锶矿
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锶矿(英文名: 矿石),是一种可提炼出锶化合物的岩石或沉积物,主要包括锶的硫酸盐碳酸根磷酸盐硼酸盐、钒酸盐、碑酸盐、卤化物及氧化物矿物,工业上能利用的锶矿为硫酸锶和少量碳酸锶矿

海相沉积锶矿多形成于中、新生代;陆相沉积锶矿多见于白垩纪以后,其中第三纪最多;火山岩浆成因的锶矿亦以中、新生代为多。俄罗斯化学家洛非兹于1808年发现独立含锶矿物,英国布里斯托尔矿业公司从1880年开始工业规模开采天青石锶矿。截至2025年,全球锶矿储量超10亿吨,主要分布在欧亚大陆南部和非洲大陆北部(中国、伊朗土耳其塞浦路斯西班牙突尼斯)、北美(墨西哥、美国)、南美(阿根廷)等地区。

锶矿是制取、锶合金及各种锶盐产品(碳酸锶氯化锶硝酸锶氢氧化锶等)的主要原料。截至2025年,锶矿制取的化合物主要应用集中在烟火制造、钻井液和陶瓷磁体三大领域。锶在医疗领域也有重要应用,如雷奈酸锶等化合物被证实能提升骨质疏松症患者的骨密度并降低骨折风险。

矿业历史

俄罗斯化学家洛非兹于1808年发现独立含锶矿物,英国布里斯托尔矿业公司从1880年开始工业规模开采天青石锶矿。1884年,英国布里斯托尔矿业公司开始开采布里斯托尔附近的天青石,直至20世纪60年代,那里都是世界锶矿物的主要产地。期间,中国西部科学院的罗正远先生于1937年在重庆江津碑槽发现了中国第一块天青石。

化学特征及产状

截至1999年3月,已发现的锶矿物有40余种,主要包括锶的硫酸盐碳酸根磷酸盐硼酸盐、钒酸盐、碑酸盐、卤化物及氧化物矿物。

碳酸盐矿物

在碳酸盐矿物中,锶和钙、钡、铅均可同价类质同象替换,但各元素的替换在不同矿物及其同质异象中,又有所不同。岛状基型碳酸盐中,锶除形成了少量的独立矿物碳酸锶矿外,主要以类质同象进入钙、钡、铅的该型矿物中。锶和钡的文石族碳酸盐,即菱锶矿和碳酸钡矿在高温条件下可形成完全类质同象。

硫酸盐矿物

锶的硫酸盐中,硫酸锶是锶的主要工业矿物。锶在钙、钡的硫酸盐中,也常呈类质同象分布。由于锶和钡在硫酸盐中的配位数均为12,同为正交晶系,常温下不能形成完全类质同象系列,但在一定温度范围内可形成完全或不完全类质同象系列。

硅酸盐矿物

锶的硅酸盐发现于一些稀有矿物,如锶长石、硅钒锶石、锶沸石、闪叶石、硅钍钠锶石和硅钠锶镧石等。锶长石为培长石中锶替换钙的端缘矿物,见于美国俄勒冈州的变质石灰岩中;硅钒锶石见于日本粗粒蔷薇辉石中;闪叶石、硅钠锶镧石、硅钍钠锶石等产于碱性岩及其岩浆期后热液脉中;锶沸石产于热液期,如玄武岩晶洞中或与方铅矿共生产出。锶呈类质同象置换钙,还可进入钙碱性岩浆岩的含钙矿物,如斜长石、辉石角闪石中;而更多的进入了碱性岩中的含钙矿物,如钙钛矿、石、磷灰石、钛榴石、方解石碳酸岩)中;也可呈异价类质同象替代含钾矿物中的钾,如霞石黑云母等。

磷酸盐矿物

锶的磷酸盐矿物主要分布在海相磷酸盐沉积系列和碱性岩系列中。酸盐的海相沉积系列矿物有硫磷铝锶矿、菱磷铝锶矾、锶磷钙铝矾、磷铝锶石及含锶磷块岩中的磷灰石等矿物,见于什邡市县泥盆纪海相沉积磷矿层之上。另一个系列为碱性岩、碱性超基性一基性岩、碱性伟晶岩及其岩浆期后热液形成的锶和稀土磷酸盐矿物系列,如锶磷灰石、磷铝锶石、水磷铁锶石、锶铈磷灰石、羟磷铝锶石、柱磷锂锶矿等,与碳锶铈矿、沸石萤石重晶石硫酸锶共生产出。锶砷磷灰石见于印度钦德瓦罗的矽卡岩中,与褐锰矿软锰矿共生产出。

