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我国重晶石资源分布与开发前景
2016/07/22 点击 1876 次

重晶石是钡的硫酸盐类矿物,主要成分是硫酸钡(BaSO4)。产于地温热液矿脉中,常与方铅矿、闪锌矿、黄铜矿共生。其具有密度大,充填性良好,难溶于水和酸,无毒性,能吸收射线,化学性质和热力学性质稳定等特点。重晶石主要用于油气钻井加重剂,约占总消费量的85%;在油漆行业用作填料;在化工领域可以制作碳酸钡、氯化钡、硫酸钡、硝酸钡等,可应用于不同的领域,如光学玻璃、陶瓷、搪瓷、杀虫剂、有机树脂、塑料、漂白剂等等。

 

1 重晶石主要矿床类型特点和性质

1.1 重晶石主要矿床类型特点

重晶石矿床产于寒武系、奥陶系、泥盆系、白垩系,可分为四种类型,即沉积型、火山沉积型、热液型和残坡积型矿床,贮量大的为沉积型和热液型矿床。

1.1.1 沉积型

分布在秦岭褶皱系四川台地边缘断陷带内。其中秦岭成矿带,重要矿产地如湖北随州柳林,陕西安康石梯;江南隆起两侧成矿带,重要矿产地有湖南新晃贡溪,贵州天柱大河边;南部桂-闽成矿带,重要矿产地如广西象州寺村,福建永安李坊。主要矿物及伴生矿物为重晶石、石英、粘土矿物、黄铁矿等。

1.1.2 火山沉积型

多分布于祁连褶皱系新元古代变质岩系中,代表性矿床如甘肃肃南桦树沟铁矿共生的重晶石矿。主要矿物及伴生矿物为重晶石、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、赤铁矿、萤石、毒重石、方解石、白云石、石英,还形成于粘土结核、沉积岩层和温泉周围。

1.1.3 热液型

多分布于湘、黔、桂及山东地区古生代碳酸盐岩中,往往构成脉型重晶石矿,如广西象州潘村矿床。主要矿物及伴生矿物为重晶石、菱铁矿、镜铁矿等。

1.1.4 残坡积型

多发育在中国南方,矿床规模很小,主要矿物及伴生矿物为重晶石、萤石、方解石、石英等。

1.2 重晶石的性质

重晶石具有难溶于水和酸、无毒、无磁性,能吸收α-射线、β- 射线及γ- 射线等特性。

 

2 世界重晶石分布

世界范围内重晶石资源比较丰富,储量为20亿t,中国居世界首位,美国和印度居世界第2 和第3 位。其次是前苏联、秘鲁等世界著名的重晶石产地包括:英国的威斯特曼兰、昆布利亚,罗马尼亚的菲尔斯邦尼(Felsobanya),德国的萨克森,中国贵州的天柱、湖南的贡溪、湖北的柳林、广西的象州、甘肃的黑风沟、陕西的水坪等。

 

3 我国重晶石分布

重晶石属于不可再生资源,是我国的优势矿产之一。成矿时代以古生代为主。矿床类型分成五种:沉积型、层控型、火山-沉积型、热液型和风化型,其中沉积型为主,占我国总储量的60%。我国共有矿山502个,矿山类型以大、中型为主,但是小型矿山占总数的57.2%。矿石类型单一,伴生组分较少。

中国是世界上重晶石储量最大的国家,且一直呈现稳中有升的态势。20102013年的统计数据显示中国重晶石储量为1亿t,占世界总储量的29%。我国的重晶石资源分布较为集中,主要分布在四川、贵州、广西等地区。其中贵州重晶石的储量最大,占我国总储量的32.1%

 

我国重晶石的几大矿省如下:

3.1 广西

广西是中国最大的重晶石生产基地,重晶石生产广泛分布在象州、武宣、三江、永福、扶绥、鹿寨等20余个县区域内。自治区重晶石矿年产量在100t以上,以象州县产量最高,达45t,永福次之,产量14t,扶绥思同重晶石矿产量3.6t。广西重晶石矿产量高、质量好,在国内外市场上享有较高的知名度,出口和内销量均居全国榜首。矿床属脉状型重晶石矿床,矿区水文地质条件简单,矿体围岩为硅化泥质粉砂岩,界线清楚,围岩稳固,开采条件简单。

3.2 贵州

贵州重晶石矿资源丰富,约占全国重晶石储量的60%,是我国重晶石第二大生产基地。主要分布在天柱、麻江、黄平、凯里、施秉5 县市。其中天柱县大河边重晶石矿区为特大型矿床,已探明D级储量10 881.04t,麻江县境内探明D级储量1 600t,黄平、凯里、施秉3县市探明D级储量达1 000t左右。贵州重晶石矿品质较好,其中BaS含量超过85%以上的富矿占70%,其品位完全符合工业化生产要求。

