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煅燒高嶺土現(xiàn)狀及前景煅燒高嶺土現(xiàn)狀及前景 中國煤系高嶺土加工利用現(xiàn)狀與發(fā)展（轉(zhuǎn)載） 摘要:本文綜述了中國煤系高嶺土資源狀況、生產(chǎn)消費(fèi)現(xiàn)狀、主要應(yīng)用領(lǐng)域、深加工技術(shù)與裝備的現(xiàn)狀,分析展望了煤系高嶺土未來技術(shù)、產(chǎn)品的發(fā)展方向與目標(biāo)市場(chǎng)的需求。 關(guān)鍵詞:煤系高嶺土;煅燒高嶺土;加工利用現(xiàn)狀;發(fā)展前景 中國以獨(dú)特而豐富的煤系高嶺土資源著稱于世,以煤系高嶺土為原料經(jīng)過煅燒等深加工工藝處理的煅燒高嶺土產(chǎn)品以其散射力強(qiáng)、油墨吸附性能好、活性和白度高、電絕緣性能和熱穩(wěn)定性能好、孔隙率和遮蓋率高、容重小等優(yōu)點(diǎn)而在造紙、建筑涂料、陶瓷和日用化工等行業(yè)廣泛應(yīng)用,近年隨著我國經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的高速發(fā)展,對(duì)高嶺土產(chǎn)品的需求越來越大,我國煤系高嶺土的開發(fā)利用技術(shù)和生產(chǎn)應(yīng)用的規(guī)模也隨之迅速發(fā)展起來。 1. 資源現(xiàn)狀 中國是世界煤炭資源大國,在分布廣、厚度大的含煤巖系中,蘊(yùn)藏有大量可供順便開采、綜合利用的共伴生礦產(chǎn)——煤系高嶺土,煤系高嶺土是中國特有、獨(dú)具特色、有廣闊利用前景的重要的非金屬礦產(chǎn)資源。我國煤系高嶺土在地質(zhì)時(shí)代上從晚古生代到新生代各主要聚煤期的煤系中均有煤系高嶺土的分布,而以晚古生代石炭-二疊系煤系中分布最廣、厚度大、質(zhì)量好、儲(chǔ)量可觀、開發(fā)應(yīng)用價(jià)值大。目前,在我國東北、西北、西南一些較大的礦區(qū)已經(jīng)在對(duì)該地區(qū)的煤系高嶺土資源進(jìn)行開發(fā)利用,如:大同、朔州、內(nèi)蒙、淮北、秀山等地,有的礦區(qū)已形成可觀的開發(fā)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)效益。 我國優(yōu)質(zhì)高嶺土資源儲(chǔ)量4.6億噸,居世界儲(chǔ)量的3.9%,位于世界第9位,但上述的高 嶺土資源儲(chǔ)量主要以水洗高嶺土為主。我國的煤系高嶺土估計(jì)儲(chǔ)量在112億噸左右,其中探明儲(chǔ)量為17億噸,其中包含煤炭生產(chǎn)和加工過程中排棄的煤矸石中的高嶺巖中的含量80%以上的煤系高嶺土。因煤炭開采而排棄的煤矸石累計(jì)有30多億噸,占地1.2億萬頃,是我 國目前排放量最大的工業(yè)固體廢棄物,這部分煤矸石中約50%為極具開發(fā)利用價(jià)值的煤系 高嶺土。因此將煤系高嶺土計(jì)算在內(nèi),中國已成為高嶺土資源的第一大國。 中國的高嶺土資源分為硬質(zhì)高嶺土、軟質(zhì)高嶺土、砂質(zhì)高嶺土三種原料類型和熱液蝕變型、風(fēng)化殘積型、風(fēng)化淋積型、河湖海灣沉積型、含煤建造沉積型等成因類型。全國共有高嶺土礦點(diǎn)700多處,其中200多處作過地質(zhì)工作,探明儲(chǔ)量超過31億噸(煤系高嶺土17 億噸,非煤系高嶺土14.32億噸),其分布為廣東3.09億噸,福建1.11億噸,江西0.77億噸,湖南0.54億噸,江蘇0.37億噸,東部、西部、中部所占比例分別為25.17%、46.54%和28.27%。 2. 加工技術(shù)現(xiàn)狀 用煤系高嶺土加工煅燒高嶺土的關(guān)鍵技術(shù)在于超細(xì)粉碎和煅燒,目前國內(nèi)生產(chǎn)煅燒高嶺 土的原料主要指標(biāo)要求為:高嶺石含量在97%以上、Fe2O3含量不超過0.5%。 蘇州中材非金屬礦工業(yè)設(shè)計(jì)研究院暨國家非金屬礦深加工工程技術(shù)研究中心致力于煤系 高嶺土煅燒新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的研究開發(fā)和技術(shù)輻射,推動(dòng)我國煅燒高嶺土行業(yè)的發(fā)展。