硼酸盐矿物

锶的硼酸盐主要产于与基性至中酸性火山岩有关的陆相硼酸盐沉积盆地中,如三斜晶系水硼锶石、图硼锶石、水硼锶石等,与硼砂、基性硼钠钙石、硬硼钙石、粘土、天青石、石膏等共生产出。另一部分锶的硼酸盐矿物,如锶硼石,产于海相膏盐沉积物中,与钾硼解石、硼酸钾镁石、石膏、石盐钾盐共生。锶硼石也常产于钾硼解石、硼酸钾镁石的次变矿物——单斜晶系硼酸钙石、硬硼钙石、硼酸钠方解石、水硼酸钙镁石、纤维硼酸镁石之中。

其他矿物

锶的钒酸盐属罕见的矿物,如在美国科罗拉多州铀矿床的侏罗纪砂岩中,呈泉华状产出的水钒锶钙矿和变水钒锶钙矿。锶的砷酸盐也属罕见矿物,见于德国东部石英斑岩中,与灰石、锐钛矿锆石共生产出。锶的卤化物也十分少见,原苏联某地的菱铁矿氧化带中发现水铝锶矿,与萤石天青石共生产出;氟铝锶石、碳氟铝锶石、氟磷钠锶石见于格陵兰云英岩型冰晶石矿床,与冰晶石、方霜晶石、维冰晶石、黄玉、萤石、菱铁矿及石英等矿物共生产出。另外,在氟钡石中,也含少量(0.24%)的锶。

锶的复杂配位基的氧化物矿物钡锶黄绿石,产于碳酸岩体顶部强烈蚀变的黑云母中,与黑云母、钡长石、萤石、磷灰石、石共生。锶的含水氢氧化物钾钙锶铀矿,发现于法国铀矿床的氧化带中,与沥青铀矿一起产于小晶洞中。

此外,还有一些含钙、钡、铅、钾、镧、铈的矿物中也含有少量的锶,如异性石、变异性石、青晶石、沸石萤石等矿物,在某些地质环境中也含有少量锶。

工业矿物及工业要求

截至1999年3月,在工业上,能利用的锶矿为天青石和少量碳酸锶矿;硫磷铝锶矿的工业利用还处于试验阶段;含锶卤水虽已利用多年,但只能作为卤水制盐时综合回收,才有经济价值。

工业矿物

锶的工业矿石主要为天青石矿石。天青石含SrO56.42%(含Sr47.71%),含 SO343.58%。不同天青石矿石中含有一定数量的白云石方解石石膏石英、有机质、泥质、高岭石重晶石黄铁矿等。矿石自然类型主要有块状矿石、条纹条带状矿石、漫染状矿石、脉状和网脉状矿石、皮壳状矿石、角砾状矿石及团块状矿石等。

碳酸锶矿含SrO70.2%(含Sr54.62%),含CO229.8%。菱锶矿矿石除天青石矿石的假像矿石外,还有网脉状矿石、皮壳状矿石、葡萄状矿石等。

工业要求

锶矿床在世界上的工业指标一般是:边界品位为SrSO440%,平均品位为SrSO460%。中国锶矿产的工业要求一般是:边界品位为SrSO4大于等于15%,工业品位为SrSO4大于等于 25%,可采厚度为大于等于1m,夹石剔除厚度为大于等于1m。而用于制取碳酸锶的工业矿石,世界上一般要求SrSO4不少于90%,BaSO4不大于2%,F不大于0.1%;外销矿石中SrSO4不小于92%。中国天青石矿石含SrSO470%~90%,各类使用的矿石含SrSO4 一般达85%一90%,低于这一含量的矿石需选矿后使用。

应用领域

锶矿是制取、锶合金及各种锶盐产品(碳酸锶、氯化锶硝酸锶氢氧化锶等)的主要原料。

1870至1914年期间,锶矿以生产氧化锶为主,主要用于甜菜制糖过程中糖的提纯第一次世界大战期间,制造硝酸锶、碳酸锶草酸锶,用于信号弹、烟火工业。德国是世界主要锶盐生产国。进入20世纪20至30年代,碳酸锶矿欧洲各国用于钢铁工业脱硫。

