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我國煤系高嶺土發展現狀、產業關鍵技術及市場需求

發布日期:2018-08-09 作者:粉體技術網

煤炭開采過程中會產生大量煤矸石,當煤矸石中高嶺巖含量超過80%的稱為煤系高嶺土,是中國特有、獨具特色、有廣闊利用前景的重要非金屬礦產資源。


01我國煤系高嶺土產業現狀

目前,煅燒高嶺土生產企業主要分布在山西、內蒙古等地,規模化4000目(125目)以上煤系煅燒高嶺土企業約有10家,其中,山西有4家,實際產能為24t/a,;內蒙共有5家,實際產能為26t/a;河北有1家,實際產能為5t/a


煤系高嶺土產業存在問題:

—是行業內煅燒高嶺土企業規模小,管理成本偏高,技術研發、國際銷售方面投入不足,造成產品單一,只能在國內市場打價格戰。

二是煤礦設備大型化、采掘機械化后,將優質煤矸石與其他雜質混采在一起,使煤矸石資源綜合利用受限制。

三是利用仍以低端開發或者原材料銷售為主,影響了其深度開發利用。

02煤系高嶺土生產關鍵技術

煤系高嶺土的生產工藝一般是:破碎→除雜提純→濕法研磨→分級→壓濾→干燥→解聚→煅燒→解聚→包裝。

1)綜合除雜提純技術

根據煤系高嶺土與雜質礦物磁性、活性和密度的不同,可采用磁選、重選、化學等方法除去原礦中的含鐵含鈦雜質礦物。

利用煤系高嶺土無磁性,部分含鐵含鈦雜質礦物如磁鐵礦、鈦鐵礦、菱鐵礦等有磁性的特點,采用磁選法可以除掉部分含鐵含鈦雜質礦物。

煤系高嶺土的密度為2.6g/cm3左右,含鐵含鈦雜質礦物的密度為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,實現重選分離,除去部分含鐵含鈦雜質礦物。

化學除雜法則是采用氧化-還原漂白方法除去部分鐵雜質。

2)超細粉碎技術

煤系硬質高嶺巖的主要特點之一是礦石形成過程中受到成巖作用,礦石多是沉積巖,加工過程中需要進行破碎、粉碎、超細粉碎等一系列降低原礦塊度和細度的工序。其中,粉碎至325目(74μm)后,因超細煅燒高嶺土產品性能的要求,需要進一步超細粉碎,將物料粒度加工到微米級或亞微米級。

高嶺土超微細化的方法主要有干法超細化、濕法超細化、干濕混合法與納米化法四種。

3)粉碎與干燥

干燥作業是將壓濾作業產品進行烘干,是保證煅燒過程順利進行的手段之一。

4)煅燒

煅燒是獲取高白度、高質量煅燒煤系高嶺土產品的關鍵作業之一,原料質量、煅燒溫度、時間、氣氛是影響煅燒產品白度的主要因素,其中尤以煅燒氣氛控制最為重要。

傳統工藝技術一般采用氧化或還原氣氛靜態煅燒,對原料的鐵鈦含量要求嚴格(Fe2O30.5%TiO20.8%),難以加工處理鐵鈦含量較高的原料,且產品在堆放一段時間后會返黃。

5)表面改性

煅燒高嶺土的表面改性是一項非常重要的深加工手段,也是擴大煅燒高嶺土應用領域和提高有機高分子制品質量的一條十分有效的途徑。

表面改性劑的選擇和應用是高嶺土表面改性的關鍵技術,同時表面改性的工藝和設備也是表面改性技術很重要的部分。

6)加工設備

超細粉碎及精細分級技術是煤系高嶺土最主要的深加工技術之一,其關鍵在于設備,但在該領域,日本、德國、美國、加拿大等國一直處于世界先進水平。

03煤系高嶺土市場需求分析

煤系高嶺土煅燒后,具有白度高、質地柔軟、分散懸浮性好、絕緣和耐火等理化性質,可廣泛應用于陶瓷制造、造紙、油漆涂料、生物化工等行業。

2020年我國煅燒高嶺土下游行業需求預測


隨著我國產業技術的進步及加工工藝的不斷改進,下游產業對煤系高嶺土煅燒加工產品的需求將逐年上升,預計到2020年,我國煤系高嶺土煅燒加工產品下游行業市場消費需求量將達到665t左右。


從預測結果看,高嶺土加工行業應用需求總體呈現以下特征。

1)下游應用行業領域及應用范圍不斷擴大,對高嶺土加工產品的需求總量在持續增長。

2)涂料行業尤其是高端涂料,將逐步取代耐火材料,成為除陶瓷及造紙行業外的第三大高嶺土消費行業,到2020年,涂料行業高嶺土消費比重將達到10%左右。

3)耐火材料隨著國民經濟的轉型升級及整體行業產能過剩的影響,其對高嶺土需求當前處于飽和期,到2020年緩慢下降并維持在12t左右。

4)其他行業對高嶺土高端加工產品的需求將持續增長,主要是指尖端材料科學、特種工業陶瓷、國防軍工、農藥、石化、化妝品等。

陶瓷、造紙、涂料在未來較長時間內仍然是高嶺土的主要需求消費行業,尤其是新型陶瓷、高端造紙、高級涂料,對高嶺土的加工質量與品質的要求越來越高。另外,其他行業諸如國防軍工、特殊材料等領域的需求也在逐步上升,所以,我國應瞄準高尖端煤系高嶺土加工產業的發展,通過升級加工工藝及裝備水平,提升產業的競爭力,以在全球高嶺土市場中逐步取得相應的地位。

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