中國粉體網(wǎng)訊 我國是煤炭大國，煤炭生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量煤矸石，很多煤矸石都富含高嶺土巖，當(dāng)含量大于80%時(shí)，稱為煤系高嶺土巖。我國以獨(dú)特而豐富的煤系高嶺土資源著稱于世，據(jù)初步探測及估算，煤系高嶺土巖儲(chǔ)量達(dá)180億t，全球排名第一。
一、煤系高嶺土成產(chǎn)業(yè)“熱土”
一方面，煤系高嶺土經(jīng)適當(dāng)溫度煅燒加工后，具有特殊的理化性質(zhì)，如增白、質(zhì)地柔軟、分散懸浮性好，另外還具備優(yōu)良的 絕緣性、粘結(jié)性、 耐火性等。目前，根據(jù)其獨(dú)特的理化性質(zhì)，煤系高嶺土加工產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于陶瓷制造、造紙、油漆涂料、生物化工等諸多行業(yè)。
另一方面，目前，我國煤矸石累計(jì)堆存超過50億噸。隨著煤炭的開采洗選，每年還將增加2億多噸。煤矸石長期大量堆放，不僅占用了大量土地，而且還會(huì)污染大氣、土壤及水體。煤矸石自燃，還會(huì)引發(fā)火災(zāi)甚至滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。
再者，從2018年1月1日起，《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法》就要開始實(shí)施了。這意味著運(yùn)行38年的排污費(fèi)制度將成為歷史。其中，在諸多納稅企業(yè)中，煤炭在內(nèi)的14個(gè)重污染行業(yè)被列為重點(diǎn)監(jiān)控(排污)對象。環(huán)保稅實(shí)施后，其稅收支出可能大幅提升。煤系高嶺土巖的開發(fā)利用是提高煤炭綠色環(huán)保開采利用的重要路徑之一。
此外，非金屬礦工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃在提及高嶺土產(chǎn)業(yè)布局時(shí)指出：在廣東茂名、廣西北海、福建龍巖、江蘇蘇州，根據(jù)高嶺土資源稟賦開發(fā)不同應(yīng)用領(lǐng)域的高嶺土產(chǎn)品，建設(shè)相應(yīng)的采選加工基地，在內(nèi)蒙古、山西、安徽煤系高嶺土產(chǎn)區(qū)，建設(shè)煤系高嶺土加工利用基地。
二、煤系高嶺土開發(fā)利用現(xiàn)狀
1.煤系高嶺土供需格局
從全球市場看，中國、美國、烏茲別克斯坦、德國、捷克、巴西等國家是全球最主要的高嶺土產(chǎn)區(qū)。從國內(nèi)市場看，內(nèi)蒙古、山西為我國煤系高嶺土主產(chǎn)區(qū)。我國煤系高嶺土生產(chǎn)加工起步較晚，自20世紀(jì)90年代后，伴隨著國家的頂層設(shè)計(jì)與產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，煤系高嶺土產(chǎn)業(yè)才逐步發(fā)展壯大，并得到快速發(fā)展。國內(nèi)煤系高嶺土生產(chǎn)加工以煅燒研磨為主，生產(chǎn)加工企業(yè)當(dāng)前近50家。從消費(fèi)結(jié)構(gòu)看，陶瓷生產(chǎn)、耐火材料及造紙加工為我國煤系高嶺土3大主要消費(fèi)領(lǐng)域。
2.煤系高嶺土加工技術(shù)
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%。
超細(xì)粉碎
超細(xì)粉碎主要靠設(shè)備完成的，對設(shè)備和技術(shù)的要求主要包括：物料純度、產(chǎn)品粒度（規(guī)格、外型、粒度分布）、單位能耗、耐磨件的使用壽命、維修費(fèi)、對產(chǎn)品是否造成二次污染以及超細(xì)和分級的功能和效率。國內(nèi)外先后研制了振動(dòng)磨機(jī)、沖擊磨機(jī)、離心磨機(jī)、膠體磨機(jī)、氣流粉碎機(jī)和攪拌磨等。
近年來，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，取得了較好效果與顯著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
煅燒
在煤系高嶺土中 , 由于其中含有碳及有機(jī)質(zhì) , 高嶺土常呈灰黑色，對于次生堆積變質(zhì)型高嶺土，也常受到其它顯色有機(jī)物質(zhì)的污染 。采用化學(xué)氧化法 , 雖然能漂白，但最簡單、最有效而且無廢水污染的方法則是對其進(jìn)行煅燒處理。煅燒不但能除掉有機(jī)污染 , 提高其純度和白度, 而且作為一項(xiàng)專門處理工藝， 煅燒還起到改善高嶺土性能的作用 。
影響煅燒的因素有很多，如原料品質(zhì)、原料粒度、煅燒溫度、升溫速度與恒溫時(shí)間、添加劑選擇和煅燒氣氛控制等，針對煤系高嶺土的特性，根據(jù)煅燒目的，應(yīng)選用相適應(yīng)的煅燒工藝參數(shù)及加工設(shè)備和工藝。
