硫酸鋇(Barium sulfate)

硫酸鋇(Barium sulfate)

重晶石是最普通的富含鋇礦物重晶石是一種 重要的含鋇礦物,具有比重大(4.3~4.7 )、硬度低( 3~3.5 )化學性質穩定、難容於水和酸、無毒、無磁性,能吸收X 射線及伽瑪射線等特性。重晶石當前最大的工業用途是作石油、天然氣鑽井泥漿的加重劑。含這種加重劑的泥漿能冷卻鑽頭、加固井壁、控制原油和天然氣的壓力,從而穩定油氣產量,防止 井噴事故。統計資料表明,目前全世界重晶石消費量的85% 左右都是用作泥漿加重劑;重晶石的第二大用途是製造各種鋇的化工產品,主要是碳酸鋇、氯化鋇、鈦酸鋇、硫酸鋇、硝酸鋇、氧化鋇等。

分類:

■ 簡介

重晶石是最普通的富含鋇礦物重晶石是一種 重要的含鋇礦物,具有比重大(4.3~4.7 )、硬度低( 3~3.5 )化學性質穩定、難容於水和酸、無毒、無磁性,能吸收X 射線及伽瑪射線等特性。重晶石當前最大的工業用途是作石油、天然氣鑽井泥漿的加重劑。含這種加重劑的泥漿能冷卻鑽頭、加固井壁、控制原油和天然氣的壓力,從而穩定油氣產量,防止 井噴事故。統計資料表明,目前全世界重晶石消費量的85% 左右都是用作泥漿加重劑;重晶石的第二大用途是製造各種鋇的化工產品,主要是碳酸鋇、氯化鋇、鈦酸鋇、硫酸鋇、硝酸鋇、氧化鋇等。

■ 化學成份

BaSO4

■ 硫酸鋇(Barium sulfate)

■ 簡介

為白色粉末,不溶於水、酸、鹼也不溶於乙醇、乙醚等有機溶劑,溶於沸騰的鹽酸,與碳共熱還原為硫化鋇。其化學性質穩定,在空氣中和常溫下不發生任何化學反應,於空氣中遇硫化氫或有毒氣體也不變色。耐熱及耐、酸、 鹼,且遮蓋率強,可用於接觸的製品。硬度適中,分散性好,耐候性好,能吸收有害射線(X 射線和 η射線)等特點;且具有阻燃性和電絕緣性,有玻璃光澤,無磁性和毒性等特點。用作油氣鑽井中泥漿的加重劑;亦用於顏料 、陶瓷、蓄電池、搪瓷等;還可作表面塗布劑、上漿劑;製作鋅鋇白;也可作紙張、油漆、塗料、橡膠等產品的填料;還可用於提取金屬鋇、可用作電 視和其他真空管的吸氣劑、粘結劑。鋇能與其他金屬(鋁、 鎂、鉛、鈣)製成合金於軸承製造等。可取代部份鈦白粉,用於耐酸橡膠製品和一般製品。

■ 用途

重晶石是以硫酸鋇為主要成分的非金屬礦物原料,具有廣泛的工業用途。

一、鑽井泥漿加重劑:
在一些油、氣井鑽探時,一般使用的鑽井泥漿、粘土比重為25左右,因此若泥漿比重較低時,泥漿重量不能與地下油、氣壓力平衡,則造成井 噴事故。在地下壓力較高的情況下,就需要增加泥漿比重,往泥漿中加入重晶石粉是增加泥漿比重的有效措施。鑽井泥漿用的重晶石一般細度要達到 325 目以上,如重晶石細度不夠則易發生沉澱。鑽井泥漿用重晶石要求比重大於4.2,BaSO4含量不低於95%,可溶性鹽類小於1%。

二、鋅鋇白顏料:
鋅鋇白(立德粉)是一種常用的優質白色顏料,為白色粉末狀,不溶于水,與硫化氫及鹼液不起作用,遇酸液分解釋放出硫化氫。經長期日曬會變色,但放置暗處仍可恢復原色。可作為油漆、繪畫顏料的原料。將硫酸鋇加熱,使用還原劑就可還原成硫化鋇(BaS),然後與硫酸鋅(ZnSO4)反應得到的硫酸鋇和硫化鋅的混合物(BaSO4占70%,ZnS占30%) 即為鋅鋇白顏料。製取鋅鋇白的重晶石要求 BaSO4含量大於95%,同時應不含有可見的有色雜物。

三、填料工業用:
在油漆工業中,硫酸鋇填料可以增加漆膜厚度、強度及耐久性。鋅鋇白顏料也用於製造白色油漆,在室內使用比鉛白、鎂白具有更多的優點。油漆工業用硫酸鋇要求有足夠的細度和較高的白度。橡膠和塑膠工業也用硫酸鋇作填料,這種填料能提高橡膠和塑膠的硬度、耐磨性、強度、剛度及耐老化性,更使產品光澤亮麗。對於天然橡膠和合成橡膠有良好的補強作用。造紙工業中,硫酸鋇可用于白板紙、銅板紙的填料和塗布填料,以提高白度,提高表面覆蓋率。橡膠、造紙用硫酸鋇填料一般要求BaSO4大於98%,CaO小於0.36%,不許含有氧化鎂、鉛等成分。

