锶矿

锶由于其很强的吸收X射线辐射功能和独特的物理化学性能，而被广泛应用于电子、化工、冶金、军工、轻工、医药和光学等各个领域。

随着世界工业的不断发展，锶的使用领域也随之而逐步扩大和变化。19世纪末到本世纪初，人们用氢氧化锶于制糖业，以提纯甜菜糖浆；两次世界大战期间，锶化合物广泛用于生产烟火及信号弹；本世纪二三十年代，用碳酸锶作炼钢的脱硫剂，以除去硫、磷等有害杂质；50年代，在电解锌生产中，用碳酸锶提纯锌，其纯度可达99.99%；60年代末，碳酸锶广泛用作磁性材料；钛酸锶用于电子计算机存储器，氯化锶用作火箭燃料；1968年发现碳酸锶屏蔽X射线的功能，并将其应用于彩色电视机荧屏玻璃，现需求量正在大幅度增长；锶在其他领域中也不断地扩大其应用范围。从此，锶碳酸盐和其他锶化合物(锶盐)作为重要的无机盐原料，受到人们普遍的关注与重视。

根据世界对锶需求的稳步增长及我国丰富的锶矿资源和良好的锶矿找矿前景，锶矿资源除满足我国国民经济发展过程中自身需求外，还可发展锶矿资源及其多种制品外向型矿业经济，参与国际竞争。因此，锶矿资源不但是世界上重要的战略性矿产资源，而且在我国国民经济中的地位与作用，也将日益上升、日趋重要。

一、矿物原料特点

锶是自然界中广泛分布的微量元素。锶位于元素周期表第五周期第二族，是碱土金属族元素之一。迄今，世界上已发现的锶矿物约46种。而我国产出的锶矿物也已达9种之多，其为：

1.天青石(Celestite)，（Sr，Ba，Ca）〔SO4〕

天青石化学组成为SrO 56.42，SO3 43.58。但由于天青石成分中常含有以类质同象形式存在的Ba和Ca，因此常可构成类质同象系列矿物钡天青石（Barytocelestine）和钙天青石(Calciocelestine)。

天青石常呈厚板状或柱状，集合体呈粒状，偶见纤维状、结核状。天青石纯净晶体，为无色透明，通常呈白色、浅蓝色等，玻璃光泽，解理面呈珍珠变彩。硬度3~3.5，性脆，比重3.9~4.0。

2.碳酸锶矿(Strontianite)，Sr〔CO3〕

又称“菱锶矿”。化学组成为SrO 70.19，CO2 29.81。常含钙。合成实验表明，SrCO3和BaCO3间可形成完全的类质同象系列，但自然界产出的碳酸锶矿含Ba仅2%~3%，经常有钙置换锶，钙含量可达10.6%。

矿物单晶体常呈针状、矛头状、双晶依(110)为双晶面，集合体呈块状或纤维状。

碳酸锶矿通常为白色，有时因含杂质，而成灰、黄、白、浅绿或褐色等，玻璃光泽，断面呈油脂光泽，硬度3.5，性脆，比重3.76。

碳酸锶矿常与天青石矿伴生，通常分布于天青石矿体地表淋滤带中，仅在个别具特定的地质、地貌条件下的天青石矿，在潜水面及其以上部分方可能形成具工业价值的碳酸锶矿体或矿床。

3.富锶文石(Strontianiferous)，(Ca，Sr)〔CO3〕

属碳酸锶矿-文石(SrCO3-CaCO3)系列的成员矿物之一，产于我国内蒙古白云鄂博铁铌稀土矿床的脉状含铌稀土白云碳酸盐岩中(梁有彬，1990)。伴生矿物有钙碳锶矿、钡白云石、重晶石等。电子探针分析结果表明；CaO20.58，SrO 43.34，BaO 1.75，MgO 0.14，FeO 0.09，Ce2O3 0.45%，CO2 36.12%（化学分析），总合102.47%。

4.硫磷铝锶石(Svanbergite)，(Sr，Ca)Al3〔(PO4)1.4(SO4)0.6〕2(OH)5·H2O

属磷铝锶石(Goyazite)，SrAl3〔PO4〕2（OH）5·H2O的变种，锶部分被钙代替，〔PO4〕3-部分被〔SO4〕2-取代。产于四川上泥盆统沙窝子组(D3S)底部什邡磷矿床中(王素肱，1989；刘秀清等，1989)。属三方晶系，矿物呈粒状、板状、柱状，菱形六面体，构成具环带结构的浑圆豆粒状及扇形碎屑。单矿物化学成分为：Al2O3 33.01，CaO 3.81，SrO 16.81，P2O5 22.71，SO3 8.23，H2O+ 13.34，Fe2O3 0.90，MnO 0.02，MgO 0.48，Na2O 0.06，F0.53，TiO2 0.20，CO2 0.12，总计100.22%。

