二氧化硅杂质对重晶石碳热还原反应的影响及其相变行为分析

张煜^1,2，聂登攀^1,3，曹建新^1,2

1. 贵州大学资源与环境工程学院2. 贵州大学化学与化工学院3. 贵州民族大学化学工程学院

摘 要：二氧化硅（SiO₂）是重晶石矿中的主要杂质,本工作以贵州镇宁重晶石矿为研究对象,对SiO₂在重晶石中的赋存状态及其对重晶石碳热还原反应的影响进行了研究,并采用XRD物相分析结合HSC热力学分析对SiO₂在重晶石碳热还原过程中的相变行为进行了探讨。结果表明:重晶石中SiO₂主要以独立矿物石英的形式与硫酸钡伴生,并存在少量SiO₂以硫酸钡包裹体和隐晶质存在。SiO₂对重晶石碳热还原反应的影响主要是以独立矿物形式存在的SiO₂影响为主,在重晶石碳热还原过程中,SiO₂杂质分散在体系中,由石英相向鳞石英相及方石英相转变,对体系传热、传质形成一定阻碍,使得体系最佳反应温度升高约100℃。同时,SiO₂晶型重构过程活性高,使其易与体系中钡盐反应生成BaSiO₃及Ba₂SiO₄,从而导致体系硫化钡转化率降低,酸溶性钡转化率增大。

关键词：重晶石;二氧化硅杂质;赋存状态;碳热还原;相变;