重晶石选矿生产项目可行性研究报告Word文档下载推荐.docx
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重晶石为含钡硫酸盐矿物,是制取钡和钡化合物的最重要的工业矿物原料。
由于重晶石比重大、硬度低、化学性质稳定、不溶于水和酸,因此早在本世纪20年代就被用作石油和天然气钻井泥浆的加重剂,目前美国在这方面的重晶石用量占重晶石消费量的90%左右。
我国重晶石资源丰富,储量和产量均居世界首位,也是世界上最大的重晶石出口国,在国际市场上占有重要的地位。
三、矿石矿物原料特点
重晶石的化学成分为BaO65.7%,SO334.3%。
与重晶石经常共生的含钡碳酸盐矿物叫毒重石,这两个矿物的物理性质极为相似,化学性质则不同。
重晶石化学性能稳定、不溶于水和盐酸、无磁性和毒性;
而毒重石易溶于水和弱酸。
重晶石属斜方晶系,常见的晶体呈板状,少数呈柱状、条状,也有三向等长的晶体。
集合体常呈粒状,少数呈致密状、隐晶状或土状。
重晶石最突出的物理性质是比重大,为4.3~4.7,易于用手感觉。
硬度低,为2.5~3.5。
重晶石的颜色由于混入物的特性和数量不同,有白色、浅灰色、淡蓝色、黄色、粉红色、褐色、淡棕色等。
也常见无色透明晶体。
条痕白色。
玻璃光泽,有时为松脂光泽。
解理面珍珠光泽。
性脆,常呈平坦状断口。
矿石互相碰撞时往往发出硫磺气味。
四、用途与技术经济指标
1、钻井泥浆加重剂
在一些油、气井钻探时,一般使用的
钻井泥浆、粘土比重为25左右,水的比重为
1,因此泥浆比重较低,有时泥浆重量不能与地下油、气压力平衡,则造成井喷事故。
在地下压力较高的情况下,就需要增加泥浆比重,往泥浆中加入重晶石粉是增加泥浆比重的有效措施。
做钻井泥浆用的重晶石一般细度要达到325目以上,如重晶石细度不够则易发生沉淀。
钻井泥
浆用重晶石要求比重大于4.2,BaSO
4
含量不低于95%,可溶性盐类小于1%。
2、锌钡白颜料
锌钡白是一种常用的优质白色颜料,可作为油漆、绘画颜料的原料。
将硫酸钡加热,使用还
原剂就可还原成硫化钡(BaS),然后与硫酸锌(ZnSO
4)反应得到的硫酸钡和硫化锌的混合物
(BaSO
占70%,ZnS占30%)即为锌钡白颜料。
制取锌钡白的重晶石要求BaSO
含量大于95%,同时应不含有可见的有色杂物。
3、各种钡化合物
以重晶石为原料可以制造氧化钡、碳酸钡、氯化钡、硝酸钡、沉淀硫酸钡、氢氧化钡等化工
原料。
化学纯的硫酸钡是测量白度的标准;
碳酸钡是光学玻璃的重要原料,它向玻璃中引入BaO,
从而增大玻璃的折光率,并改善其它光学性能;
在陶瓷中用来配制釉料;
氯化钡是一种农用
杀虫剂;
硝酸钡用于焰火和玻璃工业中;
高锰酸钡是一种绿色颜料。
4、填料工业用重晶石
在油漆工业中,重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、强度及耐久性。
锌钡白颜料也用于制造白色油漆,在室内使用比铅白、镁白具有更多的优点。
油漆工业用重晶石要求有足够的细度和
较高的白度。
造纸工业、橡胶和塑料工业也用重晶石作填料,这种填料能提高橡胶和塑料的硬度、耐磨性
及耐老化性。
橡胶、造纸用重晶石填料一般要求BaSO
大于98%,CaO小于0.36%,不许含有氧化镁、铅等成分。
5、水泥工业用矿化剂
在水泥生产中采用重晶石、萤石复合矿化剂掺入对促进C
3
S形成、活化C
S具有明显的效果,熟料质量得到了改善,水泥早期强度大约可提高20~25%,后期强度约提高10%,熟料烧成温度由1450℃降低到1300±
50℃。
重晶石掺量为0.8~1.5%时,效果最好。