生產(chǎn)工藝有先燒后磨和先磨后燒。兩種工藝方案相比各有利弊。先磨后燒工藝可獲得白度較高的產(chǎn)品，這是因?yàn)槲⒚准壛６褥褵耆已趸F可用增白劑在煅燒作業(yè)中還原增白；另一優(yōu)點(diǎn)是原礦硬度低，超微細(xì)磨中球耗較低；存在的問題是磨礦濃度較低，所需設(shè)備臺(tái)數(shù)較多。另外，煅燒后微細(xì)的顆粒易粘結(jié)，甚至燒結(jié)，使原本已合格的粒度變粗，為保證合格的粒度要求還需要再進(jìn)行超細(xì)磨細(xì)、干燥，使工藝復(fù)雜化。先燒后磨工藝可保證合格的粒度，工藝流程相對簡單；不足之處是燒后再磨，硬度高、球耗增加，煅燒作業(yè)后的再磨使產(chǎn)品白度比先磨后燒工藝低1%~3%，要求礦石質(zhì)量較高。
目前，優(yōu)質(zhì)煤系煅燒高嶺土大多采用干、濕結(jié)合，先磨后燒的生產(chǎn)工藝。
三、煤系高嶺土需求預(yù)測
陶瓷行業(yè)需求
高嶺土屬于黏土類塑性礦物材料，是陶瓷生產(chǎn)加工的基本原料。經(jīng)煅燒加工后的超細(xì)高嶺土可以提高陶瓷的白度，增加陶瓷表面光潔度，還可以提高陶瓷的剪切強(qiáng)度。
據(jù)中國建筑衛(wèi)生陶瓷協(xié)會(huì)印發(fā)的《建筑陶瓷、衛(wèi)生潔具行業(yè)“十三五”發(fā)展指導(dǎo)意見》預(yù)測，到2020年，我國建筑陶瓷市場需求量為90億m2，衛(wèi)浴陶瓷需求量約 2.5 億件，日用陶瓷需求量約 300億件。
造紙行業(yè)需求
高嶺土在紙業(yè)生產(chǎn)中主要起填料和涂料作用。近年來我國造紙工業(yè)發(fā)展迅速，每年以約15％的速度遞增。當(dāng)前，我國人均年用紙已達(dá)50kg左右，但與發(fā)達(dá)國家人均年用紙90kg左右仍有較大差距。據(jù)中國造紙協(xié)會(huì)調(diào)查資料顯示，2020 年，全國造紙產(chǎn)量預(yù)計(jì)為16500萬t左右。
耐火材料需求
高嶺土由于具有很高的耐火度，故常用來生產(chǎn)耐火材料。根據(jù)中國耐火材料行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2015 年全國耐火材料產(chǎn)量2615.19萬t，同比降低6.51%；高嶺土消費(fèi)量 12.6 萬 t，同比降低 5.31%。當(dāng)前耐火材料行業(yè)面臨產(chǎn)能過剩和市場需求趨緩的雙重壓力，預(yù)計(jì)未來產(chǎn)量仍有一定下降空間，之后趨于穩(wěn)定。據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，到2020年，我國耐火材料產(chǎn)量在 2 500 萬 t 左右，則相應(yīng)的高嶺土需求量為12.4萬t左右。
化工涂料需求
高嶺土在油漆涂料生產(chǎn)中主要是作為充填骨架，同時(shí)，由于高嶺土具有優(yōu)良的分散性且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐耐火，用其作為涂料生產(chǎn)添加劑，可以改善涂料的吸附能力及遮蓋能力。
據(jù) 《中國涂料工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》，2020 年我國涂料總產(chǎn)量將達(dá) 2 200 萬 t，則高嶺土加工產(chǎn)品需求量預(yù)計(jì)在65萬t左右。
其他行業(yè)需求
其他行業(yè)主要是指農(nóng)藥、塑料、橡膠、石化、材料與尖端科學(xué)、國防軍工等領(lǐng)域，該類領(lǐng)域?qū)Ω邘X土巖需求雖然較小，但對高嶺土巖的產(chǎn)品質(zhì)量與等級有較高要求，且近年來，該類行業(yè)需求量在逐步增加。初步預(yù)測，到2020年，其他行業(yè)對煤系高嶺土的需求量將達(dá)到10 t左右。
隨著我國產(chǎn)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步及加工工藝的不斷改進(jìn)，下游產(chǎn)業(yè)對煤系高嶺土煅燒加工產(chǎn)品的需求將逐年上升，預(yù)計(jì)到2020 年，我國煤系高嶺土煅燒加工產(chǎn)品下游行業(yè)市場消費(fèi)需求量將達(dá)到665萬t左右。
結(jié)語
經(jīng)過最近幾年的研究與市場開拓，人們逐漸認(rèn)識到煤系高嶺土的價(jià)值。目前國內(nèi)開發(fā)煅燒高嶺土產(chǎn)品時(shí)，往往只注意了白度、粒度磨耗等，而對各指標(biāo)間的相互關(guān)系和質(zhì)量特性，缺少綜合評價(jià)。加工技術(shù)依然是制約我國煤系高嶺土開發(fā)的關(guān)鍵所在。未來，應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)出更多的煅燒煤系高嶺土產(chǎn)品，使產(chǎn)品系列化，擴(kuò)大應(yīng)用面。
