天青石

更新时间:2023-11-17 21:23

天青石主要用于制造碳酸锶以及生产电视机显像管玻璃等。其颜色有蓝、绿、黄绿、橙色、浅蓝灰色等,有时也为无色透明。

简介

主成分

化学成分:(Sr, Ba)SO4,其中Sr含量大于Ba含量,可含有Pb、Ca、Fe等元素。

晶系斜方晶系

结晶习性:呈板状或柱状和片状晶体,斜方双锥晶,板状晶体。完好晶体少见,多为集合体,呈钟乳状、结核状、纤维状、细粒状

颜色:蓝、绿、黄绿、橙色或无色;浅蓝灰色,有时为无色透明。

光泽与透明度:玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽,透明至半透明

光性二轴晶正光性

折射率:1.619~1.637;双折射率0.018

多色性:弱

吸收光谱:不特征

摩氏硬度:3.0~3.5

密度:3.9~4.0g/cm3

产出

主要产于白云岩石灰岩泥灰岩和含石膏粘土等沉积岩中。产于热液矿床沉积矿床中。

用途

用于提炼锶和制备锶化合物,制作显像管的屏幕、红色焰火信号弹等。

矿石特征

与重晶石形成完全类质同象系列,富含钡的称为钡天青石。常呈厚板状或柱状晶体,多为致密块状或板状、粒状集合体。质纯时无色透明,有些带浅蓝或蓝灰色调,条痕白色,玻璃光泽,透明至半透明。三组解理完全,夹角等于或近于90°。摩氏硬度3-3.5,比重3.9-4.0。灼烧天青石碎片时火焰为深紫红色。

沉积形成的天青石与碳酸盐和石膏伴生,热液成因的天青石常以矿脉产出。中国江苏溧水爱景山天青石脉状矿床是亚洲最大的锶矿产地。天青石主要用于制造碳酸锶以及生产电视机显像管玻璃等。

矿物组成

(1)海相粘土——碳酸盐沉积型

矿石矿物组合为天青石、碳酸锶矿。SrSO4最高可达92%。矿石呈块状、结核状、条带状、放射状。

(2)海相、海陆相硫酸盐沉积型

矿石矿物组合为天青石、方解石、白云石、石膏、重晶石。SrSO45.5~90%,BaSO40.4~8%。矿石呈块状、条带状、条纹状。

(3)陆相硫酸盐沉积型

矿石矿物组合有天青石、石膏,含白云石、粘土岩石灰岩等杂质。含矿率0.46~11.53kg/m3,SrSO44.7~87%。矿石呈结核状、块状、浸染状、层纹状。

(4)沉积——热卤水热液型

矿石矿物组合为天青石、菱锶矿、方解石、石英及少量萤石黄铁矿。SrSO4 2.0~90%。BaSO4 1~50%。矿石呈块状、条纹状、条带状、网脉状。

(5)硫化物——天青石矿物型

与铅、银、锌、汞等矿物共生。含少量至50%左右天青石。矿石呈块状、脉状、浸染状。

(6)火山岩——热液型

矿物组合为天青石、高岭石、石英、赤铁矿、菱锶矿、重晶石、萤石、磷灰石。SrSO4 3.0~90%,BaSO4 2~60%。矿石呈块状、胶结状、浸染状。

(7)表生风化淋滤型

矿物组合为天青石、菱锶矿重晶石、碳酸盐。SrSO4 1.0~66%,BaSO4 0.7~0.76%。矿石呈块状、胶结状、皮壳状。

矿物特征

天青石的化学分子式为SrSO4,是自然界中最主要的含锶矿物。但有时天青石中的Sr为Ca或Ba部分代换,生成类质同象钙天青石或钡天青石。天青石属斜方晶系,单个晶体常呈板状或柱状,集合体呈粒状、纤维状、结核状等。纯净的天青石晶体呈浅蓝色或天蓝色,故称天青石,有时为无色透明,当有杂质混入时呈黑色。天青石为玻璃光泽,解理面具有珍珠状晕影,条痕白色,性脆,莫氏硬度为3~3.5。密度3.~4.0g/cm3。

矿床类型

成因型

天青石矿床按其成因可分为沉积型、层控型、岩浆——热液型和次生淋滤型等四种类型。

工业型

工业类型主要有:①海相粘土——碳酸盐沉积型;②海相、海陆相硫酸盐沉积型;③陆相硫酸盐沉积型;④沉积——热卤水热液型;⑤硫化物——天青石矿物型;⑥火山岩——热液型;⑦表生风化淋滤型。