贵州重晶石储量全国第一,但目前开采量及出口不及广西,目前全省共有重晶石矿山80多个,如正常开采,年采出矿石量可达1 000t以上。开采原矿的多,深加工企业少,目前只有100t。河北辛集化工集团年产18t碳酸钡项目20043 28 日在贵州省天柱县建成投产,将使贵州重晶石产量超过广西,成为中国最大的重晶石生产基地。

3.3 湖南

湖南省重晶石矿区主要分布在衡南、新晃和浏阳等地。全省重晶石矿业极为发达,湖南怀化地区重晶石年产量即达80t。湖南衡南潭子山重晶石矿床赋存于上白垩统红色陆相沉积中,矿床规模大型。单矿体长100700m,宽30135m,厚565m。矿体重晶石含矿率7.75%20.43%。矿石品位一般为85%左右。矿山以斜坡露采为主,采用重选和手选选矿。

3.4 湖北

湖北省拥有丰富的重晶石矿产资源,广泛分布在随州松滋、枝城、五峰山等地区。湖北随州柳林是特大型重晶石矿床。矿区包括田家冲—谢家店、六合湾和金桥岭三个矿段。六合湾和金桥岭矿段由湖北随州柳林重晶石矿开采,于1978年正式投产,年产量约15t/a

3.5 陕西

陕西省重晶石矿主要集中在安康地区,东接湖北省,南邻四川省,踞巴山、临汉水,而且古老的秦岭地槽造就了以重晶石、硫铁矿为主的丰富的非金属矿产资源。境内赋存有大型重晶石矿床。矿带位于古秦岭地槽褶皱带内,元古界震旦系变火山碎屑凝灰岩构成了该矿区基底构造,寒武—奥陶系碳质硅质岩建造构成了上构造层,期间为角度不整合接触,重晶石矿体受层位和古地理环境控制,主要沉积于弱碱性氧化介质条件的浅海边缘的寒武—奥陶下部岩性段中,为单一的重晶石矿体。

已探明重晶石储量为2 400t,矿体中的主要成分是重晶石,次为石英,并见少量粉尘状碳质,矿石构造主要为紧密镶嵌、致密块状,次为层状构造,矿石工业类型均为重晶石型。硫酸钡品位90%98%,平均品位94%,最高达99.33%,密度4.2g/cm3以上,最大达到4.5,具有储量大、品位高,易开采的优点,是重晶石出口和加工重晶石粉的可靠基地。

3.6 福建

已探明的重晶石储量主要集中在福建永安市李坊矿区,矿床为沉积型矿床,该区包括四个矿段,年生产能力为40t,年出口20t

4 资源特点

我国重晶石矿产有几个明显的特点,在量的方面主要分布在中部地区;在品位方面几乎所有富矿主要集中在贵州、广西;矿床以大、中型为主,仅贵州天柱大河边与湖南新晃贡溪就占大中型产地储量的一半以上,而且共、伴生矿产储量多,利于综合利用。

我国主要的大型、特大型矿床常以单一的重晶石型为主要的矿石类型,属层状重晶石矿床,矿石具有明显的沉积构造和结构,矿物成分和化学成分比较简单,质纯。如湖南新晃贡溪重晶石矿,矿体一般为层状、似层状,长几十米至几十公里,厚0.37m,一般12m。矿石主要由重晶石及方解石组成,重晶石含量55%99%。我国还有许多伴生重晶石矿床,虽然其没有单独开采或利用的价值,但可以综合利用或顺便开采,作为生产过程的副产品。例如,酒泉钢铁公司等单位已对甘肃肃南镜铁山铁矿石中共生的重晶石做过选矿试验,开展综合利用研究。

5 选矿方法

5.1 手选

原矿开采出来后,用简单的人工手选是许多民采小矿常用的选矿方法。一些矿山,由于地质品位高,质量稳定,经过手选可以满足外贸出口要求。如广西象州潘村矿,用手选法选富块矿,粒度要求30150mmBaSO495%,一般可以大于9 2 % 。手选法简单易行,无需什么设备,但生产率低,资源浪费大。

