天青石

简介

中国江苏溧阳爱景山天青石脉状矿床是亚洲最大的锶矿产地。 矿产名称:天青石;

主成分

化学成分:SrSO4，含锶的矿石 ;成分Sr(SO4)，含Sr45%~47%，有时含钡和钙。;(Sr、Ba)SO4。Sr含量大于Ba，可含Pb、Ca、Fe等元素。

晶系:斜方晶系

结晶习性:呈板状或柱状和片状晶体，斜方双锥晶，板状晶体。完好晶体少见，多为集合体，呈锺乳状、结核状、纤维状、细粒状

颜色:蓝、绿、黄绿、橙色或无色;浅蓝灰色，有时为无色透明。

光泽与透明度:玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽，透明至半透明

光性:二轴晶，正光性

折射率:1.619~1.637;双折射0.018

多色性:弱

吸收光谱:不明显

解理:解理平行底面{001}完全，两组完全解理，平行斜方柱{210}中等。

摩氏硬度:3.0~3.5

密度:3.97~4.0g/cm^3

产出

主要产于白云岩、石灰岩、泥灰岩和含石膏粘土等沉积岩中。产于热液矿床和沉积矿床中。

用途

用于提炼锶和製备锶化合物 ，，製作显像管的萤幕、红色焰火和信号弹等。

矿石特征

与重晶石形成完全类质同象系列，富含钡的称为钡天青石。常呈厚板状或柱状晶体，多为致密块状或板状、粒状集合体。质纯时无色透明，有些带浅蓝或蓝灰色调，条痕白色，玻璃光泽，透明至半透明。三组解理完全，夹角等于或近于90°。摩氏硬度3-3.5，比重3.9-4.0。灼烧天青石碎片时火焰为深紫红色。

沉积形成的天青石与碳酸盐和石膏伴生，热液成因的天青石常以矿脉产出。中国江苏溧阳爱景山天青石脉状矿床是亚洲最大的锶矿产地。天青石主要用于製造碳酸锶以及生产电视机显像管玻璃等。

矿物组成

(1)海相粘土--碳酸盐沉积型

矿石矿物组合为天青石、碳酸锶矿。SrSO4最高可达92%。矿石呈块状、结核状、条带状、放射状。

(2)海相、海陆相硫酸盐沉积型:

矿石矿物组合为天青石、方解石、白云石、石膏、重晶石。SrSO45.5~90%，BaSO40.4~8%。矿石呈块状、条带状、条纹状。

(3)陆相硫酸盐沉积型:

矿石矿物组合有天青石、石膏，含白云石、粘土岩、石灰岩等杂质。含矿率0.46~11.53kg/m3，SrSO44.7~87%。矿石呈结核状、块状、浸染状、层纹状。

(4)沉积--热卤水热液型:

矿石矿物组合为天青石、菱锶矿 、方解石、石英及少量萤石、黄铁矿。SrSO42.0~90%。BaSO41~50%。矿石呈块状、条纹状、条带状、网脉状。

(5)硫化物--天青石矿物型:

与铅、银、锌、汞等矿物共生。含少量至50%左右天青石。矿石呈块状、脉状、浸染状。

(6)火山岩--热液型:

矿物组合为天青石、高岭石、石英、赤铁矿、菱锶矿、重晶石、萤石、磷灰石。SrSO43.0~90%，BaSO42~60%。矿石呈块状、胶结状、浸染状。

(7)表生风化淋滤型:

矿物组合为天青石、菱锶矿、重晶石、碳酸盐。SrSO41.0~66%，BaSO40.7~0.76%。矿石呈块状、胶结状、皮壳状。

矿物特征

天青石的化学分子式为SrSO4，是自然界中最主要的含锶矿物。天青石的理论化学组成为SrO 56.4%，SO3 43.6%，但有时天青石中的Sr为Ca或Ba部分代换，生成类质同象钙天青石或钡天青石。天青石属斜方晶系，单个晶体常呈板状或柱状，集合体呈粒状、纤维状、结核状等。纯凈的天青石晶体呈浅蓝色或天蓝色，故称天青石，有时为无色透明，当有杂质混入时呈黑色。天青石为玻璃光泽，解理面具有珍珠状晕影，条痕白色，性脆，莫氏硬度为3~3.5。密度3.97~4.0g/cm^3。

矿床类型

成因型

天青石矿床按其成因可分为沉积型、层控型、岩浆--热液型和次生淋滤型等四种类型。

工业型

工业类型主要有:①海相粘土--碳酸盐沉积型;②海相、海陆相硫酸盐沉积型;③陆相硫酸盐沉积型;④沉积--热卤水热液型;⑤硫化物--天青石矿物型;⑥火山岩--热液型;⑦表生风化淋滤型。

矿产分布

我国天青石矿发现的矿点和探明的蕴藏量不多，保有储量3293万吨(载至1994年底)，天青石矿床主要分布在山东嘉祥、重庆、江苏，还有贵州、内蒙古、青海、新疆、湖北、湖南、陕西、吉林、辽宁、甘肃等省。正在开採的天青石矿床有重庆合川干沟，江苏溧水县爱景山等。

工业指标

天青石矿石的一般工业要求，见表1

天青石在山东嘉祥有广泛的储藏量。现已开发利用，加工成石雕、板材等，远销全国各地。

特徵用途

工艺特徵

天青石锶化学产品具有以下主要工艺特徵:

(1)吸收射线:碳酸锶可以吸收较高的γ射线，并可改善玻璃的折射率;(2)助熔融性:氧化锶加上碳酸盐、钡及氧化钙等组分后能改善玻璃物料的熔融性能，增加流动性;

