重慶市毒重石地質礦產特征及綜合利用分析

馮偉

【摘 要】在闡述重慶市毒重石地質礦產特征的基礎上，分析了重慶市毒重石礦的綜合利用現狀及前景，并對重慶市毒重石礦的發展提出了建議。

【關鍵詞】重慶；毒重石；地質礦產特征；綜合利用；分析

中圖分類號： P624 文獻標識碼： A 文章編號： 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，產品深加工能力不強，為推進毒重石資源節約和綜合利用，提高礦石的綜合利用顯得尤為重要。

1 地質特征

市內毒重石主要分布于城口縣北大巴山地區，呈北西～南東向展布。受巴山～黃溪復背斜帶內的左嵐復式向斜構造帶控制，該地區褶皺、斷裂發育，后期構造活動頻繁，地質構造復雜。

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水晶組（Z2s），下寒武統巴山組（∈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巴山組（∈1b））頂部的薄層硅質巖和含碳質硅質巖中，呈層狀、似層狀或透鏡體產出，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、中礦層較穩定，厚度大，連續性好，品位較高，厚度變化系數小。另外在巴山、左嵐、大壩礦區的中礦層下部含有一層厚0.8～1.5m，BaCO3>68%的富礦層。下層礦相對較差，連續性較差，在部分地段呈透鏡狀產出。

2 礦產特征

2.1 礦石類型

市內毒重石的礦石類型，按礦物組合、礦石的結構構造，結合化學組分（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、炭質等。為主要的礦石類型。

②結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、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、黃鐵礦等雜質。該礦石主要見于礦層中上部及上部，為區內的主要礦石類型。該類礦石質量較差，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、炭質和黃鐵礦等雜質。市內此類礦石極少[2]。

2.2 工業類型及礦床規模[3]

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

礦床規模：大、中、小型及礦點各一個。

2.3 資源儲量

市內毒重石資源共劃分2個礦區，都位于城口縣境內。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量情況表

3 綜合利用

3.1 綜合利用現狀

根據調查，重慶毒重石礦低品位資源的利用率較低，產品深加工能力弱，以粗加工產品為主，主要為鋇粉和鋇丁，粗加工產品直接銷往外地，加工業水平仍處于初級階段，綜合利用程度不高。

3.2 綜合利用前景

（1）用于油氣鉆井工業泥漿加重劑

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

（2）生產化工產品

①生產氯化鋇

氯化鋇作為工業上重要的鋇鹽而廣泛用于電子儀表、陶瓷、染料、冶金、石油化工等工業部門。用毒重石生產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生產碳酸鋇

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

用毒重石生產碳酸鋇主要有2種方法：一是將毒重石在高溫下進行煅燒，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，然后將浸取液進行過濾，過濾后的氫氧化鋇加入二氧化碳進行碳化，沉淀出碳酸鋇，最后進行烘干，即為碳酸鋇產品。此種方法工藝過程簡單，過程無廢水、廢氣排出，制備的產品質量穩定，雜質含量少。造成能耗高，而且給工藝設備帶來困難[9]。

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

③生產硝酸鋇

硝酸鋇可用作氧化劑、玻璃著色劑、制鋇鹽、殺蟲劑、信號彈、防腐、制陶瓷釉、炸藥、醫藥等。

可用硝酸一步法或用硝酸鹽與毒重石發生復分解轉化反應制得硝酸鋇。毒重石法具有工藝污染小、成本低 、純度高等特點[10]。其化學反應方程式如下：

BaCO3+HNO3=Ba（NO3）2+H2O+CO2↑

④生產氫氧化鋇

氫氧化鋇用于甜菜制糖、樹脂穩定劑、鋇基潤滑脂、玻璃和搪瓷工業等。氫氧化鋇產品，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。毒重石法生產工藝效果明顯優于氯化鋇—燒堿法。毒重石經鍛燒分解后，生成氧化鋇，再用水進行浸取，經過濾除雜質凈化后，結晶、分離、干燥即為氫氧化鋇成品。此方法生產中不需要其他酸堿化工原料，工藝簡單，生產成本低。

（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及精制鹽工業用。制磚工業中，毒重石用作焙燒添加劑，能增加紅磚的均勻度[4]。冶煉工業中，毒重石在熔煉鐵合金時，可作為冶煉強化劑、活性添加劑。陶瓷工業中，陶瓷原料中加入毒重石，制成的陶瓷質地均勻，白度和光澤度增加、消除氣泡，能提高抗酸度和風化能力[13]。

4 發展建議

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

（1）資源主管部門制定合理規劃，實行保護性開采，加強生態環境保護。

（2）進一步加強基礎地質的調查力度，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）制定優惠政策，引進高技術開發利用水平的企業，發展鋇鹽系列深加工產品，建立鋇礦產業基地，形成毒重石（鋇）礦生產加工經濟區。

【參考文獻】

[1]2016年重慶市礦產資源儲量通報[R].重慶：重慶市國土資源和房屋管理局，2017.

[2]何明英，趙在利，張君，等.重慶市毒重石礦資源利用現狀調查成果匯總報告[R].重慶：重慶市國土資源和房屋管理局，2011.

[3]來宏，張君.重慶市城口縣毒重石礦床預測分析[J].中國科技縱橫，2013（1）：197-199.

[4]雷永林，呂淑珍，霍翼川.中國毒重石的綜合利用進展[J].無機鹽工業，2009，41（5）：5-8.

[5]李剛，王代明，鄭若鋒.碳酸鹽型鋇礦氯化焙燒制氯化鋇[J].無機鹽工業，1993（6）：12-15.

[6]江卓群.酸解毒重石礦制取氯化鋇[J].湖北化工，1988 （1）：55-58.

[7]劉鐵巖.改良一步法生產氯化鋇工藝的研究[J].陜西化工，1994 （4）：33-34.

[8]高改玲.從焙燒毒重石生產氫氧化鋇的礦渣中回收鋇[J].無機鹽工業，1999，31（ 1） ： 35-36.

[9]何勇，李園丁.毒重石制備碳酸鋇工藝研究[J].無機鹽工業，1993（4）：11-13.

[10]雷永林，霍冀川，王海濱等.硝酸分解毒重石宏觀動力學研究[J].無機鹽工業，2006，38（3）：16-18.

[11]王鳳岐，王銀生.毒重石礦產氫氧化鋇工藝研究及綜合利用[J].科技與生活，1997 （5）：50-51.

[12]張曉剛，張進，唐英等.毒重石制氫氧化鋇的熱分解實驗研究[J].無機鹽工業，2012，44（7）：19-35.

[13]程建榮.毒重石礦工業用途及開發利用前景[J].冶金地質動態，1997（3）：29-31.