重慶市毒重石地質(zhì)礦產(chǎn)特征及綜合利用分析

馮偉

【摘 要】在闡述重慶市毒重石地質(zhì)礦產(chǎn)特征的基礎(chǔ)上，分析了重慶市毒重石礦的綜合利用現(xiàn)狀及前景，并對(duì)重慶市毒重石礦的發(fā)展提出了建議。

【關(guān)鍵詞】重慶；毒重石；地質(zhì)礦產(chǎn)特征；綜合利用；分析

中圖分類號(hào)： P624 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）06-0227-002

重慶市毒重石礦資源豐富，截止2016年底，毒重石礦保有資源儲(chǔ)量1881.58萬噸，占全國第1位[1]，但低品位礦石的利用率較低，產(chǎn)品深加工能力不強(qiáng)，為推進(jìn)毒重石資源節(jié)約和綜合利用，提高礦石的綜合利用顯得尤為重要。

1 地質(zhì)特征

市內(nèi)毒重石主要分布于城口縣北大巴山地區(qū)，呈北西～南東向展布。受巴山～黃溪復(fù)背斜帶內(nèi)的左嵐復(fù)式向斜構(gòu)造帶控制，該地區(qū)褶皺、斷裂發(fā)育，后期構(gòu)造活動(dòng)頻繁，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。

含礦巖系主要為碳酸巖沉積型巖石，呈北西西～南東東向展布。包含的地層有上震旦統(tǒng)水晶組（Z2s），下寒武統(tǒng)巴山組（∈1b），魯家坪組下段（∈1l1），魯家坪組上段（∈1l2）。

礦層賦存于寒武系下統(tǒng)巴山組（∈1b））頂部的薄層硅質(zhì)巖和含碳質(zhì)硅質(zhì)巖中，呈層狀、似層狀或透鏡體產(chǎn)出，屬以碳酸鹽為主的沉積～改造混合型鋇礦床。含礦層總厚度8.74～12.74m不等，可劃分為上、中、下三個(gè)含礦層，礦層主要為毒重石鋇礦。中含礦層含礦性最好，是主含礦層，上、中礦層較穩(wěn)定，厚度大，連續(xù)性好，品位較高，厚度變化系數(shù)小。另外在巴山、左嵐、大壩礦區(qū)的中礦層下部含有一層厚0.8～1.5m，BaCO3>68%的富礦層。下層礦相對(duì)較差，連續(xù)性較差，在部分地段呈透鏡狀產(chǎn)出。

2 礦產(chǎn)特征

2.1 礦石類型

市內(nèi)毒重石的礦石類型，按礦物組合、礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，結(jié)合化學(xué)組分（毒重石、鋇解石BaCO3含量），分為4種礦物類型，5種自然類型。

（1）礦石礦物類型

有毒重石、鋇解石型、毒重石型、重晶石型4種，毒重石為主要礦石類型，鋇解石型、毒重石型為次要礦石類型，重晶石型礦石較少。

（2）礦石自然類型

①致密塊狀～結(jié)晶塊狀毒重石～鋇解石礦石：由毒重石和鋇解石按不同的比例混合組成，伴有重晶石和少量的菱堿土石、石英、炭質(zhì)等。為主要的礦石類型。

②結(jié)晶塊狀鈣鋇解石礦石：深礦石礦物以鋇解石為主，少量毒重石、菱堿土石和重晶石。分布于礦層下部或中下部，為次要的礦石類型。

③條紋狀重晶石礦石：以深灰色～黑色重晶石為主，含有少量毒重石、鋇解石、鋁硅鋇石和炭質(zhì)、石英、黃鐵礦等，為次要的礦石類型。

④條紋條帶狀混合型鋇礦石：礦石由兩組以上的鋇礦物組成，重晶石較前三者含量增多，屬硫酸鋇和碳酸鋇的混合型。常見礦物組合為鋇解石和重晶石，毒重石和重晶石；毒重石、鋇解石和重晶石的組合，少有鋁硅鋇石。并含有石英、炭質(zhì)、黃鐵礦等雜質(zhì)。該礦石主要見于礦層中上部及上部，為區(qū)內(nèi)的主要礦石類型。該類礦石質(zhì)量較差，選礦較難。

⑤致密塊狀～微層狀毒重石礦石：礦石礦物以毒重石為主，常含鋇解石、重晶石和鋁硅鋇石，伴有石英、炭質(zhì)和黃鐵礦等雜質(zhì)。市內(nèi)此類礦石極少[2]。

2.2 工業(yè)類型及礦床規(guī)模[3]

工業(yè)類型：主要為碳酸鹽型鋇礦（毒重石型）。BaCO320.41～82.11%。

礦床規(guī)模：大、中、小型及礦點(diǎn)各一個(gè)。

2.3 資源儲(chǔ)量

市內(nèi)毒重石資源共劃分2個(gè)礦區(qū)，都位于城口縣境內(nèi)。截止2016年底，毒重石保有資源量為1881.58萬噸（見表1）[1]。

表1 重慶市毒重石資源儲(chǔ)量情況表

3 綜合利用

3.1 綜合利用現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查，重慶毒重石礦低品位資源的利用率較低，產(chǎn)品深加工能力弱，以粗加工產(chǎn)品為主，主要為鋇粉和鋇丁，粗加工產(chǎn)品直接銷往外地，加工業(yè)水平仍處于初級(jí)階段，綜合利用程度不高。