矿产分布

我国天青石矿发现的矿点和探明的蕴藏量不多,保有储量3293万吨(载至1994年底),天青石矿床主要分布在山东嘉祥、重庆、江苏,还有贵州、内蒙古、青海、新疆、湖北、湖南、陕西、吉林、辽宁、甘肃等省。

工艺特性

天青石锶化学产品具有以下主要工艺特性:

(1)吸收射线:碳酸锶可以吸收较高的γ射线,并可改善玻璃的折射率;

(2)助熔融性:氧化锶加上碳酸盐、钡及氧化钙等组分后能改善玻璃物料的熔融性能,增加流动性;

(3)着色性:锶的硝酸盐可发出鲜红颜色。

主要作用

天青石矿主要用于加工成锶的碳酸盐和硝酸盐,其中90%以上用于生产碳酸锶。碳酸锶的最主要的用途是生产彩电显像管的荧光屏玻璃,这是因为锶能吸收X射线。其次用于制造特种玻璃,还可用于冶炼时的脱铅剂。锶的硝酸盐是红色烟火和信号弹的着色剂。极少量的锶化合物用于润滑脂陶瓷釉料和药品方面。

工艺技术

利用技术及流程:

品位高的天青石矿床,开采后一般不需加工或只需经过简单手选后,即可达到商品天青石矿的要求(含SrSO49.0%以上),可以以块状物或磨粉后出售。

对于伴生有石膏、方解石、石英、褐铁矿粘土矿物的天青石矿,可以先进行洗矿或擦洗,使粘土矿物碎解。由于天青石与脉石(以无水石膏为例,其密度为2.93g/cm3)的密度差较大,如果嵌布粒度又较粗,可以用分级重选方法(重介质振动溜槽、跳汰或摇床)回收。对于细粒嵌布的天青石或重选的中矿尾矿内的天青石,则可用浮选方法回收。

质量标准

原料的影响

矿石品位决定加工方法及产品的纯度碳还原法生产碳酸锶适用于采用低品位天青石,复分解法适合高品位矿石,不同加工方法,产品纯度不同,各存在优缺点。

伴生元素,如碱土元素、杂质、硫等在产品应用过程中容易混成混合物,影响质量。

国家标准

我国多以天青石为原料生产碳酸锶,对天青石精矿质量尚无统一的标准。

部颁标准

对于直接出口的天青石矿,中国五金矿产进出口公司曾对其质量作过如下暂行规定:

SrSO4≥92%;

-200目筛余量≤6.5%(-80目亦可考虑);

钡盐(BaSO4)<4%;

钙盐(CaSO4)<4%;

杂质<2%。

企业标准

各厂家对矿石的质量尚无统一要求,仅以矿石品位高低计价。

另外,美国对天青石矿的规格要求为:SrSO4不少于96%、CaSO4不大于0.5%,BaSO4不大于2%。一般范围为SrSO4含量在94~97%。

发展趋势

开发利用现状

我国天青石矿矿石品位(以SrSO4计)不高,生产矿山更少。青海、云南的天青石矿难于开采,内蒙的天青石矿有小量开采,但由于原矿品位较低(含SrSO4 40%)、运输困难、价格昂贵,无法继续生产,已于1977年停产。只有重庆合川和江苏溧水两天青石矿,开采前景广阔。

重庆合川盐井沟天青矿石,1962年开采,原矿含SrSO4 60%。所采矿石大部分为自用,少量供给上海和天津的化工厂,以生产碳酸锶。

江苏溧水爱景山天青石矿,1972年开采,原矿含SrSO4 54.46%,有害杂质BaO平均为1.7%、CaO平均为0.34%,是一大型锶矿床。所采矿石就地销售给溧水化工厂,亦用于生产碳酸锶。

应加强选矿加工技术研究,降低成本,使难选与低品位资源开发利用成为可能,还要加强探矿工作,扩大资源量。

市场前景

国际市场对锶矿物的需求量越来越大,开发我国的天青石矿产资源具有广阔的前途。加强选矿工艺研究,提高产品质量,降低生产成本,充分利用矿产资源是合理的发展方向。

部分天青石矿区禁采,使得天青石的发展情况堪忧。山东嘉祥地区受影响较为明显。

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