通過國家“八五”、“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目以及2002年度國家科技部專項(xiàng)研究開發(fā)項(xiàng)目——高嶺土剝片分級(jí)技術(shù)、不同類型煤系高嶺土煅燒技術(shù)與工藝流程的研究、煤系高嶺土專用設(shè)備的研究、煤系高嶺土增白煅燒新工藝、綜合除雜技術(shù)、強(qiáng)化氣氛動(dòng)態(tài)煅燒技術(shù)、高濃度超細(xì)粉碎技術(shù)的研究形成了先進(jìn)的、成套的煤系高嶺土加工工藝技術(shù),通過工藝技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)研制了煤系高嶺土加工過程中的關(guān)鍵設(shè)備,如高濃度濕法超細(xì)粉碎設(shè)備、間接加熱或直接加熱動(dòng)態(tài)煅燒純化設(shè)備,并開發(fā)出了能在多個(gè)行業(yè)應(yīng)用的系列化煅燒高嶺土產(chǎn)品。這些技術(shù)與裝備已成功的在國內(nèi)進(jìn)行了工程轉(zhuǎn)化與應(yīng)用,取得了較好的效果與顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 主要工藝與技術(shù)簡(jiǎn)介如下: (1)煤系高嶺土加工新工藝流程。 原礦—破碎—綜合除雜提純—高濃度超細(xì)磨—壓慮—干燥—打散—強(qiáng)化氣氛動(dòng)態(tài)煅燒 —解聚—成品 與傳統(tǒng)工藝流程相比,新工藝流程具有以下一些特點(diǎn): ①普通工藝流程對(duì)原料質(zhì)量的要求較高,一般要求原料的Fe2O3≤0.5%;TiO2≤0.8%,限制了鐵鈦含量高(Fe2O3≥0.5%;TiO2≥0.8%)的煤系高嶺土原料的利用。該新工藝流程對(duì)原料的適應(yīng)性非常強(qiáng),可處理目前國內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的大部分的煤系高嶺土原礦,并可生產(chǎn)白度大于90%、?2μm含量大于90%的高檔產(chǎn)品,大大提高了煤系高嶺土的利用率(約70%); ②該工藝流程為“先磨后燒”工藝,可以解決普通工藝流程存在的燒不透或過燒、產(chǎn)品白度低、超細(xì)磨礦效率低、能耗大等問題,可降低生產(chǎn)成本15%以上; ③該工藝采用了先進(jìn)的綜合除雜提純技術(shù)、高濃度濕法超細(xì)粉碎技術(shù)、強(qiáng)化氣氛動(dòng)態(tài)煅燒技術(shù),確保了產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo); ④該工藝采用了先進(jìn)的煤系高嶺土加工專用設(shè)備,如BP系列磨剝機(jī)、強(qiáng)力粉碎干燥機(jī)、高壓壓濾機(jī)、打散機(jī)等,從而保證了整個(gè)工藝流程的技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性。 (2)關(guān)鍵技術(shù)。 ①綜合除雜提純技術(shù):根據(jù)煤系高嶺土與雜質(zhì)礦物磁性、活性和密度的不同,針對(duì)煤系高嶺土加工的特點(diǎn),分別采用磁選、重選、化學(xué)等方法除去煤系高嶺土原礦中的含鐵含鈦雜質(zhì)礦物,研究開發(fā)出煤系高嶺土除雜提純新加工技術(shù)。利用煤系高嶺土無磁性,部分含鐵含鈦雜質(zhì)礦物如磁鐵礦、鈦鐵礦、菱鐵礦等有磁性的特點(diǎn),采用磁選可以除掉部分含鐵含鈦雜質(zhì)礦物;煤系高嶺土的密度為2.6g/cm3左右,含鐵含鈦雜質(zhì)礦物的密度為3.4-3.8g/cm3,利用兩者間的密度差,在一定濃度和充分分散的條件下,實(shí)現(xiàn)重選分離,除去部分含鐵含鈦雜質(zhì)礦物;化學(xué)除雜法則是采用氧化-還原漂白方法除去部分鐵雜質(zhì)。經(jīng)過綜合除雜提純,可使產(chǎn)品的鐵、鈦含量分別降低至0.5%和0.8%以下。 ②高濃度濕法超細(xì)粉碎技術(shù):該技術(shù)采用我院暨國家非金屬礦深加工工程技術(shù)研究中心研究開發(fā)的高嶺土降粘技術(shù),通過高強(qiáng)度機(jī)械剪切和添加無機(jī)、有機(jī)混合分散劑,進(jìn)行高濃 度制漿、高濃度超細(xì)粉碎,濃度可達(dá)50%,比普通技術(shù)提高5%,大大提高了磨剝?cè)O(shè)備的工作效率,降低了噸產(chǎn)品生產(chǎn)成本(約5%)。 ③強(qiáng)力粉碎干燥技術(shù):干燥作業(yè)是將壓濾作業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行烘干,是保證煅燒過程順利進(jìn)行的手段之一。該技術(shù)突破傳統(tǒng)干燥方式(單一的加熱干燥方式),集粉碎與干燥兩大功能為一體,在產(chǎn)品干燥過程中不斷將干塊料粉碎,一次作業(yè)即可獲得水份含量低于0.5%的粉體,熱效率可達(dá)65%,比其他干燥技術(shù)的熱效率提高10%左右。 ④強(qiáng)化氣氛動(dòng)態(tài)煅燒技術(shù):煅燒是獲取高白度、高質(zhì)量煅燒煤系高嶺土產(chǎn)品的關(guān)鍵作業(yè)之一,原料質(zhì)量、煅燒溫度、煅燒時(shí)間、煅燒氣氛是影響煅燒產(chǎn)品白度的主要因素,其中尤以煅燒氣氛控制最為重要。傳統(tǒng)工藝技術(shù)一般采用氧化或還原氣氛靜態(tài)煅燒,對(duì)原料的鐵鈦含量要求嚴(yán)格(Fe2O3≤0.5%;TiO2≤0.8%),難以加工處理鐵鈦含量較高的原料,且產(chǎn)品在堆放一段時(shí)間后會(huì)返黃。 氧化氣氛煅燒技術(shù)原理是:在煅燒過程中與煤系高嶺土伴生的碳質(zhì)和有機(jī)質(zhì)經(jīng)氧化反應(yīng)生成CO和CO2逸出,煅燒產(chǎn)品白度一般可提高至80%以上,但同時(shí)鐵鈦物質(zhì)在一般情況下也發(fā)生氧化反應(yīng)生成FeO、Fe2O3、TiO2(分別呈黑色、磚紅色和黃色),影響產(chǎn)品白度;還原氣氛煅燒則是通過添加煅燒助劑(如氯化物),控制三價(jià)鐵的含量來提高產(chǎn)品白度指標(biāo),但該類煅燒助劑對(duì)設(shè)備會(huì)產(chǎn)生腐蝕作用,影響煅燒設(shè)備的使用壽命。針對(duì)以上問題,該技術(shù)對(duì)煤系高嶺土煅燒技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,研究開發(fā)出先進(jìn)的強(qiáng)化氣氛動(dòng)態(tài)煅燒技術(shù),可確保煅燒產(chǎn)品白度大于90%,甚至高達(dá)96%。 強(qiáng)化氣氛動(dòng)態(tài)煅燒技術(shù)即采用回轉(zhuǎn)煅燒窯,通過添加一種或幾種煅燒助劑(該助劑對(duì)煅燒設(shè)備無任何腐蝕作用),來控制煅燒氣氛如氧濃度,一氧化碳濃度、二氧化碳濃度以及其他一些物質(zhì)組分的濃度,調(diào)節(jié)上述各組分在煅燒氣氛中的比例,在一定的溫度和壓力條件下,使物料中的活性鐵與氣氛中的某些組分如一氧化碳生成穩(wěn)定的羰基絡(luò)合物——五羰基鐵。在五羰基鐵中,鐵的氧化態(tài)為零,所以不顯色。這種特殊絡(luò)合物很穩(wěn)定,在200-800℃、氧化氣氛條件下對(duì)用強(qiáng)化氣氛動(dòng)態(tài)煅燒法獲得的高白度煅燒高嶺土產(chǎn)品煅燒4-5小時(shí),產(chǎn)品仍為白色,并不變紅。所以,采用該技術(shù)生產(chǎn)出的煅燒高嶺土產(chǎn)品,在常溫下使用或即使在腐蝕性較強(qiáng)的涂料中使用仍能保持穩(wěn)定而不顯色。強(qiáng)化氣氛動(dòng)態(tài)煅燒技術(shù)就是通過調(diào)節(jié)和控制煅 燒氣氛,促使原料中的鐵在煅燒過程中生成鐵的羰基絡(luò)合物而不顯色,從而保證獲得高白度的煅燒高嶺土產(chǎn)品。 以煤系高嶺土為原料采用不同煅燒技術(shù)生產(chǎn)煅燒高嶺土產(chǎn)品結(jié)果對(duì)比見表1。 表1:不同煅燒技術(shù)生產(chǎn)的高嶺土產(chǎn)品白度
注除煅燒氣氛外其它條件相同 ⑤采用先進(jìn)的加工設(shè)備:該技術(shù)中采用了我院暨國家非金屬礦深加工工程技術(shù)研究中心研制開發(fā)的BP系列磨剝機(jī)、高壓壓濾機(jī)、QGS強(qiáng)力粉碎干燥機(jī)、打散機(jī)、回轉(zhuǎn)煅燒窯等。 高效磨剝機(jī)在BP-80型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了提高,研制出BP-300型、BP-500型、BP-1000 型系列磨剝機(jī),除了在容積上進(jìn)行擴(kuò)大,還對(duì)攪拌葉輪和筒體進(jìn)行了改進(jìn),葉輪改為偏心輪,可以產(chǎn)生不等速紊流,增強(qiáng)剪切作用,提高磨剝效率,降低能耗10%左右,BP-80型磨剝機(jī)與BP-500型磨剝機(jī)主要功能比較參見表2。 表2:不同型號(hào)磨剝機(jī)性能對(duì)比
