我國高嶺土生產(chǎn)現(xiàn)狀
我國以煤系高嶺巖為原料工業(yè)規(guī)模的煅燒高嶺土生產(chǎn)起步于20世紀90年代,而白度大于90%、細度-2μm成分的含量大于90%的雙90產(chǎn)品的規(guī)?;a(chǎn)在1998年前后才開始,2001年我國煅燒高嶺土產(chǎn)量達到13萬t,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)煅燒高嶺土的企業(yè)有近45家,總生產(chǎn)能力達30萬t,生產(chǎn)企業(yè)建廠投資多的上億元,少則200萬元左右,多數(shù)廠家年產(chǎn)量在數(shù)百噸或幾千噸,主要以生產(chǎn)中、低檔產(chǎn)品為主。目前,設(shè)計能力在1萬t以上的企業(yè)有12家,在建和擴建的萬噸級企業(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、內(nèi)蒙古三保;生產(chǎn)中檔高嶺土的有代縣喜迪、陽泉精銳、鄭州金源;生產(chǎn)低檔煅燒土的有大同銀河、河南鞏義等。我國部分高嶺土企業(yè)產(chǎn)能及產(chǎn)品品種見表1。
消費市場現(xiàn)狀
1.主要消費市場
煅燒高嶺土的主要消費市場是涂料、造紙、橡膠和塑料陶瓷等,其中油漆和涂料是我國優(yōu)質(zhì)煅燒高嶺土最主要的應(yīng)用領(lǐng)域,分別占國內(nèi)超細高白度優(yōu)質(zhì)高嶺土消費量的60%和30%左右。2003年國內(nèi)煅燒高嶺土在油漆、造紙、橡膠、塑料中的消費量為20萬t,其中油漆、涂料消費量是10萬t,涂布紙等消費量是6萬t,橡膠、電瓷、塑料4萬t。
2.國內(nèi)市場價格
國內(nèi)市場高嶺土原礦每噸銷售價60~120元;產(chǎn)品價格方面,電陶產(chǎn)品300~900元/t,造紙產(chǎn)品450~2000元/t,涂料800~2600元/t,一般煅燒土1000~2500元/t,1250目煅燒土2000~3000元/t,雙90煅燒土3000~5000元/t。山西金洋高嶺土公司生產(chǎn)的雙90煅燒土價格為4000元/t左右。
3.目標市場
煅燒高嶺土因其獨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)在這部分市場主要由進口煅燒高嶺土占據(jù),國產(chǎn)煅燒土也有部分在電纜行業(yè)得到了應(yīng)用。
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t催化裂化催化劑,幾乎全是加入以高嶺土為主要組分的“半合成”催化劑。用廢堿和劣質(zhì)高嶺土合成4A分子篩,該方法既節(jié)省了原料成本,又減少了污染,在環(huán)保和經(jīng)濟效益方面都有十分重要的意義。有機改性的高嶺土,其比表面積增大,對污染物的吸附、遷移和降解有良好效果,目前國內(nèi)有機改性高嶺土的開發(fā)利用還處于起步階段,有機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
隨著我國經(jīng)濟和工業(yè)的迅速發(fā)展,對優(yōu)質(zhì)煅燒高嶺土的市場需求也將迅速增長,預(yù)計到2010年,我國煅燒高嶺土產(chǎn)品需求量將達到92萬t。表2列出了2010年我國高嶺土的需求預(yù)測。
五、我國高嶺土行業(yè)展望
目前,國家越來越重視煤系高嶺土行業(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,使資源的價值得到更大發(fā)揮;要重點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)劃指出實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,要求節(jié)約資源,保護環(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、增白、改性等技術(shù)難點,組織一批綜合利用深加工項目,對煤系共伴生資源進行深加工和利用。國家經(jīng)貿(mào)委《煤矸石綜合利用技術(shù)政策要點》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)濟合理、有市場前景的技術(shù),逐步完善比較成熟的技術(shù),研究開發(fā)新技術(shù),積極引進國外先進技術(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,促進煤矸石的擴大利用。2005年6月30日國務(wù)院關(guān)于做好建設(shè)節(jié)約型社會近期重點工作的通知中再次強調(diào)推進廢物綜合利用,要以煤礦瓦斯利用為重點,推進共伴生礦產(chǎn)資源的綜合開發(fā)利用。以粉煤灰、煤矸石、尾礦和冶金、化工廢渣及有機廢水綜合利用為重點,推進工業(yè)廢物綜合利用,把煤矸石的擴大利用作為資源綜合利用的重點工作,并將煤矸石綜合利用作為一項長期的技術(shù)政策加以鼓勵。
1.市場展望
