天青石

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。

基本介紹

• 中文名：天青石
• 外文名：celestite
• 類別：硫酸鹽礦物
• 化學式：SrSO4
• 顏色：藍、綠、黃綠、橙色、淺藍灰色等
• 晶系：斜方晶系
• 硬度：莫氏3.0-3.5
• 套用：製造碳酸鍶以及顯像管玻璃等
• 分布：白雲岩、石灰岩、泥灰岩等
• 密度：3.9~4.0g/cm^3
• 光性：二軸晶，正光性
• 折射率：1.619~1.637；雙折射0.018

簡介

主成分

化學成分：(Sr, Ba)SO₄，其中Sr含量大於Ba含量，可含有Pb、Ca、Fe等元素。

晶系：斜方晶系

結晶習性：呈板狀或柱狀和片狀晶體，斜方雙錐晶，板狀晶體。完好晶體少見，多為集合體，呈鐘乳狀、結核狀、纖維狀、細粒狀

顏色：藍、綠、黃綠、橙色或無色；淺藍灰色，有時為無色透明。

光澤與透明度：玻璃光澤，解理面呈珍珠光澤，透明至半透明

光性：二軸晶，正光性

折射率：1.619~1.637；雙折射率0.018

多色性：弱

吸收光譜：不特徵

摩氏硬度：3.0~3.5

密度：3.9~4.0g/cm³

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，製作顯像管的螢幕、紅色焰火和信號彈等。

礦石特徵

與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。SrSO₄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。SrSO₄5.5~90%，BaSO₄0.4~8%。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/m³，SrSO₄4.7~87%。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。SrSO₄ 2.0~90%。BaSO₄ 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。SrSO₄ 3.0~90%，BaSO₄ 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。SrSO₄ 1.0~66%，BaSO₄ 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SrSO₄，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。純淨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/cm³。

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。

礦產分布

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），天青石礦床主要分布在山東嘉祥、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、鋇及氧化鈣等組分後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螢光屏玻璃，這是因為鍶能吸收X射線。其次用於製造特種玻璃，還可用於冶煉時的脫鉛劑。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，開採後一般不需加工或只需經過簡單手選後，即可達到商品天青石礦的要求（含SrSO₄9.0%以上），可以以塊狀物或磨粉後出售。

對於伴生有石膏、方解石、石英、褐鐵礦和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/cm³）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、硫等在產品套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：

SrSO₄≥92%；

-200目篩餘量≤6.5%（-80目亦可考慮）；

鋇鹽（BaSO₄）<4%；

鈣鹽（CaSO₄）<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：SrSO₄不少於96%、CaSO₄不大於0.5%，BaSO₄不大於2%。一般範圍為SrSO₄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SrSO₄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SrSO₄ 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SrSO₄ 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SrSO₄ 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。