高壓壓濾機(jī)的進(jìn)漿壓力可達(dá)3-4MPa,濾餅水份低達(dá)28%-32%,大大提高了壓濾工作效率,也減輕了干燥作業(yè)的負(fù)荷。 QGS系列多功能強(qiáng)力粉碎干燥機(jī)集干燥和粉碎于一體,是一種高效節(jié)能干燥設(shè)備,熱效率可達(dá)65%,比其他干燥設(shè)備的熱效率提高10%左右。 煤系高嶺土經(jīng)高溫煅燒后會(huì)產(chǎn)生燒結(jié)團(tuán)聚現(xiàn)象,解聚的作用是將煅燒過程中形成的部分大顆粒打散,使煅燒產(chǎn)品恢復(fù)超細(xì)粉狀。我院暨中心在對(duì)國外軟質(zhì)高嶺土煅燒產(chǎn)品加工用打散機(jī)進(jìn)行了消化吸收的基礎(chǔ)上,針對(duì)我國煤系高嶺土煅燒產(chǎn)品的特點(diǎn),對(duì)打散機(jī)的轉(zhuǎn)子、傳動(dòng)裝置等進(jìn)行了改進(jìn),開發(fā)出煤系高嶺土煅燒產(chǎn)品解聚設(shè)備,目前,該設(shè)備除了應(yīng)用于煤系高嶺土加工,還應(yīng)用于軟質(zhì)高嶺土、碳酸鈣、農(nóng)藥化肥等產(chǎn)品的打散和解聚。 為實(shí)施煤系高嶺土動(dòng)態(tài)煅燒及強(qiáng)化煅燒氣氛的調(diào)節(jié),我院暨中心通過引進(jìn)英國煅燒垃圾用回轉(zhuǎn)窯爐,并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)(如傳動(dòng)裝置,煅燒噴嘴等),使其成為煤系高嶺土煅燒用最佳專用設(shè)備。該設(shè)備具有以下特點(diǎn):①動(dòng)態(tài)煅燒,可保證產(chǎn)品質(zhì)量;②可以控制煅燒氣氛,滿足工藝要求;③連續(xù)生產(chǎn),處理量大;④熱效率高、能源低;⑤操作簡(jiǎn)單,易于控制等。 3. 生產(chǎn)現(xiàn)狀 我國工業(yè)規(guī)模的以煤系高嶺巖為原料的煅燒高嶺土的生產(chǎn)起步于20世紀(jì)90年代,而白度大于90%、?2μm含量大于90%的雙90產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)在1998年前后才開始,2004 年我國煅燒高嶺土產(chǎn)量達(dá)到18萬噸,經(jīng)過十幾年的努力,我國煅燒高嶺土工業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模。目前,中國生產(chǎn)煅燒高嶺土的廠家有近40家,總生產(chǎn)能力達(dá)30萬噸,這些生產(chǎn)廠家建 廠投資有多有少,多的上億元,少的200萬元左右,多數(shù)廠家年產(chǎn)量從幾百噸至幾千噸,主要以生產(chǎn)中、低檔產(chǎn)品為主,設(shè)計(jì)能力在1萬噸以上的企業(yè)有12家,在建和擴(kuò)建萬噸級(jí)企業(yè)有9家,主要分布在山西、內(nèi)蒙、陜西、河南、山東、安徽等省。生產(chǎn)高檔煅燒土的有山西金洋、山西安格、大同銀宇、內(nèi)蒙三保、淮北金巖等;生產(chǎn)中檔高嶺土的有代縣喜迪、大同同心、陽泉精銳、鄭州金源(表3)。 表3:部分企業(yè)煅燒高嶺土生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品品種
4. 消費(fèi)市場(chǎng) (1)消費(fèi)市場(chǎng)。 煅燒高嶺土主要消費(fèi)市場(chǎng)是涂料、造紙、橡膠和塑料陶瓷等,其中油漆涂料、造紙是我國優(yōu)質(zhì)煅燒高嶺土最主要的領(lǐng)域,分別占國內(nèi)超細(xì)高白度優(yōu)質(zhì)高嶺土消費(fèi)量的60%和20%左右。2003年國內(nèi)煅燒高嶺土在油漆、造紙、橡膠、塑料中的消費(fèi)量為20萬噸,其中油漆、涂料消費(fèi)量是11萬噸,涂布紙等消費(fèi)量是4萬噸,橡膠、電瓷、塑料4萬噸。 (2)消費(fèi)價(jià)格。 國內(nèi)市場(chǎng)價(jià)格,高嶺土原礦每噸銷售價(jià)60?120元,產(chǎn)品:電瓷產(chǎn)品300?900元/噸,造紙產(chǎn)品450?2000元/噸,涂料800?2600元/噸,一般煅燒土1000?2500元/噸,1250目煅燒土1900?2500元/噸,雙90煅燒土2800?3700元/噸。山西金洋高嶺土公司生產(chǎn)的雙90煅燒土每噸價(jià)格為4000元左右。 (3)目標(biāo)市場(chǎng)。 煅燒高嶺土因其獨(dú)特的物理性能在造紙、橡膠、電纜、塑料、醫(yī)藥中的應(yīng)用效果非常好,現(xiàn)在這部分市場(chǎng)主要由進(jìn)口煅燒高嶺土占據(jù),國產(chǎn)煅燒土也有部分在電纜行業(yè)得到了應(yīng)用。煅燒高嶺土的主要應(yīng)用方向如下:
