天青石

硫酸鹽礦物

天青石主要用於製造碳酸鍶以及生產電視機顯像管玻璃等。其顏色有藍、綠、黃綠、橙色、淺藍灰色等,有時也為無色透明。

簡介


產出

主要產於白雲岩、石灰岩、泥灰岩和含石膏粘土等沉積岩中。產於熱液礦床和沉積礦床中。

用途

用於提煉鍶和製備鍶化合物,製作顯像管的屏幕、紅色焰火和信號彈等。

礦石特徵

重晶石形成完全類質同象系列,富含鋇的稱為鋇天青石。常呈厚板狀或柱狀晶體,多為緻密塊狀或板狀、粒狀集合體。質純時無色透明,有些帶淺藍或藍灰色調,條痕白色,玻璃光澤,透明至半透明。三組解理完全,夾角等於或近於90°。摩氏硬度3-3.5,比重3.9-4.0。灼燒天青石碎片時火焰為深紫紅色。
沉積形成的天青石與碳酸鹽和石膏伴生,熱液成因的天青石常以礦脈產出。中國江蘇溧水愛景山天青石脈狀礦床是亞洲最大的鍶礦產地。天青石主要用於製造碳酸鍶以及生產電視機顯像管玻璃等。

礦物組成

(1)海相粘土——碳酸鹽沉積型
礦石礦物組合為天青石、碳酸鍶礦。SrSO最高可達92%。礦石呈塊狀、結核狀、條帶狀、放射狀。
(2)海相、海陸相硫酸鹽沉積型
礦石礦物組合為天青石、方解石白雲石、石膏、重晶石。SrSO5.5~90%,BaSO0.4~8%。礦石呈塊狀、條帶狀、條紋狀。
(3)陸相硫酸鹽沉積型
礦石礦物組合有天青石、石膏,含白雲石、粘土岩、石灰岩等雜質。含礦率0.46~11.53kg/m ,SrSO4.7~87%。礦石呈結核狀、塊狀、浸染狀、層紋狀。
(4)沉積——熱滷水熱液型
礦石礦物組合為天青石、菱鍶礦、方解石、石英及少量螢石黃鐵礦。SrSO 2.0~90%。BaSO 1~50%。礦石呈塊狀、條紋狀、條帶狀、網脈狀。
(5)硫化物——天青石礦物型
與鉛、銀、鋅、汞等礦物共生。含少量至50%左右天青石。礦石呈塊狀、脈狀、浸染狀。
(6)火山岩——熱液型
礦物組合為天青石、高嶺石、石英、赤鐵礦、菱鍶礦、重晶石、螢石、磷灰石。SrSO 3.0~90%,BaSO 2~60%。礦石呈塊狀、膠結狀、浸染狀。
(7)表生風化淋濾型
礦物組合為天青石、菱鍶礦、重晶石、碳酸鹽。SrSO 1.0~66%,BaSO 0.7~0.76%。礦石呈塊狀、膠結狀、皮殼狀。

礦物特徵

天青石的化學分子式為SrSO,是自然界中最主要的含鍶礦物。但有時天青石中的Sr為Ca或Ba部分代換,生成類質同象鈣天青石或鋇天青石。天青石屬斜方晶系,單個晶體常呈板狀或柱狀,集合體呈粒狀、纖維狀、結核狀等。純凈的天青石晶體呈淺藍色或天藍色,故稱天青石,有時為無色透明,當有雜質混入時呈黑色。天青石為玻璃光澤,解理面具有珍珠狀暈影,條痕白色,性脆,莫氏硬度為3~3.5。密度3.~4.0g/cm 。

礦床類型

成因型
天青石礦床按其成因可分為沉積型、層控型、岩漿——熱液型和次生淋濾型等四種類型。
工業型
工業類型主要有:①海相粘土——碳酸鹽沉積型;②海相、海陸相硫酸鹽沉積型;③陸相硫酸鹽沉積型;④沉積——熱滷水熱液型;⑤硫化物——天青石礦物型;⑥火山岩——熱液型;⑦表生風化淋濾型。

