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我国煤系高岭土开发利用现状

2018-01-10 09:08:23 蒙中进出口 阅读

  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。

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  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201811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。

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  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。