重晶石的應(yīng)用現(xiàn)狀
重晶石的四大發(fā)展方向
1、開發(fā)高純鋇鹽
鋇鹽屬無機化工基礎(chǔ)材料,不同規(guī)格的鋇鹽,如碳酸鋇、硫酸鋇、高純碳酸鋇、高純氯化鋇、高純硝酸鋇等,具有不同的用途。碳酸鋇可用于陶瓷及陶瓷釉料、功能玻璃、磁性材料、電子元器件以及其他鋇鹽產(chǎn)品的生產(chǎn);硫酸鋇可用于油漆、涂料、塑料、蓄電池、冶煉等領(lǐng)域,其中改性硫酸鋇可用于農(nóng)用地膜、大棚保護膜、纏繞膜等行業(yè);高純碳酸鋇主要用于液晶和光學(xué)玻璃基板行業(yè)。
部分鋇鹽產(chǎn)品的應(yīng)用
來源:貴州紅星發(fā)展股份有限公司
目前中國工業(yè)品鋇鹽產(chǎn)能規(guī)模和產(chǎn)量居于全球前列,但頂尖高附加值產(chǎn)品仍依賴進口較多。開發(fā)高純鋇鹽,如鋇鹽精細化學(xué)品,將是重晶石開發(fā)的一大趨勢。
目前關(guān)于重晶石的提純技術(shù)分為物理提純和化學(xué)提純。物理提純方法主要有:手選、重選、磁選?;瘜W(xué)提純有浮選、煅燒、浸出等。手選、重選和磁選等傳統(tǒng)物理選礦方法對于某些低品位重晶石礦的開發(fā)收效甚微,多數(shù)情況下要結(jié)合浮選得到合格的精礦。浮選中組合藥劑的開發(fā)和使用是提高重晶石精礦浮選指標的重要手段,也是未來藥劑研究的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的重晶石選礦產(chǎn)品只針對石油化工等低附加值領(lǐng)域,比如加重劑和含鋇的化工產(chǎn)品等。提高硫酸鋇的細度和白度,開發(fā)高純鋇鹽和硫酸鋇,利用物理和化學(xué)的方法提高重晶石的附加值是未來追求的目標。
2、重晶石改性,擴展應(yīng)用
天然重晶石與有機材料之間物理化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有著顯著的差異,兩者的表面性質(zhì)不同導(dǎo)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(fā)揮重晶石顆粒的優(yōu)良特性,并影響復(fù)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(xué)性質(zhì),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(yīng)用前景。
通過對重晶石改性,可使其能夠為涂料、塑料、橡膠等提供填料,制備高性能復(fù)合材料。如改性后的重晶石與聚合物材料有良好的相容性,能均勻分散在基體材料中,作為填料添加到橡膠材料中可以增加重晶石的附加值,降低橡膠材料的成本;當(dāng)重晶石添加到油漆涂料中時,涂層的耐酸堿性、耐候性顯著增強。
3、利用重晶石屏蔽輻射特性,開發(fā)高附加值產(chǎn)品
由于鋇離子具有較高的介電常數(shù)或磁化強度,而重晶石的主要成分為硫酸鋇,其中鋇離子質(zhì)量分數(shù)更是達到了65.94%,因此重晶石對電磁輻射具有強的磁損耗作用。
目前重晶石在防輻射上的應(yīng)用主要為建筑行業(yè)中的混凝土材料,醫(yī)用防護服中的添加劑,以及作為電子信號屏蔽材料的涂料。隨著新功能器件和新型材料不斷發(fā)展,重晶石將成為一種極具前景的防輻射材料。
(1)應(yīng)用于核工業(yè)防輻射材料:防輻射橡膠墊、防輻射密封件、防輻射玻璃等,防止核輻射泄漏。
(2)利用重晶石制作納米改性硫酸鋇,作為隱形涂料主材,吸收電磁波、屏蔽電磁波應(yīng)用到軍工隱形材料,還可以用于建造高鐵、地鐵、磁懸浮和高壓配電設(shè)施的電磁輻射屏蔽墻,起到防止和減少電磁輻射的作用。
4、制備鋇鐵氧體磁性材料
目前,我國市場供應(yīng)的永磁產(chǎn)品主要有不含稀土元素的鐵氧體永磁材料、稀土鈷永磁材料和稀土釹鐵硼永磁材料三大類。
其中鐵氧體永磁材料是國內(nèi)最早產(chǎn)業(yè)化的永磁產(chǎn)品。
按主要成分分類,最常見的是鋇(Ba)鐵氧體和鍶(Sr)鐵氧體兩種。其中鋇鐵氧體是目前市場用量最大、用途最廣的永磁材料。
鋇鐵氧體具有典型的硬磁鐵氧體材料的特性,具有很強的磁晶各向異性、較高的飽和磁化強度、較大的矯頑力、良好的熱穩(wěn)定性、抗磨損性和抗氧化性,除了用于制作永磁材料,還可以用于傳感器、記錄介質(zhì)、微波吸收材料等。
目前制備鋇鐵氧體的方法有固相反應(yīng)法、化學(xué)沉淀法、水熱合成法、溶膠凝膠法等。最常用的是固相燒結(jié)法,但普通固相燒結(jié)使用傳統(tǒng)球磨法,球磨效率低且加熱時間長。為了簡單高效地制備材料,弋詩文等提出了采用機械合金化法和微波燒結(jié)的方法協(xié)同制備鋇鐵氧體,以達到更佳的效果。
其他發(fā)展方向
新能源工業(yè):重晶石作為一種新能源礦物,硫酸鋇在蓄電池生產(chǎn)中扮演了非常重要的角色,可加強負極極板的活性,防止極板板結(jié),延長蓄電池的使用壽命。
重晶石基復(fù)合導(dǎo)電材料:重晶石是一種天然的白色體質(zhì)顏料,以重晶石作為核芯材料,并以摻雜改性過的SnO2為包覆層制成淺色導(dǎo)電顏料,可顯著提高重晶石附加值及使用價值,同時也拓展了重晶石的應(yīng)用范圍。
小結(jié)
作為一種戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)資源,重晶石具有廣泛應(yīng)用。未來,應(yīng)重點開發(fā)重晶石在精細化、功能化、復(fù)合化等方面的應(yīng)用,通過開發(fā)新的用途與功能,使得重晶石礦物的利用價值得到提高,從而實現(xiàn)資源的高效利用。