5.砷铝锶石(Arsenogoyazite)，SrAl3〔ASO4〕2(OH)

作为新矿物首次发现于德国(Walenta et al.，1984)，与磷铝锶石分别是As+P的两个端员矿物。我国首先发现于新疆某地含金蚀变带的人工重砂中(张如柏等，1987)。共生矿物有磁铁矿、石榴子石、锆石、磷灰石等。矿物属三方晶系，为白色粒状集合体，粒径0.02~0.1mm，D＝3.65，H＝3.1~3.2。探针分析结果表明：SrO18.37，BaO 0.00，CaO 0.91，Al2O3 30.42，As2O5 39.07，Ce2O3 0.68，FeO  0.40，SiO2 0.10，SO3 0.51，H2O+ 9.58，总计100.04%。

6.钾锶矾(Kalistrontite)，K2Sr(SO4)2

首次发现于原苏联某地的盐层下部(Bopohba，1962)。在我国见于四川农乐的杂卤石岩、杂卤石质硬石膏岩、硬石膏岩和绿豆岩中(莫珉，1987)。属三方晶系，一般呈梭状、纺锤状、柱状的自形晶，粒径0.1~2mm，星散分布于上述岩石中。矿物呈棕色、灰白色、白色，性脆，D＝3.34。矿石化学分析结果为：K2O24.48，SrO 22.60，SO3 45.31，CaO 4.89，MgO 1.01，BaO 0.14，Fe2O3 0.07，Cl 0.15，SiO2 1.60，H2O 0.17，不溶残余物0.35，合计100.77%。

7.锶磷钙铝矾(Strontium woodhouseite)，(Ca0.77Sr0．33Ba0.04)Al3〔(SO4)(PO4)〕(OH)6

属菱磷铝锶矾(Svanbergite）与磷钙铝矾族的中间过渡型矿物(秦淑英等，1984)。发现于安徽省某铁矿床中，与赤铁矿共生，呈脉状产于蚀变粗安岩中。矿物属三方晶系，白色，显微镜下呈无色透明微晶集合体。H＝4.5，D＝3.15。矿物化学分析结果为：Al2O3 33.47，CaO 9.11，SrO  7.78，BaO 1.28，P2O5 18.15，SO3 16.85，H2O+ 12.53，MgO 0.09，V2O5 0.28，ΣREE0.23%。

8.钙碳锶铈矿(Calcian ancylite)，TR1.02(Sr0.56Ca0.43Ba0.05)1.04〔(CO3)2·(OH)〕

属碳锶铈矿(Ancylite）的一个含钙较高的亚种。先后发现于山东某地与霓辉正长岩有关的气成热液稀土矿床中(钱定福，1979)和四川某地泥盆纪地层的沉积磷矿床中(王濮等，1987)。矿物呈无色或淡黄色，他形或半自形细晶结合体。斜方晶系。D＝3.96，化学分析结果为：SrO16.00，BaO 2.43，CaO 6.72，TR2O3 47.73（La2O 20.38，Ce2O3 22.75，Pr6O11 1.39，Nd2O3 3.15，Sm2O3 0.07），MgO 0.10，MnO 0.03，SiO2 1.15，U3O8 0.005，K2O0.18，Na2O 0.21，CO2 23.55，H2O+ 2.52，合计100.66%。

9.锶碳铈钠矿(Strontium Carbocernaite)，(Ca0.42Sr0.21TR0.21Na0.18Ba0.02）〔CO3〕

1961年首次发现于原苏联科拉半岛。我国发现于山东某地的稀土矿床中，与钙碳锶铈矿共生。矿物属斜方晶系，白色中粗粒状，最大粒径达2 cm。化学分析结果为；TR2O3 26.51，CaO 18.09，SrO 16.10，BaO 1.93，Fe2O3 0.04，MnO 0.28，K2O 0.09，Na2O 4.06，CO2 33.01，H2O+ 3.77，H2O- 0.09，合计103.97%(样品混入少量方解石及2%~3%的绿泥石、氧化铁等矿物)。

但作为工业上提取锶的最主要矿物为天青石，仅少数矿床利用碳酸锶矿。硫磷铝锶石及含锶地下卤水等，作为潜在的综合利用对象，同具一定的工业意义。

二、用途与技术经济指标

天青石是生产各种化合物的最主要锶矿石原料，但由于不同锶化合物各具独特的物理化学性能，因而它们又广泛地应用于有关领域(图3.21.1)。

1.硫酸锶(SrSO4)