(3)着色性:锶的硝酸盐可发出鲜红颜色。

主要作用

天青石矿主要用于加工成锶的碳酸盐和硝酸盐，其中90%以上用于生产碳酸锶。碳酸锶的最主要的用途是生产彩电显像管的荧光屏玻璃，这是因为锶能吸收X射线。其次用于製造特种玻璃，还可用于冶炼时的脱铅剂。锶的硝酸盐是红色烟火和信号弹的着色剂。极少量的锶化合物用于润滑脂、陶瓷釉料和葯品方面。

在世界消耗量中按用途锶的化合物大致分配见表2。

工艺技术

利用技术及流程

品位高的天青石矿床，开採后一般不需加工或只需经过简单手选后，即可达到商品天青石矿的要求(含SrSO49.0%以上)，可以以块状物或磨粉后出售。

对于伴生有石膏、方解石、石英、褐铁矿和粘土矿物的天青石矿，可以先进行洗矿或擦洗，使粘土矿物碎解。由于天青石与脉石(以无水石膏为例，其密度为2.93g/cm3)的密度差较大，如果嵌布粒度又较粗，可以用分级重选方法(重介质振动溜槽、跳汰或摇床)回收。对于细粒嵌布的天青石或重选的中矿、尾矿内的天青石，则可用浮选方法回收。

天青石选矿试验原则工艺流程见图1示(略)。

开发生产实例

(1)爱景山天青石矿:

该矿位于江苏省溧水县，矿床赋存于晚期火山岩中，属中低温热液充填矿床。有用矿物为天青石，伴生矿物为高岭石、石英、长石及褐铁矿等。天青石呈半自形板状与薄片状，集合体可达100mm粗大晶块，也有一部分为细粒状。原矿多元素分析见表3。

为露天开採，只进行筛分、手选等简单加工后出售。

试验室选矿试验原则流程见图1(略)。原矿经破碎后小于12mm，大于1mm粗粒级部分分级进行跳汰选;小于1mm细粒级部分分级用摇床选别，可得综合指标为:精矿产率45.38%。精矿品位(SrSO4)86.12%，回收率83.31%。经过跳汰、摇床选别后的中矿，经磨矿后再进行浮选，可得到较高的指标。浮选过程中需注意分散矿泥和抑製褐铁矿，用Na2CO3和Na2SiO3调浆后，pH值最好控製在8~9.5之间。在用油酸作捕收剂时，矿浆温度要高于25℃。此外，浮选流程的结构对精矿质量的影响也较大。当浮选进料作为100%时，浮选精矿的产率为44.50%，品位(SrSO4)86.04%，回收率95.68%。

(2)盐井沟天青石矿

该矿位于重庆市合川区，为一大型沉积矿床，其中有用矿物为天青石，脉石矿物为白云石、方解石、石英等。因为天青石的嵌布粒度较粗，在可选性试验时採用重选法回收。原矿破碎至2.5~1mm后进行筛分分级。2.5~1mm和1~0.4mm两个粒级用跳汰粗选、摇床精选;-0.4mm粒级经水力分级和水力旋流器脱泥(溢流粒度为0.02mm)分为四个粒级，直接用摇床选别。重选后，可由含SrSO4 70.41%的原矿，获得含SrSO4 92.12%、回收率83.56%的高品位精矿和含SrSO4 85.17%、回收率4.27%的低品位精矿。

原矿化学多项分析见表4，主要组成矿物的一般嵌布粒度见表5。选矿工艺原则流程如图2示。(略)

质量标準

原料的影响

矿石品位决定加工方法及产品的纯度。碳还原法生产碳酸锶适用于採用低品位天青石，复分解法适合高品位矿石，不同加工方法，产品纯度不同，各存在优缺点。

伴生元素，如硷土元素、杂质铁、硫等在产品套用过程中容易混成混合物，影响质量。

国家标準

我国多以天青石为原料生产碳酸锶，对天青石精矿质量尚无统一的标準。

部颁标準

对于直接出口的天青石矿，中国五金矿产进出口公司曾对其质量作过如下暂行规定:

SrSO4≥92%;

-200目筛余量≤6.5%(-80目亦可考虑);

钡盐(BaSO4)<4%;

钙盐(CaSO4)<4%;

杂质<2%。

企业标準

各厂家对矿石的质量尚无统一要求，仅以矿石品位高低计价。

另外，美国对天青石矿的规格要求为:SrSO4不少于96%、CaSO4不大于0.5%，BaSO4不大于2%。一般範围为SrSO4含量在94~97%。

发展趋势

开发利用现状

我国天青石矿矿石品位(以SrSO4计)不高，生产矿山更少。青海、云南的天青石矿难于开採，内蒙的天青石矿有小量开採，但由于原矿品位较低(含SrSO4 40%)、运输困难、价格昂贵，无法继续生产，已于1977年停产。只有重庆合川和江苏溧水两天青石矿，开採前景广阔。

重庆合川盐井沟天青矿石，1962年开採，原矿含SrSO4 60%。所採矿石大部分为自用，少量供给上海和天津的化工厂，以生产碳酸锶。

江苏溧水爱景山天青石矿，1972年开採，原矿含SrSO4 54.46%，有害杂质BaO平均为1.7%、CaO平均为0.34%，是一大型锶矿床。所採矿石就地销售给溧水化工厂，亦用于生产碳酸锶。

应加强选矿加工技术研究，降低成本，使难选与低品位资源开发利用成为可能，还要加强探矿工作，扩大资源量。

市场前景

国际市场对锶矿物的需求量越来越大，开发我国的天青石矿产资源具有广阔的前途。加强选矿工艺研究，提高产品质量，降低生产成本，充分利用矿产资源是合理的发展方向。

部分天青石矿区禁採，使得天青石的发展情况堪忧。山东嘉祥地区受影响较为明显。天青石的发展该何去何从?