3.2 綜合利用前景

（1）用于油氣鉆井工業(yè)泥漿加重劑

毒重石與重晶石的比重及物理性質(zhì)相似，比重晶石更容易酸解，同時(shí)在釋放采層、控制油氣層壓力、提高油氣產(chǎn)量等方面更優(yōu)于重晶石，因此在油氣鉆井工業(yè)中可替代重晶石作泥漿加重劑[4]。

（2）生產(chǎn)化工產(chǎn)品

①生產(chǎn)氯化鋇

氯化鋇作為工業(yè)上重要的鋇鹽而廣泛用于電子儀表、陶瓷、染料、冶金、石油化工等工業(yè)部門。用毒重石生產(chǎn)氯化鋇的主要工藝有：氯化物焙燒—浸取法[5]、酸解法[6]、氯化氨法[7]、高溫分解—氯化物浸取法[8]等。

②生產(chǎn)碳酸鋇

碳酸鋇可用于生產(chǎn)PTC熱敏電子元件、制造芯片式元器件、半導(dǎo)體電容、制鋇鹽、煙火和信號(hào)彈等，也可作為陶瓷涂料和光學(xué)玻璃的輔料。

用毒重石生產(chǎn)碳酸鋇主要有2種方法：一是將毒重石在高溫下進(jìn)行煅燒，分解成氧化鋇，接著將煅燒料加入水中浸取，形成可溶性的氫氧化鋇，然后將浸取液進(jìn)行過濾，過濾后的氫氧化鋇加入二氧化碳進(jìn)行碳化，沉淀出碳酸鋇，最后進(jìn)行烘干，即為碳酸鋇產(chǎn)品。此種方法工藝過程簡單，過程無廢水、廢氣排出，制備的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，雜質(zhì)含量少。造成能耗高，而且給工藝設(shè)備帶來困難[9]。

另一種方法是將毒重石礦粉碎后用酸性強(qiáng)于碳酸的酸浸取，使鋇轉(zhuǎn)化為可溶性鋇鹽，與雜質(zhì)分離后，再與碳酸鈉或碳酸銨反應(yīng)沉淀出碳酸鋇。此方法生產(chǎn)的碳酸鋇產(chǎn)品含硫和其他雜質(zhì)較少，但生產(chǎn)成本高，操作相對(duì)困難[4]。

③生產(chǎn)硝酸鋇

硝酸鋇可用作氧化劑、玻璃著色劑、制鋇鹽、殺蟲劑、信號(hào)彈、防腐、制陶瓷釉、炸藥、醫(yī)藥等。

可用硝酸一步法或用硝酸鹽與毒重石發(fā)生復(fù)分解轉(zhuǎn)化反應(yīng)制得硝酸鋇。毒重石法具有工藝污染小、成本低 、純度高等特點(diǎn)[10]。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

BaCO3+HNO3=Ba（NO3）2+H2O+CO2↑

④生產(chǎn)氫氧化鋇

氫氧化鋇用于甜菜制糖、樹脂穩(wěn)定劑、鋇基潤滑脂、玻璃和搪瓷工業(yè)等。氫氧化鋇產(chǎn)品，有多種水合物形式，最常用的為八水氫氧化鋇 （Ba（OH）2·8H2O）和一水氫氧化鋇（Ba（OH）2·H2O） [11]。

生產(chǎn)氫氧化鋇的常用的方法有毒重石法（煅燒水解法）[12]和氯化鋇—燒堿法。毒重石法生產(chǎn)工藝效果明顯優(yōu)于氯化鋇—燒堿法。毒重石經(jīng)鍛燒分解后，生成氧化鋇，再用水進(jìn)行浸取，經(jīng)過濾除雜質(zhì)凈化后，結(jié)晶、分離、干燥即為氫氧化鋇成品。此方法生產(chǎn)中不需要其他酸堿化工原料，工藝簡單，生產(chǎn)成本低。

（3）其他方面的利用

毒重石可用作凈化鹽水處理劑，凈化后的鹽水或鹵水可供氯堿工業(yè)及精制鹽工業(yè)用。制磚工業(yè)中，毒重石用作焙燒添加劑，能增加紅磚的均勻度[4]。冶煉工業(yè)中，毒重石在熔煉鐵合金時(shí)，可作為冶煉強(qiáng)化劑、活性添加劑。陶瓷工業(yè)中，陶瓷原料中加入毒重石，制成的陶瓷質(zhì)地均勻，白度和光澤度增加、消除氣泡，能提高抗酸度和風(fēng)化能力[13]。

4 發(fā)展建議

重慶市毒重石資源豐富，礦山生產(chǎn)能力充足，但低品位礦石的利用率不高，礦石的深加工能力有待加強(qiáng)，為推進(jìn)毒重石資源節(jié)約和綜合利用，提出如下發(fā)展建議：

（1）資源主管部門制定合理規(guī)劃，實(shí)行保護(hù)性開采，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

（2）進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)地質(zhì)的調(diào)查力度，增加低品位礦石利用的研究投入，提高礦石的利用水平及利用率。

（3）制定優(yōu)惠政策，引進(jìn)高技術(shù)開發(fā)利用水平的企業(yè)，發(fā)展鋇鹽系列深加工產(chǎn)品，建立鋇礦產(chǎn)業(yè)基地，形成毒重石（鋇）礦生產(chǎn)加工經(jīng)濟(jì)區(qū)。

【參考文獻(xiàn)】

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