中國粉體網(wǎng)訊 重晶石的主要成分為 BaSO4， 是一種重要的無機化工產(chǎn)品，在國家經(jīng)濟安全領域具有重要作用，被美國、歐盟等世界主要經(jīng)濟體列為關(guān)鍵礦產(chǎn)。
重晶石的應用
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程中，為應對高壓地層和穩(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、不溶于鉆完井液、不與鉆完井液中其它組分發(fā)生作用等物理化學性狀。目前，市場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。
美國重晶石高度依賴中國
重晶石在世界范圍內(nèi)分布較為廣泛。據(jù)美國地質(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量約4億t。
2020 年世界重晶石資源儲量分布圖
2020年全球重晶石產(chǎn)量為750萬t，其中中國產(chǎn)量為250萬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
長期以來，美國一直是世界第一大重晶石進口國和消費國，2012—2018年平均進口量為世界總量的30%，平均對外依存度高達82%，其中有近七成源自于中國。
如何高效、高值利用重晶石值得深思
一方面，重晶石是我國的優(yōu)勢礦種并且被歐美等發(fā)達國家高度依賴。它具備在國際貿(mào)易中發(fā)揮更大作用的未來可能性，需要被高度重視并制定科學合理的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。
另一方面，我國重晶石資源的開發(fā)利用現(xiàn)狀存在眾多問題，如資源的過量消耗、長期的粗放式增長、開采使用過程中的浪費以及回收率低等。
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，拓展應用
重晶石的高值利用需要從選礦、提純、改性等工藝上加強研究。尤其表面改性，已成為提升重晶石性能并拓展其應用范圍的重要手段。
天然重晶石與有機材料之間物理化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有著顯著的差異，兩者的表面性質(zhì)不同導致重晶石礦粉作為填料時難以有效地分散于有機材料中，從而難以發(fā)揮重晶石顆粒的優(yōu)良特性，并影響復合材料的機械性能。為實現(xiàn)資源的高效利用，業(yè)內(nèi)加強對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值。
目前，用于重晶石的改性方法主要有表面化學包覆法、機械力化學法、化學沉積法等。
表面化學包覆法是利用化學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。
表面化學包覆法改性重晶石機理
特點：工藝較復雜，但效果較好。因此，要使該方法得到大規(guī)模的應用，需要進一步優(yōu)化其工藝并提高包覆效果。
機械力化學法主要是利用機械作用力激活顆粒表面，促使顆粒與改性劑發(fā)生化學反應從而實現(xiàn)顆粒表面的包覆。
機械力化學法改性重晶石機理
特點：工藝相對簡單，生產(chǎn)成本低，在實際應用中得到了廣泛的應用，主要適用于顆粒較大的重晶石，但對于顆粒較小的納米重晶石，使用單一的機械力化學改性效果不佳。進一步提高粉體與改性劑在改性過程中的作用均勻性并降低改性劑用量，通過與其他改性方法聯(lián)合使用提高包覆效果，引入新型改性設備簡化工藝、降低能耗、提高改性過程環(huán)保性，如：氣流磨、蜂巢磨，將是機械力化學改性的發(fā)展方向。
化學沉積法是通過加入改性劑或沉淀劑在顆粒表面進行沉淀反應，經(jīng)洗滌、過濾、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。
化學沉積法改性重晶石機理
特點：該方法主要適用于無機表面改性劑的改性，但反應過程不易控制而獲得均勻的包覆層。因此，需要進一步探索化學沉積過程中影響其沉積均勻性的工藝條件及其影響機理，提高其過程的可控性。
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表面包覆法工藝復雜，機械力化學法主要適用于顆粒較大的重晶石，化學沉淀法反應過程不易控制，復合改性工藝因其能彌補單一改性工藝的不足逐漸成為重晶石改性的發(fā)展方向。隨著對重晶石產(chǎn)品的環(huán)保化、綠色化、納米化、功能化要求的提高，需要進一步開發(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)研究進展
朱福生等.重晶石表面改性研究進展
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)狀及材料化應用
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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