重庆市毒重石地质矿产特征及综合利用分析

冯伟

【摘 要】在阐述重庆市毒重石地质矿产特征的基础上，分析了重庆市毒重石矿的综合利用现状及前景，并对重庆市毒重石矿的发展提出了建议。

【关键词】重庆；毒重石；地质矿产特征；综合利用；分析

中图分类号： P624 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）06-0227-002

重庆市毒重石矿资源丰富，截止2016年底，毒重石矿保有资源储量1881.58万吨，占全国第1位[1]，但低品位矿石的利用率较低，产品深加工能力不强，为推进毒重石资源节约和综合利用，提高矿石的综合利用显得尤为重要。

1 地质特征

市内毒重石主要分布于城口县北大巴山地区，呈北西～南东向展布。受巴山～黄溪复背斜带内的左岚复式向斜构造带控制，该地区褶皱、断裂发育，后期构造活动频繁，地质构造复杂。

含矿岩系主要为碳酸岩沉积型岩石，呈北西西～南东东向展布。包含的地层有上震旦统水晶组（Z2s），下寒武统巴山组（∈1b），鲁家坪组下段（∈1l1），鲁家坪组上段（∈1l2）。

矿层赋存于寒武系下统巴山组（∈1b））顶部的薄层硅质岩和含碳质硅质岩中，呈层状、似层状或透镜体产出，属以碳酸盐为主的沉积～改造混合型钡矿床。含矿层总厚度8.74～12.74m不等，可划分为上、中、下三个含矿层，矿层主要为毒重石钡矿。中含矿层含矿性最好，是主含矿层，上、中矿层较稳定，厚度大，连续性好，品位较高，厚度变化系数小。另外在巴山、左岚、大坝矿区的中矿层下部含有一层厚0.8～1.5m，BaCO3>68%的富矿层。下层矿相对较差，连续性较差，在部分地段呈透镜状产出。

2 矿产特征

2.1 矿石类型

市内毒重石的矿石类型，按矿物组合、矿石的结构构造，结合化学组分（毒重石、钡解石BaCO3含量），分为4种矿物类型，5种自然类型。

（1）矿石矿物类型

有毒重石、钡解石型、毒重石型、重晶石型4种，毒重石为主要矿石类型，钡解石型、毒重石型为次要矿石类型，重晶石型矿石较少。

（2）矿石自然类型

①致密块状～结晶块状毒重石～钡解石矿石：由毒重石和钡解石按不同的比例混合组成，伴有重晶石和少量的菱碱土石、石英、炭质等。为主要的矿石类型。

②结晶块状钙钡解石矿石：深矿石矿物以钡解石为主，少量毒重石、菱碱土石和重晶石。分布于矿层下部或中下部，为次要的矿石类型。

③条纹状重晶石矿石：以深灰色～黑色重晶石为主，含有少量毒重石、钡解石、铝硅钡石和炭质、石英、黄铁矿等，为次要的矿石类型。

④条纹条带状混合型钡矿石：矿石由两组以上的钡矿物组成，重晶石较前三者含量增多，属硫酸钡和碳酸钡的混合型。常见矿物组合为钡解石和重晶石，毒重石和重晶石；毒重石、钡解石和重晶石的组合，少有铝硅钡石。并含有石英、炭质、黄铁矿等杂质。该矿石主要见于矿层中上部及上部，为区内的主要矿石类型。该类矿石质量较差，选矿较难。

⑤致密块状～微层状毒重石矿石：矿石矿物以毒重石为主，常含钡解石、重晶石和铝硅钡石，伴有石英、炭质和黄铁矿等杂质。市内此类矿石极少[2]。

2.2 工业类型及矿床规模[3]

工业类型：主要为碳酸盐型钡矿（毒重石型）。BaCO320.41～82.11%。

矿床规模：大、中、小型及矿点各一个。

2.3 资源储量

市内毒重石资源共划分2个矿区，都位于城口县境内。截止2016年底，毒重石保有资源量为1881.58万吨（见表1）[1]。

表1 重庆市毒重石资源储量情况表

3 综合利用

3.1 综合利用现状

根据调查，重庆毒重石矿低品位资源的利用率较低，产品深加工能力弱，以粗加工产品为主，主要为钡粉和钡丁，粗加工产品直接销往外地，加工业水平仍处于初级阶段，综合利用程度不高。

3.2 综合利用前景

（1）用于油气钻井工业泥浆加重剂

毒重石与重晶石的比重及物理性质相似，比重晶石更容易酸解，同时在释放采层、控制油气层压力、提高油气产量等方面更优于重晶石，因此在油气钻井工业中可替代重晶石作泥浆加重剂[4]。

（2）生产化工产品

①生产氯化钡

氯化钡作为工业上重要的钡盐而广泛用于电子仪表、陶瓷、染料、冶金、石油化工等工业部门。用毒重石生产氯化钡的主要工艺有：氯化物焙烧—浸取法[5]、酸解法[6]、氯化氨法[7]、高温分解—氯化物浸取法[8]等。

