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1、重晶石與硫酸鋇概述
硫酸鋇（BaSO4）可分為兩種，一種是天然硫酸鋇，即重晶石粉，另一種是人工合成得硫酸鋇，也叫沉淀硫酸鋇。重晶石是白色或灰色粉末，粒子較粗，粒徑一般為2～5μm，性脆，pH值4.5，經粉碎分級即得，細度為250目通過，硫酸鋇含量大于90%。沉淀硫酸鋇質量較純，粒徑較小，粒徑分布為1.5～2μm的4%，1.0～1.5μm的10%，0.5～1.0μm的46%，0.5μm的10%，0.5μm以下的40%。合成硫酸鋇pH值為6.6～8.0。一般合成硫酸鋇有兩種方法：第一種方法是芒硝-黑灰法，即重晶石（BaSO485%）與煤粉（固定炭70%）還原焙燒后，再與硫酸鈉反應制得硫酸鋇。
重晶石主要用于石油、化工、涂料、填料、建筑等工業部門，其中石油鉆井泥漿加重劑是其最主要的用途，在填料應用方面，重晶石粉和沉淀硫酸鋇重合度比較高，但細分領域應用也存在一定差異。合成硫酸鋇的比表面積為22000~140000cm2/g，作為塑料填料可使制品表面平滑，且光澤性好；在酚醛樹脂中添加硫酸鋇，可改良硬度，并能提高耐酸性；因硫酸鋇不影響X光顯影，故常用于醫療衛生器械，可提高耐藥品性，增加制品密度，減少制品的X光透過率；在塑料中填充硫酸鋇的成型加工條件與碳酸鈣填充時基本相同。
涂料、橡膠填料、普通玻璃、鋅鋇白生產用重晶石粉/硫酸鋇的質量要求
2、重晶石應用
（1）各種鋇化合物
目前重晶石的第二大用途是用于生產鋇的化工產品，以重晶石為原料可以制造氧化鋇、碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、沉淀硫酸鋇、氫氧化鋇等化工原料�；瘜W純的硫酸鋇是測量白度的標準；碳酸鋇是光學玻璃的重要原料，它向玻璃中引入BaO，從而增大玻璃的折光率，并改善其它光學性能；氯化鋇是一種農用殺蟲劑；硝酸鋇用于焰火和玻璃工業中；高錳酸鋇是一種綠色顏料。
（2）鋅鋇白顏料
鋅鋇白又稱立德粉，是一種常用的優質白色顏料，可作為油漆、繪畫顏料的原料。即硫酸鋇（占70%）和硫化鋅（占30%）的混合物，是將硫酸鋇加熱，使用還原劑就可還原成硫化鋇（BaS），然后與硫酸鋅（ZnSO4）反應得到。原料要求BaSO4含量大于95%，同時應不含有可見的有色雜物。
（3）填料行業用重晶石
在油漆行業中，重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、強度及耐久性，室內使用比鉛白、鎂白具有更多的優點，所用重晶石要求細度＞2000目，白度大于95。造紙行業、橡膠和塑料行業也用重晶石作填料，這種填料能提高橡膠和塑料的硬度、耐磨性及耐老化性。橡膠、造紙用重晶石填料一般要求BaSO4大于98%，CaO小于0.36%，不許含有氧化鎂、鉛等成分。但此類行業對細度的要求較油漆行業低，多數廠家需要細度在500～1250目之間。
（4）鉆井泥漿加重劑
重晶石通常較純凈、性軟、密度大、具化學惰性，其產量80%以上用作鉆井泥漿加重劑。此類泥漿密度達2.5t/m3。鉆井時，泥漿在循環過程中使鉆頭冷卻并帶走切削下來的碎屑物，潤滑鉆桿，封閉孔壁，借助泥漿柱產生靜壓控制油氣壓力，防止油井自噴。一般要求細度要達到325目以上，密度大于4.2g/cm3，BaSO4含量不低于95%，可溶性鹽類小于1%。鉆孔中使用的重晶石量的決定因素包括鉆孔深度和直徑，巖石類型和鉆井條件等，通常鉆井每鉆進30m就要消耗1t重晶石粉。
