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我国煤系高岭土发展现状、产业关键技术及市场需求

发布日期:2018-08-09 作者:粉体技术网

煤炭开采过程中会产生大量煤矸石,当煤矸石中高岭岩含量超过80%的称为煤系高岭土,是中国特有、独具特色、有广阔利用前景的重要非金属矿产资源。


01我国煤系高岭土产业现状

目前,煅烧高岭土生产企业主要分布在山西、内蒙古等地,规模化4000目(125目)以上煤系煅烧高岭土企业约有10家,其中,山西有4家,实际产能为24t/a,;内蒙共有5家,实际产能为26t/a;河北有1家,实际产能为5t/a


煤系高岭土产业存在问题:

—是行业内煅烧高岭土企业规模小,管理成本偏高,技术研发、国际销售方面投入不足,造成产品单一,只能在国内市场打价格战。

二是煤矿设备大型化、采掘机械化后,将优质煤矸石与其他杂质混采在一起,使煤矸石资源综合利用受限制。

三是利用仍以低端开发或者原材料销售为主,影响了其深度开发利用。

02煤系高岭土生产关键技术

煤系高岭土的生产工艺一般是:破碎→除杂提纯→湿法研磨→分级→压滤→干燥→解聚→煅烧→解聚→包装。

1)综合除杂提纯技术

根据煤系高岭土与杂质矿物磁性、活性和密度的不同,可采用磁选、重选、化学等方法除去原矿中的含铁含钛杂质矿物。

利用煤系高岭土无磁性,部分含铁含钛杂质矿物如磁铁矿、钛铁矿、菱铁矿等有磁性的特点,采用磁选法可以除掉部分含铁含钛杂质矿物。

煤系高岭土的密度为2.6g/cm3左右,含铁含钛杂质矿物的密度为3.4-3.8g/cm3,利用两者间的密度差,在一定浓度和充分分散的条件下,实现重选分离,除去部分含铁含钛杂质矿物。

化学除杂法则是采用氧化-还原漂白方法除去部分铁杂质。

2)超细粉碎技术

煤系硬质高岭岩的主要特点之一是矿石形成过程中受到成岩作用,矿石多是沉积岩,加工过程中需要进行破碎、粉碎、超细粉碎等一系列降低原矿块度和细度的工序。其中,粉碎至325目(74μm)后,因超细煅烧高岭土产品性能的要求,需要进一步超细粉碎,将物料粒度加工到微米级或亚微米级。

高岭土超微细化的方法主要有干法超细化、湿法超细化、干湿混合法与纳米化法四种。

3)粉碎与干燥

干燥作业是将压滤作业产品进行烘干,是保证煅烧过程顺利进行的手段之一。

4)煅烧

煅烧是获取高白度、高质量煅烧煤系高岭土产品的关键作业之一,原料质量、煅烧温度、时间、气氛是影响煅烧产品白度的主要因素,其中尤以煅烧气氛控制最为重要。

传统工艺技术一般采用氧化或还原气氛静态煅烧,对原料的铁钛含量要求严格(Fe2O30.5%TiO20.8%),难以加工处理铁钛含量较高的原料,且产品在堆放一段时间后会返黄。

5)表面改性

煅烧高岭土的表面改性是一项非常重要的深加工手段,也是扩大煅烧高岭土应用领域和提高有机高分子制品质量的一条十分有效的途径。

表面改性剂的选择和应用是高岭土表面改性的关键技术,同时表面改性的工艺和设备也是表面改性技术很重要的部分。

6)加工设备

超细粉碎及精细分级技术是煤系高岭土最主要的深加工技术之一,其关键在于设备,但在该领域,日本、德国、美国、加拿大等国一直处于世界先进水平。

03煤系高岭土市场需求分析

煤系高岭土煅烧后,具有白度高、质地柔软、分散悬浮性好、绝缘和耐火等理化性质,可广泛应用于陶瓷制造、造纸、油漆涂料、生物化工等行业。

2020年我国煅烧高岭土下游行业需求预测


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665t左右。


从预测结果看,高岭土加工行业应用需求总体呈现以下特征。

1)下游应用行业领域及应用范围不断扩大,对高岭土加工产品的需求总量在持续增长。

2)涂料行业尤其是高端涂料,将逐步取代耐火材料,成为除陶瓷及造纸行业外的第三大高岭土消费行业,到2020年,涂料行业高岭土消费比重将达到10%左右。

3)耐火材料随着国民经济的转型升级及整体行业产能过剩的影响,其对高岭土需求当前处于饱和期,到2020年缓慢下降并维持在12t左右。

4)其他行业对高岭土高端加工产品的需求将持续增长,主要是指尖端材料科学、特种工业陶瓷、国防军工、农药、石化、化妆品等。

陶瓷、造纸、涂料在未来较长时间内仍然是高岭土的主要需求消费行业,尤其是新型陶瓷、高端造纸、高级涂料,对高岭土的加工质量与品质的要求越来越高。另外,其他行业诸如国防军工、特殊材料等领域的需求也在逐步上升,所以,我国应瞄准高尖端煤系高岭土加工产业的发展,通过升级加工工艺及装备水平,提升产业的竞争力,以在全球高岭土市场中逐步取得相应的地位。

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