造紙涂料橡膠塑料醫(yī)藥其它 銅板紙白板紙建筑涂其它 涂布高檔涂布中高檔涂料汽車漆 隨著科技的發(fā)展,煤系高嶺土正被開發(fā)出越來越多的作用。當(dāng)今世界年產(chǎn)40余萬噸催化裂化催化劑,幾乎全是加入以高嶺土主主要組分的“半合成”催化劑。用廢堿和劣質(zhì)高嶺土合成4A分子篩,其方法既節(jié)省了原料成本,又減少了污染,在環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益方面都有十分重要的意義。有機(jī)改性的高嶺土,其比表面積增大,對(duì)污染物的吸附、遷移和降解有良好效果,目前國內(nèi)有機(jī)改性土的開發(fā)利用還處于起步階段,有機(jī)改性高嶺土作為選擇吸附劑具有相當(dāng)大的工業(yè)應(yīng)用前景。 (4)國內(nèi)主要應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?yōu)質(zhì)煅燒高嶺土的需求預(yù)測(cè)。 隨著我國經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)優(yōu)質(zhì)煅燒高嶺土的市場(chǎng)需求也將迅速增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2010年,我國煅燒高嶺土產(chǎn)品需求量將達(dá)到92萬噸(表4)。 表4:中國優(yōu)質(zhì)煅燒高嶺土需求預(yù)測(cè)(萬噸)
5. 發(fā)展趨勢(shì) 目前,國家越來越重視我國煤系高嶺土行業(yè)的發(fā)展。我國非金屬礦“十五”發(fā)展規(guī)劃指出以先進(jìn)的技術(shù)裝備和生產(chǎn)工藝,提高資源利用率,通過礦物材料的深加工,使資源的價(jià)值得到更大發(fā)揮,要重點(diǎn)做好煅燒高嶺土等產(chǎn)品的開發(fā)。我國能源節(jié)約與資源綜合利用“十五” 規(guī)劃指出實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,要求節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境,建立共伴生礦資源綜合利用示范工程,圍繞攻克高嶺土超細(xì)、增白、改性等技術(shù)難點(diǎn),組織一批綜合利用深加工項(xiàng)目,對(duì)煤系共伴生資源進(jìn)行深加工和利用。 國家經(jīng)貿(mào)委《煤矸石綜合利用技術(shù)政策要點(diǎn)》指出煤矸石綜合利用技術(shù)以鞏固、推廣為主,完善、開發(fā)并舉。鞏固已有的技術(shù)成果,推廣技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)合理、有市場(chǎng)前景的技術(shù),逐步完善比較成熟的技術(shù),研究開發(fā)新技術(shù),積極引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和裝備,在消化吸收的基礎(chǔ)上努力創(chuàng)新,不斷提高煤矸石綜合利用的技術(shù)裝備水平,促進(jìn)煤矸石的擴(kuò)大利用。 2005年6月30日國務(wù)院關(guān)于做好建設(shè)節(jié)約型社會(huì)近期重點(diǎn)工作的通知中再次強(qiáng)調(diào)推進(jìn)廢物綜合利用,要以煤礦瓦斯利用為重點(diǎn),推進(jìn)共伴生礦產(chǎn)資源的綜合開發(fā)利用。以粉煤灰、 煤矸石、尾礦和冶金、化工廢渣及有機(jī)廢水綜合利用為重點(diǎn),推進(jìn)工業(yè)廢物綜合利用,并將煤矸石綜合利用作為一項(xiàng)長(zhǎng)期的技術(shù)政策加以鼓勵(lì)。 5.1 市場(chǎng) (1)造紙行業(yè)。 造紙工業(yè)是煅燒高嶺土的重要用戶,造紙工業(yè)的發(fā)展已成為衡量一個(gè)國家現(xiàn)代化水平的標(biāo)志,發(fā)達(dá)國家人均年用紙90kg左右,1993年我國人均用紙9kg左右,1996年已達(dá)26kg,近年來我國造紙工業(yè)正以每年15%的速度遞增。煅燒高嶺土油墨吸收性好,遮蓋率高,可部分代替昂貴的鈦白粉,尤其適合高速刮刀涂布機(jī)使用,隨著我國造紙業(yè)的發(fā)展,產(chǎn)量的擴(kuò)大以及高速刮刀涂布機(jī)的引進(jìn),煅燒高嶺土的用量也在逐步擴(kuò)大。 (2)中高檔涂料。 隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的提高,人們對(duì)油漆涂料的需求量在不斷增大。無論是大的涂料跨國公司,還是國內(nèi)的新興資本,都對(duì)這塊市場(chǎng)志在必得,世界著名的立邦,ICI涂料公司對(duì)煅燒高嶺土的需求正在逐步擴(kuò)大,由于大公司的樣板和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的作用,國內(nèi)的各涂料廠家已越來越多地使用煅燒高嶺土了。