比重3.96，溶点1580℃，为白色粉末，溶于热浓硫酸，微溶于水、稀盐酸和稀硝酸。硫酸锶是天青石矿物的主要化学成分，是生产碳酸锶的原料，主要用于烟火、陶瓷工业和作烧碱的脱铁剂。

2.碳酸锶(SrCO3)

比重3.7，熔点1497℃。碳酸锶是目前运用最广的锶化合物，用它制造的玻璃能吸收X射线，是生产彩色电视阴极射线管和荧光屏的原料，但碳酸锶的纯度要求高(Sr／BaCO3＞98%）。在冶金工业中可作制取高纯锌精炼的脱铅剂。

3.硝酸锶［Sr(NO3)2］

比重2.986，熔点570℃。硝酸锶是氧化剂，与有机物接触、摩擦、碰撞、遇火能引起燃烧和爆炸，发出深色火焰。因此硝酸锶主要用于制造红色烟火和各种信号弹、火焰筒、火柴。

4.铬酸锶(SrCrO4)

比重3.9。向油漆中加入铬酸锶，可形成一层防腐层，该防护层可以有效地保护铝，尤其是飞机机壳和船体。因此铬酸锶主要用于制造防锈颜料。

5.铁酸锶(SrFe12O18)

具有较高的矫顽力、良好的热阻性、电阻性及化学稳定性，能够抵抗脱磁，因此铁酸锶可生产永久陶瓷磁铁，广泛运用于直流电机、扬声器及电磁铁的生产中。

6.钛酸锶(SrTiO3)

钛酸锶是一种高技术的锶陶瓷，在有些半导体中用作基片，在光学和压电学方面用作感光片，亦用于生产电子计算机存储器。

7.氧化锶(SrO)

比重4.5，熔点2430℃，用于烟火、颜料、医药等方面。

8.硫化锶(SrS)

可用在某些发光性和磷光性颜料中作活性配料。

9.氯化锶(SrCl2·6H2O)

可用于烟火、火箭燃料及医药工业。

10.氢氧化锶〔Sr（OH）2〕和锶水化合物〔Sr（OH）2·8H2O〕

可用于生产锶润滑膏和肥皂，前者又可用作吸附剂及塑料胶。

此外，氟化锶可制作电子设备的大型晶体。锶的磷酸盐可用于制造荧光灯等。

锶化合物(SrSO4或SrO、SrCO3)在矿石中的含量是评价锶矿石质量的主要技术经济指标。我国化学工业部规定，以含80%SrSO4的天青石矿石为标矿。

我国目前对天青石精矿质量尚无统一的标准，对于出口的天青石精矿有如下的产品质量规定：SrSO4不低于92%，BaSO4为4%以下，CaSO4为4%以下，其他杂质2%以下，要求磨碎至粉状，粒度为200目，筛余量不大于6.5%。

锶矿的主要有害成分是Ba、Ca、Fe。据1986年3月，全国矿产储量委员会所编《矿产工业要求参考手册》，有害杂质BaSO4和CaO含量应分别≤4%和≤5%。而国外用于生产碳酸锶的天青石精矿(SrSO490%~95%)的技术要求分别为：BaSO41%~2%，Fe2O30.4%~0.5%，F＜0.1%。

三、矿业简史

世界上最早发现的锶矿物是菱锶矿，是1787年在英格兰斯特郎丁(Strontian)镇的铅矿石中首次发现的。1790年，阿·克劳福特(Adair Crawford)相继发现，在长期被认为是钡矿物的菱锶矿中含有一种新的元素——锶。1791年为英格兰化学家荷普(T．C．Hope)所证实。1808年英国化学家戴维(H．Davy)用铂作阳极、汞作阴极，电解氢氧化锶时，制得少量锶汞齐(合金)。1823年德国化学家本生(R．W．Bunsen)用电解熔融氯化锶的方法制得少量金属锶。1884年确立了天青石经复分解制取碳酸锶的方法，同年英国开始开采天青石。一直到本世纪70年代初，所有锶的供应几乎均由位于英格兰西南部的一个天青石矿所提供。本世纪80年代以来，由于天青石应用领域的不断扩大，从而刺激了世界天青石矿产的找、探与开发利用。

我国锶矿地质、勘探工作起步晚，50年代末期开始，直到70年代中期仍局限于普查找矿阶段。1975年开始进行详查、初勘，逐步形成锶矿地质专业队伍，1983年起，全国矿产储量表方开始有锶矿探明储量记载，并逐步在四川、江苏等地先后建立了以国营为主体，大中小并存，国营、地方、集体同步发展的碳酸锶厂和天青石精矿选厂，锶矿开发正处于一个新的发展时期。