5.2 重选

原矿经洗矿筛分、破碎、分级脱泥,经跳汰选矿流程,可获得质量较好的精矿,产品品位可达88%以上。衡南重晶石矿经重力选矿后的精矿可达92%。当地群众用土法洗矿,每人每天可获精矿100kg。破碎一般用颚式破碎机或冲击式破碎机,细碎一般用对辊式破碎机。选别可用重介质转筒分选机,圆锥分级机、跳汰分选机或摇床、螺旋机等。重晶石嵌布粒度大于2mm,通常可用重介质分选、跳汰分选。重介质分选的最大粒度为50mm,湿式、干式跳汰选的最大粒度约为20mm。嵌布粒度小于2mm ,可用摇床或螺旋分级机进行分选。精选前须用水力旋流器除去泥料以提高选别效果。

5.3 磁选

常用来选出一些含铁矿物如菱铁矿,用于要求含铁很低的钡基药品的重晶石原料。

5.4 浮选

我国重晶石矿床有80%以上是和其他矿种伴生。对于嵌布粒度很细的矿石及重选尾矿的分选必须采用浮选。浮选有正浮选和反浮选两种,反浮选通常是除去碱金属硫化物。重晶石作为一种常见的盐类矿物,其浮选过程按吸附形式分为两种,一种是用脂肪酸烷基硫酸盐、烷基磺酸盐等阴离子捕收剂,按化学吸附的形式在重晶石矿物表面吸附而与其他分离;另一种是用阳离子胺类捕收剂,按物理吸附的形式来浮选重晶石。胺类捕收剂捕收效率低,对矿泥影响极敏感,因此用阴离子捕收剂较为理想。通常在球磨机中添加NaOH调整pH 值为810 ,水玻璃作为调整剂加入矿浆中,在固体浓度40%50%的条件下用油酸类捕收剂进行浮选。

6 重晶石的用途

6.1 油井加重剂

重晶石经过磨碎成细粉后,可作为油井钻探泥浆的加重剂,泥浆的比重由此得以提高,以抵抗地层的压力防止塌陷,并阻止地层流体侵入井孔。一般油、气井钻探时所使用的钻井泥浆,其重量必须和地下油、气压力平衡,以免发生喷井的意外事故;在地下压力较高的情况下,就需要增加泥浆比重。在泥浆中加入重晶石粉是增加泥浆比重的有效措施。

6.2 化工

重晶石是生产碳酸钡、氯化钡、硫酸钡、锌钡白、氢氧化钡、氧化钡等不可缺少的原料,这些钡化合物广泛应用于试剂、催化剂、电视机玻壳、钡铁氧体、糖的精制、纺织、防火、各种焰火、合成橡胶的凝结剂、塑料、杀虫剂、钢的表面淬火、荧光粉、荧光灯、焊药、油脂添加剂、水处理等。

6.3 建筑

重晶石用作混凝土骨料、铺路材料, 可延长路面的寿命,可代替铅板用于核设施、原子能工厂、X 光实验室等,能起到很好的屏蔽作用。

7 供需形势及开发前景

中国是世界上重晶石储量最大的国家,同时也是最大的生产国,2013年的产量为380万t(集体、个人所开的小矿比较多,很多产量没有进入统计),占世界重晶石生产总量的44.7%。重晶石矿山主要分布在贵州、湖南、甘肃、广西、陕西、山东和浙江。

近十多年来,中国重晶石的产量呈现出较为平稳的状态,大致维持在400万t左右,供应远大于需求,资源保障是充分的,绝大部分用于对外出口,因此,我国重晶石的生产与对外出口密切相关。2002~2008年随着我国经济的飞速发展,对外贸易量逐年增加,我国的重晶石产量和对外出口量也在逐年增加。但是由于资源的过度开发,国家在2008年12月对重晶石开始加征关税;2008年在美国开始波及全球的金融危机造成了中国对外贸易量的锐减。双重原因使得我国的重晶石在2009年产量和对外出口量出现大幅下降,此后产量稳定在400万t,对外出口量也开始上升。2013年我国重晶石产量380万t,国内消费量174.2万t,增长较为明显,相应的出口量出现下降,再次降到200万t左右

目前中国是世界上最大的重晶石生产国和供应国,产品主要为钻井级,附加值较低,每年约有一半以上用于对外出口,造成了资源过度的开采。另外我国重晶石产品在国际市场上竞争力较低,重晶石生产和贸易受世界经济和石油市场影响较大。随着政府对资源保护力度的加大,对重晶石出口加征关税,未来中国重晶石出口将趋于平稳状态。由于重晶石巨大的资源量以及可替代性,未来重晶石价格可能趋于平稳。由于哈萨克斯坦等国家储量的大幅上升,未来中国重晶石在国际市场的地位可能会受到削弱。同时我国作为世界上最大的发展中国家,未来的油气增长不可能完全依赖进口,无论是开发海洋资源还是对页岩气等非常规能源的开发,中国重晶石生产量将保持平稳,需求量会持续增长。

(来源:重晶石网)


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