在白水泥生产中,采用重晶石、萤石复合矿化剂后,烧成温度从1500℃降至1400℃,游离Ca
O含量低,强度和白度都有所提高。
在以煤矸石为原料的水泥生料中加入适量的重晶石,可使熟料饱和比低的水泥强度,特别是早期强度得到大幅度的提高,这就为煤矸石的综合利用,为生产低钙、节能、早强和高强水
泥提供了一条有益途径。
6、防射线水泥、砂浆及混凝土
利用重晶石具有吸收X射线的性能,用重晶石制做钡水泥、重晶石砂浆和重晶石混凝土,用以代替金属铅板屏蔽核反应堆和建造科研、医院防X射线的建筑物。
钡水泥是以重晶石和粘土为主要原料,经烧结得到以硅酸二钡为主要矿物组成的熟料,再加适量石膏,共同磨细而成。
比重较一般硅酸盐水泥高,可达4.7~5.2。
强度标号为325~425。
由于钡水泥比重大,可与重质集料(如重晶石)配制成均匀、密实的防X射线混凝土。
重晶石砂浆是一种容重较大、对X射线有阻隔作用的砂浆,一般要求采用水化热低的硅酸盐水泥,通常用的水泥∶重晶石粉∶重晶石砂∶粗砂配合比为1∶025∶25∶1。
重晶石混凝土是一种容重较大,对X射线具有屏蔽能力的混凝土,胶凝材料一般采用水化热低的硅酸盐水泥或高铝水泥、钡水泥、锶水泥等特种水泥。
硅酸盐水泥应用最广。
常用的水泥∶重晶石碎石∶重晶石砂∶水的配合比为1∶454∶34∶05;
1∶544∶446∶0
6;
1∶5∶38∶02三种。
做防射线砂浆及混凝土的重晶石,BaSO4含量应不低于80%,其中含有的石膏、黄铁矿、
硫化物和硫酸盐等杂质不得超过7%。
7、道路建设
橡胶和含约10%重晶石的柏油混合物已成功地用于停车场,是一种耐久的铺路材料。
目前,重型道路建设设备的轮胎已部分地填充有重晶石,以增加重量,利于填方地区的夯实。
8、其它
重晶石和油料调和后涂于布基上制造油布;
重晶石粉用来精制煤油;
在医药工业中做消化道造影剂;
还可制农药、制革、制焰火等。
此外,重晶石还用作提取金属钡,用作电视和其它真空管的吸气剂、粘结剂。
钡与其它金属(铝、镁、铅、钙)制成合金,用于轴承制造。
第三章项目实施优势与风险
一、生产技术优势
本公司聘请毕业于80年代的中南大学选矿专业的高级工程师,根据该矿的矿石性质特点、经过各种工艺条件试验、流程对比试验、最终采用浮选工艺流程。
获得的选矿指标、重晶石精矿品位89%;
回收率:
80%±
。
工艺稳定,经济效益、环境效益显著。
二、资源优势
根据现有资料综合:
通过对不同标高(中段)平面图及矿体垂直投影图,了解矿体(带)的概况及该点断裂构造,矿带(体)的探索程度,为此计算矿体块段储量的计算表算出矿石储量在60万吨左右,矿石平均品位BaSO4为52.07%。
其品位变化系数小,稳定性好。
该矿具有独特的成矿类型,是国内少见的重晶石低温侧分泌型。
其特点是:
1、其成矿标高偏低在海拔140米以下;
2、矿带严格受断裂构造控制;
3、上部矿化比下部矿化好,即矿化向下有变好趋势,在东西向断裂带内矿化向西有变好的趋势;
4、重晶石品位高,矿石的利用率相当好。
三、厂址确定优势
1、重晶石矿开采选址在马迹塘镇黄土塘村银升坪地段,选矿生产线拟建于黄土塘村,交通便利,矿石运距合理。
2、拟选厂址依山伴水,不仅能利用山腰处建厂,利用自然高差实现物料的转运,节省能源,减轻对周围环境的影响。
选址地最高处山顶海拔高度达150m,公路连接生产区,周围2km内均为山地,无居住农户。
3、选址地山间有一小河自上而下绕山向北流去,该水域不仅可满足本项目用水需要,且排水去向经沂溪河20km流入资江,不会对资江水系造成影响。
4、选址地附近山头即有万伏高压线路,电力接入成本低。
5、当地政府及周围群众对项目均表示支持。
