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我国煤系高岭土开发利用现状及市场需求预测


来源:中国粉体网   黑金

[导读]  我国以独特而丰富的煤系高岭土资源著称于世,据初步探测及估算,煤系高岭土岩储量达180亿t,全球排名第一。煤系高岭土已是产业热点,而加工技术依然是制约我国煤系高岭土开发的关键所在。

中国粉体网讯  我国是煤炭大国,煤炭生产过程中会产生大量煤矸石,很多煤矸石都富含高岭土岩,当含量大于80%时,称为煤系高岭土岩。我国以独特而丰富的煤系高岭土资源著称于世,据初步探测及估算,煤系高岭土岩储量达180亿t,全球排名第一。




一、煤系高岭土成产业“热土”


一方面,煤系高岭土经适当温度煅烧加工后,具有特殊的理化性质,如增白、质地柔软、分散悬浮性好,另外还具备优良的 绝缘性、粘结性、 耐火性等。目前,根据其独特的理化性质,煤系高岭土加工产品已经广泛应用于陶瓷制造、造纸、油漆涂料、生物化工等诸多行业。


另一方面,目前,我国煤矸石累计堆存超过50亿吨。随着煤炭的开采洗选,每年还将增加2亿多吨。煤矸石长期大量堆放,不仅占用了大量土地,而且还会污染大气、土壤及水体。煤矸石自燃,还会引发火灾甚至滑坡等地质灾害。


再者,从2018年1月1日起,《中华人民共和国环境保护税法》就要开始实施了。这意味着运行38年的排污费制度将成为历史。其中,在诸多纳税企业中,煤炭在内的14个重污染行业被列为重点监控(排污)对象。环保税实施后,其税收支出可能大幅提升。煤系高岭土岩的开发利用是提高煤炭绿色环保开采利用的重要路径之一。


此外,非金属矿工业“十三五”发展规划在提及高岭土产业布局时指出:在广东茂名、广西北海、福建龙岩、江苏苏州,根据高岭土资源禀赋开发不同应用领域的高岭土产品,建设相应的采选加工基地,在内蒙古、山西、安徽煤系高岭土产区,建设煤系高岭土加工利用基地。


二、煤系高岭土开发利用现状


1.煤系高岭土供需格局


从全球市场看,中国、美国、乌兹别克斯坦、德国、捷克、巴西等国家是全球最主要的高岭土产区。从国内市场看,内蒙古、山西为我国煤系高岭土主产区。我国煤系高岭土生产加工起步较晚,自20世纪90年代后,伴随着国家的顶层设计与产业规划,煤系高岭土产业才逐步发展壮大,并得到快速发展。国内煤系高岭土生产加工以煅烧研磨为主,生产加工企业当前近50家。从消费结构看,陶瓷生产、耐火材料及造纸加工为我国煤系高岭土3大主要消费领域。




2.煤系高岭土加工技术


用煤系高岭土加工煅烧高岭土的关键技术在于超细粉碎和煅烧,目前国内生产煅烧高岭土的原料主要指标要求为:高岭石含量在97% 以上、Fe2O3含量不超过0.5%。


超细粉碎


超细粉碎主要靠设备完成的,对设备和技术的要求主要包括:物料纯度、产品粒度(规格、外型、粒度分布)、单位能耗、耐磨件的使用寿命、维修费、对产品是否造成二次污染以及超细和分级的功能和效率。国内外先后研制了振动磨机、冲击磨机、离心磨机、胶体磨机、气流粉碎机和搅拌磨等。


近年来,通过工艺技术发展的带动研制了煤系高岭土加工过程中的关键设备,如高浓度湿法超细粉碎设备、间接加热动态煅烧纯化设备,并开发出了能在多个行业应用的系列化煅烧高岭土产品。这些技术与装备已成功的在国内进行了工程转化与应用,取得了较好效果与显著经济和社会效益。


煅烧


在煤系高岭土中 , 由于其中含有碳及有机质 , 高岭土常呈灰黑色,对于次生堆积变质型高岭土,也常受到其它显色有机物质的污染 。采用化学氧化法 , 虽然能漂白,但最简单、最有效而且无废水污染的方法则是对其进行煅烧处理。煅烧不但能除掉有机污染 , 提高其纯度和白度, 而且作为一项专门处理工艺, 煅烧还起到改善高岭土性能的作用 。