②生產碳酸钡

碳酸钡可用于生产PTC热敏电子元件、制造芯片式元器件、半导体电容、制钡盐、烟火和信号弹等，也可作为陶瓷涂料和光学玻璃的辅料。

用毒重石生产碳酸钡主要有2种方法：一是将毒重石在高温下进行煅烧，分解成氧化钡，接着将煅烧料加入水中浸取，形成可溶性的氢氧化钡，然后将浸取液进行过滤，过滤后的氢氧化钡加入二氧化碳进行碳化，沉淀出碳酸钡，最后进行烘干，即为碳酸钡产品。此种方法工艺过程简单，过程无废水、废气排出，制备的产品质量稳定，杂质含量少。造成能耗高，而且给工艺设备带来困难[9]。

另一种方法是将毒重石矿粉碎后用酸性强于碳酸的酸浸取，使钡转化为可溶性钡盐，与杂质分离后，再与碳酸钠或碳酸铵反应沉淀出碳酸钡。此方法生产的碳酸钡产品含硫和其他杂质较少，但生产成本高，操作相对困难[4]。

③生产硝酸钡

硝酸钡可用作氧化剂、玻璃着色剂、制钡盐、杀虫剂、信号弹、防腐、制陶瓷釉、炸药、医药等。

可用硝酸一步法或用硝酸盐与毒重石发生复分解转化反应制得硝酸钡。毒重石法具有工艺污染小、成本低 、纯度高等特点[10]。其化学反应方程式如下：

BaCO3+HNO3=Ba（NO3）2+H2O+CO2↑

④生产氢氧化钡

氢氧化钡用于甜菜制糖、树脂稳定剂、钡基润滑脂、玻璃和搪瓷工业等。氢氧化钡产品，有多种水合物形式，最常用的为八水氢氧化钡 （Ba（OH）2·8H2O）和一水氢氧化钡（Ba（OH）2·H2O） [11]。

生产氢氧化钡的常用的方法有毒重石法（煅烧水解法）[12]和氯化钡—烧碱法。毒重石法生产工艺效果明显优于氯化钡—烧碱法。毒重石经锻烧分解后，生成氧化钡，再用水进行浸取，经过滤除杂质净化后，结晶、分离、干燥即为氢氧化钡成品。此方法生产中不需要其他酸碱化工原料，工艺简单，生产成本低。

（3）其他方面的利用

毒重石可用作净化盐水处理剂，净化后的盐水或卤水可供氯碱工业及精制盐工业用。制砖工业中，毒重石用作焙烧添加剂，能增加红砖的均匀度[4]。冶炼工业中，毒重石在熔炼铁合金时，可作为冶炼强化剂、活性添加剂。陶瓷工业中，陶瓷原料中加入毒重石，制成的陶瓷质地均匀，白度和光泽度增加、消除气泡，能提高抗酸度和风化能力[13]。

4 发展建议

重庆市毒重石资源丰富，矿山生产能力充足，但低品位矿石的利用率不高，矿石的深加工能力有待加强，为推进毒重石资源节约和综合利用，提出如下发展建议：

（1）资源主管部门制定合理规划，实行保护性开采，加强生态环境保护。

（2）进一步加强基础地质的调查力度，增加低品位矿石利用的研究投入，提高矿石的利用水平及利用率。

（3）制定优惠政策，引进高技术开发利用水平的企业，发展钡盐系列深加工产品，建立钡矿产业基地，形成毒重石（钡）矿生产加工经济区。

【参考文献】

[1]2016年重庆市矿产资源储量通报[R].重庆：重庆市国土资源和房屋管理局，2017.

[2]何明英，赵在利，张君，等.重庆市毒重石矿资源利用现状调查成果汇总报告[R].重庆：重庆市国土资源和房屋管理局，2011.

[3]来宏，张君.重庆市城口县毒重石矿床预测分析[J].中国科技纵横，2013（1）：197-199.

[4]雷永林，吕淑珍，霍翼川.中國毒重石的综合利用进展[J].无机盐工业，2009，41（5）：5-8.

[5]李刚，王代明，郑若锋.碳酸盐型钡矿氯化焙烧制氯化钡[J].无机盐工业，1993（6）：12-15.

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

[7]刘铁岩.改良一步法生产氯化钡工艺的研究[J].陕西化工，1994 （4）：33-34.

[8]高改玲.从焙烧毒重石生产氢氧化钡的矿渣中回收钡[J].无机盐工业，1999，31（ 1） ： 35-36.

[9]何勇，李园丁.毒重石制备碳酸钡工艺研究[J].无机盐工业，1993（4）：11-13.

[10]雷永林，霍冀川，王海滨等.硝酸分解毒重石宏观动力学研究[J].无机盐工业，2006，38（3）：16-18.

[11]王凤岐，王银生.毒重石矿产氢氧化钡工艺研究及综合利用[J].科技与生活，1997 （5）：50-51.

[12]张晓刚，张进，唐英等.毒重石制氢氧化钡的热分解实验研究[J].无机盐工业，2012，44（7）：19-35.

[13]程建荣.毒重石矿工业用途及开发利用前景[J].冶金地质动态，1997（3）：29-31.