煅燒高嶺土用于涂料行業(yè)可減少二氧化鈦的用量,使涂膜具有更好的特性,可改善涂料的加工、儲(chǔ)存和應(yīng)用性能。煅燒高嶺土在涂料中的用量為 10%?30%,使用的煅燒高嶺土以?2μm含量為70%?90%為主,目前該行業(yè)的年用量4.5萬噸,據(jù)權(quán)威人士估計(jì),近幾年乳膠漆年產(chǎn)量將達(dá)80?100萬噸,這是煅燒高嶺土的一個(gè)潛在的更大的市場(chǎng)。 (3)塑料、橡膠工業(yè)。 在工程塑料、通用塑料中,煅燒高嶺土的充填量為20%?40%,用作填料和補(bǔ)強(qiáng)劑。煅燒高嶺土用于聚氯乙烯電纜,能改善塑料的電性能。多功能塑料棚膜也是一個(gè)很大的市場(chǎng)。我國的橡膠行業(yè)用高嶺土量大,在橡膠中充填的高嶺土比例從15%?20%不等,煅燒后的高嶺土(包括表面改性)可替代炭黑,白炭黑,生產(chǎn)淺色橡膠制品、輪胎等,具有很好的市場(chǎng)前景,有5至10萬噸的市場(chǎng)潛力。 總的來說,未來的煅燒高嶺土市場(chǎng),雖然有碳酸鈣、滑石等礦物的競(jìng)爭(zhēng),有可能失去一些低檔產(chǎn)品市場(chǎng),但高檔煅燒土因其獨(dú)特的物理性能在國際和國內(nèi)市場(chǎng)上仍具有相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。 5.2 技術(shù)發(fā)展 (1)加工工藝的創(chuàng)新。 制約我國煤系高嶺土開發(fā)的關(guān)鍵是加工技術(shù)。煤系高嶺土普遍含有鐵、鈦等著色雜質(zhì),過去的加工工藝對(duì)原料的要求比較高,這對(duì)于占相當(dāng)大比例的高鐵、鈦煤系高嶺土不能得到充分的應(yīng)用,很大程度的浪費(fèi)了資源,蘇州非礦院的科技攻關(guān)成果已經(jīng)在國內(nèi)多家煅燒高嶺土企業(yè)得到了應(yīng)用,放寬了煅燒高嶺土對(duì)原料的要求,利用劣質(zhì)煤系高嶺土也能制備出可以利用的煅燒高嶺土產(chǎn)品。該工藝采用先磨后燒工藝路線,克服了普通加工工藝流程存在的產(chǎn)品燒不透或過燒、生產(chǎn)能源高、生產(chǎn)成本大、產(chǎn)品白度低的缺陷;該工藝采用了強(qiáng)化氣氛動(dòng)態(tài)煅燒技術(shù),解決了煤系高嶺土深加工開發(fā)利用的技術(shù)關(guān)鍵,可確保煅燒產(chǎn)品的白度大于90%,且產(chǎn)品不返黃;同時(shí)該工藝采用綜合除雜提純技術(shù),擴(kuò)大了煤系高嶺土原礦的適用范圍,使一些含鐵鈦雜質(zhì)高(Fe2O30.5%?5%;TiO20?2%)的煤系高嶺土原礦經(jīng)該工藝技術(shù)深加工后,也能生產(chǎn)出高檔煅燒煤系高嶺土產(chǎn)品。預(yù)計(jì)在今后的數(shù)年內(nèi),國內(nèi)煅燒高嶺土企業(yè)將大量采用該工藝方案,大大提高了我國煤系高嶺土的可利用率,促進(jìn)煅燒高嶺土行業(yè)的發(fā)展。 (2)關(guān)鍵設(shè)備的改進(jìn)。 國內(nèi)煤系高嶺土的加工設(shè)備很大程度制約了煅燒高嶺土的發(fā)展。目前,我國生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煅燒高嶺土的煅燒設(shè)備主要依靠進(jìn)口,進(jìn)口一臺(tái)年產(chǎn)1萬噸煅燒高嶺土的回轉(zhuǎn)窯需要約1500萬元人民幣,對(duì)相當(dāng)多的企業(yè)來說是投資過大。因此,先進(jìn)的煅燒設(shè)備國產(chǎn)化成為非金屬礦深加工領(lǐng)域急需解決的問題。本院研制的間接加熱動(dòng)態(tài)煅燒純化窯采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專有技術(shù),已經(jīng)在山西大同銀宇高嶺土公司成功應(yīng)用,生產(chǎn)出雙90產(chǎn)品,該煅燒窯具有自動(dòng)化程度高,生產(chǎn)能力大,單位產(chǎn)品能耗低,白度指標(biāo)穩(wěn)定的特點(diǎn),很好地解決了煅燒設(shè)備依靠進(jìn)口投資過大的問題,促進(jìn)了煅燒高嶺土的發(fā)展。 目前我院對(duì)該煅燒窯進(jìn)行技術(shù)改進(jìn),研制出直接加熱動(dòng)態(tài)煅燒純化窯,成功應(yīng)用于山西安格高嶺土公司,通過改進(jìn)可使雙90煅燒高嶺土產(chǎn)品噸投資成本減小40%,直接噸產(chǎn)品生產(chǎn)成本減小20%。