四、项目实施风险
1、项目实施的风险有市场风险,重晶石是重要战略资源,因产品价格受国际市场供求关系影响很大。
随国际石油行情的波动而变化,只要项目能尽快完善销售机制,顺应市场规律,是完全可以承受此市场风险的。
2、项目实施面临的另一风险是竞争风险。
由于重晶石应用的广泛,各类规格的品种五花八门,相互打价格竞争战。
这就要求我们加强企业管理,提高管理水平,降低管理成本,节约生产成本,以达到增强产品在市场竞争能力的目的。
第四章市场调查
一、产品应用领域
我国重晶石点多面广,资源丰富,现在多以生产原矿和粉矿为主,不仅经济效益欠佳,而且还没有可靠的销路。
因此,对重晶石进行深加工是开发重晶石矿的方向。
据有关资料,重晶石深加工后的几种产品——沉淀硫酸钡、硫化碱、硫酸钡现在销路很好,是一种很有发展前途的工业。
中国是世界重晶石最大出口国。
20世纪90年代重晶石及其产品年出口量一般为150万t。
2000年以后重晶石及钡盐出口量为200万t,其中重晶石170万t,钡化工产品30万t,仅河北辛集化工集团就达15万t。
主要出口到美国、荷兰、日本和韩国等。
中国不进口重晶石,只进口少量精细钡化工产品。
1980年前后美国还是一个主要依靠自己生产重晶石的国家,如今产量不到原来的一半,为40万t左右,2000年中国向美国出口120万t。
2002年美国进口150万t,90%来自中国。
中国重晶石需求呈增长态势,年供应总量350-400万t,全部来源于国内自产。
国内重晶石年消费量约150-200万t,其中用于油气勘查70-80万t,占总消费量的40%左右;
用于钡化工产品80-110万t,约占50%;
其他用项10余万t,约占10%。
根据国内化工、石油与其他需求,中国今后几年重晶石需求量预测为:
2005年240万t,2006年265万t,以每年递增10%的速度增长。
出口用量到2006年将达到250万t。
我国重晶石矿产资源丰富,质量优异。
现保有储量和生产能力完全可以保证2010年国家经济建设发展和对外出口的需要,开发前景非常广阔。
同时我们也应加强矿产的深加工,提高产品技术含量,扩大产品出口比重,提高外贸出口竞争能力。
二、市场分析和价格测算
中国重晶石年供应总量250~300万t,全部来源于国内自产。
国内重晶石年消费量约120~130万t,其中用于油气勘查的70~80万t,占总消费量的60%±
;
用于钡化工产品40~50万t,约占30%;
90年代重晶石及其产品年出口量一般为150~200万t。
1996年重晶石及钡盐出口量205.8万t,出口金额1.21亿美元,其中重晶石186万t,钡化工产品19.8万t,主要出口国有美国、荷兰、日本和韩国等。
中国进口重晶石量甚微,仅进口少量钡化工产品。
1996年中国重晶石及其产品国际贸易情况见表。
中国重晶石及其产品国际贸易情况表
品名
数量(t)
金额(万美元)
主要进口来源和出口对象
进口
出口
重晶石
47.4
1,860,267.7
1.6
5,784.1
进口:
加拿大,出口:
美国、荷兰、日本、韩国等
碳酸钡
434.6
113,171.2
69.2
3,310.8
俄罗斯、中国台湾、日本;
出口:
日本、荷兰、新加坡等
氯化钡
9.5
17,846.3
262
461.5
日本;
日本、韩国、中国台湾
硫酸钡
702.2
12,026.1
62.5
292.8
中国台湾、德国;
围国、日本、中国台湾等
立德粉
96.9
54,747.8
5.4
2,253.4
中国台湾、美国;
埃及、罗马尼亚、印度尼西亚
中国重晶石需求基本稳定,增长缓慢。
重晶石产量稳中有升,能够充分保证需求。
