中国粉体网讯 重晶石的主要成分为 BaSO4， 是一种重要的无机化工产品，在国家经济安全领域具有重要作用，被美国、欧盟等世界主要经济体列为关键矿产。
重晶石的应用
重晶石：战略地位高，具有不可替代性
重晶石作为一种战略性非金属矿产资源，80%～90%用作石油和天然气钻井泥浆的加重剂。
在油井及油气混合井钻探过程中，为应对高压地层和稳定井壁，需在钻井泥浆中加入加重剂以提高钻井液和完井液密度。加重材料需要具备自身密度大、磨损性小、易粉碎、惰性强、不溶于钻完井液、不与钻完井液中其它组分发生作用等物理化学性状。目前，市场上高密度钻井液加重材料除了重晶石粉之外，还有石灰石粉、铁矿石粉、钛矿石粉、方铅矿粉和四氧化锰复配粉等5种，但这5种材料都不能完全替代重晶石粉。重晶石一直是油井及油气混合井钻（完）井液加重剂、钡化工及防核辐射等军工原材料的最优选择，战略性地位明显。
美国重晶石高度依赖中国
重晶石在世界范围内分布较为广泛。据美国地质调查局2021年矿物产品综述数据显示，目前已探明的重晶石矿物资源储量约4亿t。
2020 年世界重晶石资源储量分布图
2020年全球重晶石产量为750万t，其中中国产量为250万t，占全球总产量的33%，位居世界第一。
2020 年世界重晶石产量分布
长期以来，美国一直是世界第一大重晶石进口国和消费国，2012—2018年平均进口量为世界总量的30%，平均对外依存度高达82%，其中有近七成源自于中国。
如何高效、高值利用重晶石值得深思
一方面，重晶石是我国的优势矿种并且被欧美等发达国家高度依赖。它具备在国际贸易中发挥更大作用的未来可能性，需要被高度重视并制定科学合理的产业发展规划。
另一方面，我国重晶石资源的开发利用现状存在众多问题，如资源的过量消耗、长期的粗放式增长、开采使用过程中的浪费以及回收率低等。
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，拓展应用
重晶石的高值利用需要从选矿、提纯、改性等工艺上加强研究。尤其表面改性，已成为提升重晶石性能并拓展其应用范围的重要手段。
天然重晶石与有机材料之间物理化学结构和性质有着显著的差异，两者的表面性质不同导致重晶石矿粉作为填料时难以有效地分散于有机材料中，从而难以发挥重晶石颗粒的优良特性，并影响复合材料的机械性能。为实现资源的高效利用，业内加强对重晶石的表面改性研究，使其具有新的功能与用途，提高重晶石矿物的利用价值。
目前，用于重晶石的改性方法主要有表面化学包覆法、机械力化学法、化学沉积法等。
表面化学包覆法是利用化学作用将改性剂均匀稳定地包覆在颗粒表面，从而改变颗粒表面特性的方法。
表面化学包覆法改性重晶石机理
特点：工艺较复杂，但效果较好。因此，要使该方法得到大规模的应用，需要进一步优化其工艺并提高包覆效果。
机械力化学法主要是利用机械作用力激活颗粒表面，促使颗粒与改性剂发生化学反应从而实现颗粒表面的包覆。
机械力化学法改性重晶石机理
特点：工艺相对简单，生产成本低，在实际应用中得到了广泛的应用，主要适用于颗粒较大的重晶石，但对于颗粒较小的纳米重晶石，使用单一的机械力化学改性效果不佳。进一步提高粉体与改性剂在改性过程中的作用均匀性并降低改性剂用量，通过与其他改性方法联合使用提高包覆效果，引入新型改性设备简化工艺、降低能耗、提高改性过程环保性，如：气流磨、蜂巢磨，将是机械力化学改性的发展方向。
化学沉积法是通过加入改性剂或沉淀剂在颗粒表面进行沉淀反应，经洗涤、过滤、干燥、焙烧等步骤，从而在颗粒表面牢固地形成包覆膜，从而改善颗粒的光、电、磁、热等性能。
化学沉积法改性重晶石机理
特点：该方法主要适用于无机表面改性剂的改性，但反应过程不易控制而获得均匀的包覆层。因此，需要进一步探索化学沉积过程中影响其沉积均匀性的工艺条件及其影响机理，提高其过程的可控性。
小结
表面改性为生产高附加值、功能性重晶石产品提供了途径。化学表面包覆法工艺复杂，机械力化学法主要适用于颗粒较大的重晶石，化学沉淀法反应过程不易控制，复合改性工艺因其能弥补单一改性工艺的不足逐渐成为重晶石改性的发展方向。随着对重晶石产品的环保化、绿色化、纳米化、功能化要求的提高，需要进一步开发及优化重晶石表面改性的方法和改性剂。
参考资料：
姜雅等.关于将重晶石列为战略性矿产的原则分析
刘洋等.重晶石资源现状及选别技术研究进展
朱福生等.重晶石表面改性研究进展
姜雅等.中美贸易关系中重晶石资源作用分析
陈思雨等.我国重晶石选矿与提纯研究现状及展望
王洋等.重晶石资源现状及材料化应用
（中国粉体网编辑整理/黑金）
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