四、水泥工業用礦化劑:
在水泥生產中採用重晶石、螢石複合礦化劑摻入對促進C3S形成、活化C3S具有明顯的效果,熟料質量得到了改善,水泥早期強度大約可提高20~25%,後期強度約提高10%,熟料燒成溫度由1450℃降低到1300±50℃。重晶石摻量為0.8~1.5%時,效果最好。在白水泥生產中,採用重晶石、螢石複合礦化劑後,燒成溫度從1500℃降至1400℃,游離CaO含量低,強度和白度都有所提高。

在以煤矸石為原料的水泥生料中加入適量的重晶石,可使熟料飽和比低的水泥強度,特別是早期強度得到大幅度的提高,這就為煤矸石的綜合利用,為生產低鈣、節能、早強和高強水泥提供了一條有益途徑。

五、防射線水泥、砂漿及混凝土:
利用重晶石具有吸收 X射線的性能,用重晶石製做鋇水泥、重晶石砂漿和重晶石混凝土,用以代替金屬鉛板遮罩核反應爐和建造科研、醫院防X射線的建築物。

六、道路建設:
橡膠和含約10%重晶石的柏油混合物已成功地用於停車場,是一種耐久的鋪路材料。目前,重型道路建設設備的輪胎已部分地填充有重晶石,以增加重量,利於填方地區的夯實。

七、各種鋇化合物:
以重晶石為原料可以製造氧化鋇、碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、沉澱硫酸鋇、鈦酸鋇等化工原料。

  1. 碳酸鋇(BaCO3)
    最大的用途是用以轉製其他鋇鹽和用於玻璃工業。在電視機顯像管和電子計算顯示器中加入碳酸鋇可以吸收 X 射線,在陶瓷中加入碳酸鋇可使產品質地均勻,改進其耐磨性和耐腐性。碳酸鋇還用於三聚磷酸鈉生產中除去硫酸根。碳酸鋇是光學玻璃的重要原料,它向玻璃中引入BaO,從而增大玻璃的折光率,並改善其他光學性能。
  2. 氯化鋇(BaCl2)
    可用於顏料、塗料、製革、殺蟲劑、製藥、油墨、軟水劑、金屬熱處理、氯鹼工業鹽水精製等行業。
  3. 硝酸鋇(Ba (NO3)2)
    硝酸鋇用於焰火和玻璃工業中,主要用於信號彈、起爆器、雷管、陶瓷釉和藥物等。
  4. 氧化鋇(BaO)
    主要用於表面淬火熱處理槽、人造革、煉鎂等方面,以及用於延長冶金電爐的壽命等。
  5. 鈦酸鋇(BaTiO3)
    是製造電子陶瓷的主要原料,是基本的強介電體材料,是集成陶瓷電容器的核心。
  6. 硫酸鋇(BaSO4)
    沉澱硫酸鋇,用作白色顏料,做橡膠的填充劑、著色劑,醫藥上作鋇餐用料,做消化道造影劑以及作照相紙塗料等。化學級的硫酸鋇是測量白度的標準。沉澱硫酸鋇是白色結晶粉末,幾乎不溶于水,熔於發煙硫酸和熔融的堿。易與高錳酸鉀、碳酸鈣或鹼金屬硝酸鹽製成混晶。與碳共熱可還原為硫化鋇。
    生產方法有重晶石精製法與芒硝硫化鋇法,前者用重晶石與煤粉一起煆燒,再與 Na2SO4 反應而得,後者則是用硫化鋇與芒硝反應,經壓濾、乾燥、分離製成。

■ 規格

等級 YLB-1 YLB-1(2000)
物 理 性 質
d50粒徑(μm) 7.0 2.0
d97粒徑(μm) 14 5
酸鹼值(5%水溶液) 9.0±1.0 9.0±1.0
比重(g/cm3) 4.0±0.2 4.0±0.2
吸油量(cc/100g) 14 18
白度(%) ≧90 ≧94.0
水分(%) 0.2max 0.2max
化 學 規 格
CaO ≦0.6
Fe2O3 ≦0.01
SiO2 ≦0.37
BaSO4 ≧98.0
CaO ≦0.6
Fe2O3 ≦0.01
SiO2 ≦0.37
BaSO4 ≧98.0
等級 YLB-3(沈澱性) YLB-4(沈澱性)
物 理 性 質
平均粒徑(μm) 1.0 0.6
最大粒徑(μm) 6 4
酸鹼值(5%水溶液) 8.0±1.0 8.0±1.0
比重(g/cm3) 4.2±0.2 4.2±0.2
吸油量(cc/100g) 30 30
白度(%) 96±1.0 96±1.0
水分(%) 0.1max 0.1max
化 學 規 格
CaO
Fe2O3 ≦0.04
SiO2
BaSO4 ≧98
CaO
Fe2O3 ≦0.04
SiO2
BaSO4 ≧98

*以上規格僅供參考