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湖北重晶石石块作为提取硫酸钡的核心原料,其加工过程需经历多道严密工序,方能实现从天然矿物到工业原料的转化。本文将解析重晶石石块加工的技术路径,揭示高纯度硫酸钡生产背后的科学原理与工艺控制要点。
选矿与预处理:原料品质的基石
重晶石石块开采后需进行手选剔除可见杂质,再通过颚式破碎机进行初步破碎,将块度控制在50mm以下。此阶段的关键控制点在于:
1.密度分选:利用重介质旋流器,以三溴甲烷(密度2.89g/cm³)为介质,分离出密度≥4.3g/cm³的矿段,确保硫酸钡初始含量≥90%。
2.磁选除杂:采用永磁筒式磁选机,磁场强度需达1.2T,有效去除赤铁矿等磁性杂质,避免后续工序中产生色斑。
物理提纯:粒度与白度的双重优化
预处理后的矿粉进入立式辊磨机,通过调整磨辊压力与选粉机转速,将D97粒径控制在10-25μm区间。此环节需特别注意:
1.解离度控制:采用激光粒度分析仪实时监测,确保硫酸钡晶体与脉石矿物充分解离,为化学提纯创造条件。
2.白度提升:在磨机内同步添加硬脂酸钠(用量0.5%-1%),通过表面包覆作用,使产品初始白度提升至88%-92%。
化学提纯:杂质元素的深度脱除
物理提纯后的矿浆进入反应釜,进行酸浸-中和-洗涤三段式处理:
1.酸浸反应:控制盐酸浓度15%-18%,液固比3:1,在85℃下反应2小时,使Fe、Ca、Mg等金属杂质形成可溶性氯化物。
2.中和沉淀:加入碳酸钠调节pH至6.5-7.0,生成氢氧化铁、碳酸钙等沉淀物,通过板框压滤机实现固液分离。
3.深度洗涤:采用逆流洗涤工艺,每吨矿粉用水量达8-10m³,确保氯离子残留≤0.05%,避免产品结块现象。
干燥与包装:水分与团聚的防控
提纯后的硫酸钡浆料经喷雾干燥塔处理,需严格控制:
1.进风温度:设定为450-500℃,出口温度控制在120-130℃,防止产品黄变。
2.分散剂添加:在干燥前加入0.3%的六偏磷酸钠,破坏浆料中微粒的范德华力,避免形成硬团聚。
质量控制:从实验室到生产线的闭环管理
成品需通过X射线荧光光谱仪检测,确保硫酸钡含量≥98%,重金属(以Pb计)≤20ppm。每批次产品需进行应用测试,在PVC树脂中添加5%进行流变实验,验证其对熔体流动速率的改善效果。
湖北重晶石石块加工成高纯度硫酸钡的过程,是矿物学原理与化工技术的深度融合。通过选矿-物理提纯-化学提纯-干燥包装的全流程控制,可实现从天然矿物到工业精品的转化。生产企业需建立“原料-工艺-检测”三位一体的质量管理体系,方能持续输出符合涂料、塑料、医药等领域需求的高品质硫酸钡产品。