出口量视供需情况而调节。
总体上重晶石供需基本平衡。
根据国内化工、石油与其他需求,中国2000~2010年重晶石需求量预测为:
2000年305万t,其中化工用量55万t,油气用量112万t,其他17万t,出口量120万t;
2010年385万t,其中化工用量85万t,石油用量175万t,其他25万t,出口用量100万t。
我国重晶石矿产资源丰富,质量优异,现保有储量和生产能力完全可以保证2010年国家经济建设发展和对外出口的需要。
第五章项目实施方案
一、产品方案
重晶石是以硫酸钡(BaBo4)为主要成分的非金属矿产品。
纯重晶石显白色、有光泽,由于杂质及混入物的影响也常呈灰色、浅红色、浅黄色等。
重晶石的硬度为3~3.5(莫氏),比重为4.2~4.5,具有比重大、硬度低、性脆的特点。
重晶石化学性质稳定,不溶于水和盐酸,遇盐酸不起泡,无磁性和毒性,具有广泛的工业用途。
由于用途的不同,要求供应的品种和品位要求就不同,随着该项目的开发,可生产不同规格和标准的产品,以满足市场需求。
二、产品技术标准
重晶石具有化学惰性强,稳定性好,耐酸碱,硬度适中,高比重,高白度,能吸收有害射线等优点.是一种具有环保功能的材料,因此,广泛用于各种涂料,中高档油漆,工程塑料,医药合成化工,橡胶,造纸,陶瓷,化妆品等领域。
(1)涂料,油漆工业:
可作为涂料油漆的填料替代沉淀硫酸钡,立德份,钛白粉,活性,氧化硅等价格较高的原料,适合控制油漆的粘稠度,是产品色泽光亮,稳定性好。
(2)塑料工业:
可用于塑料ABS原料的填料,使产品光泽亮丽,同时还可以提高产品强度,钢度和耐磨性。
(3)橡胶工业:
用于橡胶工业500目以下产品可大量用于橡胶制品作为填料,降低成本,提高制品硬度,耐酸碱性和耐水性等,并对天然橡胶和合成橡胶有良好的补强作用。
(4)医药工业:
可作为肠胃藻影的钡餐原料,还可用于膏药和剂药的填料,增加药品的包质期。
(5)造纸工业:
高细度的重晶石粉可由于白板纸,铜版纸的填料和涂布填料,以提高白度,提高表面覆盖率。
重晶石产品根据其用途,有不同的规格及质量要求。
石油钻井用重晶石粉
我国油田钻井用重晶石粉的质量要求列于表1
表1
石油钻井用重晶石粉的质量要求
项
目
指
标
备
注
密度,g/cm3
≥4.2
细度,—200目%
—325目%
≥97
≥85~90
水溶物,%
≤0.1
粘土效应,Pa·
s
≤0.125
加1%石膏前后的视粘度
硫酸钡含量,%
≥90
重晶石粉的国家标准已制定,水溶性盐(按钙计算)不大于250PPm;
200目筛余量不大于3%,325目筛余量不大于5%。
化工用重晶石
化工用重晶石分为三级,要求的指标是:
BaSO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3和水溶性盐的含量,详见表2。
表2化工用重晶石的品级划分
品级
指标,%
BaSO4
SiO2
Fe2O3
AL2O3
水溶性盐
Ⅰ
95
<1.5
<1
<0.3
Ⅱ
90
<2.5
<2
<1.0
Ⅲ
85
1.0
其它部门用重晶石粉
油漆、橡胶填料、普通玻璃、锌钡白生产用重晶石粉的质量要求列于表3。
表3油漆等用重晶石粉的质量要求
用途
要求指标
备注
BaSO4%
CaCO3%
Fe2O3%
通过粒度,目
油漆
90-95
0.05
<325
要求洁白度高
橡胶填料
>98
<0.36
微量
不允许含有Mn、Cu、Pb杂质
普通玻璃
>96
<0.1
<0.2
60
SiO2<1.5%,Al2O<0.15%
生产锌钡白
95-98
SiO2<1%,Al2O3越少越好
国际贸易产品品级