礦產分佈

我國天青石礦發現的礦點和探明的蘊藏量不多,保有儲量3293萬噸(載至1994年底),天青石礦床主要分佈在山東嘉祥、重慶、江蘇,還有貴州、內蒙古、青海、新疆、湖北、湖南、陝西、吉林、遼寧、甘肅等省。正在開採的天青石礦床有重慶合川乾溝,江蘇溧水縣愛景山等。

工藝特性

天青石鍶化學產品具有以下主要工藝特性:
(1)吸收射線:碳酸鍶可以吸收較高的γ射線,並可改善玻璃的折射率;
(2)助熔融性:氧化鍶加上碳酸鹽、鋇及氧化鈣等組分后能改善玻璃物料的熔融性能,增加流動性;
(3)著色性:鍶的硝酸鹽可發出鮮紅顏色。

主要作用

天青石礦主要用於加工成鍶的碳酸鹽和硝酸鹽,其中90%以上用於生產碳酸鍶。碳酸鍶的最主要的用途是生產彩電顯像管的熒光屏玻璃,這是因為鍶能吸收X射線。其次用於製造特種玻璃,還可用於冶鍊時的脫鉛劑。鍶的硝酸鹽是紅色煙火和信號彈的著色劑。極少量的鍶化合物用於潤滑脂、陶瓷釉料和藥品方面。

工藝技術

利用技術及流程:
品位高的天青石礦床,開採后一般不需加工或只需經過簡單手選后,即可達到商品天青石礦的要求(含SrSO9.0%以上),可以以塊狀物或磨粉后出售。
對於伴生有石膏、方解石、石英、褐鐵礦粘土礦物的天青石礦,可以先進行洗礦或擦洗,使粘土礦物碎解。由於天青石與脈石(以無水石膏為例,其密度為2.93g/cm )的密度差較大,如果嵌布粒度又較粗,可以用分級重選方法(重介質振動溜槽、跳汰或搖床)回收。對於細粒嵌布的天青石或重選的中礦、尾礦內的天青石,則可用浮選方法回收。

質量標準


原料的影響

礦石品位決定加工方法及產品的純度。碳還原法生產碳酸鍶適用於採用低品位天青石,複分解法適合高品位礦石,不同加工方法,產品純度不同,各存在優缺點。
伴生元素,如鹼土元素、雜質鐵、硫等在產品應用過程中容易混成混合物,影響質量。

國家標準

我國多以天青石為原料生產碳酸鍶,對天青石精礦質量尚無統一的標準。

部頒標準

對於直接出口的天青石礦,中國五金礦產進出口公司曾對其質量作過如下暫行規定:
SrSO≥92%;
-200目篩余量≤6.5%(-80目亦可考慮);
鋇鹽(BaSO)<4%;
鈣鹽(CaSO)<4%;
雜質<2%。

企業標準

各廠家對礦石的質量尚無統一要求,僅以礦石品位高低計價。
另外,美國對天青石礦的規格要求為:SrSO不少於96%、CaSO不大於0.5%,BaSO不大於2%。一般範圍為SrSO含量在94~97%。

發展趨勢


開發利用現狀

我國天青石礦礦石品位(以SrSO計)不高,生產礦山更少。青海、雲南的天青石礦難於開採,內蒙的天青石礦有小量開採,但由於原礦品位較低(含SrSO 40%)、運輸困難、價格昂貴,無法繼續生產,已於1977年停產。只有重慶合川和江蘇溧水兩天青石礦,開採前景廣闊。
重慶合川鹽井溝天青礦石,1962年開採,原礦含SrSO 60%。所採礦石大部分為自用,少量供給上海和天津的化工廠,以生產碳酸鍶。
江蘇溧水愛景山天青石礦,1972年開採,原礦含SrSO 54.46%,有害雜質BaO平均為1.7%、CaO平均為0.34%,是一大型鍶礦床。所採礦石就地銷售給溧水化工廠,亦用於生產碳酸鍶。
應加強選礦加工技術研究,降低成本,使難選與低品位資源開發利用成為可能,還要加強探礦工作,擴大資源量。

市場前景

國際市場對鍶礦物的需求量越來越大,開發我國的天青石礦產資源具有廣闊的前途。加強選礦工藝研究,提高產品質量,降低生產成本,充分利用礦產資源是合理的發展方向。
部分天青石礦區禁采,使得天青石的發展情況堪憂。山東嘉祥地區受影響較為明顯。