影响煅烧的因素有很多,如原料品质、原料粒度、煅烧温度、升温速度与恒温时间、添加剂选择和煅烧气氛控制等,针对煤系高岭土的特性,根据煅烧目的,应选用相适应的煅烧工艺参数及加工设备和工艺。


生产工艺有先烧后磨和先磨后烧。两种工艺方案相比各有利弊。先磨后烧工艺可获得白度较高的产品,这是因为微米级粒度煅烧更完全,而且氧化铁可用增白剂在煅烧作业中还原增白;另一优点是原矿硬度低,超微细磨中球耗较低;存在的问题是磨矿浓度较低,所需设备台数较多。另外,煅烧后微细的颗粒易粘结,甚至烧结,使原本已合格的粒度变粗,为保证合格的粒度要求还需要再进行超细磨细、干燥,使工艺复杂化。先烧后磨工艺可保证合格的粒度,工艺流程相对简单;不足之处是烧后再磨,硬度高、球耗增加,煅烧作业后的再磨使产品白度比先磨后烧工艺低1%~3%,要求矿石质量较高。


目前,优质煤系煅烧高岭土大多采用干、湿结合,先磨后烧的生产工艺。



三、煤系高岭土需求预测


陶瓷行业需求


高岭土属于黏土类塑性矿物材料,是陶瓷生产加工的基本原料。经煅烧加工后的超细高岭土可以提高陶瓷的白度,增加陶瓷表面光洁度,还可以提高陶瓷的剪切强度。


据中国建筑卫生陶瓷协会印发的《建筑陶瓷、卫生洁具行业“十三五”发展指导意见》预测,到2020年,我国建筑陶瓷市场需求量为90亿m2,卫浴陶瓷需求量约 2.5 亿件,日用陶瓷需求量约 300亿件。



造纸行业需求


高岭土在纸业生产中主要起填料和涂料作用。近年来我国造纸工业发展迅速,每年以约15%的速度递增。当前,我国人均年用纸已达50kg左右,但与发达国家人均年用纸90kg左右仍有较大差距。据中国造纸协会调查资料显示,2020 年,全国造纸产量预计为16500万t左右。



耐火材料需求


高岭土由于具有很高的耐火度,故常用来生产耐火材料。根据中国耐火材料行业协会统计,2015 年全国耐火材料产量2615.19万t,同比降低6.51%;高岭土消费量 12.6 万 t,同比降低 5.31%。当前耐火材料行业面临产能过剩和市场需求趋缓的双重压力,预计未来产量仍有一定下降空间,之后趋于稳定。据业内专家预测,到2020年,我国耐火材料产量在 2 500 万 t 左右,则相应的高岭土需求量为12.4万t左右。



化工涂料需求


高岭土在油漆涂料生产中主要是作为充填骨架,同时,由于高岭土具有优良的分散性且化学性质稳定、耐腐耐火,用其作为涂料生产添加剂,可以改善涂料的吸附能力及遮盖能力。


据 《中国涂料工业“十三五”发展规划》,2020 年我国涂料总产量将达 2 200 万 t,则高岭土加工产品需求量预计在65万t左右。



其他行业需求


其他行业主要是指农药、塑料、橡胶、石化、材料与尖端科学、国防军工等领域,该类领域对高岭土岩需求虽然较小,但对高岭土岩的产品质量与等级有较高要求,且近年来,该类行业需求量在逐步增加。初步预测,到2020年,其他行业对煤系高岭土的需求量将达到10 t左右。


随着我国产业技术的进步及加工工艺的不断改进,下游产业对煤系高岭土煅烧加工产品的需求将逐年上升,预计到2020 年,我国煤系高岭土煅烧加工产品下游行业市场消费需求量将达到665万t左右。



结语


经过最近几年的研究与市场开拓,人们逐渐认识到煤系高岭土的价值。目前国内开发煅烧高岭土产品时,往往只注意了白度、粒度磨耗等,而对各指标间的相互关系和质量特性,缺少综合评价。加工技术依然是制约我国煤系高岭土开发的关键所在。未来,应加强技术创新,开发出更多的煅烧煤系高岭土产品,使产品系列化,扩大应用面。


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