在国际贸易中,一般根据不同用途将重晶石分为三个品级,详见表4。
表4国际贸易产品品级
级别
要求指标
钻井级
密度≥4.2g/cm3,BaSO4≥92%,200目筛余量小于3%,325目筛余量小于5%
化工级
BaSO4≥95%,Fe2O3和SrSO4含量不超过1%,氧化硅和氧化钙只允许有微量
油漆级
洁白度高,细度至少通过325目
重晶石产品标准及其生产具体指标:
品名
项目
325目
500目
800目
1250目
A级
B级
BaSO4
%
93-97
90-93
SiO2
1.38
2
Fe2O3
0.03
AI2O3
0.12
0.15
SrSO4
0.37
0.4
比重
4.3
4.2
白度
90-95%
粒径D97
45um
25um
15um
10um
防射线水泥、砂浆及混凝土
第六章技术方案
一、矿产特点与选矿方法
重晶石选矿方法的选择受矿石类型、原矿性质、矿山规模,以及用途等的影响。
目前采用的主要选矿方法如表所示。
一般残积型矿石容易选,因此,优先选用重选方法;
沉积型矿石以及与硫化矿、萤石等伴生的热液型矿石,除重选外,还要采用浮选方法;
重晶石浮选一般采用的阴离子捕收剂:
脂肪酸盐、石油磺酸盐或硫酸盐等。
重晶石的主要选矿加工方法
选矿方法
选矿原理
应用范围
手选
重晶石与伴生矿物的颜色,密度等差别
选出块状重晶石
重选
重晶石与伴生矿物的密度差异
包括洗矿、脱泥、筛分、跳汰、摇床等工艺方法多用于残积型矿石
浮选
重晶石与伴生矿物的表面物理化学性质的差异
常用于沉积型重晶石矿以及与硫化矿、萤石等伴生的热液型重晶石矿石
磁选
重晶石与氧化铁类矿物的磁性差异
主要用于除掉氧化铁类矿物杂质
二、工艺流程
残积型重晶石矿的选矿工艺流程:
残积型重晶石矿一般用重选方法进行选别,即经洗矿、破碎、筛分后用跳汰或其他重选方法选出重晶石精矿。
残积型重晶石矿重选原则流程
沉积型和热液型重晶石矿的选矿工艺流程,对于沉积型和热液型重晶石矿,用重选方法仍然满足不了用户的要求,需要再采用浮选。
特别是当重晶石与方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等硫化矿以及萤石、方解石等共生时,只有用浮选方法才能有效地将其分离。
目前,我国重晶石矿山,选矿工艺不完善,多数矿山只进行手选和洗矿,跳汰,工艺流程比较简单,一般经过一次洗矿、两段破碎、一段跳汰分选产出重晶石精矿。
一般手选产品品位可大于92%。
机械选矿产品品位可达88.85%。
大部分产品尚未达到钻井级质量要求。
国外典型的重晶石选矿厂
马科公司九哩谷选矿厂(美)
美国加里福尼亚州帕腊芒特地区的马科公司九哩谷选矿厂用重力选矿方法选别钻井用的重晶石,选矿工艺流程及设备联系图如图5所示。
原矿由70%的硫酸钡和20%的硅砂组成,采用复式跳汰机进行选别。
跳汰作业的条件为;
冲程25mm,转数25r/min,钢粒直径6mm。
跳汰机给矿平均密度为3.8g/cm3,精矿密度为4.2g/cm3,尾矿密度为3.25g/cm3,精矿回收率为60%。
马科公司哩谷选矿厂的重晶石选矿流程1—矿仓;
2—板式给矿机;
3—颚式破碎机;
4—皮带运输机;
5—振动筛(筛孔10mm);
6—圆锥破碎机;
7—提升机;
8—带式过滤机;
9—跳汰机;
10—脱水分级机;
11—砂泵;
12—耙式分级机;
13—沉淀池;
14—泵;
15—贮水槽。
三、浮选工艺流程图
原矿
X
抑制剂
捕收剂
重晶石粗选
重晶石精1
重晶石扫选1
中矿
重晶石精2
扫选2
顺
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