石中的碳及有色雜質。它們的存在影響重晶石精礦的白度及應用前景。除掉這些雜質的主要方法有:酸浸法、氧化—還原法、有機酸絡合法。酸浸法是利用酸與礦物中的雜質金屬或金屬氧化物進行反應,生成可溶于水或稀酸的化合物,經洗滌過濾,將可溶物去除,可以達到提純的目的。
雷紹明等將湖北某重晶石礦經過濃硫酸浸出后,可以使重晶石粉的白度從84.10%提高到88.60%。氧化—還原法首先加入氧化劑使礦物中伴生的金屬化合物溶解,并氧化重晶石中的致色有機物,再加入還原劑將Fe3+還原成Fe2+,使其溶解,達到除雜增白、提高礦物品位的目的。
有機酸絡合法是在除鐵過程中添加有機酸如EDTA、抗壞血酸、檸檬酸、草酸等,這類酸能溶解鐵氧化物,并形成絡合物,達到很好的除鐵效果。李雪琴等在硫酸(1.6mol/L)酸浸重晶石中,添加草酸絡合溶解出的Fe2+,可以將礦石中的主要致色物Fe3+除去。
重晶石經過基本提純后可以滿足生產初級鋇鹽的要求,但部分精細和專用化產品仍無法生產,還需依賴進口。需要對重晶石的開發做進一步探索。
2 活性重晶石的制備
重晶石是一種無機非金屬礦物,若將其作為有機材料中的填料,能提高有機材料的某些性能、拓寬重晶石的應用范圍、提高其附加經濟價值。但天然重晶石與有機材料之間物理化學結構和性質有著顯著的差異,兩者的表面性質不同導致重晶石礦粉作為填料時難以有效地分散于有機材料中,從而難以發揮重晶石顆粒的優良特性,并影響復合材料的機械性能。
因此對重晶石礦粉進行表面改性,有目的地改變粉體表面原來的物理化學性質,提高其與高分子材料的分散性、親和性,使其具有更廣泛的應用前景。
2.1 表面包裹改性
表面包裹改性指利用物理或化學方法使有機物在重晶石顆粒表面形成穩定均勻的包覆層,從而達到對粉體表面進行改性的目的。肖琴等[8]采用化學方法,應用陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉對重晶石表面進行改性。結果表明,改性后的重晶石粉體表面親水疏油,提高了其在有機材料中的分散性和親和性。
2.2 機械化學改性
機械化學改性是指礦物經過超細粉碎及激活粉體表面性質的過程,在此過程中由于顆粒粒度變小,其晶體結構、溶解性能、化學吸附和反應活性發生顯著變化,有利于對其他物質的吸附。影響機械化學表面改性效果的主要因素有粉碎設備的類型、機械作用的方式、粉碎環境、助磨劑和分散劑的種類、機械力的作用時間以及粉體物料的晶體結構等。
2.3 高能表面改性
高能表面改性是指利用紫外線、紅外線、等離子體照射、電暈放電和電子束縛等方法,產生巨大能量,對粉末進行表面改性。由于目前此技術復雜,成本較高,過程控制性差,現階段應用不多。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|