另外,該院研制的10立方米大型磨剝機(jī),采用大容量、高濃度的高效磨剝方式,提高了超細(xì)粉碎的效率,增大了處理能力,也一定程度減小了設(shè)備的投資,該院作為我國非金屬礦行業(yè)工程轉(zhuǎn)化的基地,具備了完善而先進(jìn)的煤系高嶺土加工技術(shù)和設(shè)備制造技術(shù)。在今后五年內(nèi),通過對(duì)煅燒設(shè)備的研制和工程轉(zhuǎn)化,使所有加工設(shè)備全部國產(chǎn)化,形成成熟的成套的國產(chǎn)化的煅燒高嶺土加工技術(shù)和設(shè)備,極大程度地降低投資成本,促進(jìn)煅燒高嶺土行業(yè)的發(fā)展。 高嶺土因具有許多優(yōu)良的工藝性能,廣泛用于造紙、陶瓷、涂料、橡膠、塑料、耐火材料、化工、農(nóng)藥、醫(yī)藥、紡織、石油、建材及國防等行業(yè)。高領(lǐng)土產(chǎn)品當(dāng)中質(zhì)量要求最高的,是用于生產(chǎn)高檔銅版紙的涂布顏料級(jí)高檔造紙用高嶺土,以及高白度高細(xì)度,作為鈦白粉替代料的煅燒高嶺土產(chǎn)品。目前高檔高嶺土世界貿(mào)易量為2650萬噸/年左右。本項(xiàng)目所指向的產(chǎn)品正是以生產(chǎn)高檔高嶺土為目標(biāo)的建廠計(jì)劃。 中國的高嶺土儲(chǔ)藏量居世界第一位,保有儲(chǔ)量達(dá)到十四億噸。這讓中國成為世界最主要的高嶺土生產(chǎn)國,但是中國同時(shí)也是最主要的高嶺土進(jìn)口國。主要原因在于國內(nèi)的高嶺土成產(chǎn)技術(shù)水平極為落后粗糙,很少有“精加工高檔高嶺土”的生產(chǎn)。國內(nèi)每年從國外進(jìn)口“高檔高嶺土”產(chǎn)品200-300萬噸左右。 由于“高檔高嶺土”目前處于國內(nèi)生產(chǎn)極少只能依靠進(jìn)口,國際高檔產(chǎn)品形成壟斷,因控制了定價(jià)權(quán)而不斷提高價(jià)格的惡性局面。所以提升國內(nèi)高嶺土行業(yè)技術(shù)水平,對(duì)國內(nèi)優(yōu)質(zhì)高嶺土礦進(jìn)行精加工,以生產(chǎn)高檔高嶺土為目標(biāo)的產(chǎn)業(yè)升級(jí),十分符合國內(nèi)高嶺土產(chǎn)業(yè)形勢(shì)的需要。 第二章.市場(chǎng)狀況 1.煅燒高嶺土市場(chǎng)情況 煅燒高嶺土是油漆,橡膠,涂料,造紙,塑料制品,以及電纜,陶瓷等行業(yè)所大量使用的主要填料,其中造紙顏料和油漆涂料為國內(nèi)高檔煅燒高嶺土的主要消費(fèi)行業(yè),使用量約 占煅燒高嶺土總產(chǎn)量40%。 目前煅燒高嶺土的國內(nèi)總需求量為年400萬噸左右。國內(nèi)煅燒高嶺土的年產(chǎn)量已達(dá)到200萬噸以上,其中高白度超細(xì)高檔煅燒高嶺土的年產(chǎn)量為80萬噸左右。 鈦白粉由于其高白度高細(xì)度的特性,廣泛用于各種高檔印刷,造紙,塑料填料,橡膠填料,高檔涂料等等高端行業(yè)。但由于其價(jià)格昂貴,所以很難滿足市場(chǎng)的廣泛需求,而高白度高細(xì)度的煅燒高嶺土由于其高白度以及物理化學(xué)性能等等指標(biāo)與鈦白粉相近,故而在高端市場(chǎng)上大量用于鈦白粉的替代物料使用。 2.陶瓷用高嶺土市場(chǎng)情況 陶瓷用高嶺土是一種煅燒后的含有高嶺土的陶瓷材料。由于煅燒高嶺土具有化學(xué)成分純度高、耐火度高,可塑性、粘貼性、燒結(jié)性能好,使其產(chǎn)品具有色白、致密,機(jī)械強(qiáng)度大,成品率高等特點(diǎn)。應(yīng)用:高低壓電瓷、建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷和工藝美術(shù)的釉料。 高嶺土的可塑性可分為四級(jí)。高嶺土與水結(jié)合形成的泥料,在外力作用下能夠變形,外力除去后,仍能保持這種形變的性質(zhì)即為可塑性。可塑性是高嶺土在陶瓷坯體中成型工藝的基礎(chǔ),也是主要的工藝技術(shù)指標(biāo)。通常用可塑性指數(shù)和可塑性指標(biāo)來表示可塑性的大小�？伤苄灾笖�(shù)是指高嶺土泥料的液限含水率減去塑限含水率,以百分?jǐn)?shù)表示,即W塑性指數(shù)=100(W液性限度-W塑性限度)。可塑性指標(biāo)代表高嶺土泥料的成型性能,用可塑儀直接測(cè)定泥球受壓破碎時(shí)的荷重及變形大小可得,以kg·cm表示,往往可塑性指標(biāo)越高,其成型性能越好。 陶瓷用高嶺土的應(yīng)用十分廣泛,陶瓷高嶺土的含鐵量低,燒成白度高、可塑性好、光潔度高等特點(diǎn),適用于高中低檔衛(wèi)浴陶瓷、建筑陶瓷、工業(yè)陶瓷等相關(guān)行業(yè)。 3.