重晶石是以硫酸鋇(BaSO4)為主要成分的非金屬礦產(chǎn)品，純重晶石顯白色、有光澤，由于雜質(zhì)的混入顯示灰色、淺紅色、淺黃色等。重晶石系硫酸鹽礦物，屬于自然界分布最廣的含鋇礦物。重晶石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水和鹽酸，無(wú)磁性和毒性。

硫酸鋇晶胞中的鋇原子可被其他元素完全類(lèi)質(zhì)同象代替，比如被鍶元素取代，形成天青石；被鉛部分替代，形成北投石（因產(chǎn)自臺(tái)灣北投溫泉而得名）。正交（斜方）晶系，晶體常成厚板狀。

重晶石屬于混合物，必須對(duì)重晶石進(jìn)行提純才可獲得純的硫酸鋇，因此重晶石中硫酸鋇的分析檢測(cè)方法顯得尤為重要。以下對(duì)重晶石中硫酸鋇的幾種最新的常用檢測(cè)方法進(jìn)行簡(jiǎn)介。

1、硫酸鋇重量法

硫酸鋇重量法以稱(chēng)重反應(yīng)生成的硫酸鋇的方式測(cè)定硫酸鋇量。主要有以下幾種方法。

1.1 酸溶快速重量法

王永青等^[1]稱(chēng)取一定量（質(zhì)量為m）的重晶石礦粉，用王水及氫氟酸溶液對(duì)重晶石進(jìn)行溶解，獲得可溶性鹽類(lèi)，再用鹽酸和氯化銨混合液溶解硫酸鋇，最后獲得純的硫酸鋇（質(zhì)量為n），用n/m即可表示重晶石中硫酸鋇的含量。研究表明，此法簡(jiǎn)單、快速，相對(duì)偏差較小，其工藝過(guò)程如下：

圖2  酸溶快速重量法

1.2 三酸溶礦快速重量法

李賽峰等^[2]人利用鹽酸、硝酸、氫氟酸溶液，對(duì)重晶石進(jìn)行溶解，再通過(guò)后處理獲得了重晶石中的硫酸鋇，此法方便、簡(jiǎn)單、快速，精密度和準(zhǔn)確度較理想，其過(guò)程如下：

圖3  三酸溶礦快速重量法

1.3 碳酸鈉-氧化鋅半熔分解重量法

陳奎^[3]利用碳酸鈉-氧化鋅半熔法分解試樣，以重量法測(cè)定了重晶石中的鋇含量，間接測(cè)得硫酸鋇含量。其實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖4所示。

圖4  碳酸鈉-氧化鋅半熔分解重量法

2、鉻酸鋇容量法

鉻酸鋇容量法通過(guò)滴定鉻酸根離子間接測(cè)定硫酸鋇含量。

李蓉等^[4]采用鉻酸鋇容量法及電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）對(duì)含鉛重晶石中硫酸鋇的含量進(jìn)行了測(cè)定，研究表明：鉻酸鋇容量法測(cè)定硫酸鋇的范圍為10%~99.9%，應(yīng)用于重選硫酸鋇試驗(yàn)回收，平衡效果良好，其主要的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

圖5 鉻酸鋇容量法檢測(cè)重晶石中硫酸鋇的含量

3、其他新方法

以上的稱(chēng)重法或者容量法，在使用過(guò)程中均導(dǎo)致部分硫酸根或者鈣流失，檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差，而實(shí)際中要求越來(lái)越高，因此出現(xiàn)了很多新型的方法，本文簡(jiǎn)要介紹以下幾種。

3.1 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-OES)

毛香菊等^[5]用稀鹽酸低溫溶解試樣，再采用高溫熔融-熱水浸取得方法處理沉淀，最后用HNO3-HClO4溶解，以電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）測(cè)量樣品溶液中的鋇元素含量，利用硫酸鋇化學(xué)式反算重晶石中硫酸鋇的含量。其試驗(yàn)流程如下：

圖6 ICP-AES測(cè)定硫酸鋇含量

3.2 X射線熒光光譜法(XRF)

陳景偉等^[6]利用熔融制樣的方法，對(duì)試樣采用X射線熒光分析，并稱(chēng)取一定量的硫酸鋇等物質(zhì)配成標(biāo)準(zhǔn)溶液，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線用于對(duì)比分析。其試驗(yàn)過(guò)程如下：

圖7 XRF分析法

3.3 能量色散X射線熒光光譜法

黃玉龍等^[7]對(duì)粉末壓片的重晶石試樣，進(jìn)行了能量色散X射線熒光分析，并通過(guò)對(duì)試樣的研磨時(shí)間、壓片的壓力、保壓時(shí)間、稱(chēng)量等因素進(jìn)行了條件試驗(yàn)，確定了取樣條件，并用強(qiáng)度校正法進(jìn)行了校正，結(jié)果表明，此法具有準(zhǔn)確度高，過(guò)程簡(jiǎn)單，耗時(shí)短等優(yōu)點(diǎn)。其試驗(yàn)過(guò)程如下：

圖8 能量色散X射線熒光測(cè)量法

4、重晶石的最新應(yīng)用方向

利用重晶石的比重大，在鉆井行業(yè)，常用于調(diào)節(jié)泥漿的比重；利用其白色耐久性，在涂料、油漆、橡膠、造紙等領(lǐng)域，常作為填料用于調(diào)節(jié)其材料的力學(xué)性能、美白性能。重晶石除了以上的應(yīng)用方向外，最新的應(yīng)用方向如下：

4.1 土壤測(cè)試

土壤的pH值和其他土壤質(zhì)量的測(cè)試使用有色指示劑，土壤中的小顆粒（通常是粘土）能使試驗(yàn)混合物云霧化，使其難以看到指示劑的顏色。而硫酸鋇與這些顆粒結(jié)合，使它們更重，所以它們落到底部，達(dá)到土壤測(cè)試的目的。

4.2 造影劑

醫(yī)學(xué)中的X射線成像及其他診斷時(shí)，所說(shuō)得“鋇餐”即是硫酸鋇，雖然鋇元素是一種重金屬，而且它的水溶性化合物通常毒性很高，但硫酸鋇溶解度很低，保護(hù)病人不能吸收有害的金屬，同時(shí)硫酸鋇也容易排出體外。由于鋇原子數(shù)比較高。它的化合物更能吸收X射線。

4.3 輻射測(cè)量

利用硫酸鋇對(duì)金屬材料的高反射率及其近瑯勃特性，采用硫酸鋇（有時(shí)也用聚四氟乙烯）對(duì)球體內(nèi)表面進(jìn)行涂層，可以獲知輻射量的大小。

作者：Avlon

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[3] 陳奎. 重晶石礦中硫酸鋇含量測(cè)定方法的優(yōu)化[J]. 世界有色金屬，2016:51-53.

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[5] 毛香菊，倪文山，肖芳，等. 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定重晶石選礦流程樣品中硫酸鋇[J]. 冶金分析，2016,36（9）：47-51.

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