[科普中国]-毒重石

毒重石是除重晶石(BaSO4)外,自然界另一种主要含钡矿物。具有比重大、硬度低、吸收X射线和γ射线等特性,广泛应用于油气钻探、化工、轻工、冶金、建材、医药等工业部门,特别是化工产品制造中的优质钡原料。实践表明,毒重石优于重晶石矿的工业矿物原料。对于高品位富矿可直接采用化学提纯生产工艺。而对于低品位矿石,通过选矿富集-化学提纯生产工艺。

过去,一直认为毒重石矿是共生矿,分布零散,储量较小,没有开发价值,但近年来,我国发现了一座碳酸盐型钡矿即毒重石矿,此矿床横跨陕西省的汉中和紫阳,一直延伸到重庆的城口,成为世界上唯一发现独立毒重石矿床的成矿带,矿床一般规模大,矿产资源丰富,产地集中,矿石质量优,且有可观的找矿前景。

简介毒重石(Witherite)

天然碳酸钡

类别:碳酸盐(Carbonates),遇酸发泡

化学成分:BaCO3

晶系:斜方晶系(Orthorhombic system)2/m2/m2/m,晶体通常以(110)为双晶面,以三个单晶互生之形式,形成假六方双锥面,锥面上常有深的平行条纹,形成凹角

硬度:3.0-3.5

水溶性:难

断口:参差状(Uneven)

条痕:白色

常见型态:葡萄状、球状、柱状、粒状、晶体通常为双面晶

常见光泽:玻璃光泽、断口油脂光泽

常见颜色:无色、灰色、白色

常见比重:4.2-4.31

分布毒重石矿过去一般认为都是共生矿, 分布零散,储量较小,没有工业化开发的价值, 但是我国发现了一座碳酸盐型钡矿即毒重石矿床,此矿床横跨陕西省的汉中市和紫阳县, 一直延续至重庆市城口县,其储量之大及品位之高,为举世所罕见。2

其他:受热易分解成CO2和BaO,有毒。

毒重石的利用大型毒重石钡矿的发现极大的促进了对其利用研究,目前,已有的对毒重石矿的利用大致可以分为化学提纯法、高温分解法和高温分解-化学提提纯混合法。

化学提纯法工艺过程如下:采用紫阳毒重石矿,先将毒重石矿粉磨细至粒度为20目以下,加入到配好的氯化铵溶液中,加热搅拌分解、除杂后,得到氯化钡溶液。氯化钡溶液中加入碳酸铵即得到碳酸钡产品。氯化钡溶液直接浓缩、冷却结晶,得到产品BaCl2·2H2O。

高温分解法对于高温分解法的研究,目前主要有两方面,一是直接煅烧,二是加炭粉(焦粉)煅烧。

直接煅烧的方法利用毒重石在高温条件分解的特性,将不溶于水的碳酸盐转变成易溶于水的氧化物,从而将固体矿物转换成液体组份。毒重石主要为碳酸钡成份。而利用毒重石制备碳酸钡,实际上是一个将粗碳酸钡精制成符合工业级碳酸钡的过程。

高温分解-氯化铵浸出法该方法以高温碳还原分解矿石,再将熟料加入氯化铵溶液中,得到粗氯化钡,然后除杂质,浓缩结晶获得产品。用此法矿石中钡的回收率可达到90%以上。3

毒重石尾矿毒重石矿在采矿和选矿的过程中,存在着尾矿的产出和堆存。钡是一种重金属,在尾矿的长期堆存过程中通过表生地球化学作用及其界面化学反应、经过雨水长期淋溶、渗漏、溢流等作用,并在一定的环境条件下改变了水/沉积物、土壤界面的环境条件,使固定在颗粒中的重金属释放、迁移,导致水体、土壤、植物的重金属污染。这样,生物从环境中摄取含钡有毒物质可以经过食物链的生物放大作用,在较高级生物体内成千万倍地富集起来,然后通过食物进入人体,在人体的某些器官中积蓄起来造成慢性中毒,危害人体健康。我们已经知道,金属钡毒性很低,但可溶性钡盐的毒性很高。不同的钡化合物的毒性大小与溶解度有关,溶解度高,毒性大,可溶性钡盐如氯化钡、醋酸钡、硝酸钡等为剧毒。碳酸钡虽不溶于水,但服入后与胃酸反应成为氯化钡而有毒。口服氯化钡0.2~0.5克即可中毒,致死量约为0.8~1.0克。大量钡离子吸收入血液后,可对各类肌肉组织包括骨骼肌、平滑肌及心肌产生过度兴奋作用,最后转为抑制而致麻痹。钡离子可进入细胞内,使血清钾降低,导致低钾血症。所以,应严格防止钡的重金属污染。

毒重石作为天然碳酸钡对于重庆乃至整个行业和国家有着特殊性。我国秦岭南带-大巴山地域是世界上唯一发现独立沉积型毒重石矿资源成矿带。有关专家经确认后指出,它是世界上最大的毒重石成矿带,这类矿床在国外尚未发现,仅我国独有。在自然界,由于形成毒重石矿物的条件较为苛刻,因而在世界范围,毒重石矿床很少,毒重石矿产资源十分贫乏。在国外,仅有的英国赛特林斯顿矿山虽有产出,但其规模极其有限,到20世纪60年代已采尽闭坑。我国这一成矿带矿产资源丰富,产地集中。相继探明一批大中型矿床,规模大.矿石质量优,且具有可观的找矿前景。矿产地位于襄渝铁路沿线、汉江流域,交通较为方便。当前开发利用还处于起步阶段,仅对地表矿土法开采,销售原矿或矿粉,故开发潜力大。重庆是全国大中城市中矿产资源最富集的地区之一。已发现矿产75种,其中钒、钼、钡储量居全国第三。2006年起后5年,重庆市将加大矿产资源勘查力度,重点勘查八大重要成矿带,这其中就包括渝东北北大巴山钡矿成矿带。4

本词条内容贡献者为:

马志飞 - 高级工程师 - 北京市地质研究所