(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)展已成為衡量一個國家現(xiàn)代化水平的標志,發(fā)達國家人均年用紙90kg左右,1993年我國人均用紙9kg左右,1996年已達26kg/人,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使用,隨著我國造紙業(yè)的發(fā)展、產(chǎn)量的擴大以及高速刮刀涂布機的引進,煅燒高嶺土的用量也會逐步擴大。
(2)中高檔涂料
隨著國民經(jīng)濟水平的提高,人們對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,都對這塊市場志在必得,世界著名的立邦、ICI涂料公司對煅燒高嶺土的需求正在逐步擴大,由于大公司的樣板和市場競爭作用,國內(nèi)的各涂料廠家已越來越多地使用煅燒高嶺土。煅燒高嶺土用于涂料行業(yè)可減少TiO2的用量,使涂膜具有更好的特性,可改善涂料的加工、儲存和應(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含量為主,占70%~90%,目前該行業(yè)的年用量4.5萬t/a,據(jù)權(quán)威人士估計,近幾年乳膠漆年產(chǎn)量將達80~100萬t,這是煅燒高嶺土的一個潛在的巨大市場。
(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%,用作填料和補強劑;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很大的市場。我國橡膠行業(yè)用的高嶺土用量較大,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,具有很好的市場前景,有5萬~10萬t的市場潛力。
總的來說,未來的煅燒高嶺土市場,雖然有碳酸鈣、滑石等礦物的競爭,有可能失去一些低檔產(chǎn)品市場,但高檔煅燒土因其獨特的物理性能,在國際和國內(nèi)市場上仍具有很強的競爭力。
2.技術(shù)展望
(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),過去的加工工藝對原料要求比較高,這使得占相當(dāng)大比例的高鐵、鈦煤系高嶺土不能得到充分應(yīng)用,很大程度的浪費了資源。以蘇州中材非金屬工業(yè)設(shè)計研究院為代表的科研院所的科技攻關(guān)成果已經(jīng)在國內(nèi)多家煅燒高嶺土企業(yè)中得到了應(yīng)用,放寬了煅燒高嶺土對原料的要求,利用劣質(zhì)煤系高嶺土也能制備出可以使用的煅燒高嶺土產(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)能耗高、生產(chǎn)成本大、產(chǎn)品白度低的缺陷;該工藝采用了強化氣氛動態(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;同時該工藝采用綜合除雜提純技術(shù),擴大了煤系高嶺土原礦的適用范圍,使一些含鐵鈦雜質(zhì)高(0.5%~5%的Fe2O3,0~2.0%的TiO2)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)計在今后數(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,會大大提高我國煤系高嶺土的可利用率,促進煅燒高嶺土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
(2)關(guān)鍵設(shè)備的改進
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)備主要依靠進口,進口一臺年產(chǎn)10 000t煅燒高嶺土的回轉(zhuǎn)窯需要約1500萬元,對相當(dāng)多的企業(yè)來說是筆不小的投資,因此,先進的煅燒設(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。蘇州中材非金屬礦工業(yè)設(shè)計研究院的科研院所研制的間接加熱動態(tài)煅燒純化窯等裝備,采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專有技術(shù),已經(jīng)在10余家煅燒高嶺土企業(yè)中成功應(yīng)用,生產(chǎn)出雙90產(chǎn)品,該煅燒窯具有自動化程度高、生產(chǎn)能力大、單位產(chǎn)品能耗低、白度指標穩(wěn)定的特點,很好地解決了煅燒設(shè)備依靠進口、投資過大的問題,促進了煅燒高嶺土的發(fā)展。目前國內(nèi)正在對該煅燒窯進行技術(shù)改進,通過改進可使每噸雙90煅燒高嶺土產(chǎn)品的投資成本減小25%,每噸產(chǎn)品的生產(chǎn)成本直接減少10%。另外,國內(nèi)研制的BP-300、BP-500型磨剝機采用大容量、高濃度的高效磨剝方式,提高了超細粉碎的效率,增大了處理能力,也在一定程度上減小了設(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,具備了完善而先進的煤系高嶺土加工技術(shù)和設(shè)備制造技術(shù)。在今后5年內(nèi),通過對煅燒設(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,極大程度地降低了投資成本,促進了煅燒高嶺土行業(yè)的發(fā)展。