中國(guó)粉體網(wǎng)訊 重晶石的主要成分為 BaSO4， 是一種重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全領(lǐng)域具有重要作用，被美國(guó)、歐盟等世界主要經(jīng)濟(jì)體列為關(guān)鍵礦產(chǎn)。
重晶石的應(yīng)用
重晶石：戰(zhàn)略地位高，具有不可替代性
重晶石作為一種戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)資源，80%～90%用作石油和天然氣鉆井泥漿的加重劑。
在油井及油氣混合井鉆探過(guò)程中，為應(yīng)對(duì)高壓地層和穩(wěn)定井壁，需在鉆井泥漿中加入加重劑以提高鉆井液和完井液密度。加重材料需要具備自身密度大、磨損性小、易粉碎、惰性強(qiáng)、不溶于鉆完井液、不與鉆完井液中其它組分發(fā)生作用等物理化學(xué)性狀。目前，市場(chǎng)上高密度鉆井液加重材料除了重晶石粉之外，還有石灰石粉、鐵礦石粉、鈦礦石粉、方鉛礦粉和四氧化錳復(fù)配粉等5種，但這5種材料都不能完全替代重晶石粉。重晶石一直是油井及油氣混合井鉆（完）井液加重劑、鋇化工及防核輻射等軍工原材料的最優(yōu)選擇，戰(zhàn)略性地位明顯。
美國(guó)重晶石高度依賴(lài)中國(guó)
重晶石在世界范圍內(nèi)分布較為廣泛。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2021年礦物產(chǎn)品綜述數(shù)據(jù)顯示，目前已探明的重晶石礦物資源儲(chǔ)量約4億t。
2020 年世界重晶石資源儲(chǔ)量分布圖
2020年全球重晶石產(chǎn)量為750萬(wàn)t，其中中國(guó)產(chǎn)量為250萬(wàn)t，占全球總產(chǎn)量的33%，位居世界第一。
2020 年世界重晶石產(chǎn)量分布
長(zhǎng)期以來(lái)，美國(guó)一直是世界第一大重晶石進(jìn)口國(guó)和消費(fèi)國(guó)，2012—2018年平均進(jìn)口量為世界總量的30%，平均對(duì)外依存度高達(dá)82%，其中有近七成源自于中國(guó)。
如何高效、高值利用重晶石值得深思
一方面，重晶石是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)礦種并且被歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家高度依賴(lài)。它具備在國(guó)際貿(mào)易中發(fā)揮更大作用的未來(lái)可能性，需要被高度重視并制定科學(xué)合理的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。
另一方面，我國(guó)重晶石資源的開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀存在眾多問(wèn)題，如資源的過(guò)量消耗、長(zhǎng)期的粗放式增長(zhǎng)、開(kāi)采使用過(guò)程中的浪費(fèi)以及回收率低等。
因此，如何高效、高值利用重晶石值得深思。
表面改性：提升性能，拓展應(yīng)用
重晶石的高值利用需要從選礦、提純、改性等工藝上加強(qiáng)研究。尤其表面改性，已成為提升重晶石性能并拓展其應(yīng)用范圍的重要手段。
天然重晶石與有機(jī)材料之間物理化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有著顯著的差異，兩者的表面性質(zhì)不同導(dǎo)致重晶石礦粉作為填料時(shí)難以有效地分散于有機(jī)材料中，從而難以發(fā)揮重晶石顆粒的優(yōu)良特性，并影響復(fù)合材料的機(jī)械性能。為實(shí)現(xiàn)資源的高效利用，業(yè)內(nèi)加強(qiáng)對(duì)重晶石的表面改性研究，使其具有新的功能與用途，提高重晶石礦物的利用價(jià)值。
目前，用于重晶石的改性方法主要有表面化學(xué)包覆法、機(jī)械力化學(xué)法、化學(xué)沉積法等。
表面化學(xué)包覆法是利用化學(xué)作用將改性劑均勻穩(wěn)定地包覆在顆粒表面，從而改變顆粒表面特性的方法。
表面化學(xué)包覆法改性重晶石機(jī)理
特點(diǎn)：工藝較復(fù)雜，但效果較好。因此，要使該方法得到大規(guī)模的應(yīng)用，需要進(jìn)一步優(yōu)化其工藝并提高包覆效果。
機(jī)械力化學(xué)法主要是利用機(jī)械作用力激活顆粒表面，促使顆粒與改性劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而實(shí)現(xiàn)顆粒表面的包覆。
機(jī)械力化學(xué)法改性重晶石機(jī)理
特點(diǎn)：工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用，主要適用于顆粒較大的重晶石，但對(duì)于顆粒較小的納米重晶石，使用單一的機(jī)械力化學(xué)改性效果不佳。進(jìn)一步提高粉體與改性劑在改性過(guò)程中的作用均勻性并降低改性劑用量，通過(guò)與其他改性方法聯(lián)合使用提高包覆效果，引入新型改性設(shè)備簡(jiǎn)化工藝、降低能耗、提高改性過(guò)程環(huán)保性，如：氣流磨、蜂巢磨，將是機(jī)械力化學(xué)改性的發(fā)展方向。
化學(xué)沉積法是通過(guò)加入改性劑或沉淀劑在顆粒表面進(jìn)行沉淀反應(yīng)，經(jīng)洗滌、過(guò)濾、干燥、焙燒等步驟，從而在顆粒表面牢固地形成包覆膜，從而改善顆粒的光、電、磁、熱等性能。
化學(xué)沉積法改性重晶石機(jī)理
特點(diǎn)：該方法主要適用于無(wú)機(jī)表面改性劑的改性，但反應(yīng)過(guò)程不易控制而獲得均勻的包覆層。因此，需要進(jìn)一步探索化學(xué)沉積過(guò)程中影響其沉積均勻性的工藝條件及其影響機(jī)理，提高其過(guò)程的可控性。
小結(jié)
表面改性為生產(chǎn)高附加值、功能性重晶石產(chǎn)品提供了途徑�；瘜W(xué)表面包覆法工藝復(fù)雜，機(jī)械力化學(xué)法主要適用于顆粒較大的重晶石，化學(xué)沉淀法反應(yīng)過(guò)程不易控制，復(fù)合改性工藝因其能彌補(bǔ)單一改性工藝的不足逐漸成為重晶石改性的發(fā)展方向。隨著對(duì)重晶石產(chǎn)品的環(huán)�；⒕G色化、納米化、功能化要求的提高，需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)及優(yōu)化重晶石表面改性的方法和改性劑。
參考資料：
姜雅等.關(guān)于將重晶石列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的原則分析
劉洋等.重晶石資源現(xiàn)狀及選別技術(shù)研究進(jìn)展
朱福生等.重晶石表面改性研究進(jìn)展
姜雅等.中美貿(mào)易關(guān)系中重晶石資源作用分析
陳思雨等.我國(guó)重晶石選礦與提純研究現(xiàn)狀及展望
王洋等.重晶石資源現(xiàn)狀及材料化應(yīng)用
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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