高檔造紙高嶺土市場(chǎng)情況 世界高嶺土資源儲(chǔ)量并不小,但大多只適合于制造陶瓷或填料,真正適合用于紙和紙板涂布顏料的天然單片狀高嶺土資源并不多見。有資料表明,目前造紙涂料用高嶺土資源十分緊缺,原最著名的英國ECC公司在英國本土康沃爾郡已基本無礦可采主要精制高嶺土出口地美國和巴西保有儲(chǔ)量有限,全球造紙用高嶺土市場(chǎng)可能出現(xiàn)短缺。 中國是世界主要的高嶺土生產(chǎn)國,但沒有“高檔高嶺土”的生產(chǎn)。高檔美術(shù)級(jí)銅版紙涂布用高嶺土目前在國內(nèi)有200-300萬噸(每年)的市場(chǎng),而且進(jìn)口價(jià)格昂貴。其價(jià)格高的原因是,產(chǎn)品由美國和巴西運(yùn)達(dá)中國,進(jìn)口價(jià)格為每噸500-550美圓,到岸價(jià)中單是海運(yùn)費(fèi)就占到200美圓以上。 由于“高檔高嶺土”目前處于國內(nèi)生產(chǎn)空白,國際接近開采殆盡的局面。輕工部自 80年代開始就在國內(nèi)尋找和研究生產(chǎn)高檔高嶺土的礦藏和技術(shù),但至今沒有成功。茂名等地雖然有可用于造紙的產(chǎn)品,由于其“黏濃度”只到67%左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法達(dá)到高檔美術(shù)級(jí)銅版紙涂布用顏料黏濃度74%的標(biāo)準(zhǔn)。 目前整個(gè)亞洲國家的高檔土全部從美國、巴西進(jìn)口。此產(chǎn)品目前在亞洲很有競(jìng)爭(zhēng)力。因?yàn)槟壳叭澜缍荚谑褂妹绹桶臀鞯漠a(chǎn)品,亞洲也不例外。所以完全替代美國巴西產(chǎn)品的可能性非常大。現(xiàn)在日本進(jìn)口高檔土量為每年120萬噸左右韓國為40萬噸左右。按照中國發(fā)展的速度與規(guī)模來看,20-30萬噸的需求僅僅是開始階段,日后中國的需求量必定會(huì)超過日韓等國。因此不僅是國內(nèi),日韓,甚至亞洲都將成為這個(gè)產(chǎn)品有望的未來市場(chǎng)。 世界上高嶺土資源極為豐富,五大洲60多個(gè)國家和地區(qū)均有分布,但主要集中在歐洲、北美洲、亞洲和大洋洲。目前全世界高嶺土的探明儲(chǔ)量約242.3億t。儲(chǔ)量較大的地區(qū)有美國佐治亞州、巴西的亞馬遜盆地、英國的康沃爾和德文郡、中國的廣東、福建、廣西、江西和江蘇等;此外,還有獨(dú)聯(lián)體國家、捷克、德國和韓國等,上述國家總儲(chǔ)量約占世界總儲(chǔ)量的68%。 中國高嶺土生產(chǎn)企業(yè)有700多加,年原礦生產(chǎn)能力超過550萬噸,選礦能力180萬噸。現(xiàn)有蘇州中國高嶺土公司(以水洗深加工土為主,綜合生產(chǎn)煅燒、超細(xì)多品種精致高嶺土)、龍巖高嶺土有限公司(以生產(chǎn)精致高嶺土為主)以及茂名高齡科技有限公司(以生產(chǎn)造紙涂料級(jí)高嶺土為主)的三大生產(chǎn)基地,另有內(nèi)蒙古西高嶺粉體有限公司、山西金洋、安徽金巖三個(gè)煤系煅燒高嶺土生產(chǎn)示范廠。 我國高嶺土產(chǎn)量自2000 年以來一直保持300 萬噸左右,2011年全國產(chǎn)量320萬噸左右。 近年來,由于在造紙產(chǎn)業(yè)中碳酸鈣和滑石粉的使用量逐漸加大,高嶺土的市場(chǎng)不斷被侵蝕,全球的高嶺土產(chǎn)量整體上呈下降趨勢(shì)。而且由于巴西高嶺土產(chǎn)量的異軍突起,一些傳統(tǒng)生產(chǎn)國如英國的市場(chǎng)分額被逐漸搶占,產(chǎn)量也逐漸成下降態(tài)勢(shì)。 圖表36 2007-2011年我國其他非金屬礦物制品制造行業(yè)費(fèi)用使用統(tǒng)計(jì)圖 單位:千元
河南華冠環(huán)�？萍加邢薰�在山西境內(nèi)有大量的煅燒高嶺土行業(yè)業(yè)績(jī)，細(xì)度有325、800、1000、1250目， 產(chǎn)量有50-200噸每天產(chǎn)能，可技術(shù)轉(zhuǎn)讓，可出售設(shè)備，產(chǎn)品。 河南華冠環(huán)�？萍加邢薰�專業(yè)致力于資源再利用、高嶺土行業(yè)，生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)率可提高10%以上，產(chǎn)量提高5%～10%，能耗降低20%左右，產(chǎn)能達(dá)到50-500t/d，更加節(jié)能環(huán)保。如有需求，可直接咨詢18637113703(微信同號(hào))，華冠環(huán)�？萍脊緸槟哒\服務(wù)，隨時(shí)歡迎前來參觀! 專業(yè)售后服務(wù)！
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