（5）導電材料
重晶石粉末是一種天然的白色體質顏料，具有良好的金屬氧化物及其鹽改性，以它用作核芯材料，在其表面包覆一層摻雜的SnO2制成淺色導電粉末，不僅可以降低導電粉末的制備成本，國內高速發展的電子工業及相關的高新產業，這種化學性能穩定、電性能穩定的淺色復合金屬氧化物導電材料，作為一種新的精細化工產品，有著廣闊的發展前景。
（6）水泥礦化劑
在水泥生產中，加入重晶石對促進C3S形成和活化具有明顯的效果，熟料質量得到了改善，水泥早期強度大約可提20%～25%，后期強度約提高10%，熟料燒成溫度由1450℃降低到1300℃±50℃。在以煤矸石為原料的水泥生料中加入適量的重晶石，可使熟料飽和比低的水泥強度，特別是早期強度得到大幅度的提高，這為煤矸石的綜合利用，為生產低鈣、節能、早強和高強水泥提供了一條有益途徑。
（7）防射線水泥、砂漿及混凝土
利用重晶石具有吸收X射線的性能，用重晶石制做鋇水泥、重晶石砂漿以及重晶石混凝土，用以代替金屬鉛板屏蔽核反應堆和建造科研、醫院防X射線的建筑物。
3、硫酸鋇應用
（1）塑料
在塑料成型過程中，通過填充硫酸鋇，能提高純樹脂塑料的性能，如抗老化、導熱性、沖擊強度、光學性能、拉伸強度、彈性模量等，而且降低產品成本。例如，D50為0.3μm左右的納米改性沉淀BaSO4因其精確狹窄的粒度分布曲線，對可見光波（390～780nm）具有非常優異的穿透能力，可應用于高透明性吹膜或流延聚烯烴薄膜制品。值得一提的是，硫酸鋇晶粒的尺寸和晶型的完整性對于聚合物合成的復合材料的性能至關重要，尤其是對聚合物材料顯影性的改善和透明性的保持是一般無機材料所不具備的，因此硫酸鋇是一種極具發展前途的無機填料。
（2）涂料
硫酸鋇具有耐候性、耐化學性，加入涂料中能改善涂料的流平性、曝光性和抗滲透性，提高涂料的著色力、遮光力等光學性能，對漆膜的硬度和耐磨性也有增強作用，近幾年在粉末涂料、水性涂料等先進涂料中被大量使用。
（3）造紙
硫酸鋇填充到紙張的纖維縫隙中，提高紙頁均勻度，使紙張更平滑，提高紙張的不透明度、白度和穩定性，取代部分纖維，降低成本。納米BaSO4復合材料部分替代TiO2作為漿內添加填料可以在一定程度上提高紙張的白度、不透明度和力學性能；作為紙張表面微涂的涂料，納米BaSO4復合涂料可以提高紙張白度和表面強度。
（4）醫藥
由于BaSO4無毒且具有不透X射線的特性，所以被廣泛用于防X射線材料和顯影劑，進一步實現BaSO4造影劑的被動或靶向遞送。
（5）橡膠
硫酸鋇密度大，穩定性強，粒徑一般為2~5μm，作為填料可增加制品的硬度、強度、改善耐熱和耐磨等性能。研究表明硫酸鋇應用于氣密層膠還可提高其耐屈撓龜裂性能。
結語
目前，硫酸鋇的應用仍存在著比表面能大、易團聚、與基體相容性差、形貌不規則等缺點，這限制了BaSO4的應用范圍和價值，制備表面疏水、高分散性、粒徑小且均一、形貌規則的BaSO4是促進產品升級和行業高質量發展關鍵。
參考文獻：
陳煥章，等：功能性硫酸鋇的制備及應用研究進展，河北科技大學
楊明山主編《塑料改性工藝、配方與應用（第二版)》化學工業出版社
王嘉毅，等：我國重晶石產業技術現狀與發展趨勢，咸陽非金屬礦研究設計院有限公司
