重晶石主要用于石油、化工、油漆、填料等工業(yè)部門,其中80~90%用作石油鉆井中的泥漿加重劑。表3列出了它的主要用途。重晶石粉:重晶石粉又名天然硫酸鋇,產(chǎn)品主要用于石油天然氣鉆井泥漿的加重劑,生產(chǎn)立德粉或作為X射線的屏蔽劑用于醫(yī)學、原子能工業(yè)、車輛制動材料、包裝帶、油漆、醫(yī)院防輻射重力墻等行業(yè)。
現(xiàn)有技術中,關于重晶石的提純增白技術,已經(jīng)做了大量的工作,如采用硫酸與重晶石粉反應,或采用鹽酸與重晶石粉反應,可以適當提高重晶石的白度,但是硫酸或鹽酸處理存在腐蝕性大,環(huán)保性低,廢液不易處理的問題。
粉末的表面改性是指需要改變粉末表面的物理和化學性質,以滿足現(xiàn)代新材料的發(fā)展,適應新技術和新工藝。粉末的表面改性技術在中國的發(fā)展始于20世紀80年代。天然重晶石粉體表面改性是指通過物理、化學、機械和其他方法進行的粉末表面的處理,根據(jù)不同的應用需要改變重晶石表面的物理化學性質,或它以一種新的功能,以滿足現(xiàn)代化新材料、新工藝和新技術的發(fā)展應用。
采用表面活性劑對重晶石粉進行表面改性,可顯著降低其表面能。同時,表面活性劑分子的長鏈烴基增加了顆粒與顆粒之間的空間位阻,防止顆粒之間的相互接近,避免顆粒因碰撞聚沉,阻止或減輕粉體團聚,提高其在有機材料中的分散性和親和性。表面活性劑種類很多,主要包括陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型表面活性劑。如:脂肪酸(鹽)類、磷酸酯類、甲基油酸氯化銨、雙十八烷基二甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化按等。
偶聯(lián)劑的一部分基團通過強化學鍵與無機超細顆粒表面官能團結合;另一部分基團與有機高聚物發(fā)生化學反應或物理結合,使得性質完全不同的礦物與有機高分子聚合物牢固的結合在一起。經(jīng)偶聯(lián)劑表面改性的超細硫酸鋇作為涂料的填料,可提高復合涂料的抗震性、抗沖擊能力、強度和剛度等力學性能。常用的偶聯(lián)劑有:硅烷類、硼酸脂類、鋁酸酯類、鈦酸酯類等。
高分子有機硅是以硅氧鍵鏈(Si-O-Si)為骨架,硅原子上連接有機官能團的一類聚合物。高分子有機硅分子中無機骨架具有結構穩(wěn)定性很高,而無機骨架外的有機官能團決定了高分子有機硅分子的表面性能。
經(jīng)有機硅改性后的超細硫酸鋇可廣泛用于涂料行業(yè),與涂料物質中的一些組分反應,可提高復合材料的流動性,解決結塊和粉塵等問題。
常見的有機硅改性劑:硅烷偶聯(lián)劑、硅表面活性劑、液體硅橡膠、硅樹脂等。