第二次世界大战期间,美国除开采本国的锶矿外,还从墨西哥(1941年开始开采)、西班牙进口天青石,生产碳酸锶和硝酸锶,主要用于信号弹及烟火制造。这一时期除英国、德国外,西班牙、美国、法国、墨西哥等国也开发本国资源制取锶盐或出口锶矿产品。这一时期,天青石还替代过重晶石,在石油钻井中使用。硫酸锶和萎锶矿还用于生产粘胶纤维的氢氧化物碳酸钠提纯

1950至1960年,碳酸锶用于提纯电解锌。20世纪60年代晚期,碳酸锶用于制造强磁材料--铁氧体陶瓷和彩色电视机显像管玻壳,拓展了锶的用途。20世纪80年代至90年代,碳酸锶主要用于制造彩色显像管。自2008年开始,随着液晶面板显示技术的兴起,用于电视机显像管的需求基本消失。

截至2025年,锶矿制取的化合物主要应用集中在烟火制造、钻井液和陶瓷磁体三大领域。工业碳酸锶主要作为添加剂用于磁性材料(锶铁氧体),广泛用于扬声器、耳机、电机及各种仪表制造;工业碳酸锶还用于制作焰火烟花,高纯碳酸锶用于液晶显示屏面板材料和电子陶瓷的制造等;氢化锶主要用于生产塑性磁性材料、牙膏脱敏剂和电解金属的助溶剂硝酸锶则可作为气溶胶灭火系统的氧化剂和安全气囊的发生剂;氢氧化锶乙酸锶可作为化学试剂;铬酸锶主要用于航空工业的高温涂料、防锈底漆;钛酸锶主要用于生产光学玻璃(镜头)和电子元器件;和铝锶合金主要用于铸造航空和汽车领域的铝合金,起到应用变质的效果;金属锶作为优良的添加剂还用于炼钢工业中,提高薄壁铸铁件的力学性能。锶在医疗领域也有重要应用,如雷奈酸锶等化合物被证实能提升骨质疏松症患者的骨密度并降低骨折风险。

形成原因

海相沉积锶矿多形成于中、新生代;陆相沉积锶矿多见于白垩纪以后,其中第三纪最多;火山岩浆成因的锶矿亦以中、新生代为多。

分布情况

截至2025年,锶矿分布在欧亚大陆南部和非洲大陆北部(中国、伊朗土耳其塞浦路斯西班牙突尼斯)、北美(墨西哥、美国)、南美(阿根廷)等地区。中国的锶矿矿产地主要分布在青海省重庆市陕西省山西省江西省、湖北、湖南省、安徽、云南省西藏自治区四川省、新疆、江苏省贵州省内蒙古自治区等省(自治区)。全球锶矿储量超10亿吨,其中,中国储量为1200万吨,伊朗为710万吨,西班牙格拉纳达盆地天青石储量约1200万吨。

矿物开采

锶矿资源因为其形成的地质条件影响,矿石中还杂有钙、钡、镁、铁、二氧化硅氧化铝等杂质,同时硫酸锶含量也有高有低。所以在进入锶产品制备流程之前,通常要求对锶矿石硫酸锶含量做提纯除杂的采选处理,以满足加工利用的需求。采选技术是经济与科学的结合物,加之生产目的和矿石在结构、成分上的不同,采选技术是多种多样的,因地而异的,不存在绝对的标准技术。锶矿的开采最早始于1880年英国碳酸锶矿的开采。截至1995年6月,锶矿资源的大规模工业采掘只在墨西哥西班牙、英国、中国、土耳其伊朗等国进行。

由于锶矿产出和产量特点,其开采多为露天开采,不需要复杂的开采方法。以前主要以人工开采为主,后多被机械化的挖掘、破碎、洗选和运输设备所替代。墨西哥圣·奥古斯丁矿是地下开采锶矿山,采用房柱法开采,铁轨运输。世界上开采天青石的矿山大都以开采高品位富矿为主,选择性开采也是国际上矿山开采的共同特点。

矿山采出的矿石一般达不到加工所要求的含量和杂质标准。因此,除少部分伟晶、粗晶状的特富天青石块体可用手选拣出直接供加工外,绝大多数原矿都要进行除杂提纯的选矿处理。锶矿的选矿技术大体上分重选、浮选和化学选矿三种工艺。重选是纯机械物理选矿,浮选是物理化学相结合选矿,化学选矿多指酸浸处理方法。

参考资料 >

..2025-10-20

Strontium minerals as critical raw materials — Market dynamics, processing techniques, and future challenges.sciencedirect.2025-10-20

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